毕业设计论文最终定稿（推荐7篇）
电子设计工程师2008年实操考试（计算机答题部分）试卷
1、（本题为必答题，初级、助理级考生都必须作答。40分）请设计并完成一个运放调理电路。基本参数如下，输入电压在0～0.2V可调，放大器放大倍数1～11倍（输出范围为0～
2.2V），具有过压保护功能，设计内容包括：
（1）0～0.2V可调输入分压电路（5分）。
（2）1～11倍的放大器电路（20分）。
（3）放大器输出过压保护电路。（最大不超过2.5V）（15分）。
请正确画出电路设计原理图，并结合设计内容进行说明。
注：可提供三组电压：－12V、＋12V和+5V，+5V可以作为可调分压电路的一端。
2、（本题为必答题，初级、助理级考生都必须作答。10分）已知液晶显示子函数定义如下。/******************************************************
//函数名称： void lcd_string(uchar *p, uchar flag)
//函数功能：1602LCD显示函数
//参数功能：*p--显示数据首地址；
//flag – 显示数据在液晶上的行号，可选1或2
******************************************************/
void lcd_string(uchar *p, uchar flag)
请编写一段子程序，在液晶的第一行显示自己的学号，第二行显示自己的姓名（汉语拼音全称）
注意：C语言中字符串指针的使用
3、（本题为助理级考题，初级考生不必作答。15分）假设浮点变量AD_Data存放的是从AD采集到的电压数据，由于1602 LCD液晶只能显示ASCII码，请把此浮点变量转换为液晶可显示的ASCII码存放到无符号字符数组ad_result[16]中，其中整数部分一位，小数点一位，小数部分三位，其它不用位数全部赋0。
注意：AD_Data与ad_result[16]均为全局变量，子函数中不需要再重新定义，子函数名为
电子设计工程师2008年实操考试（计算机答题部分）试卷
void FloattoAscii（void）
{
}
提示：数字0-9所对应的ASCII码为0x30-0x39，小数点的ASCII码为0x2E，另外C语言中直接对字符加单引号也可以表示其ASCII码，如’2’即表示2的ASCII码
4、（本题为助理级考题，初级考生不必作答。10分）假设浮点变量AD_Data存放的是采集到的运放调理输出的电压数据，当采集到的电压超过1.5V或低于0.5V时，在液晶第二行显示“Error”；当电压在0.5到1.5V之间时（含），在第二行显示“Good”。要求第一行显示实时电压。液晶显示子程序可参考第二题，假设显示的电压数据已经转换为ASCII码并保存在无符号字符数组ad_result[16]中。以上变量均为全局变量，子程序不需要再定义，子函数名称为
Void display（void）
{
最终传动是拖拉机主传动系的重要机构, 用于进一步增加传动系的传动比, 履带拖拉机和某些轮式拖拉机的最终传动还可用于提高后桥的离地间隙。最终传动一般采用外啮合圆柱齿轮传动或行星齿轮传动。外啮合圆柱齿轮最终传动有单级和双级传动[1,2]。利用传统设计或常规优化设计方法对拖拉机最终传动进行设计已有不少论述[1,2,3,4], 但这些设计方法将应力和强度等视为确定性变量, 并且安全系数主要是根据设计人员的经验而定, 缺乏定量的数学基础, 具有明显的不确定性, 故往往很难反映最终传动的真实工况。
可靠性优化设计方法建立在现代优化设计技术与可靠性理论的基础上, 既能定量地分析和解决产品在运行中的可靠性问题, 又能使产品的功能参数最优化, 是解决复杂设计问题的有效工具[5]。本文应用可靠性设计方法, 以单级外啮合直齿圆柱齿轮最终传动为研究对象, 建立其可靠性优化设计的数学模型, 并利用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法求解。
1 可靠性优化设计模型的建立
1.1 设计变量和目标函数
在满足设计和使用性能的条件下, 从结构紧凑、减轻质量、节省材料和降低成本等方面考虑, 以拖拉机最终传动的体积最小为优化目标, 而机构的体积可用最终传动的主从动齿轮体积和近似地表示。若该体积和最小, 则整个装置的体积也最小。
一般最终传动的传动比都比较大 (i=4~6) , 为使结构紧凑, 通常主动齿轮的齿数较少。因此, 为避免发生根切并保证强度, 主动齿轮常采用角度变位或高度变位的变位齿轮。
若采用角度变位, 主从动齿轮的体积和为
式中α—压力角, α=20;
α′—啮合角, ;
a′—实际中心距, a′=a+ym;
a—标准中心距, ;
y—中心距变动系数;
b1、b2—主从动轮齿宽。
令b=2b, 考虑到制造、装配误差和全齿宽啮合, 通常取b1=.11b。
其中, z2=iz1。在拖拉机设计中, 最终传动比i是预先由传动系总传动比分配确定的。因此, 主从动齿轮的体积和为
若采用高度变位, α′=α=20, 则主从动齿轮的体积和为。
综上所述, 模数m、主动齿轮齿数z1、齿宽b和啮合角'α决定了主从动轮的体积。故设计变量为。
将设计变量代入体积计算公式, 可得到目标函数为
1.2 约束条件
1.2.1 接触疲劳强度的可靠度约束
可靠度约束公式为
假设齿轮应力及强度均服从对数正态分布, 由应力、强度均为对数正态分布的干涉模型可知, 可靠度R与可靠度系数具有一一对应关系。故上式亦可表示为
式中的值由给定的可靠度指标[RH]值查正态分布表得到。
式中—齿轮接触疲劳强度均值;
—齿轮接触疲劳强度变异系数;
—齿轮接触应力均值;
—齿轮接触应力变异系数。
1.2.2 弯曲疲劳强度的可靠度约束
可靠度约束公式为。
式中的值由给定的可靠度指标][RF]值查正态分布表得到。
式中—小齿轮和大齿轮抗弯曲疲劳强度均值;
—齿轮抗弯曲疲劳强度变异系数;
—小齿轮和大齿轮弯曲应力均值;
—齿轮弯曲应力变异系数。
1.2.3 中心距变动系数条件
根据实际经验, 中心距变动系数ymin≤y≤ymax。故可得:g4 (x) =y-ymax≤0, g5 (x) =ymin-y≤0。式中, 。
1.2.4 中心距限制条件
为保证轴承及最终传动装置相连接零件有足够的安装位置, 满足总体设计对地隙的要求, 齿轮中心距a'min≤a'≤a'max。故可得:g6 (x) =a'-a'max≤0, 。
1.2.5 变位条件
为提高主动齿轮强度、承载能力和防止根切, 使节点处于两对齿轮啮合区内, 应有X1>X2。其中, X1、X2分别为主动齿轮和从动齿轮的径向变位系数。
若采用高度变位, 总变位系数XΣ=, 0X1=-X2, 则有
式中ha*—标准齿齿顶高系数, 取ha*=1;
X2—从动齿轮的径向变位系数, X2=XΣ-X1;
σ—齿顶高降低系数, 取。
1.2.6 齿顶厚条件
采用较大的正变位系数易引起齿顶变尖, 为避免发生齿顶变尖 (Sa1≡0) 及齿顶厚过薄的现象, 一般要求齿顶厚Sa1≥ (.025~.0) 4m (m为模数) , 故可得
式中Sa1—主动齿轮齿顶厚, 取;
da1—齿顶圆直径, 取;
αa1—齿顶圆压力角, 取;
db1—基圆直径, db1=mz1cosα。
1.2.7 重合度条件
为保证齿轮传动的连续性、平稳性和承载能力, 要求重合度ε≥[ε], 故可得g10 (x) =[ε]-ε≤0
式中[ε]—许用值, 根据齿轮机构的使用要求和制造精度而定, 一般汽车拖拉机工业推荐值为1.1~1.2。
∑—重合度。
1.2.8 主动齿轮轴径条件
根据强度条件可确定主动齿轮的轴径, 即
式中Mj—最终传动主动齿轮的计算扭矩 (N⋅m) ;
[τ]—许用扭转应力 (MP a) 。
最终传动的主动齿轮结构有连轴齿轮和非连轴齿轮两种。若是非连轴齿轮, 则d's值按照标准花键外径圆整;若属连轴齿轮, 则d's值按照轴承内径系列圆整。
1.2.9 齿轮轮辐最小限制条件
为满足加工和热处理工艺要求, 保证轮辐有足够的强度, 齿根圆和孔键槽之间的最小距离应不小于.2 5m (模数) , 即满足条件为df1-ds-5m≤0。
若属连轴齿轮, 考虑切齿加工、轴承装配及安装条件, 应满足条件df1-ds-2m≥0。故可得
式中df1—主动齿轮齿根圆直径, 取df1=d1-2m (1.25-X1)
1.2.1 0 设计变量的边界约束
根据拖拉机最终传动设计的要求和经验, 可确定各变量的取值范围:
1) 齿轮模数mmin≤m≤mmax即x1min≤x≤x1max, 且满足国家标准;
2) 最终传动比一般较大, 为使结构紧凑, 通常取主动齿轮齿数13≤z1≤15, 即13≤x2≤15;
3) 由于最终传动受力大, 且径向尺寸受轮辋或离地间隙限制, 为保证齿轮有足够的强度, 外啮合圆柱齿轮的最终传动常采用较大的齿宽, 但齿宽过大易造成轮齿局部偏载, 一般取齿宽b= (7-11) m (m为齿轮模数) , 故得出bmin≤b≤bmax, 即x3min≤x3≤x3max;
4) 为提高主动齿轮强度和防止根切, 应选取较大的主动齿轮变位系数, 啮合角通常在20°~25°, 故可得出20°≤x4≤25°。
2 MATLAB及SQP法
MATLAB (Matrix Laboratory) 是由美国Math works公司开发, 以矩阵运算为基础, 集通用数学运算、图形交互、程序设计和系统建模为一体的科技应用软件, 具有功能强、使用简单和容易扩展的特点。其优化工具箱含有一系列的优化算法函数, 可方便与快捷地解决无约束、约束线性以及非线性极小值, 非线性系统方程的求解、曲线拟合、二次规划和线性规划、大规模优化等工程实际问题[6]。
在MATLAB优化工具箱中, 对非线性约束最小化问题采用序列二次规划算法 (SQP法, 即Sequential Quadratic Programming algorithm) 进行求解, 其基本思想是:在每个迭代点构造一个二次规划子问题, 以该问题的解作为迭代的搜索方向, 并沿该方向进行一维搜索, 逼近约束优化问题的解。在迭代过程中, SQP法不仅利用了目标函数和约束函数的函数值信息及一阶导数信息, 还利用了目标函数和约束函数的二阶导数信息, 故收敛速度快、效率高, 是公认的最优秀非线性约束优化算法之一。SQP法实现主要分3个阶段:一是拉格朗日函数的Hessian矩阵的更新 (采用BFGS方法) ;二是二次规划 (QP) 问题的求解;三是一维搜索和目标函数的计算。
应用MATLAB优化工具箱中的SQP法, 可直接调用fmincon函数实现约束优化问题的求解。
fmincon函数的调用格式
3 应用实例
某拖拉机最终传动采用外置式外啮合直齿圆柱齿轮传动, 主动齿轮计算扭矩Mj=900 N⋅m, 最终传动传动比i=.462, 齿轮精度等级8-7-7 (GB/T10095-1988) , 工作寿命为5000 h, 要求可靠度R=.099;中心距变动系数y=0~0.2, 模数m=5~8 mm, 中心距a=195~210mm, 许用扭转应力[τ]=100MPa, 主动齿轮结构型式为连轴齿轮。
以下计算是根据文献[1]、文献[2]、文献[[5]、文献[7]和文献[8]进行推导。
3.1 可靠度系数ZHR和ZRF的计算
3.1.1 选择齿轮材料
大小齿轮材料可选20Cr Mn Ti, 渗碳淬火, 齿面硬度HRC=56~62。根据GB3480-97的极限应力区域图, 取接触疲劳极限σHlim1=σHlim2=1500MPa, 弯曲疲劳极限σFlim1=σFlim2=420MPa。
3.1.2 接触应力、及弯曲应力
计算圆周力, 主动齿轮节圆半径r1'=0.5mz1cosα/cosα' (mm) 。
3.1.3 试验齿轮及的计算
对于合金钢渗碳淬火的试验齿轮, 接触疲劳极限的对数标准差, 弯曲疲劳极限的对数标准差。
对数接触疲劳极限均值为
接触疲劳极限均值为
3.1.4 接触疲劳强度及抗弯疲劳强的计算
3.1.5 可靠度系数和的计算
3.2 可靠性优化设计模型
3.3 可靠≤性优化设计结果
应用前述MATLAB优化工具箱的SQP法求解该优化问题 (过程略) 。
优化设计结果圆整后各参数值:模数为5.5 mm, 主动齿轮齿数为13, 从动齿轮齿数为60, 实际传动比为4.615, 主动齿轮齿宽为64 mm, 从动齿轮齿宽为55 mm, 啮合角为2050'19'。实际中心距为210.85 mm, 总变位系数为0.2034, 中心距变动系数为0.2, 主动齿轮径向变位系数为0.5766, 从动齿轮径向变位系数为-0.3732。
4 结束语
本文提出了拖拉机最终传动的可靠性优化设计方法, 并利用MATLAB优化工具箱的SQP法求解非线性约束最小化问题。该算法可靠性高, 编程简单, 有效地提高了设计效率, 为解决同类机械优化设计问题提供了重要参考。
摘要：拖拉机最终传动的传统设计和常规优化设计方法已有不少论述, 但其可靠性优化设计方法未见有文献提及。可靠性优化设计方法既能定量地分析和解决产品在运行中的可靠性, 又能使产品的功能参数最优化, 是解决复杂设计问题的有效工具。为此, 以拖拉机单级外啮合直齿圆柱齿轮最终传动体积最小为目标函数, 建立可靠性优化设计模型的方法, 并利用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法 (SQP法) 求解该模型。优化设计结果表明, 这种方法非常可靠和有效。
关键词：农业工程,拖拉机最终传动可靠性,优化设计,序列二次规划法,MATLAB优化工具箱
参考文献
[1]程悦荪.拖拉机设计[M].北京:中国农业机械出版社, 1981.
[2]拖拉机编辑部.拖拉机设计和计算[M].上海:上海科学技术文献出版社, 1980.
[3]宋晓玲, 黄云战.基于MATLAB的最终传动的优化设计[J].机械研究与应用, 2006, 19 (3) :70-74.
[4]张学义, 王爱传.拖拉机最终传动圆柱齿轮优化设计[J].机械设计与制造, 2000 (4) :39-40.
[5]王启, 王文博.常用机械零部件可靠性设计[M].北京:机械工业出版社, 1996.
[6]飞思科技产品研发中心.MATLAB6.5辅助优化计算与设计[M].北京:电子工业出版社, 2003.
[7]朱龙根.机械设计[M].北京:机械工业出版社, 2006.
为科学发展、改善民生贡献力量
政协胶州市委员会
今年，我们按照青岛市政协的部署和要求，在中共胶州市委的领导下，以科学发展观为指导，坚持“积极作为、科学务实、履职为民”的工作理念，突出“服务发展、服务民生”两大重点，认真履行政协职能，努力做好“维护核心、服务中心、反映民心、凝聚人心”的各项工作。
一、围绕中心，为推动科学发展建言献策
在调研工作中，我们坚持“调研要深，具有广泛性、代表性；分析要透，有理、有据、切合实际；问题要准，具有针对性；建议要精，务实、明确，具有操作性”的要求，努力增强建言献策的质量。今年，在征求部门和镇办意见的基础上，确定了“三产服务业发展、农业产业化发展、中小企业发展、城中村改造”四项重点调研课题。调研过程中，广泛吸收相关专业和界别的政协委员参加，使调研队伍知识结构更加合理、智力优势更加明显、界别特点更加突出。目前，调研活动已经结束。下一步，我们将邀请有关专家和部门、镇办的负责同志对调研报告进行论证，进一步提高建言质量，为市委、市政府科 —1—
学决策提供参考。
在视察工作中，我们积极宣传市委、市政府的决策，提出推动工作的意见和建议。今年，围绕特色商业街建设、小城镇建设、绿色胶州建设、政府实事工程进展等，确定了五项重点视察课题。三月份，组织驻胶省、青岛市政协委员视察了特色商业街建设。视察中，委员们建议要完善功能、打造亮点，提升功能档次。市政府采纳落实委员建议，制定了激励措施和扶持办法，重点打造韩国风情商业街等6条特色商业街。目前，投资1500万元的韩国风情商业街已经开街，年可实现营业额1.5亿元，利税3000万元，安排就业近千人。五月份，在十一届十四次常委会议期间，组织政协常委视察了小城镇建设情况，提出了“把握科学规划的原则、坚持工业强镇的思路、强化服务民生的理念”等多条意见和建议，得到了市委、市政府的重视和采纳。
在提案工作中，我们坚持 “提的准、交的快、办的好、见实效”的要求，创新工作方式，提高提案质量和办理水平。创新提案征集方式。筛选出党政重视、群众关注的4大类50多个问题，下发到各民主党派、活动组和政协委员，引导他们平时多深入基层，多调查研究，多走访各界，深入了解情况，使提出的建议更有科学性、可行性。创新提案办理方式。经严格审查，立案159件，其中重点提案11件。市政府主要领导对重点提案做出批示：“提案所提问题准确，符合我市实际，对于提高我市经济社会发展水平具有重要意义。请各位副市长牵头相关部门认真研究、逐条落实，将这些宝贵的意见建议落到实处。”对其他提案，全部形成电子稿，通过网络分送各承办单位，实现了提案网上交办，提高了办理速度和效率。创新提案督办方式。坚持主席会议督办重点提案制度，各副主席按照分工，加强与承办单位的联系，及时掌握办理情况，帮助解决实际问题，督促抓好提案落实。坚持宣传与督办相结合，利用新闻媒体，及时报道承办单位的好经验、好做法，引导承办单位之间相互学习借鉴，提高了提案办理质量。
二、服务大局，为推进重点工作献计出力
十一届三次全会期间，组织政协委员在充分调研的基础上，重点围绕“转方式、调结构、惠民生”，发展高端、高质、高效产业和低碳经济提出意见和建议。市政府主要领导对委员建议给予充分肯定，要求相关部门研究办理。如针对发展低碳经济的建议，市政府有关部门认真落实，加大招引环保项目力度，积极推进科技创新，大力发展生态农业。目前，胶州低碳产业初具规模，成为经济发展中的一大亮点。人民政协报以《胶州市政协提案两成涉及低碳经济》进行了报道。联合日报以《胶州市政协围绕“转方式、调结构、惠民生”做好履职文章》为题，以头版头条进行了报道。
市政协领导班子成员积极参与全市重点工作，既坚持出主意、想办法，又注重亲历、亲为、亲干。两名副主席担任了“三河”整治拆迁指挥部副总指挥，圆满完成了所包10个地块的房屋评估、协议签订等工作。一名副主席担任了社区建设领导小组副组长，认真抓好社区办公和服务用房项目建设。一名副主席担任了新农村建设领导小组副组长，参与开展了“五风”活动（洁净之风、德孝之风、互助之风、学习之风、和美之风），提高了农村的文明程度。
鼓励和引导政协委员，带头引进高新技术项目，带头推进科技创新，带头发展壮大企业。上半年，企业界委员上缴税金2亿多元，参与和引进到账外资2000多万美元，实际利用内资8亿多元。50多家委员企业成立了研发中心，开发新产品200多个。
三、情系群众，为促进民生改善贡献力量
积极推进慈善工作。市政协主席担任了市慈善总会的会长，两名副主席担任了副会长。在实践中，形成了
“1135”慈善工作法，即树立一个理念：倾注真心、弘扬善心、连接爱心、凝聚民心；搭建一个平台：“周行一善”救助活动；构建三级网络：市慈善总会、镇办慈善分会、村居慈善爱心服务站，形成五大格局：助困、助医、助学、助残、助老。这一做法，上级认可，市委、市政府满意，社会各界满意，有力推动了胶州慈善事业的发展。进一步扩大救助范围，上半年通过“周行一善”活动，救助特困家庭1428户，发放救助金198万。进一步拓宽募集渠道，探索建立冠名慈善基金9个，冠名基金额达到2000多万元；开展了以“慷慨助贫弱、真情愦社会”为主题的“慈心一日捐”活动，坚持“不强求、靠自愿，献爱心”的原则，突出“领导带头、组织到位、宣传广泛、典型带动”四个环节，共募集善款1037万元，其中捐款1万元以上的企业和村居有290家，捐款超过1000元的个人有146人。积极将慈善网络向基层延伸，建立村（居）慈善爱心服务站129家，形成了“横到边、竖到底、全覆盖”的慈善工作网络，使慈善救助更加及时、更加准确、更加完善。发挥中华慈善胶州医院的作用，及时为特困群体提供医疗救助，上半年收治特困群众1000多人次，减免医药费100多万元。以镇（办）敬老院为载体，拨付善款60万元，加强了慈善养老机构建设。拨付善款10
万元，支持了青岛孤残儿童工疗养护中心的发展。对胶州慈善工作，全国、省、青岛三级慈善总会的主要领导给予了充分肯定，国家级媒体以《胶州市构筑全方位慈善救助体系》进行了报道，推广了胶州的经验做法。
上半年，胶州市政协开展为民服务活动4次，为群众提供技术指导1000多人次、治病查体300多人次，为2000多名师生和企业职工讲解了法律知识，帮扶贫困户300多户，资助贫困学生200多名，在委员企业中安排就业200多人。五月份，协助青岛市政协开展了“送健康进村镇”活动，向村民免费发放了治疗药物，进行了高血压、糖尿病预防保健知识讲座，医疗专家为村民进行了现场诊治。
实践教学大纲
（课程编号：02111017)
本大纲于2012年9月经思想道德修养与法律基础教学部全体教师共同讨论修订，思想政治理论课教学科研部审定。
课程类别：公共基础课 课程学时：21学时 适用专业：所有专业
开课单位：思想政治理论课教学科研部
本大纲旨在全面贯彻党的教育方针，全面提高《思想道德修养与法律基础》实践教学水平和质量，提高《思想道德修养与法律基础》教学的针对性和实效性，实现实践教学规范化、制度化，促进大学生思想道德素质和法律素养的提高。
一、课程性质
本课程综合运用马克思主义的基本立场、观点和方法，以正确的人生观、价值观、道德观和法制观教育为基本内容，在理论与实际的结合上，对当代大学生面临和关心的实际问题予以科学的有说服力的回答，以帮助大学生牢固树立以“八荣八耻”为主要内容的社会主义核心价值体系，培养良好的思想道德素质和法律素质，为逐渐成长为全面发展的社会主义事业的合格建设者和可靠的接班人，打下坚实的思想道德修养和法律素养的基础。
二、实践教学目的
实践教学是《思想道德修养与法律基础》课的重要教学环节之一，是思想政治理论课教学理论联系实际和“‘两个课堂’、‘两支队伍’相结合”教学规律的必然要求。在教学改革中，把实践教学纳入整个教育改革，其目的在深化课堂理论教学，提高大学生实践能力，让大学生在实践中升华思想境界，铸造优良思想品德，在实践中学会做事，学会做人，学会运用马克思主义立场观点去分析实际问题，解决实际问题，从而提高认识能力、思辨能力和实践能力。
三、实践教学的基本原则
（一）针对性原则
大学生不仅具备了一定的文化水平，思想活跃，而且具有一定的独立性和批判性。他们的世界观、人生观和价值观尚未完全成熟，心理特点不稳定；他们的感情和思想观念丰富多彩，但缺乏稳定性，自发性、朴素性、盲目性和冲动性尤为突出。为此，教学实践性活动的选择，必须针对学生的思想实际来确定，不搞形式主义。
（二）主体性原则
在教学中，教师与学生互为主客体关系。学生既是客体又是主体，必须发挥学生的主体性，调动学生的积极性。坚持以学生为中心，充分发挥学生自主性，鼓励学生的个性发展，使学生从“要我学”转变为“我要学”。
（三）实效性原则
实践教学的重点在于提高实效性，使大学生把所学到的理论转化成思想理论素质，内化为自身的品行，同时还通过实践教学活动，帮助大学生有计划地提高自己的组织能力、表达能力、社交能力等。
四、实践教学要求
（一）项目完成要求
每位学生必须完成三个环节，即一个小组环节和两个个人环节。其中在小组环节，每一个组员必须实际承担一定工作量，并参与到集中展示中去。
（二）分组要求
每个行政班根据学生自愿的原则，分成若干个学习小组，并推荐小组长一名；每小组人数不得超过10人，同时不得少于6人。
（三）项目选择要求
小组项目的选择在同一个行政班不允许重复（“辩”人生哲理除外，此项目可以在一个教学班组建辩论队）。
小组长在小组成员讨论的基础上确定小组项目并报学习委员处备案，如有冲突，由学习委员组织各小组长协调解决。
（四）材料提交要求
所有纸质材料均用A4纸完成（或复印于A4纸上），非纸质材料拷贝于各任课教师处。
五、实践教学内容
（一）小组方式
项目一：“访”成功人物
【实践要求】利用课余时间访问学校成功人物（老师或者同学均可），了解他们的理想追求，学习他们的成功经验。可将活动过程拍摄成视频，或者用所拍摄照片制作成PPT。
【表现形式】访谈节目
【展示方式】集中展示。小组介绍。
【考核标准】由评委团根据下列指标进行考核：（1）过程介绍：访谈过程真实、设计有新意。（50分）
（2）小组成员谈感受：可以拍摄成视频，也可以现场介绍。（35分）
（3）团队合作：团队合作意识强，小组全部成员必须到齐，缺一人扣2分。（10分）（4）时间：5-10分钟，超过10分钟或少于5分钟，每1分钟扣1分，依此类推至5分扣完为止。（5分）
（5）可根据完成过程和展示的新颖性、独到性额外加5—10分。
【提交材料】视频、照片、PPT等。
项目二：“讲”道德故事
【实践要求】可以从古今中外的故事题材、重大历史事件、英雄模范人物以及文学作品的正面典型形象中，筛选、策划经典道德故事。也可从具有重庆地域特色和文化精髓的故事题材创作校园原创道德故事作品。
【表现形式】讲故事
【展示方式】集中展示。小组讲述。
【考核标准】由评委团根据下列指标进行考核：
（1）内容：内容积极健康向上，具有较强的感染性和教育意义。（10分）
（2）仪表：服装整洁，衣着得体；精神饱满，富有朝气，姿态得体大方。（10分）（3）表现形式：表演者使用的诠释方式与众不同，给人耳目一新的感觉，讲述形式富有创意，整体效果好。（15分）
（4）讲述技巧：脱稿讲述；精神饱满、仪态自然；思路清晰、声情并茂，能打动听众；口齿清晰，表达流畅，普通话标准。（50分）
（5）团队合作：团队合作意识强，上下台纪律良好，行动迅速整齐，小组全部成员必须到齐，缺一人扣2分。（10分）
（6）时间：5-10分钟，超过10分钟或少于5分钟，每1分钟扣1分，依此类推至5分扣完为止。（5分）
（7）若有配套的如课件、音乐或道具等，并恰当运用可额外加5—10分。【提交材料】故事文本、PPT等。
项目三：“说”相声小品
【实践要求】思想积极向上，符合相声或小品标准；长度以表演时间在8—12分钟最为合适，最多不超过15分钟。
【表现形式】相声或小品
【展示方式】集中展示。小组表演。
【考核标准】由评委团根据下列指标进行考核：
（1）内容内涵：作品内容健康，积极上进，无低级趣味，符合课程性质。语言生动幽默、题材新颖、贴近生活、具有时代气息。（40分）
（2）现场表演：口齿清晰，吐词清楚，可以有一部分方言，但是不可全部使用方言；表演流畅，感情随内容起伏；表演投入，充满激情，各演员之间配合默契。（40分）
（3）舞台效果：衣着合体，舞台效果好，能适合剧情气氛，服装道具齐全合适，演员出场顺序井井有条且及时。（15分）
（4）时间：8-12分钟，超过12分钟或少于8分钟，每1分钟扣1分，依此类推至5分扣完为止。（5分）
（5）另外：原创作品根据品质可加 5-10分。【提交材料】相声文本。
项目四：“演”情景话剧
【实践要求】思想积极向上，符合情景话剧标准；长度以表演时间在10—15分钟最为合适，最多不超过20分钟。
【表现形式】情景话剧
【展示方式】集中展示。小组表演。
【考核标准】由评委团根据下列指标进行考核：
（1）主题：须有一定的寓意，能够反映当代大学生的精神面貌，内容健康向上、力求新颖独特。（40分）
（2）表演技巧：仪表大方、举止得体、富有表现力，能够灵活得运用表情和身体语言与观众交流。（40分）
（3）节目编排：情节跌宕起伏，团队合作明显，演员出场顺序井井，有条服装、道具齐全合适、舞台效果和谐。（15分）
（4）时间：10-15分钟，超过15分钟或少于10分钟，每1分钟扣1分，依此类推至5分扣完为止。（5分）
（5）另外：原创作品根据品质可加 5-10分。【提交材料】情景话剧文本。
项目五：“析”法律案例
【实践要求】小组成员选择具有代表性的典型法律案例，集体讨论教学设计、教学内容，最后进行教学内容的评析。
【表现形式】法律讲堂
【展示方式】集中展示。在小组合作的基础上推选一位代表进行法律案例的分析讲解。【考核标准】由评委团根据下列指标进行考核：
（1）风范：仪表端庄，自然大方，精神饱满，讲授从容，内容娴熟，组织条理。（10分）
（2）内容：教学案例选择具有代表性和典型性；理论联系实际，无知识性错误。（35分）
（3）方法：思路清晰，方法灵活，举例恰当，阐述简练正确，重点突出；开展互动、启发式教学，能激发和调动学习兴趣；有效使用现代教育技术，课件质量高，效果好，板书规范、工整。（35分）
（4）效果：使用普通话，语音规范、清晰，声音洪亮、流畅；风格鲜明，特色突出，感染力强；气氛活跃，效果好，时间把握好。（15分）
（6）时间：10-15分钟，超过15分钟或少于10分钟，每1分钟扣1分，依此类推至5分扣完为止。（5分）
（5）另外：案情回放如采用角色扮演，自制摄像作品，可根据品质加 5-10分。【提交材料】视频、PPT等。
项目六：“辩”人生哲理
【实践要求】选择与理论教学内容相关或相近的辩题，组织成员进行辩论赛的演练。【表现形式】辩论赛
【展示方式】集中展示。辩论小组开展现场辩论。【考核标准】由评委团根据下列指标进行考核：
（1）内容：辩论员对辩论话题是否有足够的了解，论据内容是否充实。（15分）（2）说服力：辩论员对辩论话题分析是否正确，辩论员的论点是否符合逻辑，辩论员提出的证据、例子、比喻和辩题是否有关和充实。（15分）
（3）反驳能力：辩论员是否能成功地反驳对方的论点。（25分）
（4）表达能力：辩论员的语言水准、口才的流畅度，动作和表情是否能恰当地运用。（15分）
（5）机智和幽默：辩论员够机智，在发言时是否恰当地使用幽默。（5分）（6）风度：辩论员在辩论中是否保持风度，不作人身攻击。（5分）
（7）整体合作：辩手是否能够互相配合，全队论点的结构是否完整，论点是否一致。（30分）
【参考辩题】
（1）顺境有利于成才VS逆境有利于成才
（2）合作比竞争更能使文明进步VS竞争比合作更能使文明进步（3）市场经济有利于道德发展VS市场经济不利于道德发展（4）诚信主要靠自律VS诚信主要靠他律
（5）社会秩序主要靠法律来维系VS社会秩序主要靠道德来维系（6）大学生应先择业再就业VS大学生应先就业再择业（7）嫁得好不如干得好VS干得好不如嫁得好
（8）网络对大学生的影响利大于弊VS网络对大学生的影响弊大于利
（二）个人方式
项目一：“写”感恩书信
【实践要求】围绕 “感恩之心、书写真情” 主题写作书信并邮寄给对方。
【内容要求】采用书信的形式，给你最想感恩的人写一封信，书信内容必须充分体现自己的感恩之情，可以围绕感激父母的养育之恩，感激师恩，感激学校，感激朋友等方面为内容。文章要有真情实感，文笔流畅，健康向上。
【写作要求】必须用A4纸手写，不得打印（或者复印在A4纸上）；内容原创，题目自定，字数为800－2000字左右，不得有任何抄袭、剽窃行为，否则记为零分。
【考核标准】由任课老师根据个人提交的下列材料进行考核：
所写书信复印件。此外，此书信必须寄给收信人，在提交作业时可将回信一同附上(回信内容作为加分的依据，书信和回信可提交复印件)。
项目二：“谋”大学规划
【实践要求】结合自己的特点，制订出一份切合实际，可操作性强的大学规划书。【内容要求】大学规划书内容包括：思想、学习、生活等方面的短期目标和长期目标以及行动方案。
【写作要求】必须用A4纸手写，不得打印（或者复印在A4纸上）；字数为800－2000字左右，不得有任何抄袭、剽窃行为，否则记为零分。
【考核标准】由任课老师根据个人提交的大学规划书进行考核。
项目三：“集”名言警句
【实践要求】围绕“爱国”、“励志”、“感恩”、“惜缘”、“道德”、“法律“等与课程理论教学内容相关主题收集名言警句。
【内容要求】围绕一个主题，选择数量不少于10条，并介绍其出处和大体意思，选择其中一条详细阐述给自己带来的启示。
【写作要求】必须用A4纸手写，不得打印（或者复印在A4纸上）；字数为800－2000字左右，不得有任何抄袭、剽窃行为，否则记为零分。
【考核标准】由任课老师根据个人提交的名言警句及启示进行考核。
项目四：“观”励志电影
【实践要求】电影内容能激励人生、为大学生成长提供动力。【内容要求】根据所看电影，撰写心得体会。
【写作要求】必须用A4纸手写，不得打印（或者复印在A4纸上），内容原创，题目自定，字数为800－2000字左右，不得有任何抄袭、剽窃行为，否则记为零分。
【考核标准】由任课老师根据个人提交的心得体会进行考核。
项目五：“书”经典感想
【实践要求】阅读符合课程性质，有助于增强自身道德修养与法律素养的经典书籍或经典论述。
【内容要求】根据所读经典，撰写心得体会。
【写作要求】必须用A4纸手写，不得打印（或者复印在A4纸上），内容原创，题目自定，字数为800－2000字左右，不得有任何抄袭、剽窃行为，否则记为零分。
【考核标准】由任课老师根据个人提交的心得体会进行考核。
六、考核时间
（一）个人环节
个人环节分两次提交，分别由学习委员在第十周、第十四周统一收集并按照学号顺序整理好交任课教师。
（二）小组环节
1.由任课教师在12周-13周利用课堂理论教学以外的时间集中验收，并推荐其中的优秀成果入围学校汇报初选，初选入围小组颁发荣誉证书。
2.进入初选的成果经过反复打造，选择8-10个项目于15周左右进行“思想道德修养与法律基础实践教学汇报演出”，复选入围小组颁发荣誉证书并给与一定物质奖励。
七、考核评价
（一）成绩比例构成
实践教学成绩占学期总成绩的30%，小组环节和个人环节各占实践教学成绩的50%，具体考核方式见各项目考核标准。
（二）评委团组成
由各小组推荐一位公平、公正的同学组成评委团，评委实行回避原则，对本小组不进行评价（评委依然要参加所在小组的展示）。
思想道德修养与法律基础教研室
1、各专业毕业设计（论文）模版原则上按照校本部相应专业执行，但封面涉及到的校名应为“河北理工大学轻工学院”、所属部门应落到相应学部。封面以外的扉页和每一页的页眉页脚不要出现“河北理工大学”和“××学院”字样。
毕业设计（论文）封面的参考模板见附件。毕业设计封面.doc2、毕业设计过程中涉及到的各种表格必须按照《河北理工大学轻工学院毕业设计（论文）指导手册》中附表填写。学部主任签字（盖章）原则上指特聘学部主任。
一、课题的来源、目的意义(包括应用前景)、国内外现状及水平
1)课题的来源
根据指导老师布置的《浙江大学毕业设计(论文)任务书》。此次毕业设计来源于工程实际：南方某市沿街道地段新建一旅馆;地基面积80m×60m=4800m2。
2)目的意义
目的：此次毕业设计资料来源于工程实际：南方某市沿街道地段新建一旅馆，通过毕业设计全面掌握建筑结构设计、结构设计图、建筑施工图及施工图概预算的原理，编制施工组织是设计和概预算;
意义：
1、巩固本人三年来在校期间所学的基本理论和专业知识;巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力;以及锻炼自己画图、识图能力;
2、解决土木建筑工程设计中各方面问题所需的综合能力和创新能力，达到初步了解与掌握一个建筑方案设计和结构工程的实际工作内容和设计工作的方法与步骤;
3、充分理解和正确掌握多层房屋结构的受力特点和内力分析计算方法，熟悉建筑及结构设计方面相应的规范和规程,以及掌握方案设计和结构设计软件中天正及cad的性能及其操作使用方法。
4、通过毕业设计全面掌握建筑设计的基本原理，绘制建筑结构施工图.全面掌握建筑中旅馆设计的基本原理、功能组合,完成一栋建筑的结构设计,绘制建筑结构图和建筑施工图,并进行相应的机构布置.。
3)国内外现状及水平
国内：基础国内一般采用人工挖孔桩基础：人力消耗较大，比较落后;在机械挖孔方面技术比较先进，但是推广面较窄;主体结构施工方面，大多是采用钢筋砼，在帮扎施工上，手工施工较多;砼浇筑技术在国际上比较先进的，商品砼浇筑方便、简洁;砌体结构施工与国际接轨，采用人工砌筑;但是在脚手架的安装方面采用折叠式里脚手架，安全稳定，转运灵活方便;防水工程普遍采用改性沥青防水卷材柔性防水。
国外：德国建设矿井井筒采用7层防水工艺，即混凝土、砌块、沥青石渣、不锈钢板、沥青石渣、砌块、混凝土。造价是中国自防水井筒工程4-5倍。瑞典、加拿大在渗水环境中锚喷，采用放水支护法，用钢丝和橡胶制成半圆型胶管，用粘结剂粘在渗淋水处，排至基础面盲沟，在管外锚喷，把管埋在喷层之内，喷层是外混凝土内部流水的现状。日本多采用改性水玻璃——水泥浆等，有计划的设计压力、输浆量、封水效果等。俄罗斯采用粘土浆，无约束注浆法施工，即不设计压力、输入量，只是把设备安好，一直注，什么时候压不进浆则停工，无帷幕防区，工期长，治水率低。
二、课题研究的主要内容、基本要求、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施
主要内容：建筑方案设计、建筑技术设计、建筑结构设计、施工组织设计
基本要求：每人独立完成毕业设计全部任务，要求每人完成一套建筑结构设计施工图和相关的建筑说明及结构计算书，编制施工组织设计，严禁抄袭。
①建筑结构施工图要求：图幅采用2号图纸，比例：1：100(节点详图，构件配筋图除外)
②建筑结构施工图表达方式：采用cad绘制，打印成图.③图纸装订：按设计说明，建筑施工图，结构施工顺序装订.④设计资料装订：代写论文建筑设计说明，机构计算书，施工组织设计文件一并严格规范要求成册.⑤图纸的内容标注必须规范符合制图标准.方法：
1、采用砖混结构。
2、从设计的功能上根据现代旅馆的设计要求，根据现代人的生活物质条件的提高，设计多种多样住宿环境，以满足不同人的住宿要求。
准备采取的措施：通过课题研究，收集必要的原始数据和勘测设计资料，综合考虑总体规划、基地环境、功能要求、建筑经济以及建筑艺术等多方面的问题，进行设计并绘制成图纸。
四、总的工作任务，进度安排以及预期结果
1)工作任务
独立完成该旅馆的建筑结构设计，为保证设计的准确性，方便与下步工作的顺利进行，在实际工作过程中进行检查，并在每项进度安排中进行对该项的总体检查，达到预期结果。
2)进度安排
XX年3月12日-XX年3月19日完成开题报告,建筑方案设计
XX年3月20日--XX年4月4日建筑技术设计
XX年4月5日--XX年5月5日建筑结构设计
XX年5月6日--XX年5月22日施工组织设计
XX年5月23日—XX年5月底毕业设计资料整理归档，准备毕业答辩资料
3)预期结果
1)全面掌握建筑结构设计的基本原理。
2)掌握普通旅馆的结构设计与施工设计。
3)绘制施工平面图。
4)熟悉相关软件：cad、天正、神机妙算等
毕 业 设 计（论 文）
题 目：学生姓名：专业班级：指导教师：完成时间：
山东大王职业学院
毕 业 设 计（论 文）任 务 书
学系： 班级：
1.毕业设计（论文）题目：三维CAD软件的发展及应用 2.设计（论文）内容与要求: 内容：论文的内容可涉及计算机绘图软件的各个领域的发展及应用，进行可行性分析，提出研究的意义，但每篇论文的侧重点应不同。题目可自拟；
要求：（1）毕业论文要求科学性、创见性、专业性、通俗性；论述某种计算机绘图软件在某个领域的发展及应用，在立论上要实事求是、论据上保持科学性、做严谨而富有逻辑的论证；进行必要的社会调研；不得下载范文，需把实践结果上升到理论认识或应用理论的高度，并提出自己的见解和观点。
（2）各章节之间过渡要自然，论述要充分，论理正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明、表达确切、数据可靠。一般不用图表、化学结构式、非公知或非通用的符号和术语
3.文献查阅要求：
学生查阅资料的方式可去图书馆查阅有关书籍，也可从检索期刊文献上查阅，上网查阅有关资料，亦可采用检索期刊文献查阅与网上查阅相结合的方式进行。每篇论文至少要查阅5篇以上的外文原文资料；
4.完成全部毕业设计（论文）的起止时间：2010年11月16号
系 主 任签名：_____________ 指导教师签名：_____________ 学 生 签 名：_____________ 时 间：
摘要
纳米涂料对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
关键词： 纳米 材料 应用
Abstract
Nano coatings to formaldehyde, ammonia and other harmful gas absorption and elimination of function, make indoor air more pure and fresh.To all sorts of mould kill inhibition rate reaches above 99%, long-term mouldproof and prevent algae effect.Nano modified interior wall coating materials, actually is a senior health type coating, suitable for family, hospital, hotel and school of coating.Nano modified exterior coating using nanometer materials of lotus YeShuang succoth binary collaborative mechanism, the lower surface tension, with high-strength adhesion, due to current application of nanometer materials on the coatings modified is still at the primary stage, technology, process premature, needs to explore and improve.But coating the various functions of receive some improvement of test results is proof enough, nano modified coating market prospect is very good.Keywords: nano
material
used
目录
前言
第一章 纳米材料的发展 1.1研究形状和趋势 1.2国际动态和发展战略
1.3国内研究进展 1.4 纳米产业发展趋势 第二章 纳米材料分类与应用 2.1纳米材料分类 2.2纳米材料的用途
第三章 纳米材料在化工生产中的应用 3.1 在催化方面的应用 3.2 在涂料方面的应用 3.3 在其它精细化工方面的应用 3.4 在医药方面的应用 结语 参考文献
前言
从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在０.１微米以下（注１米＝１００厘米，１厘米＝１００００微米，１微米＝１０００纳米，１纳米＝１０埃），即１００纳米以下。因此，颗粒尺寸在１～１００纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。
纳米金属材料是２０世纪８０年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。
纳米级结构材料简称为纳米材料(nano material)，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。
纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。
纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。
纳米材料具有一定的独特性，当物质尺度小到一定程度时，则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍，但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。
纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。
就熔点来说，纳米粉末中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。
一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时，将成为优异的磁性材料。
纳米粒子的粒径（10纳米～100纳米）小于光波的长，因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下，可得到易吸收光的黑色金属超微粒子，称为金属黑，这与金属在真空镀膜形成高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。
纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段，美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是尚在研究之中，新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平，研究队伍也在日渐壮大。
第一章
纳米材料的发展
1.1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，根据纳米材料发展趋势以及它在对世纪高技术发展所占有的重要地位，世界发达国家的政府都在部署本来10～15年有关纳米科技研究规划。美国国家基金委员会（nsf）1998年把纳米功能材料的合成加工和应用作为重要基础研究项目向全国科技界招标；美国darpa（国家先进技术研究部）的几个计划里也把纳米科技作为重要研究对象；日本近年来制定了各种计划用于纳米科技的研究，例如 ogala计划、erato计划和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究计划，1997年，纳米科技投资1.28亿美元；德国科研技术部帮助联邦政府制定了1995年到2010年15年发展纳米科技的计划；英国政府出巨资资助纳米科技的研究；1997年西欧投资1.2亿美元。据1999年7月8日《自然》最新报道，纳米材料应用潜力引起美国白宫的注意；美国总统克林顿亲自过问纳米材料和纳米技术的研究，决定加大投资，今后3年经费资助从2.5亿美元增 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。
1.2国际动态和发展战略
1999年7月8日《自然》（400卷）发布重要消息 题为“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴 起”。在这篇文章里，报道了美国政府在3年内对纳米技术研究经费投入加倍，从2.5亿美元增加到5亿美元。克林顿总统明年2月将向国会提交支持纳米技术研究的议案请国会批准。为了加速美国纳米材料和技术的研究，白宫采取了临时紧急措施，把原1.97亿美元的资助强度提高到2.5亿美元。《美国商业周刊》8月19日报道，美国政府决定把纳米技术研究列人21世纪前10年前11个关键领域之一，《美国商业周刊》在掌握21世纪可能取得重要突破的3个领域中就包括了纳米技术领域（其它两个为生命科学和生物技术，从外星球获得能源）。美国白宫之所以在20世纪即将结束的关键时刻突然对纳米材料和技术如此重视，其原因有两个方面：一是德科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测，估计能达到14400亿美元，美国试图在这样一个诱人的市场中占有相当大的份额。美国基础研究的负责人威廉姆斯说：纳米技术本来的应用远远超过计算机
工业。美国白宫战略规划办公室还认为纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分。在《自然》的报道中还特别提到美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流，在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术中的应用与欧共体并列世界第一，纳米尺寸度的元器件和纳米固体也要与日本分庭抗礼。1999年7月，美国加尼福尼亚大学洛杉矾分校与惠普公司合作研制成功100urn芯片，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学于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，10bit／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。
1.3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入，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、东北大学、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 研究所、长春物理研究所、感光化学研究所等也相继开展了纳米材料的基础研究和应用研究。我国纳米材料基础研究在过去10年取得了令人瞩目的重要研究成果。已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金（晶态、非晶态及纳米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体，建立了相应的设备，做到纳米微粒的尺寸可控，并制成了纳米薄膜和块材。在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新，取得了重大的进展，成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷；在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形变；在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果；在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁嫡变超过金属gd；设计和制备了纳米复合氧化物新体系，它们的中红外波段吸收率可达 92％，在红外保暖纤维得到了应用；发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法；发现全致密纳米合金中的反常hall－petch效应。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3mm。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。五是制备成功一维纳米丝和纳米电缆，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）、磷化钴（cop）和硫化锑（sbs）纳米微晶，论文发表在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，论文发表在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”一文，予以高度评价。我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累，在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地，中科院上海硅酸盐研究所、南京大学、中科院固体物理所、中科院金属所、物理所、中国科技大学、清华大学和中科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位。无论从研究对象的前瞻性、基础性，还是成果的学术水平和适用性来分析，都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地，促进我国纳米材料研究的发展，培养高水平的纳米材料研究人才做出了贡献。在纳米材料基础研究和应用研究的衔接，加快成果转化也发挥了重要的作用。目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的中坚力量。在过去10年，我国已建立了多种物理和化学方法制备纳米材料，研制了气体蒸发、磁控溅射、激光诱导cvd、等离子加热气相合成等10多台制备纳米材料的装置，发展了化学共沉淀、溶胶一凝胶、微乳液水热、非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法，研制了性能优良的多种纳米复合材料。近年来，根据国际纳米材料研究的发展趋势，建立和发展了制备纳米结构（如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、mcm－41等）组装体系的多种方法，特别是自组装与分子自组装、模板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等也积累了丰富的经验，已成功地制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系。这些方法为进一步研究纳米结构和准一纳米材料的物性，推进它们在纳米结构器件的应用奠定了良好的基础。纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全，达到了国际90年代末的先进水平。综上所述，“八五”期间我国在纳米材料研究上获得了一批创新性的成果，形成了一支高水平的科研队伍，基础研究在国际上占有一席之地，应用开发研究也出现了新局面，为我国纳米材料研究的继续发展奠定了基础。10年来，我国科技工作者在国内外学术刊物上共发表纳米材料和纳米结构的论文2400多篇，在国际上排名第五位，其中纳米碳管和纳米团簇在1998欧洲文献情报交流会上德国马普学会固体所一篇研究报告中报道中国科技工作者发表论文已超过德国，在国际排名第三位，在国际历次召开的有关纳米材料和纳米结构的国际会议上，我国纳米材料科技工作者共做邀请报告24次。到目前为止，纳米材料研究获得国家自然科学三等奖1项，国家发明奖2项；院部级自然科
学一、二等奖3项，发明一等奖3项，科技进步特等奖1项；申请专利 79项，其中发明专利占50％，已正式授权的发明专利6项，已实现成果转化的发明专利6项。最近几年，我国纳米科技工作者在国际上发表了一些有影响的学术论文，引起了国际同行的关注和称赞。在《自然》和《科学》杂志上发表有关纳米材料和纳米结构制备方面的论文6篇，影响因子在6以上的学术论文（phys．rev．lett，j．ain．chem．soc ．）近20篇，影响因子在3以上的31篇，被sci和ei收录的文章占整个发表论文的 59％。1998年 6月在瑞典斯特哥尔摩召开的国际第四届纳米材料会议上，对中国纳米材料研究给予了很高评价，指出这几年来中国在纳米材料制备方面取得了激动人心的成果，在大会总结中选择了8个纳米材料研究式作取得了比较好的国家在闭幕式上进行介绍，中国是在美国、日本、德国、瑞典之后进行了大会发言。
1.4 纳米产业发展趋势
信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外，在我国也占有举足轻重的地位。2000年，中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币。纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。因为不管通讯、集成还是显示器件，都要原器件，美国已经着手研制，现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件，这种器件已经在实验室研制成功，而且可能在2001年进入市场。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面，我国的研究水平不落后，在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等，可添加氧化锌纳米材料改性。
环境产业中的纳米技术：纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备，可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到0.1ppm，该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水中有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。
能源环保中的纳米技术：合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当中自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。在开发新能源方面国外进展较快，就是把非可燃气体变成可燃气体。现在国际上主要研发能量转化材料，我国也在做，它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等。
纳米生物医药：这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药就是从动植物中提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥药效，这恰恰是我国中医的想法。在提取精华后，用一种很少的骨架，比如
人体可吸收的糖、淀粉，使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进，采用纳米技术可以提高一个档次。
纳米新材料：虽然纳米新材料不是最终产品，但是很重要。据美国测算，到21世纪30年代，汽车上40％钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替，这样可以节省汽油40％，减少co2，排放40％，就这一项，每年就可给美国创造社会效益1000亿美元。此外，还有各种功能材料，玻璃透明度好但份量重，用纳米改进它，使它变轻，使这种材料不仅有力学性能，而且还具有其他功能，还有光的变色、贮光，反射各种紫外线、红外线，光的吸收、贮藏等功能。
纳米技术对传统产业改造：对于中国来说，当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇。首先是家电、轻工、电子行业。合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱，可折叠的pvc磁性冰箱门封不发霉，用的是抗菌涂料，里面的果盘都采用纳米材料，发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展；其次是纺织。人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势，中国纺织要在进入wto后能占据有利地位，现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料。去年关于保温被、保温衣的电视宣传，提到应用了纳米技术，特殊功能的有防静电的、阻燃的等等，把纳米的导电材料组装到里面，可以在11万伏的高压下，把人体屏蔽，在这一方面，纺织行业应用纳米技术形势看好；第三是电力工业。利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶，可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能，而且釉不结霜，其它综合性能都很好；第四是建材工业中的油漆和涂料，包括各种陶瓷的釉料、油墨，纳米技术的介入，可以使产品性能升级。
第二章 纳米材料分类与应用
2.1纳米材料分类
纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。
纳米粉末： 又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。
纳米纤维： 指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。
纳米膜： 纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。
纳米块体： 是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。
2.2纳米材料的用途
医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
家电 用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料。
电子计算机和电子工业 可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。
环境保护 环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。
纺织工业 在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。
机械工业 采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。
第三章 纳米材料在化工生产中的应用
纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。
3.1 在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加
氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。
3.2 在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
3.3 在其它精细化工方面的应用
精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；
而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。
3.4 在医药方面的应用
21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前发展，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗，已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器，只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。
微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。
纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。
结语
纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代，为此，国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性，设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性，增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品，目前已出现可喜的苗头，具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。纳米材料在化工生产中的应用一文由蓝之韵
1.《纳米材料学概论 》2.参考文献
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