纳米复合材料范文第1篇
1 SAICM 形成历程
2002年9月，南非约翰内斯堡举行的可持续发展世界首脑会议（WSSD）上，通过了为实现《21世纪议程》可持续发展目标而督促世界各国进行统一和实际行动的《执行计划》。根据该《执行计划》的授权，自2003年开始，联合国环境规划署（United Nations Environment Programme，UNEP）着手启动国家化学品管理战略（strategic approach to international chemicals management，SAICM）文本的拟定工作。此后，于2003年11月至2005年11月期间，UNEP组织召开了3次筹备会议和1次主席团扩大会议，就制定该战略方针的范围、目标、资金机制、指导原则等进行了多次磋商 。经国际社会的共同努力，2006年2月，在阿联酋迪拜召开的第一届国际化学品管理大会暨UNEP第9次特别会议和全球部长会议上正式通过了SAICM文本，包括《关于国际化学品管理的迪拜宣言》、《总体政策战略》和《全球行动计划》3部分。
为实现WSSD的2020年目标，SAICM提出了包括风险减少、知识与资讯、政策管理、能力建设和技术援助、非法国际贩运等几方面的总体政策战略以及237项行动计划。但由于各国化学品管理水平的差异，各方对SAICM的态度存在一定分歧，SAICM最终被定位为自愿性的。虽然被定位为自愿性的，但是SAICM的达成意味着化学品环境安全管理步入全球化时代，必将会对各国特别是包括中国在内的发展中国家的化学品生产、使用及安全管理产生重要影响。
2 SAICM 实施国际进展
2.1 定期召开国际化学品管理大会，对SAICM 进展进行评估审查
国际化学品管理大会（international conference of chemicals management，ICCM）作为SAICM的执行机构，负责定期对各国、各区域SAICM的实施进展进行审查。截至目前，已分别于2006、2009、2012年召开了3届国际化学品管理大会。
2006年2月4-6 日，ICCM 1在阿联酋迪拜举行。会议对SAICM总体政策战略进行了全面讨论，重点就SAICM的范围、资金安排、原则方法和实施进行了深入磋商，最终通过了《关于国际化学品管理的迪拜宣言》、《总体政策战略》和《全球行动计划》（global plan of action，GPA）。
2009年5月11-15日，ICCM 2在瑞士日内瓦举行。会议审议确定了风险减少、知识与资讯、政策管理、能力建设和技术援助、非法国际贩运这五大目标项下，用于评估SAICM实施进展的20项指标。会议将含铅涂料、产品中的化学品、电子产品全生命周期内的危险物质、纳米技术和人工纳米材料等作为新的和正在出现的政策性议题，同意对全氟化学品（perfluorinated chemicals，PFCs）管理及安全替代物进行研究。同时，确定了审议新出现政策性议题的程序以及将新活动加入GPA的增补程序。此外，ICCM 2还确定成立不限名额工作组会（open—ended working group，OEWG）作为大会的附属机构，承担新出现政策问题的讨论、筹备大会等闭会期间的一系列工作。
2011年11月l5-18日，不限成员名额工作组第一次会议（OEWG 1）在塞尔维亚贝尔格莱德Sava Center会议中心举行。本次会议作为ICCM 3召开前的一次技术预备会，重点讨论了ICCM 2上提出的5个新的和正在出现的政策性议题在闭会期间所做的工作，分别形成了议题草案，此外还包括卫生部门战略、筹备ICCM 3和联合国可持续发展会议等事项，会议成果提交ICCM 3大会审议。
2012年9月17-21日，ICCM 3在肯尼亚内罗毕举行。会议依据ICCM 2确定的审议新出现的政策性议题的程序，审议了OEWG 1提交的关于含铅涂料、产品中的化学品、电子产品全生命周期内的危险物质、纳米技术和人工纳米材料、PFCs管理及安全替代物等议题草案，并确定将干扰内分泌化学品（endocrine disrupting chemicals，EDC）问题作为一项新的正在出现的政策性议题，邀请有关各方进一步开展相关工作。此外，会议还审议了关于加强卫生部门战略的案文。
2.2 设立快速启动方案，支持各国实施SAICM活动
为支持帮助发展中国家、最不发达国家、小岛屿发展中国家和经济转型国家开展SAICM实施的初期能力建设，2006年，ICCM 1通过并设立“快速启动方案”（quick start programme，QSP）。该方案下包括1项自愿且附有时限的信托基金，邀请各国政府、各区域经济一体化组织、各政府间组织和非政府组织向该自愿信托基金捐款，以支持SAICM的实施活动。截至目前，QSP信托基金执行委员会已批准执行了147个项目，资金总额约为31 243美元，涉及104个国家和地区及l6个民间社会组织，其中包括54个最不发达国家和/或小岛屿发展中国家。
在QSP项目的支持下，一些发展中国家及最不发达国家和/或小岛屿发展中国家编制了自己国家的化学品管理国家档案，全面评估了本国化学品管理的能力，为下一步建立健全化学品安全管理提供了基础。
鉴于ICCM 1确定的QSP时限是2012年底，但为确保正在执行的QSP项目能继续获得供资，方便为发展中国家执行SAICM提供长期、稳定、充足的资金援助，ICCM 3就是否延长QSP期限问题进行了磋商和讨论，最终各方同意按照QSP的现有授权，在QSP资助范围不变的前提下，将QSP的时限延长至2015年。
2.3 化学品管理逐渐成为热点，新的化学品问题不断出现
随着贸易的全球化，化学品引发的环境污染问题也日趋严重，化学品环境安全问题已经成为全球普遍关注的热点问题之一。为力争在2020年前，将化学品的生产、使用方式对人类健康和环境产生重大的影响降到最低，最大程度地保护人类和环境，在SAICM框架下一些国家和非政府组织陆续提出了新的或正在出现的化学品问题，经过ICCM 2、ICCM3会议的磋商和讨论，并根据ICCM 2第Ⅱ/4号决议所载的“审议新出现的政策性议题的程序”，最终将含铅涂料、产品中的化学品、电子产品全生命周期内的危险物质、纳米技术和人工纳米材料、EDC等问题作为新的正在出现的政策性问题，同意继续开展有关PFCs管理及安全替代物的研究，邀请国际社会和有关组织继续在这些领域内开展项目研究，加强国际合作，提高意识。
关于含铅涂料问题，项目的实施者——消除含铅涂料全球联盟倡议设立国际铅中毒预防行动日，鼓励各利益相关方参与消除含铅涂料全球联盟的活动，并逐步在全球范围内消除含铅涂料的使用。
关于产品中的化学品问题，UNEP将儿童产品/玩具、电子产品、服装、建筑材料作为案例，开展产品中的化学品信息交换研究，并通过开展国际合作行动，推动建立和扩大产品整个生命周期过程中的化学品信息交流。
关于电气及电子产品全生命周期内的危险物质问题，在避免与巴塞尔公约下已开展活动重复的前提下，在GPA中开辟一个新领域，将电子产品环保设计、无害环境制造、电子废物的无害环境管理和提高认识等具体活动列入其中。
关于纳米技术和人工纳米材料问题，建议在GPA中开辟一个包含纳米技术和人工纳米材料的新领域，拟将在利益攸关方之间促进纳米技术和纳米材料方面的信息交流、风险评估、开展相关培训活动和公众对话等具体活动列入GPA。
关于PFCs管理问题，UNEP通过成立自愿性的全球全氟化学品小组，在全球范围内开展PFCs调查，有关替代物质和技术信息的收集和交换，涉及成员包括欧盟、美国、瑞士等20余个国家和地区。
关于EDC问题，SAICM秘书处邀请各利益攸关方参与现有活动，就EDC开展国际合作行动，包括提供最新信息和科学建议、促进信息交流和宣传、提高各国尤其是发展中国家和经济转型国家EDC评估能力，以及开展案例研究和提供咨询等，以实现提高政策制定者及其他利益攸关方对EDC认识和理解的总体目标。
3 国内SAICM 实施进展
SAICM作为健全化学品管理积极有效的工具，为推进发展中国家和经济转型国家提高化学品管理意识、加强化学品能力建设、提高化学品安全管理水平发挥了积极作用。我国是化学品生产、使用大国，一贯重视化学品管理，在提升化学品管理意识、加强化学品能力建设、建立健全化学品管理体系、开展基础研究等方面开展了许多工作。
3.1 修订国内化学品管理法规，逐步完善化学品管理体系
为促进SAICM的国内实施，借鉴国际先进的化学品管理理念，建立健全化学品管理制度，近年来，我国修订并发布多个化学品管理法律法规，包括《危险化学品安全管理条例》、《中华人民共和国监控化学品管理条例》、《消耗臭氧层物质管理条例》、《农药管理条例》等。环境保护、工业和信息化、卫生、安全监管等部门也在各自主管领域内发布了多个专项化学品管理法规或政策文件，如《危险化学品环境管理登记办法（试行）》、《新化学物质环境管理办法》、《危险化学品登记管理办法》、《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》、《危险化学品经营许可证管理办法》、《农药管理条例实施办法》、《危险化学品“十二五”发展布局规划》、《危险化学品安全生产“十二五”规划》、《化学品环境风险防控“十二五”规划》等法规和规划。此外，各个化学品管理部门通过各种渠道开展化学品安全管理的宣传，加强对企业的引导，增强企业责任关怀意识，逐步提升企业的安全环保水平。
3.2 加强基础研究和管理能力，应对新出现的政策性问题
为应对新出现的政策性问题，我国相关部门和机构也开展了一些前期的、基础性研究工作，主要体现在以下方面。
在含铅涂料方面，已将“逐步减少含铅油漆、涂料、焊料的生产和使用”写入《重金属污染综合防治“十二五”规划》，把一氧化铅、四氧化三铅、醋酸铅、碱式碳酸铅、硬脂酸铅、环烷酸铅、异辛酸铅、辛酸铅、松香铅皂、铅铬黄和钼铬红颜料等含铅原料列入了《“高污染、高环境风险”产品目录》。鼓励积极开发更好、更安全的替代产品，防止儿童接触含铅涂料，尽量减少对含铅涂料的职业性接触。
在产品中的化学品管理方面，以儿童产品/玩具为例，国家质检总局发布了一系列部门规章及标准，对儿童产品/玩具中的重金属等提出了含量限制要求。2007年，为规范儿童玩具召回，预防和消除儿童玩具缺陷可能导致的损害，保障儿童健康和安全，国家质检总局发布了《儿童玩具召回管理规定》。2009年，发布了《强制性产品认证管理规定》，将童车、电玩具、塑胶玩具、金属玩具、弹射玩具、娃娃玩具6种玩具列入强制性认证产品目录，只有获得认证后方可出厂、销售、进口或在其他经营活动中使用。国家标准层面，还发布了《国家玩具安全技术规范》（GB 6675-2003）、《玩具用涂料中有害物质限量》（GB 24613-2009）、《儿童家具通用技术要求》（GB 28007-2011）等强制性标准。 在电气及电子产品全生命周期中的危险物质管理方面，我国已初步形成了包括国家法律、部门规章在内的法律体系，颁布了《固体废物污染环境防治法》、《电子信息产品污染控制管理办法》、《废弃电气电子产品回收处理管理条例》、《电子废物污染环境防治管理办法》等。制定了相关配套政策，对电气和电子产品生产者、进口者和销售者的责任、产品设计方案、生产材料的使用、信息公开、废弃电子产品的回收和处理等全生命周期过程都进行了相应规定，建立了较为完善的管理体系。 在PFCs管理和研究方面，我国自2006年起就开展了全氟辛烷磺酸盐（perfluorooctanesulphonate，PFOS）的跟踪和相关调查工作，初步掌握了其生产、使用以及替代情况。作为POPs公约的缔约国，2013年8月30日，十二届全国人大常委会第四次会议决定批准《<关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约>新增列九种持久性有机污染物修正案》，正式启动了斯德哥尔摩公约国家实施计划（NIP）的更新工作，将PFOS纳入到国家实施计划中，建立更加详细的生产、使用、进出口、库存和废物等清单，开展全面的社会经济影响和替代品/技术评估，制定符合公约要求的战略行动计划和限控措施。 在纳米技术和人造纳米材料方面，国家通过“国家攻关计划”、“863”计划、“973”计划的实施，积极投入力量和资金，使纳米的研发水平获得了很大的发展，也陆续发布了一些国家标准。在EDC研究方面，国内一些科研机构以及高校通过申请自然科学基金项目的形式，在特定领域内开展了关于部分内分泌化学品环境和健康影响的初步研究。 3.3 积极申请QSP项目，提高化学品管理能力 为提高我国化学品管理能力建设，促进SAICM的国内实施，我国也积极申请QSP项目。2009年，设在清华大学的巴塞尔公约亚太区域中心申请执行“部分亚洲国家多氯联苯管理能力提高和信息交换”快速启动项目。项目选定柬埔寨、老挝、巴基斯坦和斯里兰卡4个国家，通过制定国家多氯联苯（polychorinated biphenyls，PCBs）管理战略、召开专家咨询会等国家活动，开展区域PCBs现状分析、建设区域PCBs信息交换平台、设计区域信息交换机制等区域活动，提高了亚洲部分国家/机构的PCBs管理能力。该项目在提高我国PCBs管理能力的同时，通过亚太区域合作，进一步提高了亚太区域其他国家的化学品管理能力。 2011年，北京大学申请执行“促进中国化学品环境无害化管理的国际化学品管理战略方针（SAICM）实施能力建设项目”快速启动项目，为我国实施SAICM进行能力准备。项目包括更新编制国家化学品管理基础状况，评估国家实施SAICM的能力，识别国家实施SAICM的主要差距、需求和未来优先性领域，制订中国实施SAICM的初步行动计划等内容，以提高我国实施SAICM的能力，促进建立持续实施SAICM的相关技能、规程和机制。 4 对策建议 我国是化学品生产、使用及进出口大国，但在化学品管理方面与发达国家还有较大差距，实施SA1CM将有助于全面提升各部门、各层面化学品的管理意识，提高政府化学品管理水平，并促进我国化学品管理能力建设。 4.1 制定国家化学品管理战略，加强化学品全过程管理 化学品环境管理既要保障环境安全、人类健康，又要考虑社会、经济利益，是一项长期而复杂的任务。欧美等发达国家都普遍制定了适应本国国情的化学品环境管理体系和管理战略，我国有关部门虽然在各自主管领域制定了不同的化学品管理法规或政策，但在国家层面缺乏化学品综合管理政策，缺乏对化学品全过程行之有效的管理，还不足以应对和解决化学品及相关行业发展面临的一系列已经和可能出现的环境问题。因此，建议将化学品管理提升至国家层面，制定化学品国家综合管理战略，理清管理思路，明确管理对象、目标和原则，逐步健全化学品环境管理体系，加强化学品全过程管理，防控化学品风险。 4.2 制定化学品环境管理专项法规，加强化学品环境管理 同国外发达国家相比，我国在化学品安全生产管理领域制定了比较齐全的法规、制度，但在环境管理领域还未建立较为完善的法规体系。《危险化学品安全管理条例》（国务院第591号令）虽然涉及一些危险化学品环境管理的内容，但SAICM推行的化学品全过程环境管理制度还未建立，环保部门虽然在新化学物质、有毒化学品、危险化学品等方面有专门的管理制度，但都是法律效力较低的部门规章，涉及的化学品种类也非常有限。因此，建议尽快制定化学品环境管理专项法规，从法律层面上保障SAICM在我国的顺利实施。 4.3 建立部际间协调机制，推动SAICM 全面实施 SAICM涵盖领域广泛，涉及环境、经济、社会、卫生和劳工等与化学品相关联的诸多领域，相关内容涉及国内众多主管部门。为保证SAICM的顺利实施，建议尽快建立实施SAICM 的部际间协调机制，组建SAICM实施部际协调小组，明确牵头部门及各成员单位的职责，进一步加强环保、工业、卫生、农业、安监、商务、财政等部门间的沟通与合作，促进各项化学品管理政策的协调性及有效实施，全面提升我国的化学品管理能力。 4.4 加强基础研究和能力建设，提高化学品管理水平 SAICM框架下不断增加新的内容，实施并开展SAICM活动对于我国而言面临巨大挑战。如ICCM2、ICCM 3上确定6项新的政策性问题，在我国涉及领域广泛，相关基础研究不足，对我环境、健康及相关行业发展存在潜在风险。建议增加资金投入，加强基础研究，提高管理人员素质，组建专家、技术支持队伍，密切跟踪国际动态，引导相关产业行业健康发展。 4.5 加强宣传，提高意识，鼓励工业界参与SAICM实施 SAICM强调政府、政府间组织、非政府机构及工业界共同参与对化学品的管理。我国化学品生产/使用企业数量众多，但化学品管理水平、生产/使用技术、环境安全意识与发达国家相比还有较大差距，一定程度上阻碍了我国相关化学品管理政策、制度的落实和实施。因此，建议对企业加强化学品安全管理重要性的宣传，同时，在制定相关法律、法规、政策时，扩大工业界参与的范围，逐步提高企业的化学品风险防范意识。（摘自《现代化工》）
纳米复合材料范文第2篇
摘 要：锂离子电池在实际应用过程中，电极材料会因为锂离子的应用，出现电池失效现象。应用中空无机非金属纳米材料可实现锂离子电池电极空腔体积与壳层厚度的调整，以满足电极材料在充放电过程中的膨胀、收缩需求，提升锂离子电池使用性能，降低电池失效现象的产生。基于此，从中空无机非金属纳米材料相关概述出发，在文献资料梳理下，就锂离子电池的中空无机非金属纳米材料制作方法进行了简要分析，以供参考。
关键词：锂离子电池;中空无机非金属纳米材料;材料研究
引言：锂离子电池作为二次电池，兴起于上世紀九十年代，在不断发展过程中具备了大能量密度、充电快速、充电效率高、输出功率大、低环境污染、自放电小等特征，并被广泛应用于日常生产与生活中。在锂离子电池应用过程中，其性能的优化与作用的发挥与电极材料存在密切关联性。加强锂离子电池电极材料的研究已经成为人们关注的重点。鉴于此，本文主要对用于锂离子电池的中空无机非金属纳米材料如下分析，以期明确中空无机非金属纳米材料应用优势，探寻电极材料制备创新方法。
1中空无机非金属纳米材料
“中空无机非金属纳米材料”主要是指具备中空结构的无机非金属材料。而为无机非金属材料（inorganic nonmetallic materials）是除有机高分子材料、金属材料外，对其他材料的统称，主要以一些元素的氧化物、氮化物、硼化物、硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等构成，最早形成于上世纪四十年代，并在不断发展中得到进步与完善，成为当前生活与生产中应用较为广泛的材料之一[1]。而在无机非金属材料应用过程中，利用模板法能够制备具有纳米级三维中空体系的无积分金属材料，可有效提升无机非金属性能，使其在能量存储、能量转化、气体探测中得到广泛应用。以锂离子电池为例，应用中空无机非金属纳米材料制备电极可有效增大电极与电解液之间的接触面积，增强反应活性位点。与此同时，中空无机非金属纳米材料功能化壳层，能够有效适应锂离子电池充放电过程中颗粒的膨胀、收缩，降低电池失效现象的产生，以推动锂离子电池优化发展，为能源应用与节约提供创新发展路径。
而在锂离子电池中空无机非金属纳米材料制备过程中，传统模板法所制备材料多为球体结构，在实际应用过程中存在一定的限制。对此，如何在改变形貌的同时，有效控制高曲率与残余应力的影响，实现冗长壳沉积的去除，提升操作简便性，实现产品质量、经济、品质的协调发展成为人们关注的重点。对此，有必要对用于锂离子电池中空无机非金属纳米材料进行研究，在明确其应用价值的同时，创新实用性强、操作简便的中空无机非金属纳米材料制备方法。
2用于锂离子电池的中空无机非金属纳米材料制备方法
2.1中空无机非金属纳米材料制备之“柯肯达尔效应”
柯肯达尔效应（kirkendall effect）是现阶段中空无机非金属纳米材料制备的重要方法之一。它能够使两种或两种以上扩散速率不同的金属在一定条件下产生缺陷，从而使原本实心的颗粒成为具备中空结构的纳米材料。在用于锂离子电池的中空无机非金属纳米材料制备过程中，应用柯肯达尔效应具有显著的优势。一方面，在材料制备过程中无需利用模板，实现制备步骤的缩减，有利于节约电极材料制作成本，提升材料制备的可操作性，满足电极材料大规模生产需求;另一方面，柯肯达尔效应基于固态物质扩散现象，能够在不利用层状材料的情况下，实现二元及以上复杂结构材料的合成，简化材料制备条件[2]。例如，可根据Mn与Ni原子向外扩散与O原子向内扩散存在的速率差，进行具备中空结构0.3Li2MnO3·0.7Li Ni0.5Mn0.5O2锂离子电池负极材料的制作。该材料的应用可有效提升锂离子电池放电性能，实现室温条件下200mAh/g的放电电流密度，并在100次循环后仍具备201mAhg-1可逆比容。由锂离子电池工作原理可知，锂离子电池在充分放电过程中，锂离子会在正负电机之间进行嵌入和脱嵌。在此过程中，锂离子的嵌入和脱嵌性能与锂离子电池正负电机内部结构存在密切关联性。而
黑铁钒矿VOOH与次铁钒矿VO2由于具备高离子导电率、高能量密度等优势，应用于锂离子电池电极材料制备中，可有效提升锂离子电池性能，增强锂离子电池应用安全性。对此，可利用柯肯达尔效应进行锂电池电极材料制备，如利用L-半胱氨酸将V（IV）O（acac）2还原成V10O14（OH）2，并使其在水解作用下生成黑铁钒矿VOOH片状结构，使其附着在V10O14（OH）2表面，与V10O14（OH）2之间形成空隙，随着V10O14（OH）2的消失以及黑铁钒矿VOOH的部分氧化，将得到具有中空海胆状结构的次铁钒矿VO2纳米材料，用作于锂离子电池电极材料，实现与电解液接触面积的扩大，促进锂离子嵌入、脱嵌效率的提升。
2.2中空无机非金属纳米材料制备之“溶剂热法”
溶剂热法（solvothermal method）是基于水热法发生下形成的一种合成方法，主要以有机物或非水溶媒为溶剂，在一定条件下使混合物发生反应形成所需材料。在锂离子电池中的中空无机非金属纳米材料制备过程中，可应用溶剂热法进行实践。例如，Tang等学者在研究过程中，以水和乙醇混合溶液为介质，在溶剂热法作用下制备了具有中空结构的Li4Ti5O12并将其作为锂离子电池负极材料，实验表明，该材料的电化学性能相对较好，其电容量达到了114mAhg-1，在循环200次后，电容量仍可达到125mAhg-1。
3结论
总而言之，中空无机非金属纳米材料所具有的结构与功能可有有效提升锂离子电池电极材料与电解液接触面积，加快电解液扩散从而缩短锂离子迁移距离，降低锂离子电池充放电过程中锂离子嵌入与脱嵌的不利影响。对此，有必要认知中空无机非金属纳米材料制备方法，以提升材料应用性能，为锂离子电池优化发展奠定良好基础。
参考文献：
[1]高欣，裴广玲.静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物锂离子电池隔膜及性能[J].化工新型材料，2018（12）：85-89+93.
[2]王杰，何欢，李龙林，王得丽.用于锂离子电池的中空无机非金属纳米材料的研究进展[J].中国科学：化学，2014，44（08）：1313-1324.
纳米复合材料范文第3篇
复合材料因其比强度、比模量高的特点在汽车、船舶、以及飞机制造工业得到了广泛应用。但纤维增强复合材料具有各向异性的特点，其面内的抗拉强度与刚度较高，而层间性能较差。碳纳米管（CNTs）超强的力学性能为改善复合材料层间性能提供了新途径。纤维增强复合材料因为其比强度、比模量高以及质量轻的特点在汽车、船舶、以及飞机制造工业得到了广泛的应用。但复合材料层板的性能存在着各向异性的特点，其面内的抗拉强度与刚度较高，而抗压缩性能以及层间性能较差。例如复合材料层板吸收冲击载荷的能力十分有限，冲击后材料的性能会明显的下降，其原因是它的塑性较差并且界面相对薄弱。界面决定载荷从基体向增强体传递的效率，对于复合材料强度特别是偏轴强度在一定程度上起到决定性作用；对于复合材料的损伤累积与裂纹传播历程起一定影响。因而改善纤维复合材料层间性能也是提高复合材料综合性能的有效途径。
CNTs是新型功能材料，具有大的长径比、超高的强度和模量、韧性好、密度低、更兼具特殊的电子学性质，是复合材料的优秀改性剂和理想的功能、增强材料。其超强的力学性能可以极大地改善聚合物基复合材料的强度和韧性。相比于传统纤维，碳纳米管与树脂之间的应力传递效率要高出传统纤维10倍。并且碳纳米管具有各向同性的特点。因此，在传统复合材料中引入碳纳米管，借助其优良的力学性能、大长径比、各项同性等特点，成为了改善传统复合材料层间性能的有效途径。碳纳米管存在于裂纹前缘还可以通过架桥作用、碳纳米管的断裂以及碳纳米管的拔出吸收能量以减缓裂纹的扩展。从而提高其层间的断裂韧性以及使其具有一定的功能性。目前碳纳米管改性纤维复合材料的方法可分为以下3类：通过碳纳米管对于树脂基体的改性，改善复合材料的力学性能；通过碳纳米管对于纤维进行改性，从而增加纤维与树脂界面性能以及层间性能，从而综合提高复合材料的性能；通过碳纳米管对于预浸料进行改性，从而改善复合材料的层间韧性及其他性能。
一、碳纳米管改性纤维复合材料主要方法
碳纳米管分散在树脂基体中，能够起到增强界面，以及增强基体的作用。一方面能改善环氧树脂基体的力学性能。另一方面在纤维与树脂界面处CNTs的搭桥作用，可以有效传递应力，阻止裂纹扩展，增韧纤维与树脂界面。树脂的固化特性以及力学性能，也会受到碳纳米管的影响。但是由于分散在界面处的CNTs有限，对界面的影响较小；目前碳纳米管与聚合物进行复合的方法主要有3种：直接共混法、溶液共混法和原位复合法。直接共混法是工业上一种比较常用的方法，可进行规模化生产，此方法将碳纳米管直接分散在树脂基体中。溶液共混法是将碳纳米管与树脂共同分散在溶剂中进行混合或先将碳纳米管分散在溶剂中再加入树脂基体进行混合。原位复合法是指将碳纳米管与聚合物单体混合后进行单体聚合，这种方法中碳纳米管与基体的界面结合性能较好。
Zhiqi Shen[1]将CNTs与尼龙混合后制膜再与玻璃纤维组成复合材料层板，并研究了CNTs含量对材料的力学性能、热性能以及耐火性能的影响。实验表明，当碳管添加量高于2%时，复合材料层板的抗弯极限增高36%。Tugrul Seyhan[2]使用3辊研磨法（见图1），将环氧树脂与CNTs进行混合后通过真空辅助树脂传递模塑成型法制备了复合材料层合板。实验发现通过在树脂中添加质量分数为0.1%的胺基功能化的多壁碳纳米管后，复合材料层板的II型断裂韧性（GIIC）以及层间剪切强度分别提高8%与11%。但是I型断裂韧性没有明显的提升。通过SEM观察了碳纳米管的分布以及断口形貌，发现3辊研磨法对于碳管在樹脂中的分散优于声波降解法以及高速剪切法，并且CNTs在界面起到了增强作用。
Lars B ger[3]等使用3辊法将多壁碳纳米管（MWCNTs）混入RIM 135环氧树脂中，之后使用真空灌注工艺制备玻璃纤维复合材料，考察玻璃纤维复合材料的静态拉伸以及动态疲劳性能。通过扫描电子显微镜（SEM）观察发现，在树脂中存在着CNTs的团聚现象。作者通过检测复合材料拉伸过程中的电阻变化来判断初始裂纹的产生。经过测试发现，加入质量分数为0.3%的MWCNTs后产生初始裂纹的压力提高，疲劳性能也有所提高。V.Kostopoulos[4]将多壁碳纳米管使用3辊研磨的方法分散到双酚A树脂中，制成碳纤维复合材料层板后，研究了层板的冲击后性能。研究表明，经碳纳米管改性后的层板相比于未改性层板冲击后的压缩模量以及压缩强度都有所提高，并且冲击后的压缩-压缩疲劳寿命也有所提高。Naveed A.Siddiqui[5]等将碳纳米管进行表面处理后，先分散在丙酮中，再与环氧树脂均匀混合，探究了碳纳米管质量分数分别为0%、0.5%、0.7%和1.0%的环氧树脂的流变特性与固化特性，得到结论为：环氧树脂的黏度随着碳纳米管含量的增加而增加。表面处理过的碳纳米管对于树脂固化行为的催化活性在碳纳米管质量分数低于0.5%时可以忽略不计，而当碳纳米管的质量分数增加至1.0%时，催化活性显著提高。A.Rahaman[6]等人研究了碳纳米管的加入对于树脂固化行为的影响。在其研究中使用溶液共混法将碳纳米管与树脂进行混合，混合后将溶剂挥发制备碳纳米管环氧树脂复合材料。分别制备了功能化碳纳米管复合材料与非功能化碳纳米管复合材料，并对3种碳纳米管的质量分数进行了研究，分别为0.1%、0.5%及1.0%。实验研究表明，由于碳纳米管的加入给分子链运动带来的阻碍作用，使得固化反应的活化能出现改变，并且通过DSC数据分析发现，碳纳米管的加入会使得树脂的固化温度向低温方向移动，作者认为其源于碳纳米管较高的导热系数。李兆敏[7]使用羧基化和胺化的多壁碳纳米管溶于丙酮溶剂后与环氧树脂进行混合，模压成型后环氧树脂的力学性有了较大的改善，体电阻率有明显的下降。Behnam Ashrafi[8]通过一系列的反应条件将单壁碳纳米管通过化学键与树脂连接再将树脂灌注到预成型体中固化成型，最终制得的复合材料层板的冲击后压缩强度提高3.5%，GIC提高13%，GIIC提高28%。
二、碳纳米管改性纤维
碳纳米管改性纤维的方法主要分为2种：通过化学气相沉积方法（CVD）在碳纤维表面直接生长出碳纳米管；另一种则是通过化学或者物理键合把碳纳米管接枝到碳纤维表面。碳纳米管在纤维表面的沉积可产生碳纳米管/碳纤维多尺度增强体（如图2所示）。多尺度增强复合材料可以充分发挥碳纤维和碳纳米管的优势性能，显著改善树脂与纤维之间的相互作用和界面强度。其原因在于多尺度的形貌可以大大增加纤维与基体的接触面积，增强界面的机械啮合作用。另一方面此种方法可以实现碳纳米管的定向排布，由于碳纳米管具有很好的韧性，因而也可提高基体材料的韧性。另外，碳纳米管可以起到阻止裂纹扩展的作用。若CNTs表面含有活性基团，还可提高与基体树脂之间的浸润性。
1.化学气相沉积
2009年，利用CVD方法，Sager[10]等人通过调整CVD生长碳纳米管的条件参数，制备2种不同形态的增强体，分别为定向生长和自由生长，如图3所示，并研究了其与环氧树脂的界面剪切强度。研究表明界面强度增长11%～71%。但作者也指出由于造成纤维的损伤，强度模量下降约12%。
Sunny S.Wicks等人使用化学气相沉积的方法在氧化铝纤维表面沉积碳纳米管。氧化铝纤维在化学气相沉积的过程中不会造成纤维的力学性能损失。此学者研究了CNTs的沉积對于使用真空关注成型（VARI）工艺中树脂的渗透率的影响。实验表明，CNTs的沉积使得树脂灌注过程中表面积提高，从而使得渗透率下降。并且随着CNTs含量的增大，渗透率下降增多，但是并不明显。沉积CNTs后的纤维仍然具有较好的工艺性能。
虽然，通过CVD法在纤维表面生长CNTs或通过化学方法在纤维表面接枝CNTs，能明显提高界面剪切强度（IFSS），但是这种方法也会对纤维性能产生一定影响，降低纤维拉伸强度。Sager指出[11]，接枝CNTs在提高IFSS的同时，也使纤维的拉伸强度降低30%，杨氏模量降低10%。纤维拉伸强度的降低是因为纤维表面被引进的催化颗粒损害。
高温处理过程去除了纤维表面的上浆剂。使得纤维与树脂基体的浸润性和化学键减弱，并且生长碳纳米管所使用的金属催化剂的残留也会对于树脂与增强体的界面造成污染。由于化学键合作用的减弱，此方法制备的增强体在界面性能提高方面效果非常有限。
2.化学改性法
Laachachi等[12]采用了化学改性的方法，首先分别通过酸化、热处理，分别在CNTs、碳纤维上接枝羧基和氨基，然后两者官能团间进行酯化、脱水、胺化等反应，反应过程中，以丙酮作溶剂，对纤维进行超声处理。结果表明CNTs对纤维的接枝效果较好。接枝后，CNTs以三维网络的形式富集在纤维周围，对碳纤维进行强烈的水洗及超声浴都不影响接枝效果。
Vinodp.Veedu使用直接在碳布上生长碳纳米管的方法，制备三维的增强复合材料，碳纳米管在厚度方向上起到了增强作用[13]。并且复合材料的硬度、面内力学性能、热传导以及电传导性和层间断裂韧性都有极大提高。此种方法可以改善复合材料的性能，但是技术设备和工艺条件要求高，并且需要清除金属催化杂质，否则也会对于界面粘结性产生不良影响。
以上的方法在多尺度增强体的制备过程中，成功地避免了催化剂的污染，有利于在实际生产中实施。但是接枝的方法可控性不强，碳纳米管可能呈倒伏状态，无法起到基体中的“铆钉”作用。同时，由于纤维表面活性点较少，接枝的碳纤维明显分布不均匀，多为缠结状态，与纤维的结合强度无法保障。
3.碳纳米管浸润剂改性法
由于以上提到的化学改性纤维的方法对条件要求较为苛刻并且会对纤维造成一定的损伤，所以有许多学者提出将碳纳米管加入到纤维浸润剂中，并且尝试用多种途径将CNTs分散并固定在纤维表面上。这种方法可以利用碳纳米管分散在树脂中的技术，并且又不会对纤维造成损伤。目前文献中提到的途径有表面涂覆法与喷涂法以及VARIM浸渍技术。
（1）表面涂覆法
表面涂覆法是将碳纳米管加入到环氧树脂中制成浸润剂，然后将浸润剂均匀地涂覆在纤维表面。香港大学Siddiqui等人[14]研究通过碳纳米管/环氧树脂复合胶衣层改性玻璃纤维（GF）表面，用以提高纤维的拉伸性能。笔者认为，纤维的断裂往往是从微裂纹开始，这些地方往往成为高应力集中点，纤维越长，表面缺陷越多，越易破坏。碳纳米管涂层则可以弥补缺陷，同时涂层中CNTs的搭桥作用，也可以有效传递应力，阻止裂纹扩展，原理图如图4所示。涂层中CNTs的分布会影响到纤维的拉伸性能，分散较差时，会在纤维表面形成缺陷，降低了拉伸性能；CNTs/环氧树脂改性后的纤维束，与树脂基体的界面结合能力最强，拉伸强度也要高出很多。修复胶衣层覆盖在脆性纤维的表面能有效减少应力集中，提高复合材料的增强效率（裂纹治愈效果）。
Warrier等人[15]将质量分数为0.5%CNTs分别加入上浆剂、树脂基体、上浆剂和树脂基体，这3种玻璃纤维环氧树脂体系中。研究发现，仅仅通过CNTs上浆剂浸润玻璃纤维制备的复合材料与未添加CNTs的复合材料相比，其玻璃化转变温度提高了近10%，热膨胀系数降低了31%，阻止界面处裂纹生长的断裂韧性提高了近10%，但是加速了裂纹的扩展速率，使裂纹扩展的韧性降低了53%。同样的趋势也出现在CNTs仅仅分散在树脂基体中，CNTs同时分散在上浆剂和树脂基体中。但是，仅仅将CNTs分散在上浆剂中，用未添加CNTs的环氧树脂浸润制得的复合材料，其热性能和界面性能的改善最为显著。
A.Godara[16]等人研究了玻璃纤维环氧树脂体系。同样将CNTs加入到上浆剂、基体、基体与上浆剂中。CNT的使用3辊压延的方法分散在基体与上浆剂中。作者将纤维拖拽过上浆剂溶液中（水溶性并且含有树脂以及0.5%的多壁碳纳米管），并且随后将其在120℃进行干燥；上浆剂的厚度为1～2μm，并使用单丝顶出实验来表征界面剪切强度。实验结果表明，将CNTs加入到上浆剂中的增强效果最明显，其SEM图像见图5。将CNTs加入到上浆剂以及基体中的增强效果最差，笔者分析其原因为CNTs已过度饱和。
（2）喷涂法
喷涂法是将配置好的浸润剂使用喷枪直接喷洒在纤维或织物表面。此方法相比于表面涂覆法需要浸润剂具有较低的粘度。
Daniel C.Davis[17]等人将胺基化的单壁碳纳米管通过高剪切与超声分散的方式分散在乙醇中配置浸润剂。使用配置好的浸润剂喷涂在每张纤维布表面，通过烘干将溶剂挥发使碳管分散在碳纤维表面上。经过真空辅助树脂传递模塑成型制成复合材料层合板。实验表明，CNTs质量分数（CNTs质量与纤维质量之比）为0.2%与0.5%的碳纳米管增强碳纤维复合材料的相比于没有用碳纳米管的复合材料强度与刚度以及疲劳寿命都有所提高。作者认为强度提高的原因在于功能化的碳纳米管在基体与纤维的界面区域的活性点间起到纳米级的共价键连接。刚性的提高是由于碳纳米管在树脂的大分子链之间起到了共价键连接的作用。复合材料层板的疲劳性能的提高也得益于碳纳米管的界面增强作用。（3）VARTM预浸渍技术
Limin Gao等人[18]采用VARTM技术将玻璃纤维浸渍在已配制好的浸润剂溶液中，并经过一定条件的干燥挥发溶剂使CNT固定在纤维表面。其SEM图如图6所示。将其与使用3辊将碳纳米管分散在树脂中的方法进行对比。研究发现2种方法成型后的复合材料的导电性能提高，电阻率下降。使用上浆剂的方法改善电性能更加明顯。
三、碳纳米管改性预浸料
Faustino Mujika等人[19]使用将含有功能化的MWCNT的溶液喷涂在预浸料的表面，将溶液挥发后通过热压的方法制备复合材料，并测试其弯曲性能以及裂纹在层间的扩展能力。通过这种新的工艺方法制备的复合材料相比于没有CNT改性的预浸料制备的复合材料，弯曲性能并没有明显提升，原因在于当材料受到弯曲载荷时，中间增强层所受到的张力为零。对于裂纹的扩展能力，由于未功能化的CNTs的分布不均以及其与树脂之间的连接较弱，所以其对于层间断裂性能（GIIC）的增强效果不明显。但对于功能化的CNTs，其增强效果明显。相比于无CNTs的层板，含有质量分数为0.1%CNTs的改性层板。其层间断裂韧性的初始值增加了22%，而扩展值增加了14%。
John Williams等学者[20]先将CNTs进行等离子体改性，以提高CNTs在乙醇中的均匀分散性。制备好含有CNTs的乙醇分散液后，使用涂覆装置将其涂覆在玻璃纤维预浸料表面上，其装置如图7所示。再将乙醇挥发，之后考察无CNTs、CNTs含量为1.2g/m2、1.6g/m2及2.0g/m2层板的I型断裂韧性（GIC），并观察层合板的断裂形貌。研究表明，CNTs含量为1.6g/m2的层板GIC初始值与扩展值分别提高22%与46%。笔者认为GIC扩展值得以提高主要是CNTs的存在使得裂纹扩展的路径偏离了中间层，出现明显的纤维架桥作用。
四、结语
目前将碳纳米管分散于树脂基体对于复合材料进行增韧的方法已经较为成熟，具有易于工业化生产等优点，但是此方法成本较高，不能高效利用CNTs。今后应着重提高碳纳米管的利用效率，推进其工业化应用和发展。使用CNTs直接对于纤维或者预浸料进行改性的方法，能够较好地利用CNTs，使得CNTs能够分布在纤维与树脂的界面或者预浸料层间，起到更好的架桥作用，增加裂纹扩展路径，从而起到抑制裂纹扩展，提高复合材料层间断裂韧性以及综合力学性能。但目前此类方法的工业化水平较低，应着眼于开发可工业化的方法并提高其成熟度。
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纳米复合材料范文第4篇
卢磊，1970年生，中国科学院金属研究所研究员。2003年11月-2004年9月，2008年5月-2008年10月，两次赴美国麻省理工学院做高级访问学者。
第九届中国青年女科学家奖评审会评语：
卢磊针对金属材料高强度和高导电性相互矛盾这一难题，巧妙利用纳米孪晶强化机制，成功实现了铜的超高强度和高导电性，有可能为高强高导电材料的开发提供一个新途径。
卢磊寄语青年人：
科研需要有一定的天赋，但更需要执著。科研是一个漫长的过程，一次次失败，摸爬滚打，对各个方面的能力都是很大的挑战。但如果在经历了无数次失败以后，你依然能够坚持下来，回头看看整个过程，你会发现你的个人能力得到了升华。
“鱼与熊掌不可兼得”，这是我们在日常生活中时常面临的困境，因此在很多时候，我们不得不做选择题。而有时，这种难题也会出现在科学研究中，但科学家却没有选择，因为现实情况要求他们“鱼”与“熊掌”必须兼得。
强度和导电性，是导体材料的2个至关重要的性能，因此在工业应用中，往往需要导体材料同时具有高强度和高导电性。例如，导电磁铁线圈中的导线既要承受巨大的电磁作用力，又要保持较低电阻，以降低电流导致的温度升高。故而，高强度和高导电性是超导磁铁中导线必不可少的重要性能。
然而，“鱼与熊掌不可兼得”的难题，恰好就出现在这里。因为在常规金属材料中，这2种性能往往相互抵触，不可兼得。通常，纯金属（如银、铜等）都具有很高的电导率，但它们的强度却很低。通过一些强化手段，我们可以提高金属的强度，如合金化（添加合金元素）、晶粒细化或加工强化，但问题在于，通过这些技术手段进行强化后，金属材料的强度会有所提高，但电导率却会大幅度降低。其原因在于，这些强化技术会在金属材料中引入各种缺陷，这些缺陷会显著增加材料对电子的散射，从而降低导电性能，使电阻增大。还有一些方法，比如复合材料法，虽然可以把材料的强度增强很多，导电性也有一定的提高，但这种方法的工艺非常复杂，得到的产品在性能上也不稳定，最关键的是成本非常高。因此，如何同时实现金属材料的高强度和高导电性，一直是一个悬而未决的科学难题。
2000年，这个难题也摆在了卢磊面前。经过一段时间的摸索，她决定跳出既有方法的限制，在以前研究纳米晶体金属的基础上，她和同事决定尝试一种特殊的低能共格结构：纳米孪晶（如果2个晶体沿1个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这2个晶体称互为“孪晶”，这个镜面即为孪晶界面）。
正是基于这种开创性的想法，卢磊和她的团队经过4年的不断尝试和努力，终于把不可能变成了可能，实现了“鱼”与“熊掌”的兼得。
他们制备出的纳米孪晶纯铜体现出了极其优良的特性，不仅具有高强度、高导电性，而且还解决了另一个矛盾：纳米孪晶纯铜在具有高强度的同时，还具有很好的塑性和韧性。而通常，高强材料的韧性一般都很低，而高韧材料的强度又很低。
在高强高导材料领域，卢磊的研究是一个非常重要的突破，开辟了一个新的材料研究领域，未来的纳米孪晶结构材料不仅能够减少输电线的电能损耗，而且应用在微电子领域后，这些材料还能让我们的电脑、手机等产品越来越薄、越来越小，使用寿命也会越来越长。
纳米复合材料范文第5篇
摘 要： 本文首先简单介绍导电高分子纳米复合材料的发展历史以及发展前景，接下来详细介绍了导电高分子纳米复合材料的物理性能以及各方面特点，综述了导电高分子纳米复合材料的最新研究进展，最后结合当下科技发展形势，给出了导电高分子纳米复合材料的发展前景以及应用领域的扩展。
关键词： 导电高分子；纳米复合材料；聚苯胺
1 引言
随着科技的发展，导电高分子纳米复合材料的应用也日益广泛，本文简单介绍一下导电高分子纳米复合材料的发展历史和主要特点，通过查阅相关文献得知，导电高分子纳米复合材料根据导电高分子的特殊性能，可以把导电高分子纳米复合材料分为导电材料、导电以及导磁材料、光合催化材料、微波用的吸收材料、生物吸附材料以及防腐材料等，这些导电高分子纳米复合材料在各自的应用领域发挥着越来越大的作用，本文总结各种材料的共同特点，给出导电高分子复合材料的基本特点。
2 导电高分子纳米复合材料的性能
导电高分子材料有很多基本性能，其中比较重要的性能主要有导电性能、导电导磁性能、光学性能、生物吸附功能、微波吸收功能、防腐性能等，接下里详细介绍这些性能。
导电性能
导电性能是导电高分子纳米复合材料最基本的性能，也是最重要的性能，当前，很多科学家把提高高分子纳米复合材料的单位导电性作为一个重要的课题，并取得了很多成果，当前最热的研究领域就是利用纳米分子掺杂技术来提高高分子的导电能力，实际证明，通过纳米分子掺杂技术可以成百上千的增加高分子的导电性能，通过提高高分子的导电性能可以大大扩展导电高分子的应用领域，现在提的比较多的纳米掺杂高分子材料主要有金属氧化物纳米复合材料、蒙脱土纳米复合材料、碳纳米管复合材料、稀土氧化物納米复合材料、金属盐纳米复合材料等，这些复合材料由于掺杂了纳米复合材料，大大增强了性能。
导电导磁性能
导电导磁性能也是导电高分子纳米复合材料的重要特点之一，由于其特殊的“双导”特点，大大增加了导电导磁材料的应用范围，现在已经广泛应用于电池、电显示器件、分子电器件、非线性光学材料、传感器以及微波吸收等领域，其中导磁高分子复合材料在分子电器件领域占据了绝对优势地位，据不完全统计，在分子电器件领域，导磁高分子复合材料占80%以上的市场份额。
光学性能
光学性能是某些高分子复合材料的特殊性能，其中美国科学家米勒在上世纪90年代就研究了聚苯胺和聚吡咯两种复合材料，经过长时间尝试，终于发现聚苯胺和聚吡咯等复合材料具有光学性能，我国科学家何晓云等以电化方法在氧化铟锡ITO导电玻璃基体上制备聚吡咯薄膜。在导电高分子膜上涂布纳米MOS2晶体，荧光分析发现其荧光光谱相对于高分子膜有一定程度的红移，这说明有些导电高分子复合材料具有光学性能，如今，导电高分子复合材料的光学性能已经被普遍应用，比如应用在液晶显示玻璃基板的生产中。
生物吸附功能
我国科学工作者郑国祥等用苯胺作还原剂还原氯金酸合成了金纳米结构。TEM实验表明，苯胺还原氯金酸能生成苯胺齐聚物或其聚合物包裹的金球形纳米粒子。X射线光电子能谱（XPS）分析表明，金纳米粒子包覆的聚合物层带正电荷。该纳米粒子能用于电极表面纳米结构组装及氧化还原性的生物大分子的电化学研究，实现了超氧化物歧化酶（SOD）在这种带正电荷的金纳米粒子表面的直接电子转移，这些研究工作表明导电高分子具有生物吸附功能，此外导电高分子复合材料还有微波吸收功能、防腐性能等，限于论文篇幅，在这里不再累述，具体可以参阅相关文献。
3 导电高分子纳米复合材料的研究现状
随着科技的不断进步，导电高分子材料的研究成果不断涌出，导电高分子复合材料的研究不断深入，高分子材料在很长一段时期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围，一些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料。其之所以有导电能力主要是因为进行了掺杂处理，在其导电原理中已经发现了导电通路原理，在导电通路原理中有“渗滤阀值”现象。在分类上可以分为两大类：结构型导电高分子和复合型导电高分子。导电高分子又有具有很多特殊效应，比如压敏﹑拉敏效应等。导电高分子材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料，在很多领域都可以应用到。
4 导电高分子纳米复合材料的应用前景分析
目前导电高分的研究方向是朝着光导电方向和复合型导电高分子材料的研究方向。高分子材料代替金属材料是今后材料学科领域的发展趋势。由此带来导电性聚合物的市场需求日益增长，其应用领域逐步扩大，这就必然对导电性聚合物提出更高的要求。因此将来必定有更多的专家学者加入到大盘点高分子的阵营中。
5 结语
本文简单介绍了导电高分子纳米复合材料的发展历史以及基本特点，在此基础上，较为详细的介绍了导电高分子纳米复合材料的研究现状和应用前景，本文认为导电高分子纳米复合材料性能优良，研究充分，应用广泛，具有远大的发展前景。
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作者简介：李晖（1995—），性别男，民族汉，籍贯河南漯河，学历大学本科，研究方向 材料物理
纳米复合材料范文第6篇
中国研究人员研制出高性能可降解薄膜材料
近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队基于微生物发酵过程，成功研制出一类超强、超韧、透明的高性能可持续仿贝壳复合薄膜。该薄膜基于可持续的生物材料，采用一种气溶胶辅助的生物合成制备法，成功实现了微生物产物与纳米材料的原位复合，大幅提升了薄膜的光学和力学性能。同时，研究人员通过纳米黏土片和细菌纤维素两种天然组分，构筑了“砖—纤维”仿贝壳层状结构。得益于仿生结构设计和微生物发酵过程中纳米材料原位复合过程，該薄膜展现出比塑料薄膜更突出的综合性能，在新型显示、光电转换、柔性电子器件等领域具有竞争力。