納米結(jié)構(gòu)材料圖書目錄

1．納米功能材料——微觀結(jié)構(gòu)、熱力學穩(wěn)定性和原子遷移率

2．納米材料的可靠性

3．納米復合物材料的力學性能

4．用于低溫燃料電池的負載型納米催化劑

5．納米晶太陽能電池

6．用于氫氣和能源存儲的納米材料

7．具有多級結(jié)構(gòu)的材料及其光學應用

8．納米顆粒在界面組裝形成高度有序的圖案化結(jié)構(gòu)

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《納米結(jié)構(gòu)材料(導讀版)》立足于納米材料及其功能。納米材料包括金屬、陶瓷、聚合物以及復合材料等?！都{米結(jié)構(gòu)材料(導讀版)》重點介紹了納米材料的功能，特別是短期內(nèi)有應用前景的功能，例如催化、能量采集、能源存儲，光學性質(zhì)以及通過自組裝實現(xiàn)的表面功能化。

此外，《納米結(jié)構(gòu)材料(導讀版)》還討論了納米晶態(tài)材料和納米復合物，其內(nèi)容涵蓋了這類新型工程材料的基本性質(zhì)和要求。其中，穩(wěn)定性、可靠性和機械性能是這類材料值得特別關注的問題。

《納米結(jié)構(gòu)材料(導讀版)》比較了合成上述納米材料的各種方法。

納米結(jié)構(gòu)材料由于具有較大的比表面積，其力學性能顯現(xiàn)出明顯的尺寸相關性，即納米結(jié)構(gòu)材料的表/界面效應。已有表/界面效應的理論模型幾乎都引入表/界面彈性常數(shù)，該參量的確定給理論應用帶來一定的困難。本項目的主要研究內(nèi)容：(1) 建立一種表征納米結(jié)構(gòu)材料表/界面效應的新理論；（2）分析不同類型納米結(jié)構(gòu)材料力學性能的表面效應；（3）分析納米相增強復合材料力學性能的界面效應;(4) 揭示納米結(jié)構(gòu)材料表/界面效應引起材料軟化或硬化行為的物理機制。項目取得的重要結(jié)果包括：（1）給出表面原子與體原子晶格失配、外載荷作用以及表面原子不飽和配位對表面能密度的影響，建立表面效應引起的額外面力與表面能密度的關系，結(jié)合體平衡方程，提出一種新表面效應彈性理論；（2）基于界面自由能密度的概念，建立了界面能密度和界面處應力跳變的解析關系，界面能密度表示為晶格弛豫變形、失配變形和外載應變的函數(shù)，避免了界面彈性常數(shù)的引入，提出了一種共格界面效應的新彈性理論；（3）基于提出的表面效應彈性理論，分析多個納米結(jié)構(gòu)材料及納米元件中表面效應對其材料力學性能的影響，包括納米線和納米膜的彈性模量、固有振動頻率等物理量的尺寸相關性，納米顆粒的徑向收縮、納尺度表面接觸問題、鋰電池電極的應力分析等典型問題。（4）基于新的界面效應彈性理論，結(jié)合細觀力學方法，得到了納米顆粒增強復合材料等效體積和剪切模量的封閉解形式，進一步預測了納米復合材料彈性性能的尺寸效應，并發(fā)現(xiàn)納米復合材料的硬化行為是界面形成過程中表面弛豫和晶格失配共同作用的結(jié)果；（5）揭示了表/界面性質(zhì)對納米材料力學性能影響的物理本質(zhì)，澄清了不同納米結(jié)構(gòu)材料中表/界面效應引起軟化和硬化的本質(zhì)。新的表面及界面效應理論可為納米結(jié)構(gòu)材料設計和應用提供更方便可行的理論指導。 2100433B

有序納米結(jié)構(gòu)材料的制作是目前納米材料研究的熱點。本項目提出有序納米結(jié)構(gòu)材料模板調(diào)制自組裝新思路，使用聚離子聚合物，聚離子冠醚，及經(jīng)過納米加工的有序自組裝單層膜為模板，以期通過靜電吸引作用，將荷電納米粒子錨定在預定位置，從而得到有序納米結(jié)構(gòu)材料。本項目可望為有序納米結(jié)構(gòu)材料提供一種簡單的，常溫常壓操作的模板自組裝技術。