包壳材料的辐照损伤及腐蚀模拟实验研究.pptVIP

课题01: 零维纳米单元构筑宏观尺度纳米结构及其环境敏感性研究 课题负责人：朱贤方 厦门大学中国澳大利亚联合功能纳米材料实验室 中国科学院固体物理研究所 1.1纳米粒子(np)和纳米孔(nc)反对称关系 np: 表面负曲率、表面张应力、低”德拜温度”、低熔点、易脱附 nc: 表面正曲率、表面压应力、高”德拜温度”、高熔点、易吸附 1.2 纳米粒子和纳米孔不稳定性 零维纳米结构大面积可控制备组装技术研究基础 * 项目名称：面向环境探测的宏观尺度纳米结构 的构筑与应用基础研究 (申请纳米研究之 三、2.方向) 项目负责人： 孟 国 文 申报单位：中国科学院合肥物质科学研究院 参加单位：中科院固体所、清华大学、 浙江大学、山东大学、厦门大学 重大科学研究计划项目申请内容介绍 ? 课题设置及承担单位 本项目设置如下5个课题： 01课题：零维纳米单元构筑宏观尺度纳米结构及其 环境敏感性研究；(厦门大学、固体所) 02课题：宏观尺度纳米线阵列的构筑及其对微流体 响应特性研究；(固体所、浙江大学) 03课题：宏观尺度异质复杂纳米结构设计、构筑的 新原理与新方法研究；(固体所) 04课题：用于有害气体痕量探测的大尺度纳米结构 的无束缚可控生长研究；(清华大学) 05课题：由纳米孔构筑的宏观尺度金属纳米材料的 功能化设计。 (山东大学) 国内外研究现状和发展趋势 零维纳米结构正由单相、个体、随机生长迈向多相、多元可控复合制备和大面积、周期、有序组装, 以期实现其功能化。 其功能化目标之一:利用零维纳米结构极强表面吸附和其他化学物理特性构筑环境传感器, 实现对人类生存环境和生物环境成本低、高度灵敏监测和检测, 以确保人类安全和生命健康。 ?国内外研究现状和发展趋势 基于单个金属纳米颗粒的气敏探测器件 贵金属纳米颗粒对被测分子的吸附，会引起纳米颗粒的表面等离子体振荡峰(SPR)移动，实现气敏和生物化学环境检测。 朱贤方等, 未发表工作 ?国内外研究现状和发展趋势 基于纳米球壳结构的敏感生物环境传感器 Mei理论模拟预言,相对单相银纳米颗粒, 生物环境中有机玻璃/银有机无机纳米球壳复合结构使SPR共振峰红移到生物窗口，且峰宽变窄,峰移更快和敏感。 峰移更敏感 PMMA/Ag纳米球壳结构 被检测生物分子 300-1100nm 生物窗口 峰宽变窄 峰位红移 存在的问题 1、非平衡低维(尤其是零维)纳米结构不稳定性问题尚未正确理解和控制; 2、缺乏对零维纳米结构表面结构和物理化学性能(如吸附性能)真正理解和设计,目前仅局限于其大表面积效应理解; 3 、 较少打破传统材料种类局限, 进行零维纳米结构复合(或者复合结果很差), 尤其是有机无机球壳纳米结构复合； 4、缺乏成本低可操作性强的宏观大面积周期、有序可控组装技术; 5 因此,零维纳米结构传感器尚存在信号弱、敏感性差、信号不稳定、重复差、信号不可设计和工艺不可确定等一系列严重问题。 厦大固体所相关研究基础 1、零维纳米结构不稳定性研究； 2、零维有机无机纳米球壳结构复合技术研究； 3、零维纳米结构大面积可控制备组装技术研究 4 、零维纳米结构大面积环境传感器原型研究 Zhu XF, J Phys: Condensed Matter, 15(2003) L253-261, Zhu XF et al, Inter J Nanotechnology, 3(2006) 492-516(特邀综述), 零维纳米结构不稳定性研究基础 因受与纳米曲曲率有关的表面能驱动 np 膨胀融化 nc 收缩凝聚 比经典热力学描述的要快 零维纳米结构不稳定性研究基础 Zhu XF, J Phys: Condensed Matter, 15(2003) L253-261, Zhu XF et al, J Phys: APL, 79(2001) 3416-3418 预言结果 零维有机无机纳米球壳结构复合技术研究基础 特点: 制备出单分散(直径分布均匀、表面光滑)的PMMA纳米球芯; 利用硅和硫官能团表面改性实现了键性过渡; 在纳米尺度, 实现了PMMA球芯表面银膜均匀致密包覆; 克服纳米粒子极大表面能,实现了纳米粒子间较好机械分离; 为下一步零维纳米结构大面积优越性能传感器组装打下了良好基础 100 nm 包覆银前PMMA纳米粒子 包覆银后PMMA/银纳米球壳结构 零维纳米结构大面积可控制备组装技术研究基础 3.1高度可控纳米光刻阵列结构 特点： 加相应软件可在任何扫描电镜上实现; 花样图案完全由计