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神奇纳米 开启智慧“组装”之旅

日前,国家科学技术奖励大会在北京举行,中国科学技术大学作为第一完成单位申报的“纳米结构单元的宏量制备与宏观尺度组装体的功能化研究”项目,夺得2016年度国家自然科学奖二等奖。纳米世界有哪些令人惊叹的地方?神奇纳米如何开启智慧“组装”之旅?记者深入中国科学技术大学,倾听该项目负责人俞书宏教授的精彩讲述,与你一起遨游纳米世界。$$超乎想象的纳米颗粒$$自然界中,出淤泥而不染的荷叶,之所以不沾水,就是因为荷叶拥有纳米细微结构,水珠在荷叶上滚动时,可以粘起叶面上的灰尘。飞檐走壁的壁虎,拥有神奇的攀爬能力,是由于它的脚趾长有纳米级铲状绒毛,特殊的纳米结构让其拥有超强的黏附能力。人的牙齿之所以具有很高的强度,也是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成。$$神奇的纳米颗粒,拥有超乎想象的能力,然而纳米到底是什么呢?俞书宏介绍,纳米是一种长度单位,就像米、分米、厘米一样,只是纳米小到肉眼根本看不见。具体而言,一纳米等于十亿分之一米。形象地说,一纳米的物...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 安徽日报2017-02-07
《国际学术动态》2006年03期
国际学术动态

复合材料及纳米工程研究的新进展

第12届国际复合材料及纳米工程会议(12thA nnual International Conference on Com posites/N ano E ngineering,ICCE-12)于2005年8月1~6日在西班牙Tenerife举行。八月的Tenerife火山岛风和日丽,该岛是西班牙金丝雀群岛中的最大的岛之一,位于北纬28°和西经16°,在大西洋中靠近非洲西海岸处,一直是世界上著名的旅游和度假胜地。共有来自50多个国家的650余名代表参加了会议,会议由包含10多个中国科研机构在内的106个学术组织联合举办。会议邀请了9名在国际复合材料和纳米工程方面有杰出贡献的著名学者进行主题发言,他们分别对当前复合材料和纳米工程领域中关键问题进行了演讲。会议还有26个邀请发言,此次大会分为10个分会场。其中华中科技大学马南钢担任金属纳米复合材料分会主席,并宣读论文《有序阵列在急冷M g-M gO-M g2N i复合材料中的生长和纳...  (本文共8页) 阅读全文>>

《新技术新工艺》2015年03期
新技术新工艺

表面机械自身纳米化研究进展

的晶粒取向趋于随机,多取向的反复机械塑性变形,位错的交换作用,可以使表面塑性变形的晶粒细化至纳米级[20-24]。1.1板状材料自纳米化制备方法板状材料自纳米化制备方法是一种采用非平衡加工工艺的处理方法,即外加重复载荷作用于金属材料表面,增加多晶体金属材料表面的自由能,使表面组织产生不同方向的强烈塑性变形,从而逐渐将材料表层的粗晶组织细化至纳米量级[25]。材料表面自纳米化的原理如图1所示。在材料进行表面自纳米化操作之前,首先将平板状材料固定于容器的上壁,容器内充满惰性保护气体。底部放置适当尺寸的不锈钢或硬质钢球弹丸。整个容器在底部振动发生器的带动下做平行于纸面的上下振动。弹丸在振动发生装置的带动下,沿着各个方向与平板状材料发生碰撞。弹丸与样品碰撞的局部因应力较复杂,易发生塑性变形(图1b中虚线表示变形区的大小和范围)。随着弹丸与板状材料碰撞次数的增多,塑性变形区域内由于碰撞产生位错相互作用,相互交叠,使大晶粒被逐步切割形成亚晶...  (本文共5页) 阅读全文>>

《热加工工艺》2009年20期
热加工工艺

金属材料表面自纳米化及其研究现状

纳米材料自问世以来,就以其独特的优异性能如高强度、良好的塑性变形能力(包括超塑性)、高比热、高热膨胀系数以及独特的理化性能等引起了人们的高度重视。一直以来,人们对纳米材料进行了广泛而深入的研究。在纳米材料的制备技术、制备方法、性能及其应用领域的探索和拓展等方面都取得了长足的进步。很多工程上的应用只需要改善材料的表面性能,就可以提高整个材料的综合服役性能和使用寿命,因为材料的失效一般源于材料的表面,如材料的疲劳、磨蚀疲劳、腐蚀、摩擦磨损等。另外,为了改进一些常见的材料加工工艺,如材料的表面渗氮、渗铬,异种金属材料的固态扩散焊接等,迫切需要改善材料的表面性能。显然,把纳米技术与表面改性技术相结合,实现材料的表面纳米化,将是一个非常有潜力的领域。近年来,徐滨士等[1-2]提出纳米表面工程的概念,为材料表面改性开创了新的途径。在2000年国际纳米材料大会上,卢柯[3]等提出的结构材料表面纳米晶化被认为是最有可能在结构材料上取得突破的纳米...  (本文共4页) 阅读全文>>

《热处理技术与装备》2008年01期
热处理技术与装备

浅析表面自身纳米化及其应用进展

0前言表面纳米化处理是近几年表面强化方法研究的热点之一。这种技术将纳米晶体材料的优异性能与传统工程金属材料相结合,在工业应用上具有广阔的应用前景。众所周知,工程结构材料的失效多始于表面,而且材料的疲劳、腐蚀、磨损对材料的表面结构和性能很敏感。因此,表面组织和性能的优化就成为提高材料整体性能和服役行为的有效途径。1999年,Lu等[1]提出了金属材料表面自身纳米化(Suface Self-Nanocrystallization,SNC)的概念,即在材料自身表面形成具有纳米结构的表面层。纳米结构表层与基体之间没有明显的界面,处理前后材料的外形尺寸基本不变。这种表面自身纳米化技术,一方面克服了目前三维大尺寸纳米晶体材料制备的技术困难,另一方面又将纳米材料的优异性能应用到了传统工程材料的表面改性技术中。因此,这种新材料新技术具有很大的工业应用价值。目前,表面纳米化的研究主要集中于机械加工的方法。本文将简要介绍表面自身纳米化处理的技术特点...  (本文共5页) 阅读全文>>

《材料导报》2007年04期
材料导报

塑性变形诱发表面自纳米化的研究及其应用

0前言纳米晶体材料是指晶粒尺寸在纳米量级(100nm以内)的单相或多相多晶体材料。由于晶粒尺寸极小,纳米晶体材料中晶界的体积分数极高。由式(1)可以看出,当晶粒直径d小于5nm时,晶界的体积分数C将超过50%[1]。C=3Δ/d(1)式中:Δ为晶界宽度。因此,纳米晶体材料一般被看成是由晶粒和晶界组成的两相结构。正是由于纳米晶体材料的这种独特的结构,才使其表现出优异的性能,如高强度、良好的塑性变形能力(包括超塑性)、高比热、高热膨胀系数以及独特的理化性能等[2]。然而,要单纯地制备出大块、实用的纳米金属材料,在目前的技术水平下还难以实现。它的制备工艺复杂、成本高;制备的块体纳米材料尺寸和形状受到很大的限制;制备的块体纳米材料的内界面还存在污染、氧化、应力以及孔隙等,使纳米晶体材料的优异性能难以充分发挥[3]。所以,它还远远不能满足工程实践的需要,即使要获得试验研究用的理想块体纳米晶体样品也较困难。幸运的是,很多工程上的应用只需要改...  (本文共6页) 阅读全文>>