关于科研工作方法和实验室建设的一些体会教学教案.ppt

关键问题 之前的实验研究都是用欧拉梁模型计算杨氏模量。但欧拉梁模型是忽略了切变和旋转的简化的经典模型。 碳纳米管是各向异性的材料，理论研究也已经证实。 ---问题:经典模型是否还适合碳纳米管的力学特性，欧拉梁模型是否还适合碳纳米管这种各向异性的纳米材料 之前的实验都是基于单点的测量，无法验证理论是否适用。 ---问题：是否能通过实验验证理论的适用性。 2．制定研究方案和研究内容 要选择能给出明确结果的研究方法，切忌做了研究还是说不清。 前沿的问题有时也是挑战现有研究手段的极限，要尽可能排除各种可能因素，把实验做的干净清楚。 另外，要从不同的角度研究同一个问题，排除其它可能，使结果没有悬念。研究要全面,要提供不同角度不同层次的充足的证据。 3．实施研究 研究过程要细致，认真，要充分关注细节。实验记录和工作记录要详细清楚。 要知道自己在做什么，为什么做。 做实验要认真仔细，要特别注意与自己预期不同的现象和结果。 要从多方面多角度去证明自己的结论。 特别要注意亲自做研究，要检查学生的原始结果，由合作者完成的部分要详细了解细节。最好实验一起做。不能光听别人说结果。 比如： 钛酸纳米管的工作(举例1) 比如碳纳米管力学特性的研究（举例2） 关于氧化钛纳米管结构的确定 我们首次合成出了高纯度的纳米管样品，得到了高质量的X射线衍射数据，证明了氧化钛纳米管的结构不是基于三维TiO2结构的 。 G. H. Du,et al., Appl. Phys. Lett. 22 (2001) 3702. 对TiO2纳米管结构的否定 XRD结果 TiO2 纳米管 核心问题： TiO2 为三维封闭结构? 从本质来讲不喜欢管结构 150nm 系统的结构研究—XRD 研究 150nm 从XRD谱得到了一系列晶面间距。可用我们后面提出的钛酸管结构模型标定。 Q. Chen, et al., Acta Cryst. B, 4 (2002) 587 电子衍射 从电子衍射得到了一系列晶面间距和晶面夹角。可用我们后面提出的钛酸管结构模型标定。 螺旋管的发现 (a) An HRTEM image showing a single multi-walled nanotube with an inter-shell spacing of about 0.78 nm. (b) Fourier transformation of the selected area of (a). (c ) A cross-sectional view of a asingle nanotube showing the scroll nature of the nanotube. 通过绕轴旋转和对横截面的研究发现是纳米管，并且是螺旋管。 纳米管的成份 EELS spectrum from a single tube EELS spectrum from a larger area ? 对单根纳米管的成份分析表明纳米管中只有Ti和 O（不能排除有H），没有Na。 高分辨电子显微像及模拟 With helical angle Without helicity 从高分辨像获得原子排布的细节。可用我们后面提出的钛酸管结构模拟出来。 按被引频次排列 要注意：关键词的选择。 要会判断哪些是重要的文章，需要仔细读。有些只需读读摘要。 要特别关注：被引用多的文章，重要的研究组的文章，特别相关的文章…… 分析哪些组是在领域里有重要贡献的，比如Lieber组在纳米器件方面。哪些是偶尔出一篇文章的。 分析领域的状况（年代分布图） 跟踪重要的研究组几年所做的工作，可以发现一些别人的研究思路和研究方法。 Nanowire是个正在迅猛发展的领域 读文章 三个阶段： 1）先看摘要，有时也需跳跃性地扫扫，看看作者想说什么，判断是否相关、是否值得仔细读。 2）Introduction通常会说为什么做这个研究，Conclusion 通常会给出文章的主要结果。如果这个结论是重要的，你关心的，要大致读读文章，找出文章中最重要的地方，必威体育精装版颖最有价值的地方。 3）如果是非常相关或非常重要的文章，要仔细看内容，实验怎么做的，用的什么理论，具体结果和分析，如果得到结论，还有什么不清楚…… 带着问题读文章 “我如何用这个信息？” “是否真像作者宣称的那样？”“如果……会怎么样？” 理解文章 不等于明白结果是怎么得出的。更多地应该理解文章的工作目的，作者选择的研究方法，假设和假说是否现实合理，文章的工作建议了什么方向，关键问题在哪里，此研究方向不断发展将遇到的困难在哪里，文章的关键点在哪里…… 对于好的文章要仔细学习，不仅学习科学内容,还可学习研究方法和写作方法。 并非Nature，Science上的文章就是最好的文章。