二维纳米材料应用与发展开题报告

 2022-02-15 21:22:32

1. 研究目的与意义

背景:纳米材料自上个世纪问世以来一直被科学家广泛研究,它是一种在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸 (0.1-100nm) 或者它们由基本单元构成的材料。这使得人们改造能力的水平上升到分子和原子水平,这标志着人们进入到纳米时代。有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。二维纳米材料在机械、化学和光学性能以及尺寸、形状、生物相容性和可降解性方面具有高度的多样性。这些不同的特性使得二维纳米材料适用于广泛的应用领域,包括药物传递、成像、组织工程和生物传感器等。二维纳米材料是已知的最薄的材料,它们拥有所有已知材料中最高的特殊表面积。这一特性使得这些材料在小范围内需要高水平的表面相互作用的应用中具有不可估量的价值。此外,它们特殊的表面积体积比和典型的高模量值使得它们在改善生物医学纳米复合材料的力学性能方面非常有用。它们的极薄为生物传感和基因测序的突破提供了工具。二维纳米材料的典型代表为石墨烯。由于其具有众多优异的物理特性,比如高电子迁移率、高透光度、优异力学强度、大比表面积等优点,石墨烯以及石墨烯基材料在新能源、吸附、催化、传感、光电等领域展现出了巨大的应用潜力。

目的:了解不同二维纳米材料的基本性质,充分认识不同二维纳米材料制备方法及其优缺点,探索二维纳米材料的应用,对二维纳米材料进行前景展望。

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2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:当今世界随着科技发展,电子器件逐渐朝纳米电子器件方向演变,其在工程学、电子学、电子机械学以及光学方面都有巨大潜在应用。纳米结构在实现纳米电子器件及其集成上具有绝对优势,在众多纳米结构中,三维纳米结构以其独特的空间立体结构而具有更优越的物理性能。有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。

预期目标:(1)了解纳米材料的定义;

(2)掌握2-3种二维纳米材料的构成及应用现状;

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3. 研究的方法与步骤

本课题主要采用文献研究法,即根据一定的研究目的或课题,通过调查文献来获得资料,从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。

本课题采用的研究步骤:

第一步:搜集、阅读和整理资料

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4. 参考文献

1.周兆英, 杨兴. 微/纳机电系统[j]. 仪表技术与传感器, 2003, 6(2):1-5.

2.stowe t d,yasumura k, kenny t w, et al. attonewton force detection using ultrathinsilicon cantilevers[j]. applied physics letters, 1997, 71(2):288-290.

3.erbe a, blickr h. silicon-on-insulator based nanoresonators for mechanical mixing at radiofrequencies[j]. ieee transactions on ultrasonics ferroelectrics frequencycontrol, 2002, 49(8):1114-1117.

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5. 计划与进度安排

1.第七学期13-16周:学生网上选题,视学生选题情况作适当调整。选题结束,指导老师向学生下达任务,学生根据要求收集资料。

2.17周:专业负责人审核双选结果,教学院长发布双选结果。

3.第八学期第一周2022年2月25日-3月3日:毕业论文工作动员,组织指导老师和青年教师进行交流、培训。指导教师完成在系统中毕业论文任务书的下发,系主任审核任务书。指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求。

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