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纳米材料特性:尺寸和形状的相关性

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体积 2012 |文章的ID 180976 | https://doi.org/10.1155/2012/180976

Grégory Guisbiers,塞尔吉奥Mejía-Rosales,弗朗西斯·伦纳德·迪帕克 纳米材料特性:尺寸和形状的相关性",《纳米材料 卷。2012 文章的ID180976 2 页面 2012 https://doi.org/10.1155/2012/180976

纳米材料特性:尺寸和形状的相关性

收到了 2012年12月06
接受 2012年12月06
发表 2012年12月30日

纳米科学和纳米技术是现代科学技术文献中使用最广泛的术语之一。纳米技术的概念第一次出现在著名的演讲中。底部有很大的空间这是物理学家理查德·费曼1959年12月29日在加州理工学院举行的美国物理学会会议上说的。费曼描述了一种操作单个原子和分子的能力可能被开发的过程,使用一套精确的工具来构建和操作另一套比例更小的工具,以此类推,直到所需的规模。他指出,在这个过程中,各种物理现象的大小变化会引起尺度问题:重力将变得不那么重要,而表面效应将变得越来越重要。这个词纳米技术最初由谷口诺夫(Norio Taniguchi)于1974年定义为:“纳米技术主要是由一个原子或一个分子对材料进行分离、固结和变形的过程。”纳米技术和纳米科学始于20世纪80年代早期,当时有两大发展:计算能力和材料建模的进步,以及扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等表征技术的显著进步。

纳米科学和纳米技术领域现在发展非常迅速。根据英国皇家学会的定义,纳米科学被定义为在原子、分子和大分子尺度上研究材料的现象和操作,在这些尺度上,材料的性质与更大尺度上的材料有显著不同。纳米技术是指通过在纳米尺度上控制形状和尺寸来设计、表征、生产和应用结构、器件和系统。纳米材料跨越了纳米科学和纳米技术之间的边界,并将这两个领域联系在一起。一般来说,纳米材料的尺寸至少在一维中是100纳米或更小。纳米结构的材料性能与本体不同,这是由于纳米尺度上的高比表面积和可能出现的量子效应。由于其科学和工业上的重要性,尺寸和形状效应对材料性能的研究引起了人们的极大关注。

因此,我非常高兴能够编辑这期特刊。在纳米科学和纳米技术这一快速发展的领域中,突出正在研究的最新和活跃的领域并向科学界突出它们总是很重要的。因此,这一特殊问题引出了几个密切相关但又不同的领域,这些领域正在积极地进行研究。在这期特刊上发表的论文按照它们的主题进行了分组:尺寸效应对机械性能的影响,尺寸效应对催化性能的影响,等等。

利用DFT计算,研究尺寸对量子点的结构和电子性质的影响,是本文的研究主题。B和p掺杂硅量子点的第一性原理研究曾晶、余华(H. Yu)著;他们发现量子点上的结构扭曲既取决于掺杂剂的种类,也取决于量子点的大小。这篇题为《Ag-Cu纳米棒的立方到四方相变由F. Delogu和M. Moscia描述了Ag-Cu纳米合金结构相变的分子动力学模拟结果。W. W. Zhang等人也使用计算方法研究了硅纳米线谐振频率的尺寸依赖性,他们的分子动力学模拟表明,在小尺寸下,表面重建对纳米线的振动特性有很大影响;你可以在论文中找到这些结果"双钳夹硅纳米线振动行为的分子动力学研究C. H. Wong和V. Vijayaraghavan的论文利用分子动力学模拟展示了单壁和双壁碳纳米管的纳米力学。在研究弹性特性的同时,D. X. Lei在论文中采用了更解析的方法来研究纳米接触的特性。剪切载荷下表面应力作用下纳米接触问题的弹性分析,“X. Wang和F. Wang在本文中研究了微悬臂梁的力学行为”。微悬臂板的尺寸相关动态行为D. Bracho等人研究了二氧化硅纳米颗粒在制备纳米复合材料中的应用。纳米二氧化硅的功能化在聚丙烯纳米复合材料中的应用在那里,他们报告了纳米复合材料的机械性能与二氧化硅颗粒大小的有趣相关性。D. Arivuoli和P. Antoniammal讨论了氮化镓的尺寸和形状对熔化温度的依赖关系,而Y. Li等讨论了纳米磁体中铁磁性的尺寸和形状的依赖关系。这篇题为《声电沉积法制备FePt纳米粒子的磁性能,描述了声电沉积法作为成功合成大量铁磁铁的简便方法45Pt55纳米粒子。研究了铁的合成及其胶体稳定性3.O4这篇论文强调了磁性纳米颗粒在热疗方面的潜在应用。四甲基氢氧化铵对磁性纳米粒子成核、表面改性和生长的影响作者:a.l. Andeade等。在报纸上"一步法制备壳聚糖包覆磁性纳米粒子k.m. Gregorio-Jáuregui等人提出了另一种生产磁性纳米颗粒的简单方法。

本文研究了粒径对玻璃碳负载金纳米颗粒催化性能的影响。葡萄糖电氧化用玻碳电极载金纳米颗粒:晶体取向的作用M. Guerra-Balcázar等人。Zhang Y.等人研究了金纳米颗粒的大小和形状对其毒性的影响。J. R. Applegate等人在一篇名为铂纳米颗粒催化甲醇-空气混合物的微尺度燃烧m.m. Mahlambi等人的研究表明,m-TiO2纳米催化剂具有应用于以太阳能为辐照源的水处理过程中污染物降解的潜力。

综述论文"金属和金属基纳米复合材料的火花等离子烧结等人将火花-等离子烧结过程描述为成功生成多种金属、合金和金属基纳米复合材料的有效方法。J. Koruza等人的论文"自上而下的处理 摘要“重点是建立一种直接的方法,以生产纳米粉体,对颗粒的大小有一个公平的控制。本文对量子点的合成进行了讨论。反相微乳液中聚阳离子封端CdS量子点的合成作者:K. Lemke和J. Koetz。López等对锌-氧化锌核壳粒子的合成进行了描述和表征。a . Coyopol等人研究了硅纳米颗粒嵌在基质中的光学特性。不同直径的ZnS纳米颗粒的热致发光特性在一篇题为粒径对ZnS纳米粒子TL发射的影响及其动力学参数的测定l·r·辛格(L. R. Singh)和s·d·辛格(S. D. Singh)著。研究了两种不同类型TiO光照射下活性氧的生成2L. Fruk等人对纳米晶体进行了研究。S. Sprio等人关于生物矿化过程的论文描述了用于骨和骨软骨再生的混合羟基磷灰石/胶原蛋白支架的合成。最后,让我们介绍一个使用纳米颗粒的应用;一种使用SnO的无源电容传感器2纳米颗粒由M. Agarwal等人提出用于检测乙烯气体。

正如读者可能意识到的,符合这一问题的论文不仅与所研究的系统的性质有关,还与用于综合和测量的技术有关,而且还与对其研究对象性质的大小效应的强调有关。我们相信,我们生活在一个激动人心的时代,在这个时代,这些对大小的依赖既提供了挑战,也提供了机遇,如果我们采取适当的方法,这将为我们的发现和应用提供更多的空间,甚至超过足够的空间费曼的想法

格里高利Guisbiers
塞吉奥Mejia-Rosales
弗朗西斯·伦纳德迪帕克

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