纳米尺度

摘要： 0引言纳米(10~9 m)是生活中最常听到却无法具体感知的长度单位,毕竟一根头发均匀等剖成50000根以后的厚度大约为1nm;但在构成世界的原子中,1纳米又是数个原子直径的倍数。纳米材料是指在三维空间内至少有一个维度处于纳米尺寸(1-100 nm)的粒子。具体按照维数划分,纳米材料可分为零维纳米结构(空间中的三维均在纳米尺度范围内,如量子点、纳米晶)、一维纳米结构(空间中的二维均在纳米尺度范围内,例如纳米线、纳米棒等)、二维纳米结构(空间中有一维在纳米尺度范围内,如纳米薄膜、纳米片等)。

摘要： 古人用“至小无内”来形容微观世界的边际。但事实上,在显微镜发明之前,人们对于微观世界的理解始终停留在想象的范畴。随着纳米科学与技术的不断发展,科学家发现,人们在宏观层面的一些固有认知,如果从纳米尺度去研究,则会有意想不到的结果。例如磁铁,通常的认知是金属的、无机的、有磁性的。然而,中国科学院生物物理研究所阁锡蕴团队在一次偶然的实验中发现。

摘要： 智能DNA分子纳米机器人模型以短的单链DNA为骨架,长度通常为100个左右的核苷酸,通过自身折叠形成纳米尺度的结构。在试管液体环境下,智能DNA分子纳米机器人会自动识别目标生物分子,然后迅速集结展开“围攻”,实现对目标生物分子的捕获和信号放大,有助于研究人员对其快速追踪。

摘要： 你肯定在电视、书本和生活中,见过各种各样的机器人。不过今天我们要讲的机器人有些特别——它们特别小。这种机器人被称为纳米机器人。所谓纳米机器人,就是指能在纳米尺度上进行工作的超微型机器人。

摘要： 采用分子动力学方法模拟了金刚石结构粗糙体半球与三种不同晶体取向单晶锆基体在不同滑移速度下的摩擦滑移过程,对摩擦力、磨损量进行了测量分析并结合位错提取算法(DXA)对基体内部结构变形机理进行了研究.结果表明:较低滑移速度时犁耕作用占主要因素,各基体摩擦力区分更为明显;较高滑移速度时原子间黏附作用是导致摩擦力升高的主要原因.磨损量随滑移的进行持续增加,在所有滑移速度下[0001]取向基体磨损量均明显大于其余两者.通过DXA分析,指出不同晶体取向上滑移系开动情况发生变化是纳米尺度下单晶锆摩擦行为表现出较强晶体取向依赖性的主要原因.此外,基体切向位错运动相比于法向层错结构对单晶锆摩擦力响应和磨损量的影响更为显著.

摘要： 清晨小草上晶莹剔透的露珠为什么是圆的?为什么可以在叶子上滚动?这些现象都与物质的界面性质分不开。研究发现,一些特殊的现象或反应往往发生在微观界面上,特别是纳米尺度下的界面行为,和物质的宏观表现有着截然不同的特性。露珠的超高接触角,就是在纳米突起中间发生气体吸附而形成的。

摘要： 会议主题纳米结构含能材料(NSEMs)是至少在一维空间上具有纳米尺度的含能材料。目前NSEMs技术发展十分迅速,国内外已经合成和制备出了多种纳米结构含能材料,并且将其应用于制造含能芯片,在军事和民用领域具有广泛的应用前景,是新一代含能材料和含能器件的发展方向。本次会议主要包括以下几个主题:(1)纳米结构含能材料尺度效应和反应性;(2)纳米结构含能材料设计与制备技术;(3)纳米结构含能材料表征与性能分析;(4)纳米结构含能材料应用技术;(5)Pyro-MEMS含能器件的安全性、可靠性和寿命;(6)其他与纳米结构含能材料相关研究进展。

摘要： 为加深对南京地区重霾天气过程纳米尺度气溶胶物理特征的了解,对2017年12月21-25日的一次重霾天气过程进行了综合探测,利用宽范围粒径谱仪观测了此次过程中10～1000 nm颗粒物数浓度,并结合能见度等气象要素,对重霾期间纳米气溶胶谱分布进行了分析.结果 表明:此次霾重污染过程出现在低温、高湿、气压上升期间;与非重污染时期相比,重污染期间N10-20与N20-100降低,N100-1000升高;重污染期间气溶胶粒子平均数浓度为17035个/cm3,低于非重污染期间粒子数浓度,N100-1000占总数浓度的55.05％;重霾发生期间纳米气溶胶数浓度谱为单峰结构,峰值在100 nm附近,随着污染加重,纳米气溶胶峰值粒径向大粒径偏移,粒子向大粒径段集中;不同温度对不同粒径粒子数浓度的影响不同,20～ 100 nm粒径段气溶胶与数浓度与温度呈反相关性,100～500 nm粒子数浓度与温度呈正相关性.

摘要： 纳米尺度的碳同素异形体是许多研究的主题:碳纳米管(CNT)、石墨烯(G)和石墨烯相关材料(GRM)因其优异的性能而受到广泛的研究。石墨烯尤其受到关注,其目的也是建立石墨材料的特性与晶体结构层数之间的相关性。根据ISO命名法,两层堆叠的石墨烯层形成双层石墨烯,几层石墨烯由堆叠的石墨烯层组成,从3到10层不等。对60家生产商基于石墨烯的商业产品的一项研究表明:“大多数公司的石墨烯含量低于10%,目前没有一家公司的石墨烯含量超过50%。”因此,有必要对正在研究的石墨材料有一个清晰的认识。

摘要： 所见即所得是生命科学研究的中心哲学,贯穿在不断认识单个分子、分子复合体、分子动态行为和整个分子网络的历程中.活的动态的分子才是有功能的,这决定了荧光显微成像在生命科学研究中成为不可替代的工具.但是当荧光成像聚焦到分子水平的时候,所见并不能给出想要得到的.这个障碍是由于受光学衍射极限的限制,荧光显微镜无法在衍射受限的空间内分辨出目标物.超分辨荧光成像技术突破衍射极限的限制,在纳米尺度至单分子水平可视化生物分子,以前所未有的时空分辨率研究活细胞结构和动态过程,已成为生命科学研究的有力工具,并逐渐应用到材料科学、催化反应过程和光刻等领域.超分辨成像技术原理不同,其具有的技术性能各异,限制了各自特定的技术特色和应用范围.目前主流的超分辨成像技术包括3种:结构光照明显微镜技术(structured illumination microscopy,SIM)、受激发射损耗显微技术(stimulated emission depletion,STED)和单分子定位成像技术(single molecule localization microscopy,SMLM).这些显微镜采用不同的复杂技术,但是策略却是相同和简单的,即通过牺牲时间分辨率来提升衍射受限的空间内相邻两个发光点的空间分辨.该文通过对这3种技术的原理比较和在生物研究中的应用进展介绍,明确了不同超分辨成像技术的技术优势和适用的应用方向,以方便研究者在未来研究中做合理的选择.

摘要： 本文研究了纳米尺度下自然工质二氧化碳在三相点以下的固气两相流动升华过程,进而提高了对基于二氧化碳固气两相流的新型循环制冷系统的理解.基于二氧化碳固气两相流的新型循环制冷系统可在二氧化碳三相点-56.6°C以下的低温下达到制冷效果,但气固两相流存在固态粒子沉积、堵塞等可能问题,需要对两相流中微粒的热力学过程进行更多的研究.在本研究中,利用分子动力学方法研究了不同尺寸的二氧化碳纳米粒子的升华过程与纳米尺度下的升华界面形态.研究揭示了纳米尺度下二氧化碳粒子与表面的特殊形态,对二氧化碳固气两相流工质的研究与改进提供了一定的思路.

摘要： 传输线是目前单片毫米波集成电路的关键器件之一.对硅基纳米尺度下的传输线的结构和性能进行了研究，分别对比和分析了同一种工艺(90nm CMOS)下三种经典的传输线结构(微带线Micro-stip line、共面波导CPW和接地共面波导GCPW)和不同工艺(130nm、90nm和65nm)下共面波导结构的特征参数。分析及对比基于在片测试结果，测量频率为50MHz～50GHz,研究结果可为设计者在毫米波集成电路设计中选择和设计传输线提供一定的参考。

摘要： 在经典的薄板屈曲和振动方程的基础上,同时引入表面弹性和表面应力来研究纳米层合板的轴向屈曲、热屈曲和横向振动,得出了简支矩形层合板的解析解。根据解析解的分析可以发现,正的表面弹性模量和正的表面应力会增大层合板的临界屈曲压力、临界屈曲温度和振动频率,负的表面弹性模量和负的残余应力会减少层合板的临界屈曲压力、临界屈曲温度和振动频率。结果表明,随着纳米层合板的尺寸减少,表面效应对纳米层合板的轴向屈曲、热屈曲和振动的影响也就越明显,研究表明对纳米尺度的层合板,表面效应不能忽略。

摘要： 电化学在纳米材料和纳米尺度系统的研究应用中获得新生.单个体电化学(Single entityelectrochemistry)为认识纳米尺度的电化学过程提供了新途径,为理解复杂体系的电化学过程提供了自下而上的研究方法.单体电化学涉及主题广泛,例如涵盖从电催化、功能材料性能,到生物分析(如单细胞研究、纳米孔核酸测序)等诸多领域.但是,在基本概念、原理和实验/理论方面,该领域仍存在大量的挑战,在于如何实现检测与分析低量级(pA-fA)瞬时电流,及大规模的数据集;对单实体电化学实验的解释不能再采用传统的传质和反应活性的连续体模型,而要力求在纳米尺度对界面性质(电荷密度、双电层、结构、组成、缺陷等)进行更加透彻的描述.

摘要： 弹性体在接触过程中由于分子间相互作用力会发生黏附现象,当接触半径在纳米量级时,表面效应的影响不可忽视.本文建立了纳米尺度下,刚球与半无限大基体接触时,综合考虑黏附效应和表面效应的理论模型.刚球和基体间的黏附效应基于L-J势来表征,表面效应对基体变形的影响基于提出的考虑纳米结构材料表面效应的弹性理论来表征.最终得到的强非线性的控制方程采用伪弧长延拓法和牛顿迭代法,给出了数值解,得到了压头所受外载随压入深度的变化关系.结果发现,和不考虑表面效应的经典解相比,基体剪切模量越小或者刚球尺寸越小,表面效应越明显.表面效应使得压头所受外载减小(拉力时),或增加(压力时).已有的经典理论和实验发现,当基体模量较小或刚球半径较大时,压入或分离过程会出现突然黏附(jump-on)或突然撕脱(jump-off)的失稳现象,和经典理论相比,表面效应使得突然黏附和突然撕脱时的压入深度更浅.此外,对于刚球和基体在黏附作用下自平衡的特殊情况,发现,表面效应减小了自平衡时刚球的压入深度,这一结果和现有实验结果定性一致.

摘要： 空位是固体物理、固体化学、冶金学乃至材料科学的核心问题.为使相关学者对材料中空位形成能的研究现状和发展趋势有更为深入而全面的认识,本文从计算空位形成能的常见方法与描述空位形成能的常见理论入手,分别对空位形成能的表征、计算和模拟方法进行了阐述,并对纳米尺度下空位形成能变化的本质进行了分析.最后,总结了空位对材料的其他物理性能、力学性能和热力学性能的影响机制,并对空位的今后研究作了展望.

摘要： 多重激子效应是指纳米尺度的半导体材料吸收一个高能光子而产生多个激子(即电子－空穴对)的过程.多重激子效应具有巨大的基础研究价值和广泛的应用价值,其潜在应用涵盖了从非线性光学和激光到光化学的广泛领域,尤其是对于发展高效太阳电池、高灵敏度光电探测器、高质量的光放大器、高品质的激光器以及雪崩式光电二极管更是具有重大的推动作用.我们以多重激子产生的碰撞电离过程为其物理机制,结合Fermi在1950年建立的统计模型理论,建立了一个能够解释较大尺度范围内的纳米半导体颗粒中多重激子产生效应的统计模型.对PbSe量子点中多重激子效应的计算结果不仅证实了该模型的正确性,并且能够初步解决该领域现存的争议.此外,我们改进了计算太阳电池效率的细致平衡模型,详细的探讨了多重激子产生对于纳米结构的先进太阳电池效率的增强作用.

摘要： 目的：探索主、侧流香烟烟雾中不同尺度纳米颗粒物的分布情况，为更好的研究与吸烟相关的疾病发生机制，提供理论基础和实验依据。rn 方法：采用十三级撞击式采样器,分别收集卷烟燃烧时产生的主流烟雾和侧流烟雾,用称重法观察香烟烟雾中不同尺度纳米颗粒物分布情况。rn 结果：与其它尺度相比，主流烟雾中尺度在320,560,1000(nm)的颗粒物显着增多。侧流烟雾中尺度在180,320(nm)的颗粒物显着增多。尺度在100，180，320(nm)处侧流烟雾中纳米颗粒物含量高于主流烟雾；尺度在560，1000，1800，3200，5600，10000(nm)处主流烟雾颗粒物含量高于侧流烟雾。rn 结论：主流烟雾中纳米颗粒物主要集中在尺度为320,560,1000(nm)处,侧流烟雾中纳米颗粒物主要集中在尺度为180,320(nm)处。主流烟雾中560 nm 以上纳米颗粒物含量高，而侧流烟雾中320 nm 以下纳米颗粒物含量高。

摘要： 电子断层三维重构技术（Electron Tomography, ET）是在纳米尺度研究不具有全同性的细胞或大分子三维结构的重要方法.迭代重构法是ET中重构效果最好的方法,但是迭代重构法性能较差,重构大尺寸图像时需要数天的时间甚至更长,使其应用受到限制.迭代重构法中经典的方法是代数重构法（Algebraic Reconstruction Technique, ART）和联合迭代重构法（Simultaneous Iterative Reconstruction Technique, SIRT）,SIRT算法总是收敛的并且比ART重构的效果更好.本文主要利用CUDA语言设计和实现了基于Tesla C1060 GPU平台上的并行SIRT重构算法,并利用存储器合并访问、常量存储器、共享存储器等优化技术对并行算法进行优化,优化后的SIRT并行算法在Tesla C1060 GPU平台上的性能相对于Intel i7 920 CPU上的串行算法的最大加速比达到47倍,并且重构的质量没有任何下降.

摘要： Co68Fe4.5Si13.5B14玻璃包覆非晶微丝由玻璃包覆熔融纺丝法制得。本文借助X射线衍射、差式扫描量热法、高分辨透射电镜，通过对Co68Fe4.5Si13.5B14玻璃包覆非晶微丝的结构分析和观察，提出其非晶态原子结构简化模型，认为其非晶态结构实质上是由直径小于2nm的纳米晶粒组成。这些有规律结构的小纳米晶作为晶胞以同心圆方式生长成为实体空间中的一个个球状有序区；或者以不同直径的小纳米晶作为结构单胞，构成核心，同类小纳米晶或异类小纳米晶以核心为中心，成密集堆簇方式生长，构成有序团簇区。

摘要： 技术涉及分选实体。将实体引入纳米柱阵列中。实体包括第一群体和第二群体，并且纳米柱阵列包括布置为具有将一个纳米柱与另一个纳米柱分离的间隙的纳米柱。纳米柱被排序为相对于流体流动方向具有阵列角。通过在第一方向上输送小于预定大小的实体的第一群体以及通过在与第一方向不同的第二方向上输送至少为预定大小的实体的第二群体穿过纳米柱阵列，对实体进行分选。纳米柱阵列被配置为采用具有小于300纳米的间隙大小的间隙以分选具有亚100纳米大小的实体。

摘要： 技术涉及分选实体。将实体引入纳米柱阵列中。实体包括第一群体和第二群体，并且纳米柱阵列包括布置为具有将一个纳米柱与另一个纳米柱分离的间隙的纳米柱。纳米柱被排序为相对于流体流动方向具有阵列角。通过在第一方向上输送小于预定大小的实体的第一群体以及通过在与第一方向不同的第二方向上输送至少为预定大小的实体的第二群体穿过纳米柱阵列，对实体进行分选。纳米柱阵列被配置为采用具有小于300纳米的间隙大小的间隙以分选具有亚100纳米大小的实体。

摘要： 本发明的各种实施例涉及包括遂穿电阻器纳米线结的多路信号分离器，以及用于对纳米尺度和混合尺度多路信号分离器中的纳米线信号线可靠地寻址的纳米线寻址方法。在本发明一个实施例中，编码器-多路信号分离器包括多条输入信号线及编码器(1304)，该编码器生成n位常数权重码码字内部地址(1320，1506，1704)用于在输入信号线上接收的每个不同输入地址。该编码器-多路信号分离器还包括n条微米尺度信号线(1306-1311)，该编码器在该n条微米尺度信号线上输出n位常数权重码码字内部地址，多条编码器-多路信号分离器寻址纳米线信号线通过遂穿电阻器结与该n条微米尺度信号线(1306-1311)互连，该编码器-多路信号分离器寻址纳米线信号线均与n位常数权重码码字内部地址(1320，1506，1704)相关联。

摘要： 一种含亚纳米尺度有序团簇的铁基非晶合金、制备方法及其纳米晶合金衍生物，其特征在于，所述铁基非晶合金的组分表达式为FeaSibBc(CudXe)MfM’g，其中X为Ti、Zr和Hf中的至少一种，M为V、Ta和Nb中的至少一种，M’为Co、Ni、C、P、Ge、Cr、Mn、W、Zn、Sn、Sb和Mo中的至少一种，a、b、c、d、e、f和g分别表示对应元素的原子百分含量，并满足：74≤a≤82，8≤b≤15，4≤c≤10，0.5≤d≤1.2，0.4≤e≤1.8，1≤f≤3.5，0≤g≤1，0.8≤e/d≤1.5且a+b+c+d+e+f+g＝100；所述非晶合金是由原子完全无序排列的非晶合金基体和均匀弥散分布于基体中的尺寸为0.5‑2nm范围内的有序原子团簇组成的复合材料。100kHz频率下具有35000以上的有效磁导率，同时具有1.3T以上的饱和磁感应强度，兼具更高的高频磁导率、更低损耗和更高饱和磁感应强度。

摘要： 本发明涉及一种采用纳米流体强化微纳米尺度通道传热的方法，其特征在于包括以下步骤：确定通道的物理模型；根据所述物理模型建立数学模型；确定温度跳跃对通道传热性能的影响关系；在不同的纳米颗粒体积分数Φ

摘要： 本发明涉及焊料材料领域，尤其是涉及用于微/纳米尺度焊接的一维锡银铜三元纳米焊料。本发明还公开该焊料的焊接工艺。用于微/纳米尺度焊接的一维锡银铜三元纳米焊料，所述的一维纳米焊料的成份为SnmAgnCu100-m-n的合金纳米线，其中100>(m或n)>0，m>n。本发明焊料的合金体系具有：熔点低，电导率、热导率好，毒性低，使用时无需惰性气体保护，与多数焊接母体浸润性和扩散性好。

摘要： 本发明的各种实施例涉及包括遂穿电阻器纳米线结的多路信号分离器，以及用于对纳米尺度和混合尺度多路信号分离器中的纳米线信号线可靠地寻址的纳米线寻址方法。在本发明一个实施例中，编码器－多路信号分离器包括多条输入信号线及编码器(1304)，该编码器生成n位常数权重码码字内部地址(1320，1506，1704)用于在输入信号线上接收的每个不同输入地址。该编码器－多路信号分离器还包括n条微米尺度信号线(1306－1311)，该编码器在该n条微米尺度信号线上输出n位常数权重码码字内部地址，多条编码器－多路信号分离器寻址纳米线信号线通过遂穿电阻器结与该n条微米尺度信号线(1306－1311)互连，该编码器－多路信号分离器寻址纳米线信号线均与n位常数权重码码字内部地址(1320，1506，1704)相关联。

摘要： 本发明涉及一种基于碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法，包括PDMS微米沟道基底制造、碳纳米管模具制造和PDMS纳米通道流控器件制造三大步骤，利用碳纳米管在交流电场和超声振动作用下，可形成均匀分布、方向一致的碳纳米管，为纳米通道的制造提供模具，与现有纳米通道制作方法相比，本发明优势在于制造工艺简单，操作方便，成本更低，无需依赖于超净间设备，给10纳米尺度通道的制备提供参考，有利于纳米尺度通道的应用和推广。

摘要： 一种含亚纳米尺度有序团簇的铁基非晶合金、制备方法及其纳米晶合金衍生物，其特征在于，所述铁基非晶合金的组分表达式为FeaSibBc(CudXe)MfM’g，其中X为Ti、Zr和Hf中的至少一种，M为V、Ta和Nb中的至少一种，M’为Co、Ni、C、P、Ge、Cr、Mn、W、Zn、Sn、Sb和Mo中的至少一种，a、b、c、d、e、f和g分别表示对应元素的原子百分含量，并满足：74≤a≤82，8≤b≤15，4≤c≤10，0.5≤d≤1.2，0.4≤e≤1.8，1≤f≤3.5，0≤g≤1，0.8≤e/d≤1.5且a+b+c+d+e+f+g＝100；所述非晶合金是由原子完全无序排列的非晶合金基体和均匀弥散分布于基体中的尺寸为0.5‑2nm范围内的有序原子团簇组成的复合材料。100kHz频率下具有35000以上的有效磁导率，同时具有1.3T以上的饱和磁感应强度，兼具更高的高频磁导率、更低损耗和更高饱和磁感应强度。

摘要： 本发明涉及一种采用纳米流体强化微纳米尺度通道传热的方法，其特征在于包括以下步骤：确定通道的物理模型；根据所述物理模型建立数学模型；确定温度跳跃对通道传热性能的影响关系；在不同的纳米颗粒体积分数Φ