纳米材料研究方向，苏州大学纳米专业就业前景如何

纳米材料是指的所研究材料是纳米尺寸，无机功能材料中无机相对有机来说，功能可以是磁、光、电性能。无机功能材料不少是纳米尺寸。我只可以建议往功能材料方面选导师。功能材料永远是具有研究价值的，相对传统金属、聚合物等发文章更容易。材料是基础学科！！！

苏州大学纳米科学技术学院是苏州大学下属的公办二级学院之一，也是苏州大学、苏州工业园区政府、加拿大滑铁卢大学携手共建的一所高起点、国际化的新型学院。

就业方向：在科研机构、高等学校及企事业单位等从事与纳米材料和技术有关的科学研究、技术开发、教学和管理等工作，也可进一步就读，攻读国内外纳米材料与技术还有有关专业。

纳米材料的特点：

当粒子的尺寸减小到纳米量级，将致使声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。根据这一原理，可以通过控制晶粒尺寸来得到不一样能隙的硫化镉，这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新的用途。

我们清楚物质的种类是有限的，微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的，但通过控制制备条件，可以得到带隙和发光性质不一样的材料。其实就是常说的说，通过纳米技术得到了全新的材料。

纳米颗粒时常具有很大的比表面积，每克这样的固体的比表面积能达到几百甚至上千平方米，这让它们可作为高活性的吸附剂和催化剂，在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。对纳米体材料，我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。

“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体积，使其更轻盈。第一台计算机需三间房子来存放，正是借助与微米级的半导体制造技术，才达到了其小型化，并普及了计算机。

不管从能量和资源利用来看，这样的“小型化”的效益都是十分惊人的。“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望处理陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。

纳米材料的用途：

纳米材料的应用前景是十分广阔的，如：纳米电子器件，医学和健康，航天、航空和空间探索，环境、资源和能量，生物技术等。我们清楚基因DNA具有双螺旋结构，这样的双螺旋结构的直径约为几十纳米。

用合成的晶粒尺寸仅为几纳米的发光半导体晶粒，选择性的吸附或作用在不一样的碱基对上，可以“照亮”DNA的结构，有点像黑暗中挂满了灯笼的宝塔，借助与发光的“灯笼”，我们不仅可以识别灯塔的外型，还可识别灯塔的结构。

简来说之，这些纳米晶粒，在DNA分子上贴上了标签。 现在，我们需要不要纳米的庸俗化。尽管有科学工作者一直在研究纳米材料的应用问题，但不少技术仍很难直接造福于人类。 以来，国内也有一部分纳米企业和纳米产品，如“纳米冰箱”，“纳米洗衣机”。

这些产品中用到了一部分“纳米粉体”，但冰箱和洗衣机的核心作用任何传统产品一样，“纳米粉体”赋予了它们一部分新的功能，但并非这种类型产品的核心技术。

因为这个原因，这种类型产品依然不会能称为真正的“纳米产品”是商家的销售手段和新卖点。现阶段纳米材料的应用大部分都集中在纳米粉体方面，属于纳米材料的起步阶段，应该指出这不过是纳米材料应用的初级阶段，基本上这并非纳米材料的核心，更不可以将“纳米粉体的应用”等同与纳米材料。

纳米材料应用范围

1、 天然纳米材料

海龟在美国佛罗里达州的海边产卵，但出生后的幼小海龟为了找寻食物，却要游到英国附近的海域，才可以得以生存和长大。后，长大的海龟还需要再回到佛罗里达州的海边产卵。如此来回约需5～6年，为什么海龟可以进行几万千米的长途跋涉呢？它们依靠的是头部内的纳米磁性材料，为它们准确正确地导航。

生物学家在研究鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物为什么压根不会迷失方向时，也发现这些生物体内同样存在着纳米材料为它们导航。

2、 纳米磁性材料

在实质上中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分非常的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且，记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。

3、 纳米陶瓷材料

传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因为这个原因，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性还有良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可以在常温或次高温下进行冷加工。假设在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，完全就能够使纳米材料成为一种表面保持常见陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。

4、纳米传感器

纳米二氧化锆、氧化镍、二氧化钛等陶瓷对温度变化、红外线还有汽车尾气都十分敏感。因为这个原因，可以用它们制作温度传感器、红外线检测仪和汽车尾气检测仪，检测灵敏度比普通的同一类型陶瓷传感器高得多。

5、 纳米倾斜功能材料

在航天用的氢氧发动机中，燃烧室的内表面需耐高温，其外表面要与冷却剂接触。因为这个原因，内表面要用陶瓷制作，外表面则要用导热性良好的金属制作。但块状陶瓷和金属超级难结合在一起。

假设制作时在金属和陶瓷当中使其成分渐渐地连续变化，让金属和陶瓷“你中有我、我中有你”，后便能结合在一起形成倾斜功能材料，它的意思是这当中的成分变化像一个倾斜的梯子。当用金属和陶瓷纳米颗粒按其含量渐渐变化的要求混合后烧结成形时，就可以达到燃烧室内侧耐高温、外侧有良好导热性的要求。

6、纳米半导体材料

将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料，具有不少优异性能。比如，纳米半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低，电导热系数也随颗粒尺寸的减小而下降，甚至产生负值。这些特性在大规模集成电路器件、光电器件等领域发挥重要的作用。

利用半导体纳米粒子可以制备出光电转化效率高的、就算在阴雨天也可以正常工作的新型太阳能电池。因为纳米半导体粒子受光照射时出现的电子和空穴具有很强的还原和氧化能力，因而它能氧化有毒的无机物，降解大多数有机物，后生成无毒、无味的二氧化碳、水等，故此可以借助半导体纳米粒子利用太阳能催化分解无机物和有机物。

7、纳米催化材料

纳米粒子是一种极好的催化剂，这是因为纳米粒子尺寸小、表面的体积成绩很大、表面的化学键状态和电子态与颗粒内部不一样、表面原子配位不全，致使表面的活性位置增多，使它具备了作为催化剂的基本条件。

镍或铜锌化合物的纳米粒子对某些有机物的氢化反应是极好的催化剂，可替代昂贵的铂或钯催化剂。纳米铂黑催化剂可以使乙烯的氧化反应的温度从600 ℃降低到室温。

8、 医疗上的应用

血液中红血球的大小为6 000～9 000 nm，而纳米粒子唯有哪些纳米大小，其实比红血球小得多，因为这个原因它可在血液中自由活动。假设把各自不同的有治疗作用的纳米粒子注入到人体各个部位，便可以检查病变和进行治疗，其作用要比传统的打针、吃药的效果好。

二维纳米材料因为其多样的理化性质，还有在器件、传感、催化、医药和能源等领域的广泛应用前景而倍受特别要注意关注。近几天，二维纳米材料的研究成果层出不穷，更是在国际顶尖学术中占有一席之地。Nature作为当今全球具影响力的学术期刊之一，引领着科学界前沿的研究方向。

优点:成本很低,操作简单,图像清晰、可进行圆形度、长径比等形貌分析

缺点:分析速度慢,没办法分析细 颗粒(如-2 μm )。

纳米微粒大多数情况下是指一次颗粒

,

它的尺度大多数情况下在

1

～

100nm

当中

,

是

介于原子、

分子和固体体相当中的物质状态。

因为纳米微粒具有尺寸

小、比表面积大和量子尺寸效应

,

使它具有不一样于常见固体的新的特

性。

在纳米态下

,

颗粒尺寸更是对其性质有着强烈的影响

,

纳米材料的

颗粒度的大小是衡量纳米材料重要，要优先集中精力的参数之一。因为这个原因

,

在纳米材料

的研究中准确测量纳米颗粒的大小是非常的重要的。

现在可用于测定纳米

颗粒粒径的方式有

:

透射电镜观察法

(TEM

观察法

)

、

X

射线衍射线宽法

(

谢乐公式

)

、

X

射线小角散射法、

BET

比表面积法、离心沉降法、动

态光散射法等

6

种。

优点:成本很低,操作简单,图像清晰、可进行圆形度、长径比等形貌分析。缺点:分析速度慢,没办法分析细 颗粒(如-2 μm )。

优点:成本很低,操作简单,图像清晰、可进行圆形度、长径比等形貌分析。缺点:分析速度慢,没办法分析细 颗粒(如-2 μm )。

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TEM:即透射电子显微镜,简称透射电镜,是把经加速和聚集的电子束投射到常薄的样电子与样品中的原子碰撞而改变方向,以此出现立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度有关,因为这个原因可以形成明暗不一样的影像。一般透射电子显微镜的分辨率为2nm,放大倍数为几万~百万倍,用于观察超微结枸,即小于0.2微米、光学显微镜下没办法看清的结构,又称“亚显微结构”。

　　TEM的优点:光学镜和透射电子显微镜都使用用薄片的样品,而透射电子显微镜的优点是,它比光学显微镜更大程度的放大标本。放大10000倍或以上是能的,这使科学家可以看到很小的结构。针对生物学家,如线粒体和细胞器,细胞,内部运作都清晰可见。透射电镜标本的晶体结构提供了出色的分辨率,甚至可以显示样本内的原子排列。

　　TEM的缺点:透射电子显微镜一定要在一个真空室制备标本。因为这一要求,在显微镜可以用来观察活标本,如原生动物,。一部分微妙的样品也许被损坏的电子束,一定要先用化学染色或涂层来保护他们。这样的治疗有的时候，会破坏试样。