纳米化学论文范文

前言：我们精心挑选了数篇优质纳米化学论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

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        研究论文

        (1)多壁纳米碳管对磷酸铁锂正极材料热稳定性及表面形貌的影响 mária filkusová andrea fedorková renáta

        oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka kantárová

        动态

        (7)第十一届全国新型炭材料学术研讨会征文通知 无

        研究论文

        (8)氧化硅包覆单壁碳纳米管纳米电缆的制备 张艳丽 侯鹏翔 刘畅

        动态

        (13)thc系列耐高温阻燃热固性酚醛树脂 无

        研究论文

        (14)多壁碳纳米管的对氨基苯磺酸钠修饰及对cu^2＋的吸附性能 郑净植 胡建 杜飞鹏

        动态

        (19)《新型炭材料》2011年sci影响因子0．914 无

        研究论文

        (20)磁场处理对ldpe及其碳纳米管复合材料电导特性的影响 韩宝忠 马凤莲 郭文敏 王艳洁 蒋慧

        动态

        (25)西安诚瑞科技发展有限公司 高低温炭化炉、液相（气相）沉积炉、石墨化炉 无

        研究论文

        (26)碳纳米管/铁氰化镍/聚苯胺杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化 马旭莉 孙守斌 王忠德 杨宇娇 郝晓刚 臧杨 张忠林 刘世斌

        (33)水辅助化学气相沉积制备定向碳纳米管 刘庭芝 刘勇 多树旺 孙晓刚 黎静

        (39)通过高温裂解酚醛树脂制备气体分离用炭膜——裂解温度及臭氧后处理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj

        mohammadi ali mohajeri

        动态

        (46)纳米植物炭黑 无

        研究论文

        (47)中孔炭负载二氧化钛光催化剂的制备及降解甲基橙 因博 王际童 徐伟 龙东辉 乔文明 凌立成

        (55)co2捕集用具有多级孔结构纳米孔炭的制备 唐志红 韩卓 杨光智 赵斌 沈淑玲 杨俊和

        研究简报

        (61)高分散性氧化石墨烯基杂化体的制备及其热稳定性增强 张树鹏 宋海欧

        (66)相互连接的碳微米球的制备与磁性 文剑锋 庄叶 汤怒江 吕丽娅 钟伟 都有为

        (71)碳化物衍生碳涂层的表面划痕织构能降低摩擦 眭剑 吕晋军

        动态

        (75)instructions to authors 无

第2篇

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研究论文

(1)多壁纳米碳管对磷酸铁锂正极材料热稳定性及表面形貌的影响 mária filkusová andrea fedorková renáta

oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka ?kantárová

动态

(7)第十一届全国新型炭材料学术研讨会征文通知 无

研究论文

(8)氧化硅包覆单壁碳纳米管纳米电缆的制备 张艳丽 侯鹏翔 刘畅

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(13)thc系列耐高温阻燃热固性酚醛树脂 无

研究论文

(14)多壁碳纳米管的对氨基苯磺酸钠修饰及对cu^2＋的吸附性能 郑净植 胡建 杜飞鹏

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(19)《新型炭材料》2011年sci影响因子0．914 无

研究论文

(20)磁场处理对ldpe及其碳纳米管复合材料电导特性的影响 韩宝忠 马凤莲 郭文敏 王艳洁 蒋慧

动态

(25)西安诚瑞科技发展有限公司 高低温炭化炉、液相（气相）沉积炉、石墨化炉 无

研究论文

(26)碳纳米管/铁氰化镍/聚苯胺杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化 马旭莉 孙守斌 王忠德 杨宇娇 郝晓刚 臧杨 张忠林 刘世斌

(33)水辅助化学气相沉积制备定向碳纳米管 刘庭芝 刘勇 多树旺 孙晓刚 黎静

(39)通过高温裂解酚醛树脂制备气体分离用炭膜——裂解温度及臭氧后处理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj

mohammadi ali mohajeri

动态

(46)纳米植物炭黑 无

研究论文

(47)中孔炭负载二氧化钛光催化剂的制备及降解甲基橙 因博 王际童 徐伟 龙东辉 乔文明 凌立成

(55)co2捕集用具有多级孔结构纳米孔炭的制备 唐志红 韩卓 杨光智 赵斌 沈淑玲 杨俊和

研究简报

(61)高分散性氧化石墨烯基杂化体的制备及其热稳定性增强 张树鹏 宋海欧

(66)相互连接的碳微米球的制备与磁性 文剑锋 庄叶 汤怒江 吕丽娅 钟伟 都有为

(71)碳化物衍生碳涂层的表面划痕织构能降低摩擦 眭剑 吕晋军

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(75)instructions to authors 无

第3篇

关键词 功能纳米材料； 生物传感器； 评述

1 引 言

生物传感器（Biosensors）是一门集化学、生物学、医学、物理学、电子技术等诸多学科于一身的交叉学科[1]。近年来， 随着纳米技术（Nanotechnology）和功能纳米材料（Functional nano-materials）的迅速发展， 生物传感器的性能已提高到一个新的水平[2]。基于功能纳米材料的生物传感器呈现出体积更小、检测速度更快、灵敏度更高和可靠性更好等优异性能， 在临床诊断、工业控制、食品和药物分析、环境监测以及生物技术、生物芯片等诸多领域有着十分广阔的应用前景[3，4]。 因此， 21世纪的第一个十年被称之为“传感的十载” [5]。在这10年中， 该领域的发展非常迅猛， 平均每年约有2000篇相关论文在国际杂志发表， 2011年度在国际杂志刊载发表的相关论文已超过3000篇，其中包括Nature Communications， Journal of the American Chemical Society， Analytical Chemistry， Angewndte Chemie International Edition， Chemistry-A Europe Journal等知名期刊。国内相关领域的研究紧跟国际发展的步伐， 取得了较好的研究成果， 2011年度国内期刊刊载相关论文60余篇， 其中在《分析化学》和《中国科学：化学》（中英、文版）上近40篇， 在很大程度上推动了国内生命分析学科的发展。

2 基于功能纳米材料的生物传感器的研究现状

不同纳米结构材料的生物功能化是生物传感器研究的主要亮点和重点[6]。国内在该领域的研究发展也十分迅速， 在2011年度中国期刊刊载发表基于功能纳米材料的生物传感器的论文中， 纳米材料结构涉及二维纳米膜[7～18]、一维纳米管[19～31]和零维纳米粒子[32～46]， 其中研究工作以零维纳米粒子和二维纳米膜居多；分析对象广泛， 包括DNA、大肠杆菌内毒素、癌胚抗原、氨基酸、葡萄糖、酶、唾液分泌性免疫球蛋白 A、IgG、细胞＼， 基因、谷胱甘肽、过氧化氢等；传感器类型有电化学传感器、表面等离子共振（SPR）传感器、石英晶体微天平（QCM）传感器和光学传感器， 其中多数为电化学传感器， 在其它类型传感器方面的探索研究还有待进一步加强。

2.1 二维纳米膜

二维纳米材料中最具代表性的是纳米超薄膜。国内研究利用不同的制备技术（如自组装、电化学聚合及滴涂法），制得不同的纳米超薄膜，建立各种生物传感器。如Zhang等[7]通过静电组装的方式将双链 DNA 膜组装到纳米 SnO2半导体电极上， 然后使用一种DNA双链嵌入剂， 即Ru（bpy）2（dppz）2+作为光电信号分子， 根据电极的光电信号的变化， 研究光电传感器中纳米材料对DNA的损伤， 为纳米材料的毒理学研究奠定了理论基础。刘艳等[9]利用阳离子型聚合物聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）和功能化的带负电荷的多壁碳纳米管（MWCNTs）及石墨烯（GR）之间的静电吸附， 通过层层自组装的方法在GCE的表面制备了均一、稳定的（PDDA/GR/PDDA/MWNTs）5 多层膜。由于GR和MWCNTs均具有良好的导电性能， 可以提高H2O2的氧化反应中电子传递的能力。该电极对H2O2的氧化显示出较好的电催化活性， 对H2O2响应灵敏度高， 检测范围宽。在此基础上可进一步对膜进行修饰， 如对生物分子的固定， 有望研制出灵敏度更高， 抗干扰性更好的生物传感器。

电化学聚合法在二维膜的制备中因其简单、快速的特性得到广泛应用。张志军等[10]以电化学聚合苯胺（ANI）/邻氨基苯甲酸（OAA）， 制得在中性溶液中具有导电性的聚（苯胺-邻氨基苯甲酸）（PAOAA）共聚物膜， 随后负载Cu2+通过配位作用固定过氧化氢酶， 实现了蛋白的有效固定， 并保留了蛋白质的活性， 为传感器表面生物分子的有效固定提供了新途径。张玉雪等[11]利用循环伏安法将新蒸单体吡咯和羧基化WMCNTs聚合到电极表面， 通过生物素-亲和素体系固定探针， 制备了一种电化学DNA 生物传感器， 成功实现了对沙门氏菌毒力基因invA 的特异性基因片段的快速检测， 在食品与环境安全、临床基因诊断、药物筛选分析等领域有很广泛的应用前景。Zhang等[12]在玻碳电极（GCE）表面电聚合了一层邻氨基苯甲酸， 通过共价方法将抗-CEA（Ab1）捕获在聚合物膜表面。固定有Ab1的电极和结合有碱基磷酸酶标记的抗-CEA（Ab1）的金纳米粒子（AuNPs）复合物， 实现了对CEA的双催化信号放大的夹层检测法， 分析灵敏度提高了近百倍， 实现了CEA的高灵敏度电化学检测。

滴涂法也是二维膜材料制备过程中常见的方法之一。汪红梅等[15]依据慢性粒细胞白血病BCR/ABL融合基因的碱基序列， 设计了一种新型发夹结构锁核酸（LNA） 探针， 将该探针滴涂在金电极表面形成一超薄LNA探针膜层， 对慢性粒细胞白血病基因片段表现出良好的电化学响应信号， 有望在临床慢性粒细胞白血病基因的早起诊断中得到应用。

在2011年度国内基于二维功能纳米膜作为分子识别元件在生物传感器中的应用的研究工作中， 二维纳米膜的制备方法多以电聚合和滴涂法为主， 只有很少一部分工作使用自组装的方法制备二维纳米膜。然而， 自组装是目前制造纳米材料最方便、最普遍的途径之一， 特别对于制造结构规则的功能纳米材料， 自组装已经显示出独一无二的优越性。因此， 今后应加强研究自组装功能纳米材料在生物传感器领域中的应用研究。

2.2 一维纳米线、纳米棒和纳米管

第4篇

1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。

（3）发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行指导与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

2、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。

在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。

另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。

3、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCI）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。

在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。

（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

4、纳米技术产业化步伐加快

目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。

欧盟于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出：建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战，把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域，生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品，同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。

第5篇

【关键词】纳米材料教学方法教学改革

【中图分类号】TB383.1-4；G642【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2018）11-0241-01

前言

纳米材料与纳米技术是21世纪最令人瞩目的前沿科技研究热点之一，纳米科技的蓬勃发展对众多研究领域，乃至人类社会的生产生活产生了广泛而深远的影响，纳米材料的应用和产业化已经成为世界许多国家相继研究和开发的重点。《纳米材料》是高等院校一门重要的新设课程，具有前瞻性、创新性、专业性和实践性强的特点。《纳米材料》及其相关的课程也是许多高等学校材料学化学专业的本科生或研究生的专业基础课程，本课程的开展有助于让学生了解纳米材料与纳米科技的发展方向，提高学生的创新性思维能力，引导学生开展纳米科学前沿课题研究，培养潜在的科研人才，同时，对《纳米材料》的教学也提出了较高的要求，因此需要认真思考和研究。

1.教学内容改革与优化

目前的教材多是围绕着纳米材料的基本概念和基本特性、表征方法、制备技术、纳米材料在各个领域中的应用情况以及功能纳米材料等内容编写，而其中的内容很多都已过时，比如在碳纳米材料这一部分内容时，十前年的主要内容是针对富勒烯和碳纳米管的讲解，而今天，该部分的内容可更多的偏向于目前研究较为热门的层状石墨烯材料。此外，材料表征方面的内容在本课程中占有相当大的篇幅，直接讲解纳米材料的表征特性使学生不能深入的理解，教学内容上有必要加入适当课时讲解较常用的表征手段的原理和分析方法，如X-射线衍射，扫描电子显微镜，透射电子显微镜，红外，拉曼等的分析手段。

2.教学手段改革

纳米材料涉及的课程范围较宽，有些章节较为抽象，学生首次接触常会遇到知识过于抽象不便于理解的问题，因此传统的教学模式已不再适应当前培养高素质人才的需要，针对这样的问题，应利用多媒体数字化资源如动画来辅助教学，利用当前各种模拟软件如3DSMAX或PHOTOSHOP将抽象的纳米材料的制备及生长过程进行直观展示模拟，激发学生的学习兴趣。此外，先进的仪器设备是科学研究的重要基础，本学院拥有高分辨透射电子显微镜、热场发射扫描电子显微镜、X射线单晶衍射仪、电化学工作站等设备，需借助这些良好的教学科研基础条件，引导学生参与科研活动，培养学生科研素养，为今后继续深造和走向工作岗位打下基础。

3.教学模式改革

在教学实践中，采取“分组教学”模式，即学生以10-15人为一小组，在既定大课题方向内，由学生自主查阅文献资料，选定具体研究题目，设计实验方案，并与导师探讨方案的可行性。学生在教师的指导下独立完成一种纳米材料的合成制备，对性能测试的结果进行分析，并完整独立撰写实验报告。这种方式将加强学生从理论上学习和理解并能拓展到实际的应用中。这种综合性、多样化的教学模式不仅能加强学生对理论课程的理解的重视，并能极大的调动学生的积极性和创造性，锻炼学生的独立思考能力、动手能力、创新能力、分析解决问题的能力及团队精神。

4.考核方式的改革

纳米材料课程的专业性和前瞻性都很强，常规的考核方式达不到反应学生学习能力和掌握程度的效果，相反地，概念性的知识点较多，一味的要求學生通过记忆背诵的方式来达到考试要求，一方面增加了学生的学习负担，另一方面学生也难以深刻理解所学知识点。卷面考试虽有必要，此外应加入撰写论文的考核方式。该种方式能够督促大三学生对上学期所学的文献检索课程的掌握利用，还能在查阅文献完成论文的同时，丰富与纳米材料课程相关的前沿知识，增强了学生论文写作的思路和方法，对大四的毕业论文的规范写作提前得到了锻炼，为今后的科研工作打下基础。

结语

纳米材料涉及范围广，发展日新月异，通过开展教学与实践及科研相结合的教学模式，提高学生们的学习兴趣，培养学生的独立思考能力、创新能力及团队精神。在以后的教学实践中将进一步加强改革创新，为学生的全面发展和综合素质的提高不懈努力。

参考文献： 

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第6篇

1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以发表和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。

（3）发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技发表协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行发表与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

2、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。

在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。

另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。

3、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCI）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。

在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

4、纳米技术产业化步伐加快

目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。

欧盟于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出：建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战，把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域，生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品，同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。

第7篇

关键词：共振瑞利散射 纳米微粒 纳米反应 非纳米反应 发展方向

Development of resonance rayleigh scattering spectrum method of application

LV Zhao-xia，LI Tai-shan，LI Mao-jing

(1Qinggong College, Heibei United University ,Tangshan 063009 ,China;

2、Tangshan Environmental Monitoring Central station,Tangshan 063000,China))

Abstract:Resonance rayleigh scattering spectrum method is a new method with developmental future. In this article, the application of resonance rayleigh scattering spectrum method can be divided into three parts：nanocrystal and we have been presented and reviewed about them, And proposed the development trends about synthetic methods.

Keywords:Resonance rayleigh scattering; nanostructured material; synthetic methods; reviewed;development trends

共振瑞利散射（RRS）作为一种新分析技术始于二十世纪九十年代初，Pasternack[1]等首次用共振散射技术研究卟啉类化合物在核酸分子上的J型堆积，显示出该方法在研究生物大分子的识别、组装、超分子排列[2]以及多个分析领域[3]的应用前景。刘绍璞等则率先研究小分子之间借静电引力、疏水作用和电荷转移作用而形成离子缔合物产生强烈的RRS信号，从另一角度丰富和拓展了研究内容。目前，共振瑞利散射光谱法在生物大分子的测定、药物分析、纳米微粒和痕量无机物离子的研究和分析中得到越来越多的应用，已发展成为一种高灵敏度、操作简便、仪器价廉和应用广泛的新方法。本文归纳出共振瑞利散射法的三大主要应用：纳米微粒、纳米反应、非纳米反应。并提出了它的发展方向。

1、共振瑞利散射光谱法的应用领域

1.1 纳米微粒

纳米微粒是纳米微粒本身具有共振瑞利散射特性。近来，从纳米微粒和界面形成这一观点出发，通过对一些无机纳米粒子的RRS光谱研究发现，（1）一些金属纳米粒子具有量子呈色效应和RRS效应，并产生RRS峰；（2）根据物理学共振原理，结合金属纳米微粒体系的光谱研究，认为RRS系纳米微粒界面超分子能带中的电子与入射光子相互作用导致瑞利散射光信号急剧增大的现象；（3）较大粒径纳米粒子和界面的形成是导致散射光信号增强的根本原因；（4）纳米粒子的RRS效应、光源发射光谱和检测器光谱响应曲线、光吸收是产生RRS峰的三个重要因素等。

研究结果表明，RRS光谱是研究无机纳米粒子的一种灵敏的光谱技术。金、银、碘化亚汞、硫化镉、碲化镉等液相纳米粒子均显示出RRS效应，产生特征RRS峰[4~8]。

1.2 纳米反应

共振瑞利散射纳米反应是纳米微粒与蛋白质、核酸、多糖、染料、生物碱、药物等发生反应引起的纳米颗粒的共振瑞利散射光谱峰值的改变。

1.2.1 无机离子分析

周贤杰等[9]用银纳米微粒与酚藏花红相互作用的共振瑞利散射光谱可为研究和检测银纳米微粒提供一种简便、灵敏的新方法。张庆甫等[10]研究了金纳米棒与EDTA-Cu2+相互作用的共振光散射特征，建立了一种测定水中痕量铜离子的新方法[10]。

1.2.2 药物分析

鲁群岷等[11]利用金纳米微粒作探针，建立共振瑞利散射光谱法可测定血液中一定范围内亚甲蓝的含量。何佑秋[12]用金纳米微粒作探针，提出共振瑞利散射光谱法测定痕量卡那霉素的新方法，还可以测定盐酸雷洛昔芬的含量。李太山等[7]制备出性能优异的碲化镉纳米晶与氨基糖苷类抗生素相互作用，建立了硫酸阿米卡星和硫酸小诺毒素的测定方法，王齐研究了硫化镉纳米晶与氨基糖苷类抗生素相互作用。王齐等[13]还利用硫化镉纳米微粒作探针共振瑞利散射测定了某些蒽环类抗癌药物，而鲁群岷用金纳米微粒作探针共振瑞利散射同样测定了某些蒽环类抗癌药物。胡蓉研发小组[14]用CdSe量子点作探针共振瑞利散射法测定血样中的阿米卡星含量。闫曙光等[15]用CdTe 量子点作探针共振瑞利散射法测定临床上的抗凝剂物质肝素钠含量。利用金纳米的特殊的物理化学性质，以未经化学修饰的金纳米直接作为探针，RRS法测定某些生物碱（如盐酸小檗碱，硫酸奎宁）。

1.2.3 生物大分子分析

闫炜等[16]研究小组建立了一种用CdTe/CdS量子点共振瑞利散射光谱法快速检测细胞色素C的方法。王齐等[17]研究了铜纳米微粒与维生素B1相互作用的共振瑞利散射光谱。刘丹等[18]用CdSe量子点作探针共振瑞利散射法测定葡聚糖硫酸钠的含量。王文星等[19]以没食子酸为还原剂和稳定剂制备出的Ag/Au核壳纳米粒子为探针，共振瑞利散射光谱测定人血清总蛋白。范小青在硕士论文中开发了CdTe量子点与卵清白蛋白、牛血清白蛋白的相互作用。刘正文的硕士论文用CdTe量子点作探针共振瑞利散射测定了γ-球蛋白含量。

1.2.4 其它分析

RRS光谱技术还可用金纳米微粒作探针测定牛奶中的三聚氰胺的含量[20]。陈启凡等[21]利用共振瑞利散射技术研究了金纳米微粒与溶菌酶的相互作用，将纳米金作为测定溶菌酶的探针。

1.3 非纳米反应

共振瑞利散射非纳米反应是非纳米微粒与蛋白质、核酸、多糖、染料、生物碱、药物等发生反应引起的纳米颗粒的共振瑞利散射光谱峰值的改变。

1.3.1 无机离子分析

黄亚励等[22]利用I3-与硫酸耐而蓝生成稳定的离子缔合物，碘能定量氧化As3+，且散射强度的改变值ΔIRRS与As3+浓度呈线性关系而建立了一种测定尿中痕量砷的共振瑞利散射新方法，还有人用此法测定了环境水样中痕量砷（Ⅲ）。罗道成等[23]研究出铅-碘化钾-罗丹明6G离子缔合物在315nm波长处产生强烈的共振瑞利散射光谱，其光强度I与Pb2+的质量浓度在一定范围内成线性关系，可用于测定环境水样中的痕量铅。韩志辉等[24]人在银-邻菲罗啉-茜素红体系中，开发出共振瑞利散射法测定痕量银的一种新方法。倪欣等[25]也报道了痕量银的共振瑞利散射法测定。刘运美等[26]在钴(1I)-PAN-SDBS体系中用共振瑞利散射法测定了钴的含量。Long X F等用RRS光谱技术测定天然水和生物样品中的Al(III)。

1.3.2 药物分析

邢高娃等[27]在一定条件下，以甲基蓝-铕稀土配合物为光散射探针，建立了灵敏的测定美他环素的共振瑞利散射分析测定新方法。郭思斌[28]应用固绿与硫酸软骨素作用形成结合产物时，在一定范围内溶液的RRS强度与硫酸软骨素浓度成正比，建立可测定其含量的方法。胡小莉等使用共振瑞利散射法测定氨基糖苷类和四环素类抗生素类药物．王芬等[29]同样采用共振瑞利散射光谱研究了某些蒽环类抗癌药物与刚果红的相互作用。许东坡等[30]用12-钨磷酸共振瑞利散射光谱法测定盐酸苯海拉明。王媚的论文中开发了共振瑞利散射光谱法在氟喹诺酮类抗生素药物分析中的应用，如铽-氟喹诺酮类抗生素-茜素红、铕-氟喹诺酮类抗生素-铬天青S、钴-氟喹诺酮类抗生素-刚果红等相互作用的反应体系。某论文以溴甲酚绿、溴酚蓝、硅钼酸为探针建立了简便、快速测定奈替米星的共振瑞利散射的新方法。胡庆红还用丽春红S共振瑞利散射法测定硫酸小诺霉素。

1.3.3 生物大分子分析

肖锡林等[31]建立了共振瑞利散射法测定尿中微量白蛋白的检测新方法。刘绍璞教授及学生研究发现利用RRS光谱可研究蛋白质和杂多化合物的反应继而测定蛋白质，同时也利用RRS光谱研究了核酸和劳氏紫的反应，发现RRS信号的增强和核酸的浓度在一定范围内成比例，该法有很宽的线性范围和很高的灵敏度，可用于核酸的测定。田丽的论文建立了中性红与透明质酸钠、透明质酸钠-溴化十六烷基吡啶缔合物、三氨基三苯甲烷染料与硫酸皮肤素和健那绿与硫酸软骨素体系相互作用的共振瑞利散射光谱及其分析应用等。刘俊铁则利用茜素红-铕光谱探针用于蛋白质分子的分光光度研究与检测，还利用甲基蓝与血红蛋白相互作用的共振瑞利散射光谱研究及小分子的影响。

1.3.4 其它分析

西南大学研究小组用共振瑞利散射法测定了盐浸中的亚铁氰化钾，还研究了乙基紫共振瑞利散射法测定碘酸钾、羧甲基纤维素钠含量，卤离子与阳离子表面活性剂相互作用的共振瑞利散射光谱，溴酚蓝共振瑞利散射光谱法测定痕量阳离子表面活性剂。RRS光谱技术还可用来测定β-环糊精的包结常数。

2、展望

综述所述，目前可用共振瑞利散射光谱法在纳米与非纳米反应体系中测定无机离子、药物分析、生物大分子等多种物质含量。相比较而言，纳米反应体系测定物质的含量相对较少。随着社会进步，纳米科学技术不断发展，可制备出更多种类且具有共振瑞利散射特性的纳米晶，来测定更多品种、更痕量的物质含量，是以后共振瑞利散射法的发展方向。

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[16] 闫炜，张爱梅，王怀生. CdTe/CdS量子点共振瑞利散射光谱法测定细胞色素C[J]. 理化检验-化学分册，2008，44：107~110,122.

[17] 王齐，刘忠芳，孔玲等. 铜纳米微粒与维生素B1相互作用的吸收光谱和共振瑞利散射光谱研究[J]. 分析化学研究报告，2007,35（3）：365~369.

[18] 刘丹. CdSe量子点作探针共振瑞利散射法测定葡聚糖硫酸钠[J]. 四川文理学院学报，2010，21（2）：51~54

[19] 王文星，黄玉萍，徐淑坤. Ag/ Au 纳米粒子的没食子酸还原制备及其共振瑞利散射光谱测定人血清总蛋白[J]. 分析化学研究报告，2011，39（3）：356~360.

[20] 曾国平，向东山，李丽等. 金纳米粒子作探针共振瑞利散射光谱法测定牛奶中三聚氰胺[J]. 化学学报，2011,69（23）：2859~2864.

[21] 陈启凡，孙世安，王岩等. 金纳米探针瑞利共振散射法测定溶菌酶[J]. 激光生物学报，2008，17（5）：679~683.

[22] 黄亚励，徐红，刘红. 共振瑞利散射法测定尿中痕量砷[J]. 应用化工，2010,39（1）：124~126.

[23] 罗道成，刘俊峰. 铅-碘化钾-罗丹明6G共振瑞利散射法测定环境水样中微量铅[J]. 化学试剂，2007,29（9）：547~548;568.

[24]韩志辉，高寿泉，肖锡林. 银-邻菲罗啉-茜素红体系共振瑞利散射法测定痕量银[J]. 中国卫生检验杂志，2005,15（12）：1424~1426.

[25] 倪欣，高俊杰，孙凤. 共振瑞利散射法测定痕量银的研究[J]. 广东微量元素科学，2009,16（7）：59~63.

[26] 刘运美，杨静，高治平. 钴(1I)-PAN-SDBS共振瑞利散射法测定钴[J]. 应用化学，2007，24（12）：1467~1469.

[27] 邢高娃，敖登高娃，刘俊轶. 甲基蓝-铕为光散射探针测定美他环素的共振瑞利散射及共振非线性散射法研究[J]. 中国稀土学报，2010，28（6）：766~770.

[28] 郭思斌，肖佩玉，舒永全等. 固绿共振瑞利散射光谱法测定硫酸软骨素[J]. 四川生理科学杂志，2007，29（3）：112~114.

[29] 王芬，刘忠芳，刘绍璞. 某些蒽环类抗癌药物与刚果红相互作用的吸收、荧光和共振瑞利散射光谱研究[J]. 化学学报，2005，65（21）：1991~1998.

第8篇

［关键词］科研实践；物理化学；教学

物理化学是一门借助物理的基本原理，揭示化学基本规律的学科，也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科，具有理论公式多，推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂，对数学知识要求高，容易产生畏难情绪，也往往认为理论知识学了没有用途，导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题，通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象，借助物理化学知识加以解决，但是这只是一些简单的应用，并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果，但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单，并不能激发他们对物理化学学习兴趣，解决他们对物理化学理论学习的困惑，展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系，从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外，物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的，能指导科学实践活动。因而，在物理化学实际教学中，除了要结合生活实践之外，教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值，才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性，同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲，从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此，教师科研能促进物理化学理论教学，也能促进学生对当前科研前沿的了解，激发学生的求知欲，培养学生的科学素养，为今后的发展奠定基础。

1科研实践对物理化学教学的促进作用

1．1物理化学理论在科研实践中的应用

尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂，但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识，因而，我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中，以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识，帮助他们更好地理解这些基础知识，激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中，通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子［1］。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应，电极反应分别是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42－和AuCl4－的还原电势以及碳纳米管的氧化电势，并比较它们的大小，从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物，计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面，关键是通过原电池效应合成的碳纳米管－金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能，体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值［2－4］。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛，考虑的因素复杂，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上，物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用，利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理［5－7］。因此，物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值，是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。

1．2科研实践对学生物理化学学习的促进作用

物理化学中的基础知识都是比较抽象，数学公式比较多，这增大了学生学习的困难，但是这些基础知识都是来自科学实践，相应地能用来指导科学实践活动，因而，学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识，能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先，科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频，直观地展示和支撑他们的实验结果，帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文，在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点，使得抽象的知识图像化、具体化，同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前，加深学生对该知识点的印象，促进学生对该知识点的理解和掌握。其次，物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生，不仅能帮助学生理解这些知识点，更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系，而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中，并指导科学实践和生产实践活动，使得学生不再认为理论知识难学而没有用途，更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点，甚至通过网络数据库等相关工具，更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容，从而间接地提高他们的自学能力，培养他们积极主动学习的能力。最后，借助物理化学教学引入科研生产实践的概念，让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界，从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识，同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿，掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识，引导学生关注本学科发展前沿和科研动态，使学生浸润在科研的氛围下，产生浓烈的科研倾向［8］。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣，建立严谨的科研和学习态度，刺激学生对未知世界的求知欲望，并潜移默化地培养他们的科学素养，为今后的工作学习提供基础。因此，物理化学教学中引进科研实践，不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化，而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性，培养他们的基本科学素养，激发他们对未知世界的求知欲望。

1．3教师科研实践对物理化学教学的重要影响

对于普通本科院校来讲，无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用，无法代替教师的角色，无法改变教师授课主体的本质，因而，教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活，也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而，教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力，而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用，增加了教师的业务知识水平，对课堂教学有非常大的促进作用，因而，要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作［9］。首先，本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料，了解当前科技发展的动态，及时跟踪本学科领域的最新进展，更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力，并不断更新和完善自己的知识体系，能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生，同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势，自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式，进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次，教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程，能提高教师的逻辑思维能力和表达能力，能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质，激发教师的创新思想，迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用，促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风，对学生成才起到推动作用。此外，教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及，对学生有很大的引导和促进作用，同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望，主动参与到教师的科研实践，激起他们对物理化学基础理论学习的热情［9］。因此，教师要实现物理化学教学的改革创新，适应当前形式下物理化学教学的发展，仅凭教学经验是远远不够的，必须从事科学研究去实践、去探索、去创新，进一步提高本学科的知识结构，从而加快教育观念的更替，逐步形成具有自身特色的教学方式，将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中，才能改变多年从教的疲惫与困惑，同时也激发了自身潜在的创造力。

2结论

第9篇

［关键词］科研实践；物理化学；教学

物理化学是一门借助物理的基本原理，揭示化学基本规律的学科，也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科，具有理论公式多，推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂，对数学知识要求高，容易产生畏难情绪，也往往认为理论知识学了没有用途，导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题，通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象，借助物理化学知识加以解决，但是这只是一些简单的应用，并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果，但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单，并不能激发他们对物理化学学习兴趣，解决他们对物理化学理论学习的困惑，展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系，从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外，物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的，能指导科学实践活动。因而，在物理化学实际教学中，除了要结合生活实践之外，教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值，才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性，同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲，从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此，教师科研能促进物理化学理论教学，也能促进学生对当前科研前沿的了解，激发学生的求知欲，培养学生的科学素养，为今后的发展奠定基础。

1科研实践对物理化学教学的促进作用

1．1物理化学理论在科研实践中的应用

尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂，但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识，因而，我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中，以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识，帮助他们更好地理解这些基础知识，激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中，通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子［1］。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应，电极反应分别是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42－和AuCl4－的还原电势以及碳纳米管的氧化电势，并比较它们的大小，从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物，计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面，关键是通过原电池效应合成的碳纳米管－金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能，体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值［2－4］。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛，考虑的因素复杂，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上，物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用，利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理［5－7］。因此，物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值，是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。

1．2科研实践对学生物理化学学习的促进作用

物理化学中的基础知识都是比较抽象，数学公式比较多，这增大了学生学习的困难，但是这些基础知识都是来自科学实践，相应地能用来指导科学实践活动，因而，学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识，能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先，科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频，直观地展示和支撑他们的实验结果，帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文，在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点，使得抽象的知识图像化、具体化，同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前，加深学生对该知识点的印象，促进学生对该知识点的理解和掌握。其次，物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生，不仅能帮助学生理解这些知识点，更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系，而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中，并指导科学实践和生产实践活动，使得学生不再认为理论知识难学而没有用途，更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点，甚至通过网络数据库等相关工具，更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容，从而间接地提高他们的自学能力，培养他们积极主动学习的能力。最后，借助物理化学教学引入科研生产实践的概念，让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界，从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识，同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿，掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识，引导学生关注本学科发展前沿和科研动态，使学生浸润在科研的氛围下，产生浓烈的科研倾向［8］。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣，建立严谨的科研和学习态度，刺激学生对未知世界的求知欲望，并潜移默化地培养他们的科学素养，为今后的工作学习提供基础。因此，物理化学教学中引进科研实践，不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化，而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性，培养他们的基本科学素养，激发他们对未知世界的求知欲望。

1．3教师科研实践对物理化学教学的重要影响

对于普通本科院校来讲，无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用，无法代替教师的角色，无法改变教师授课主体的本质，因而，教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活，也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而，教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力，而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用，增加了教师的业务知识水平，对课堂教学有非常大的促进作用，因而，要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作［9］。首先，本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料，了解当前科技发展的动态，及时跟踪本学科领域的最新进展，更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力，并不断更新和完善自己的知识体系，能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生，同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势，自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式，进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次，教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程，能提高教师的逻辑思维能力和表达能力，能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质，激发教师的创新思想，迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用，促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风，对学生成才起到推动作用。此外，教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及，对学生有很大的引导和促进作用，同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望，主动参与到教师的科研实践，激起他们对物理化学基础理论学习的热情［9］。因此，教师要实现物理化学教学的改革创新，适应当前形式下物理化学教学的发展，仅凭教学经验是远远不够的，必须从事科学研究去实践、去探索、去创新，进一步提高本学科的知识结构，从而加快教育观念的更替，逐步形成具有自身特色的教学方式，将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中，才能改变多年从教的疲惫与困惑，同时也激发了自身潜在的创造力。

2结论

第10篇

[关键词]石油工程 课程 教学 改革 探索

前言

中国文化最高深意之所在，在于“中国人所谓通天人合内外，亦可谓即是自然与人文之会合”[1]。中国儒家好言人道，即人文，缘于儒家经典《周易》之“观乎人文，以化成天下”。现在我国所提倡的“以人为本”的科学发展观，可谓与我国传统学说是一脉相承的。教学必须以人为本，对于自然科学及工程技术领域的教学，在强调理论的同时，除了要与实践相结合外，还要与人文会合。作者从事高校教学和科研工作二十多年，恰逢盛世，有幸参与学样的教改研究及“大学生创新性实验”。现以曾讲授过的石油工程专业课《油田化学》、《钻井液工艺原理》及其专业基础课《胶体与表面化学》等课程为例，结合相关课程以及目前已完成的“大学生创新性实验”以及教学改革项目，探索高校专业课及专业基础课的教改思路。

一、专业及专业基础课程

《油田化学》是石油工程的专业课程之一，是研究油田钻井、完井、采油、注水、提高采收率及原油集输等过程中的化学问题的科学。油田化学其实由钻井化学、采油化学和集输化学三部分组成，以无机化学、有机化学、物理化学、胶体化学、表面化学、高分子化学等基础化学为理论基础，通过各种类型的油田化学剂来解决油气钻进过程中遇到的复杂问题，改造油层及油水井，改善原油在管道中流动状况，以及分离油气水，提供高品质原油，减少油田采出水对环境的污染。虽然这三个部分是不同的体系和过程，十分复杂，并且有各自的发展方向，但是它们又是相互关联的，绝大多数体系属于或涉及到胶体分散体系（属于纳米技术的范畴）。

《大学》八条目，以格物致知为先。朱子《大学格物补传》有，因其已知之理而益穷之。虽然石油工程本科生开设了《胶体与表面化学》等基础课，但实际使用的教材中，胶体理论知识部分中所讲述纳米材料较少，内容较少，且与实际结合得不够，讲授时安排的学时也很少。其实自从进入21世纪以来，纳米技术日新月异，已经影响到我们日常生活的方方面面。因此，我们追踪了相关学科在纳米技术方面的研究热点及其发展方向，补充讲稿，完善教案。尽量做到理论联系实际，培养学生们的学习兴趣，提高他们的学习积极性。

二、纳米技术

纳米是长度计量单位，1纳米是1米的十亿分之一，相当于10个氢原子一个挨一个排列起来的长度。纳米材料涉及凝聚态物理、化学、材料和生物等领域，被公认为21世纪重点发展的新型材料之一。纳米材料现已发展到人工组装合成有纳米结构的材料。

纳米技术在油田化学中经常用于钻井液完井液的暂堵剂以保护油气层，在油田采出水处理中可以利用纳米材料的光催化作用，将采油污水中的油和高分子进行光催化和光降解，使其达到回注地层及外排的水质要求。利用纳米技术甚至可以从水和空气中清除细微污染物，从而提供更清洁的环境和更高质量的水。

三、教改探索

（一）教学探索

作者将自己平时积累的学习及科研经验，应用到不同层次的教学中。在本科教学中，先侧重基础知识讲解，然后再讲授胶体的各种性质。在给硕士生讲授《现代钻井液技术》以及给博士生讲授《高等胶体化学》时，作者也将纳米技术等先进技术引入进来。针对学生们将来的工作，要求学生了解各油田的情况，使每一位学生能更快更好地了解未来的工作。

在本科生教学过程，针对纳米材料的特性引入学生感兴趣的话题，从而提高学生们的学习兴趣。例如，金红石型纳米二氧化钛可用作涂料，涂层粗糙度小，表面光滑细腻；而锐钛矿型纳米二氧化钛可以防紫外线，可用在遮阳伞的防紫辐射。女生们比较感兴趣的话题是引入纳米材料的化妆品，有同学提到互联网上的天价纳米金护肤品的广告。作者在讲解到《胶体化学》中溶胶的光学性质时，以多媒体的形式向学生进行展示金溶胶的颜色。金溶胶粒子逐渐减小时所对应的颜色从红色到蓝色，其实可以呈现出不同的颜色；而金属银在50～60纳米时，也可以呈现黄色。学生们看了PPT后一目了然，除了不会再受不实广告宣传影响外，对本课程的学习更加投入了。此后提问的学生多了，学习的积极性得到普遍提高，学生们的期末考试成绩普遍好于往届。对硕士生及博士生的要求则要求更高一些，除了要求他们对日常生活中所涉及的纳米技术有所了解外，还要求他们能够结合专业知识，研制出可用于石油工程专业领域的纳米材料。

在针对来自现场的学生进行培训时，作者则是与学生多互动，既了解了各油田的研究现状，又针对一些具体问题提供参考意见。例如，在讲解部分黏土矿物对采油工程的影响时，特别提到在深部地层的油层有时会存在绿泥石，而绿泥石中可能有一定含量的铁元素，在进行强化采油时，不适宜采用酸化作业来提高原油采收率。一些培训的同学曾在某油田承担过两项酸化作业，但在施工后却发现油井产量非但没有上升，反而下降了。经学习后发现，就是由于未进行黏土矿物的组成分析。

（二）创新探索

在“大学生创新性实验”中，作者与本科生一起完成了“钻井液用超细颗粒的研制”。在近一年的研究过程中，本着“学不厌，教不倦”的精神，不以师自居，鼓励学生多动手进行实际操作的同时检索文献。用孔子的五步学习法启发学生：博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之[2]。与研究生们一起研制出了多种钻井液用超细颗粒，并获得黑龙江省石油学会优秀论文三等奖。在学校的教改项目中，作者还与其他师生一起共同学习和共同实践，圆满完成了工作任务。

四、结论

钱穆先生曾说：教与学平等，共一业。师与弟子亦平等，共一生命。教者学者在其全人生中交融为一，始得谓之是教育[1]。作者一直认同钱穆先生的“能于教者中得一学者，则成为一不寻常之师。终其身惟有一大事业斯曰学”。孔子也说过：后生可畏，焉知来者之不如今。我等虽是教者，但应以学生为本，同时也以学习为终生职业。

[参考文献]

[1]钱穆.现代中国学术论衡.第二版.北京：三联书店.2005年.p38-60.

第11篇

化学前沿科学研究对象

化学科学是研究原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态的合成反应、分离和分析、结构形态、物理性能和生物活性及其规律和应用的科学。随着新世纪脚步的不断加快，作为物质科学组成之一的化学科学将愈来愈引起世界各国的关注。化学中的前沿科学也将成为化学工作者关注的焦点。

从一定意义上讲，科学论文的发表是科学成果被人们承认的唯一形式。一定频次的引用反映了某篇论文重要性的程度，超高频次的引用，常可认为其研究成果引发了科学研究的热点或在科学研究中取得突破。因此，近期化学科研论文的引用情况也体现了化学学科前沿的科学研究成果，以及当前国际化学前沿的特点和变化趋势和研究方向。据中科院文献情报中心的报道，90年代的化学研究前沿领域有：

（1）富勒烯C60的研究导致发现了自然界一类新的物质――碳的另一种存在形式，并对宇宙内碳循环和经典芳香性的关系这一理论化学的关键问题有了全新的认识，开辟了新的化学研究领域。

（2）模拟程序和密度泛函理论的发展引起整个化学领域的革命，使量子化学成为成千上万化学家手中的工具，可用以预测和阐明物质的化学性质。

（3）对不同管径和缠绕角的单壁碳纳米管的结构和导电性质的研究展示了单壁碳纳米管在纳米分子电子学领域的应用前景。

（4）人工合成新药的发展：天然抗癌药物的人工合成以及用以开发新药的组合化学方法。

（5）组合化学新研究领域的发展打破了传统药物开发的模式，可同时合成和筛选大批生物活性物质，大大缩短了新药开发的时间。组合化学技术还被广泛应用于催化剂的筛选、手性化合物合成等材料科学领域。

（6）仿生聚合物是一种先进材料，它的人工合成向模仿机体功能的“目标”迈进了一步。

（7）分析化学在这一阶段已不再仅仅是化学家手中的工具，它已发展为一门分析科学。它一方面为人们提供关于物质，特别是构成生命的基本物质的组成和结构甚至生命过程的信息；另一方面，在精密分析仪器本身的研制上不断获得进展。

（8）计算机技术的飞速发展使化学家的研究手段产生巨大变革。有关生物大分子（如蛋白质、核酸）多维结构图像实现和精细结构表达的程序及软件包的研究受到化学界的极大关注。

（9）有机反应、不对称合成及催化是90年代以来的持续热点。这是一个有工业应用前景和巨大市场潜力的、一直很活跃的研究领域。

在经历了20世纪的空前繁荣发展后，进入21世纪，化学学科面临着四大难题。第一，合成化学难题――化学反应理论；第二，功能结构化学难题――结构和性能的定量关系；第三，生命现象的化学机制――生命化学难题；第四，纳米尺度难题。徐光宪院士等科学家认为21世纪是信息科学、合成化学和生命科学共同繁荣的世纪，化学的微观方法和宏观方法相互结合，相互渗透这一潮流将进一步向前发展，并提出了新世纪的化学科学包含了对下列八个层次的物质对象的研究：

（1）原子层次的化学：其中包括核化学、放射化学、同位素化学、sp区元素化学、d区元素化学、4p区元素化学、5f区元素化学、超5f区元素化学、单原子操纵和检测化学等。

（2）分子层次的化学：现已合成的2000余万种分子和化合物，通常分为无机、有机和高分子化合物。但近30余年来合成的众多化合物，如金属有机化合物、元素有机化合物、原子簇化合物、金属酶、金属硫蛋白、富勒烯、团簇、配位高分子等很难适应老的分类法。21世纪将研究分子的多元分类法，如按照分子片结合方式和生成的分子结构类型分类，可分为0维、1维、2维、3维分子等。

（3）分子片层次的化学：原子只有110余种，但分子数目已超过2000万种，因此有必要在原子和分子之间引入一个“分子片”的新层次，在21世纪应该开展分子片化学的研究。

（4）超分子层次的化学：其中包括受体和给体的化学、锁和钥匙的化学、分子间的非共价作用力、范德华引力、各种不同类型的氢键、疏水-疏水基团相互作用、疏水-亲水基团相互作用、亲水-亲水基团相互作用、分子的堆积组装、位阻和各种空间效应等。

（5）宏观聚集态化学：其中包括固体化学、晶体化学、非晶态化学、流体和溶液化学、等离子体化学、胶体化学和界面化学等。

（6）介观聚集态化学：包括纳米化学、微乳化学、溶胶-凝胶化学、软物质化学、胶团-胶束化学和气溶胶化学等。

（7）生物分子层次的化学：包括生物化学、分子生物学、化学生物学、酶化学、脑化学、神经化学、基团化学、生命调控化学、药物化学、手性化学、环境化学、生命起源、认知化学和从生物分子到分子生物的飞跃等。

（8）复杂分子体系的化学。从以上分类可以看出，新世纪化学别值得关注的有化学信息学、分子片化学、超分子化学、生命化学、纳米化学、理论化学和复杂分子体系的化学等。

随着化学分支学科的重组及其它学科的交叉、融合和不断渗透，21世纪初化学学科的前沿方向与优先领域有：绿色化学与环境化学中的基本化学问题、材料科学中的基本化学问题、合成化学、化学反应动态学、分子聚集体化学、理论化学、分析化学测试原理和检测技术新方法建立、生命体系中的化学过程、能源中的基本化学问题、化学工程的发展与化学基础等。

参考文献：

[1]刘春万.研讨我国理论化学跨入新千年发展的一次盛会[J].化学进展，2000， 36（2）： 230-232.

[2] G. P. Haight Jr. Bringing undergraduates to the chemical frontier[J]. J.Chem. Educ.，1967，44（12），766-775.

第12篇

研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。

1研究形状和趋势

纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。

纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。美国已成功地制备了晶粒为50urn的纳米Cu的决体材料，硬度比粗晶Cu提高5倍；晶粒为7urn的Pd，屈服应力比粗晶Pd高5倍；具有高强度的金属间化合物的增塑问题一直引起人们的关注，晶粒的纳米化为解决这一问题带来了希望，纳米金属间化合物 FqsAJZCr室成果的转化，到目前为止，已形成了具有自主知识产权的几家纳米粉体产业，睦次鹦米氧化硅。氧化钛、氮化硅核区个文的易实他借个缈阳放宽在纳米添加功能陶瓷和结构陶瓷改性方面也取得了很好的效果。 加至5亿美元。这说明纳米材料和纳米结构的研究热潮在下一世纪相当长的一段时间内保持继续发展的势头。

2国际动态和发展战略 斯顿大学于1998年制备成功量子磁盘，这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系，10－”bit／s尺寸的密度已达109bit／s，美国商家已组织有关人员迅速转化，预计2005年市场为400亿美元。1988年法国人首先发现了巨磁电阻效应，到1997年巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世，在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头将有重要的应用前景。

最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉体，预计将给彩色印橡带来革命性的变革。纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面很可能给传统产业和产品注入新的高科技含量，在未来市场上占有重要的份额。纳米材料在医药方面的应用研究也使人瞩目，正是这些研究使美国白宫认识到纳米材料和技术将占有重要的战略地位。原因之二是纳米材料和技术领域是知识创新和技术创新的源泉，新的规律新原理的发现和新理论的建立给基础科学提供了新的机遇，美国计划在这个领域的基础研究独占“老大”的地位。 为了使中国科学院在世纪之交乃至下一世纪在纳米材料和技术研究在国际上占有一席之地，在国际市场上占有一份额，从前瞻性、战略性、基础性来考虑应该成立中国科学院纳米材料和技术研究中心，建议北方成立一个以物质科学中心为基础的研究中心（包括金属研究所），在南方建立一个以合肥地区中国科学院固体物理所和中国科技大学为基础的研究中心，主要任务是以基础研究为主，做好基础研究与应用研究的衔接和成果的转化。 3国内研究进展

我国纳米材料研究始于80年代末，“八五”期间，“纳米材料科学”列入国家攀登项目。国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目，组织相关的科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作，国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题，国家“863”新材料主题也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究。1996年以后，纳米材料的应用研究出现了可喜的苗头，地方政府和部分企业家的介人，使我国纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面。

目前，我国有60多个研究小组，有600多人从事纳米材料的基础和应用研究，其中，承担国家重大基础研究项目的和纳米材料研究工作开展比较早的单位有：中国科学院上海硅酸盐研究所、南京大学。中国科学院固体物理研究所、金属研究所、物理研究所、中国科技大学、中国科学院化学研究所、清华大学，还有吉林大学烹北大学、西安交通大学、天津大学。青岛化工学院、华东师范大学＼华东理工大学、浙江大学、中科院大连化学物理研究所、长春应用化学 近年来，我国在功能纳米材料研究上取得了举世瞩目的重大成果，引起了国际上的关注。一是大面积定向碳管阵列合成：利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术，用这种技术合成的纳米管，孔径基本一致，约20urn，长度约100pm，纳米管阵列面积达到 3mmX3mm。其定向排列程度高，碳纳米管之间间距为100pm。这种大面积定向纳米碳管阵列，在平板显示的场发射阴极等方面有着重要应用前景。这方面的文章发表在1996年的美国《科学》杂志上。二是超长纳米碳管制备：首次大批量地制备出长度为2～3mm的超长定向碳纳米管列阵。这种超长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1～2个数量级。该项成果已发表于1998年8月出版的英国《自然》杂志上。英国《金融时报》以“碳纳米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作。三是氮化嫁纳米棒制备：首次利用碳纳米管作模板成功地制备出直径为3～40urn、长度达微米量级的发蓝光氮化像一维纳米棒，并提出了碳纳米管限制反应的概念。该项成果被评为1998年度中国十大科技新闻之一。四是硅衬底上碳纳米管阵列研制成功，推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件方面的应用。五是唯一维纳米丝和纳米电缆：应用溶胶一凝胶与碳热还原相结合的新方法，首次合成了碳化或（TaC）纳米丝外包覆 绝缘体SIOZ和 TaC纳米丝外包覆石墨的纳米电缆，以及以S江纳米丝为芯的纳米电缆，当前在国际上 仅少数研究组能合成这种材料。该成果研究论文在瑞典召开的1998年第四届国际纳米会议宣读后，许多外国科学家给予高度评价。六是用苯热法制备纳米氮化像微晶；发现了非水溶剂热合成技术，首次在300℃左右制成粒度达30urn的氮化锌微晶。还用苯合成制备氮化铬（CrN）、磷化钻（COZP）和硫化锑（Sb。S。）纳米微晶，在1997年的《科学》杂志上。七是用催化热解法制成纳米金刚石；在高压釜中用中温（70℃）催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉，在1998年的《科学》杂志上。美国《化学与工程新闻》杂志还发表题为“稻草变黄金?从四氯化碳（CC14）制成金刚石”～文，予以高度评价。

第13篇

关键词：硕士研究生；导师；引路人

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）09-0078-03

一、引言

面对世界范围的新技术革命和人才竞争，把自己的研究生培养成为“勤奋、严谨、求实、协作、创新”的高水平专业人才，是每一位导师追求的目标[1]。多年来，本文作者在硕士研究生培养方面做了些探讨工作，并取得了一点成效。在指导学生过程中，准确把握研究内容，科学判定实验方案和技术路线，合理确定研究目标，严格督促检查。由于严格要求，方法得当，使得研究生取得了较好成绩。每人发表SCI英文学术论文两篇以上，获校级优秀硕士学位论文7篇、获省级优秀硕士学位论文4篇、省级研究生优秀科技创新成果二等奖两项三等奖两项，近三年学生发表学术论文60%以上被SCI收录，单篇最高影响因子为6.1，培养的研究生毕业时考取博士研究生达42%，并获2009年度山东省优秀硕士研究生指导教师。

清华大学的尤驭球先生在一次指导博士生座谈会上幽默地说：“我的主要体会就是：带博士生比带硕士生省事儿”，这句话道出了硕士生培养的难度和重要性。硕士研究生培养工作是培养科研型人才的基础教育工作，要做好这项工作，有许多问题需要深入探讨[2]。本文在培养硕士研究生工作中也深有体会，并积累了一些经验。

二、明确培养目标，全方位正确引导

硕士研究生年轻活跃，容易接受新生事物，但缺少社会磨炼，比较看重个人价值，思想容易波动，自觉性和自制力不强，所以，在培养过程中需要使其明确培养目标，并进行全方位引导。首先，引导学生树立正确的人生观和价值观，使学生懂得要学会做学问，先要学会做人，不受功利与名利思想影响，甘于短期寂寞，树立远大理想和献身科学的精神，养成实事求是、一丝不苟和勤奋苦学的学风。其次，引导学生明确学习与研究目标。为学生制定学术研究指导计划，让学生第一学期就有明确的学习计划和目标，不但知道自己在三年里要做什么，还要知道具体怎样做，达到什么要求。在这个指导计划中强调引导学生学会自学和独立开展研究工作，打好基础，掌握专业英语、信息收集、实验设计和数据处理分析四项基本技能，并通过要求发表英文学术论文培养学生运用外语能力和综合素质。第三，引导学生善于观察。由于硕士研究生的专业知识面和实验经验有很大局限性，易判断失误而漏掉一些很重要的实验现象，所以，导师要经常亲临第一线指导，亲自动手，亲自观察实验过程中出现的各种现象，帮助学生抓住一些重要的现象，提高科研工作效率，锻炼学生进行科学实验的能力，培养善于观察的科学作风和方法，提高科研水平。第四，引导学生善于协作与协调。协作协调能力是学生必备的一种素质[3]。平时有意让学生去联系处理校内外有关科研的一些事情，锻炼培养他们的协作与协调能力，并鼓励学生之间相互帮助，相互合作，相互学习启发，共同提高。

三、关心鼓励，做学生的良师益友

“一日为师，终身为父”这句话强调了导师对学生的影响和导师的责任。导师的人品、学问以及如何对待学生都将对学生有直接的影响，导师应该始终把关爱学生、培养学生放在第一位，尊重学生人格，充分调动学生的学习科研兴趣。由于硕士研究生正处在谈婚论嫁的时期，经常会遇到一些恋爱、婚姻、家庭以及其他个人生活方面的问题。作为导师应该细心全面了解学生，及时给予他们正确的引导，帮助他们正确处理生活学习上的困难，做他们的良师益友。例如，一位研究生性格内向，不善于与人交流，入学学历较低，年龄较大，学习成效不佳。通过主动与他谈话，和他探讨学习、生活和就业相关问题，才知道是恋爱出现问题才造成他情绪低落。通过耐心开导，想法帮助他解决问题，鼓励他要勇于攀登科学高峰。之后该生不但更加勤奋刻苦地学习，而且变得善于与他人交流，学习成绩优良，学习期间6篇，其中第一作者英文论文4篇，单篇最高SCI影响因子为3.05，并荣获2007年省级优秀硕士学位论文，毕业后考入中国石油大学博士生，博士后出站后在河南理工大学工作，现已经是优秀的硕士研究生导师，主持国家自然科学基金项目。有些研究生来自农村，家庭条件比较困难，在生活上要尽力去帮助他们，例如，有一名学生的母亲住院急需住院费，导师知道后设法帮助他解决困难，使他非常感动，也激发了他的学习和科研热情，使他取得了可喜的成绩，在学习期间发表SCI英文论文4篇，荣获省级研究生优秀科技创新成果二等奖、并获2009年省优秀硕士学位论文，毕业后考入山东大学博士生，博士毕业获德国洪堡奖学金，现在德国读博士后。

四、言传身教，形成良好学风

为人师表，诲人不倦。学高为师，身正为范。导师的一言一行对树立良好的学风有潜移默化的影响[4]。以严谨认真的工作态度对待学生，从小事做起，从点点滴滴不断感染学生，真正起到表率作用。遵守时间能反映一个人的作风和精神面貌。在参加任何活动中，导师自己要提前到，对无故迟到的学生会毫不客气地批评，让学生养成遵守时间的好习惯。与学生约好的事情导师一定要认真的去做，从不违约。平时经常与学生一起做实验，并在实验过程中认真讲解一些有关的知识，探讨实验方法，分析实验结果，启发学生思考问题，通过实验培养他们实事求是和严谨的作风。有时约好与学生一起作实验，甚至需要晚上继续做，我们也会一直坚持到最后。在科研工作中引导学生树立良好的学风。良好的学风使学生研究成绩突出，例如，2009届周伟家同学发表SCI英文论文8篇，获2010年省优秀硕士学位论文，并荣获省级研究生优秀科技创新成果三等奖，毕业后考入山东大学博士生，博士毕业后进华南理工大学工作。另外，2012年毕业的硕士研究生发表SCI英文论文的影响因子有很大提高，分别达5.985（Journal of Materials Chemistry）和6.1（Chemical Communications）。研二的学生现在都已经做了大量的实验，积累了很多的实验数据，已经发表出了中文综述论文，并都至少撰写出了两篇英文论文进行投稿实践。

五、把握学科前沿，提高学生创新能力

引导学生提高科研能力，多出高水平科研成果，写出高质量学位论文的具体做法有如下几点。

1.引导学生要选新的、有一定难度的、属于学科前沿的课题，把握好研究方向，使学生进入学科的前沿阵地，这是培养创新型专业人才的前提。要想引导学生进入学科的前沿阵地，首先就要求导师自己要紧紧跟上最新理论的发展，并要特别注意一些新兴学科的成果和不同学科的交叉结合。只有在学科的前沿阵地上，才能充分发挥学生的创造性，培养学生的创新能力[5]。

2.近三年来，本实验室根据本学科前沿的研究动态，以纳米功能材料的仿生合成为研究方向，提出微生物催化绿色仿生合成新技术，利用这个新技术在常温常压下合成了一系列复杂结构的介孔磷酸盐材料，解决了传统化学法合成的非氧化硅介孔材料稳定性差、难以合成、无法调变其结构的关键技术问题，并实现了介孔磷酸盐材料的批量合成，合成的介孔材料在化工环保、医药、能源等领域显示出重要应用价值与应用前景，并已经形成了自己的研究特色，在国内外引起了同行专家的重视。由于本研究方向属于新兴交叉学科，要求学生要掌握一些有关微生物发酵原理、生物无机化学、超分子化学、配位化学、纳米化学，结构生物学、分子生物学等跨学科方面的知识。所以，鼓励引导学生针对实际问题扩大专业知识面，深入理论分析，才能提高学生的科研能力。

3.经常组织学生讨论学科研究领域的发展和研究中遇到的疑难问题，师生共同研究讨论，充分发扬学术民主，互相取长补短，创造学术探讨式的气氛，激发学生创新性工作。

4.引导和帮助学生不但能正确分析实验结果，包括与同样方法制备出来的空白样品的对比分析、与不同方法制备出来的同种样品的对比分析和参考文献中的结果的对比分析等。还要引导学生善于总结实验结果，找出其创新点，并引导学生进行高水平的学术写作，把自己的实验成果发表出去，让同行专家们认可。要引导学生在论文写作上一丝不苟，从实验方法的严格性、结论的可靠性以及句法、标点符号、专业名词、格式、结构布局、参考文献等都要严格要求，尤其对论文的每一个结论都要非常慎重，不确定的结论不要急于发表。投稿前至少要修改五遍。

六、结语

实践证明，上述做法行之有效，在加强专业基础知识和基本技能的培养训练基础上，努力提高学术水平，才能使硕士研究生在学术研究中早日成才。

参考文献：

[1]徐匡迪.学师风范做名副其实的科技工作者[J].学位与研究生教育，2013，（1）：1-5.

[2]吴孟超.用一生为理想去奋斗[J].学位与研究生教育，2013，（1）：6-8.

[3]陈学飞.质量是研究生教育的生命线――北京大学高等教育学科研究生培养的工作报告[J].现代大学教育，2002，（4）：7-10.

[4]李连.浅谈当好硕士生导师的几点体会[J].学位与研究生教育，2012，（4）：11-14.

[5]薛惠锋.研究生成才需重点把握的四大观念[J].学位与研究生教育，2011，（3）：6-8.

第14篇

关键词：超细MgO粉体，水热法，前驱体

 

氧化镁俗称苦土，是一种白色的NaCl型面心立方晶体，晶格常数为0.42 nm，主要以(111)、(200)、(220)三种晶面取向存在，其结构如图1所示。近年来，随着对纳米材料的深入研究，纳米氧化镁因具有一些优异的性能，如热、光、电、力学和化学性能等，被广泛地应用在电子、陶瓷、绝缘材料及催化剂、医药、航空等领域。纳米氧化镁的制备方法有气相、固相、液相法[1-3]。气相法对设备及技术要求较高，能耗大，易污染环境；固相法难以制备粒径较小的产品，对设备的要求也较高；相对来说，液相法操作简单，原料易得，是一种易于工业化的合成方法。在液相法当中，水热法是其中一种制备纳米材料的优秀的合成技术[4]。该法指的是，使反应物的水溶处于一个高温（通常高于100℃）、高压的条件下（通常大于1MPa），引发化学反应的发生，从而制备纳米材料的新方法。通常，该法制备的晶粒发育完整，粒径小且分布均匀。本研究以氯化镁和草酸钠作原料，通过水热反应，制得了草酸镁前驱体，将前驱体经过一定的热处理，得到了质量较好的超细氧化镁纳米粉体。

图1 氧化镁的晶体结构

Fig. 1 Crystal structure of magnesium oxide

1. 实验部分

1.1 试剂和仪器

试剂：Na2C2O4，MgCl2·6H2O。以上试剂均为分析纯，国药集团上海化学试剂公司。

仪器：H-800透射电子显微镜，日本；D/Max-RBX-射线衍射仪，日本；马弗炉，上海贺德试验设备有限公司；高压反应釜，福州市鑫盛机械加工厂；Spectrum 400红外光谱仪，美国；DT-50热分析仪，日本。

1.2 实验方法

称取等摩尔的MgCl2·6H2O、Na2C2O4配成溶液后，放入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中（填充度约为60%），在100℃下反应3h后，自然冷却至室温。取出其中的白色沉淀，用蒸馏水和无水乙醇反复洗涤数次（每次将沉淀离心分离），至没有残余的Cl-（可用AgNO3检验），50℃干燥3h，得白色粉末状的固体，即为前驱体草酸镁。把上述制备的前驱体放入坩锅中，在马弗炉中灼烧（500℃以上）3h，即得白色氧化镁纳米粉体。

1.3样品表征

应用D/Max-RB X-射线衍射仪对样品物相进行表征，其条件为：Cu靶，Kα射线，λ=1.541Å，管电压40kV，管电流100mA，扫描速度4°/min，扫描范围(2θ)10-80°；应用H-800透射电子显微镜对样品的形貌和粒径大小进行了表征；应用DT-50热分析仪对前驱体的热分解进行表征，升温速率为10℃/min；应用Spectrum 400红外光谱仪对样品进行表征。

1.4 工艺反应原理

水热反应

C2O42-+ Mg2+ + 2H2O → MgC2O4?2H2O

煅烧分解反应

MgC2O4?2H2O→MgC2O4 + 2H2O

2MgC2O4+ O2 → 2MgO + 4CO2

1.5 MgO的鉴定

下图为MgO的标准XRD图（标准卡4-829），合成的样品与该标准对比，可用来定性鉴定。

图2 MgO的标准XRD图

Fig. 2 XRD of magnesium oxide

2. 结果与讨论

2.1 热重（TG）分析

前驱体的煅烧是制备纳米粉体的关键过程，煅烧温度过低，前驱体不能完全分解，温度过高，会使得粉体颗粒长大。为了确定较好的煅烧温度，对前驱体草酸镁有必要作热分解过程分析。图3是草酸镁的TG曲线图，从图上可以看出，有明显的两次失重过程。第一阶段失重大约发生在160-200℃范围，相应于失去两分子的结晶水，质量损失率约为25%，与理论计算值24.3%相当。第二阶段失重约发生在400-520℃范围，相应当于MgC2O4的完全热分解。两次总质量损失率约为74%，与理论计算值72.9%相当。当温度升高到520℃以上，质量基本上没有变化，说明此时体系中仅有MgO晶相的存在。论文参考网。

图3 MgC2O4?2H2O的热重曲线

Fig. 3 TG curve of MgC2O4?2H2O

2.2 XRD分析

在水热反应的体系中，生成的白色沉淀为纳米氧化镁的前驱体MgC2O4?2H2O[5]。图4中(a)、(b)为前驱体加热到250、350℃时所对应的XRD图。从图上可以明显地看出，在这两个温度下，体系中依然有MgC2O4的存在，且两者的组分相同，这时并没有MgO晶相析出，这与TG分析的结果一致。

图4 前驱体加热时所对应的XRD图. (a) 250℃; (b)350℃

Fig. 4 XRD of the decomposition of precursor. (a)250℃; (b)350℃

图5为前驱体在550、600、650℃灼烧时的XRD图。论文参考网。从图中可以看出，550时前驱体已经分解完全，但其峰形不够尖锐，可见其晶型不够完整。论文参考网。在600和650℃下灼烧时，峰形尖锐，表明结晶良好。根据Scherrer公式D=Kλ/βcosθ（K=0.89，λ=0.1541 nm，β为半峰宽，D为晶粒的平均粒径），可计算出550、600、650℃时灼烧的样品的平均粒径分别为7.3、11.4和12.2 nm。由此可见，随着温度的升高，所得的晶粒粒径逐步变大，这一结果也说明了较高的温度有利于晶体的生长。

利用样品的衍射谱中晶面指数（hkl）为（111）、（200）和（220）的衍射峰和相应的面间距d（2.431、2.111和1.493nm）以及公式d = a/(h2 + k2+l2)1/2，可求得样品的晶格常数a = 0.42nm，这一结果与文献报道一致[6]。

图5 样品在不同温度下的XRD图. (a) 550; (b) 600; (c) 650℃.

Fig. 5 XRD of the sample in different temperatures.(a) 550; (b) 600; (c) 650℃.

2.3 IR分析

图6是前驱体及所得到的纳米氧化镁样品的IR图。从图上可以看出，当前驱体加热到550℃时，草酸镁的特征吸收峰已完全消失。样品在460cm-1有强烈的吸收峰，应为Mg-O的弯曲振动峰，比之常规氧化镁的Mg-O弯曲振动蓝移了10cm-1，而在540cm-1附近的峰为Mg-O的伸缩振动峰，比之常规氧化镁的550cm-1也发生了明显的红移[7]。在3500cm-1的强吸收峰是水的吸收，可能是样品在保存或测试过程中吸收了空气中的水分。在1000-2500cm-1之间的峰，可能是样品吸收了空气中的CO2所致。

图6 红外光谱图. (a)550℃时的MgO; (b)前驱体.

Fig. 6 IR spectrum. (a) MgO at 550℃; (b)precursor.

2.4 TEM分析

图7为在600℃时灼烧的样品的TEM图。从图(a)上可以看出，颗粒细小，产生了明显的团聚现象。产生这种现象的原因，可能是由于颗粒太小，粒子间的距离短，其范德华力大于粒子的重力，从而引起团聚。从图(b)上可以看出，所得颗粒大小较均匀，直径相差不大，约为10-20nm。

第15篇

关键词：研讨型教学；课程论文；实例分析

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0108-03

背景：目前抗肿瘤治疗有肿瘤切除、化学疗法、放射疗法和基因疗法。外科切除肿瘤组织是一种非常常见的肿瘤治疗手段。化学疗法是另一种有效的肿瘤治疗手段，但是化学疗法选择的药物如紫杉醇、阿霉素等具有很强的细胞毒性，常常在高剂量高细胞毒性和低剂量低效率之间进退两难[1]，因此靶向性给药系统成为给药系统的研究热点。研究表明肿瘤耐药性的产生主要是由于肿瘤细胞染色体的改变致使基因故障。尝试修复失活基因的抗肿瘤的基因递送已见报道，且能达成肿瘤细胞对抗肿瘤细胞的致敏性[2]，这就是目前的基因治疗方法。综述将就同时给予抗肿瘤药物和基因的抗肿瘤给药系统的载体构建，药物和基因的递送及递送效果。

一、纳米载体的构建

一个优良的纳米给药载体应具有：（1）修正药物的不良药学性能比如低水溶、对生物屏障的低渗透性或在体液中不稳定；（2）提供达到最大药效的合适的药物释放速率；（3）避免在非靶向位点的暴露与相互作用；（4）靶向位点甚至是细胞内靶点的最大化给药。通过组装合成的两亲共聚物（ABC）用于实验药品和制药学上的纳米递送系统经历了快速的发展，合适的纳米共聚物载体的结构灵活性与胶体相比有着不可否认的优势[3]。纳米给药系统包括脂质体（liposomes）、胶团（micelles）、纳米球（nanospheres）、类脂质体（niosomes）、纳米胶囊（nanocapsules）、固体脂肪纳米粒（solid lipid nanoparticles）、微乳剂（microemulsions）和碳纳米管（carbon nanotubes）[4]。核壳模型是同时给予抗肿瘤药物和基因给药载体的主要模型，两亲的阳离子外壳包裹疏水或亲水的核心，共同组成给药载体。Lu X等用β环糊精聚乙醇胺共轭阿霉素形成阳离子外壳，含野生型p53基因的质粒形成核心包裹在内，组成同时给药载体[5]，是典型的设计给药载体的模式。这种多功能载体在给予阿霉素和pDNA的疗法应用方面有很大前景。Wiradharma N等利用含有3个氨基酸区的两性寡肽（FA32）作为给药载体，同时给予阿霉素和p53的工作，同样也采用核壳模型，得到的FA32载体可作为疏水性的抗肿瘤药物和基因的同时给药载体[6]。Xu Z等构建了一种新型的修饰过的叶酸纳米组装载体FNA，包括pDNA和硫酸鱼精蛋白、多烯紫杉醇的浓缩核心，基于DOPE的聚乙二醇硫化物和聚乙二醇硬脂酰叶酸组成脂质包膜[7]，更是典型的核壳模型。

二、载体的靶向

载体的靶向包括被动靶向和主动靶向。肿瘤组织因具有附近的静脉高渗透率导致大分子在肿瘤组织累计的EPR效应，与非共轭的药物相比，与聚合物共轭的抗肿瘤药物在肿瘤块附近达到10~100倍[8]，这是抗肿瘤载体的被动靶向的主要方式。Fan H.等设计的同时给予阿霉素和pTRAIL基因的载体就是靠载体的纳米量级在肿瘤组织富集的。

主动靶向较之被动靶向更为有意义，能更加提高载体的靶向性，提高给药效率。肿瘤细胞是快速增殖细胞，会过表达增强营养摄入的受体，包括维生素、糖类、生长因子等[9，10]。当纳米载体表面修饰上这些受体的配体。Kaneshiro T.等利用3代多聚L-赖氨酸聚合物构建了一个靶向RGD（精氨酸甘氨酸-天冬氨酸）的阿霉素和siRNA的共给药平台，可有效靶向过表达整合蛋白的恶性胶质瘤细胞[11]。Patil Y等利用生物素作为靶向受体共轭在载体表面，提高载体对过表达生物素受体的肿瘤细胞的靶向性[12]。

三、药物和基因的递送

在载体的构建中，为了避免基因与抗肿瘤药物的相互影响，在载体构建时往往将基因和药物的装载分离开来，基因和配合物形成核心，而抗肿瘤药物常常选择和包膜共轭的形式来完成载体的构建。大多数的同时给药载体都选择了这种方式来隔离基因与抗肿瘤药物。Fan H.等构建的同时给予阿霉素和pTRAIL基因的载体就选择了由pTRAIL基因形成载体核心，而阿霉素与包膜上两性分子共轭[13]。Lu X.等设计的载体也是将阿霉素和包膜组分共轭，然后p53质粒单独作为核心[5]。所有的基因（pDNA、siRNA）都是核心的组成部分，但是药物的身份就不是那么固定了。有研究者在构建载体时同时将基因和药物作为核心，而不采用药物与包膜共轭的方式。比如Xu Z.等构建的FNA载体，先将pDNA和硫酸鱼精蛋白形成共聚物，然后再与多烯紫杉醇共同形成浓缩核心，最后核心与包膜组成完整的共给药载体[7]。目前这类载体并不多，但是这类载体的前景却是非常好的，因为一个载体就可以灵活地递送不同的药物，而不用考虑药物的亲疏水性。

四、递送效果和疗效

总的来说，已见报道的同时给予抗肿瘤药物和基因的抗肿瘤药疗法都取得了肯定的疗效，同时给药系统纳米载体具有良好的血浆稳定性，更好的药物释放速率和基因转染效率。Zhang B.等利用合成的同时给药载体在体外实验的结果显示，载体持续的释放可以保持转染活性至给药后的第四天，在前五天都可以使得基因稳定表达[14]，载体在模拟肿瘤环境中的稳定性非常高。Wang Y等通过实验验证同时给药的优势，发现因两种物质能同时进入同一个细胞而较非同时给药有非常强的优越性，抗肿瘤药物和基因共同作用表现出协同效应[15]。Cheng D.等发现，利用叶酸靶向的载体显著增加了肿瘤组织的给药量和siRNA的转染效率（79.7%vs37.5%），同时还发现即使低剂量的阿霉素（0.5ug/mL）也能造成肿瘤细胞的明显凋亡，而直接给予阿霉素则要到15ug/mL才能达成相应的疗效。证明了给药载体的高效性以及抗肿瘤药物和基因的协同作用，能有效地抑制肿瘤，延长试验小鼠的寿命[16]。Chen A.等同时给予阿霉素和Bcl-2 siRNA后发现，阿霉素的抗肿瘤效应相比于直接给予提高了132倍。值得关注的是给药载体进入肿瘤细胞后定位于细胞核周围，避免了耐药性，能更进一步地增强药物的效果[17]。Ma M.等通过非共价键构建生物素化的转铁蛋白-抗生物素蛋白-生物素-PEG-聚谷氨酸-聚甲基丙烯酸酯，能有效提高血浆中生物相容性和转染效率相交于未修饰的复合物，这种三元复合物能提供一种容易的靶向同时给予抗肿瘤药物和基因[18]。