时间：2022-10-21 17:37:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇纳米科技论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
本文作者：王国豫冯烨作者单位：大连理工大学
纳米技术可能引起的主要伦理问题
1．健康和安全问题。纳米技术对健康和安全的影响，是纳米伦理面对的首要问题。由于纳米粒子极其微小，可以说无孔不入，所以也很容易进入人体，有可能成为许多重大疾病如肺部疾病和心血管疾病的诱因，给人类健康和安全带来严重的损害。研究表明，吸入的纳米颗粒可能避开免疫系统的吞噬作用，蓄积在某些靶器官，也可跨越不同生物屏障，重新转运分布到身体的其他组织器官，产生系统的健康效应［10］。而且，环境中的纳米颗粒由于具有较大的表面积而极易吸附大气中的有毒污染物，如多环芳烃等，被纳米颗粒吸附的有毒污染物可进一步对人和其他生物体产生毒性效应，还可能波及整个生物圈。纳米粒子对健康和环境的潜在风险涉及安全伦理和环境伦理的问题。安全不仅是一个科学的概念，安全更是伦理学必须考量的最基本的要素，因为安全既是人的基本需求也是人的基本权利。离开了安全，人的其他权利和自由、尊严等也将无从谈起;而且，保障研究人员和工人在工作场所的生命和健康安全，也是国家和企业的基本责任。
2．平等与公正问题。首先，纳米技术的潜在利益和风险使得其风险与利益的分配，也面临着社会公平与公正的伦理问题。纳米技术可能为技术发明家、企业家带来丰厚的利益，但也可能为研究者、受试者、生产者甚至消费者带来直接的和间接的健康风险，为公众带来环境风险。面对个体利益与公众利益、企业利益与社会利益、眼前利益与长远利益的冲突，应该优先考虑谁的利益?承担高风险的人是否应得到较高的回报?“如何分配科学技术的发展带来的好处、风险和代价，就成为了我们时代所必须面对的一个重要问题”［11］。其次，纳米技术的应用也可能加剧原有的社会不平等、不公正现象。众所周知，“信息高速公路”的出现导致了迅速扩大的信息资源和知识资源分布严重不均的“数字鸿沟”问题，并且加剧了原有的经济不平等、机会不平等和社会不平等问题，成为当今社会问题的一个重要根源。纳米技术的发展也可能产生类似数字鸿沟的“纳米鸿沟”问题。比如，纳米技术在医学上的应用，使得疾病的预防、早期诊断和治疗成为可能。研究表明，在不久的将来，用基因芯片、蛋白质芯片组装成的纳米机器人，有可能通过血管进入人体以诊断疾病、携带DNA去更换或修复有缺陷的基因片段，也可以将携带纳米药物的芯片送入人体内，在外部加以导向，使药物集中到患处，更理想地提高药物疗效［12］。但是，这些技术在其发展的初期阶段，往往比较昂贵，大部分人可能只好望而却步，仅能被少数人使用。如何使社会中的大多数成员公正地享受到纳米技术的成果并避免可能受到的损害，是纳米技术发展过程中必须面对的重要伦理问题。第三，纳米技术还有可能带来代内与代际、穷国与富国之间的平等与公正问题，尤其是可能使发达国家与发展中国家之间的差距加大。能够支付纳米技术研究与发展巨额费用的国家，可能优先发现和利用纳米技术的研究成果，在国际舞台上便优先掌握了“话语权”。当然，也不能排除发达国家将有污染的、甚至有毒的纳米研究项目转移到发展中国家的可能。诸如此类的问题会使国际间的不平等恶化。此外，还存在为了当代利益发展纳米技术而提前利用了过多的自然资源或给后代造成众多污染等代际不公正现象。
3．自主与尊严问题。人是有理性的存在物。理性之人的尊严来自于它的自主性，能够按照自己的意志作出决定。“大自然中的无理性者，它们不依靠人的意志而独立存在，所以它们至多具有作为工具或手段的价值，因此我们称之为‘物’。反之，有理性者，被称为‘人’，这是因为人在本性上就是目的自身而存在，不能把他只当做‘物’看待。人是一个可尊敬的对象，这就表明我们不能随便对待他。”［13］联合国教科文组织在《世界生物伦理与人权宣言》中强调，科学技术的研究和发展需要遵循本宣言所阐述的伦理原则，要尊重人的尊严。这包括自尊、享受别人尊重和尊重他人三个方面。在纳米技术的研究与应用中，许多方面涉及人的自主与尊严问题。例如，纳米技术与认知科学相互渗透与融合，可以揭示人脑的工作机制，利用纳米药物可以增强人的认知能力或治疗某些脑神经与认知方面的缺陷。但是，如果利用这些研究成果控制人的思维、干扰人的决定，则侵犯了人的自、漠视人的尊严。再者，如果将能够随时获取他人信息的纳米电子芯片等极微小的纳米器件，毫不被人察觉地嵌入他人衣服或皮肤里，则不仅窃取了他人的隐私，更贬损了他人的尊严。又如，纳米基因工程不仅能够治疗遗传病，而且能够改变生殖细胞基因以达到治疗或增强后代的目的。但是，不论父母的主观意愿是否善良，这种行为确实忽视了子女的自主与尊严。而诸如赛博格(Cyborg)、生命产品(Biofact)等技术的进一步发展将模糊人与机器、生命体与人工产品之间的界限，使得我们关于人与自然的基本概念发生动摇，什么是人、什么是自然等问题将变得不再是不言而喻的了。
纳米伦理的特征与评估
纳米技术的中介性和不确定性特征不仅使纳米技术可能引起一系列的伦理问题，而且也使得这些伦理问题展现出共同的伦理特征:可能性、整合性和前瞻性。这使得即时性、跨学科性、预警性评估成为应对纳米伦理的关键。
1．可能性特征与即时评估。纳米技术可能引起的伦理问题包括两个部分，其中有些是现实的，比如纳米粒子对安全和健康造成的影响;有些还是潜在的、未来的甚至含有推测性特征，比如有关纳米机器人的自我复制问题，但这绝不等于说这种推测完全是无中生有。纳米伦理不仅关注现实的纳米伦理问题，也关注未来的和潜在的伦理问题，目的是在纳米技术研究和开发的初期就参与到纳米技术的构建中。事实上，技术的发展并不是由技术本身或者技术专家们所能决定的。如果有怎样的技术就会有怎样的未来，那么，我们就有权利选择技术、选择和构建未来。因此，纳米伦理必须关注可能性。在这个意义上，可能性成为纳米伦理的一个重要特征。鉴于纳米技术发展的可能性、阶段性和动态性特征，对纳米技术应该采取即时评估的研究方法，以适时地、动态地评估纳米技术研究发展与应用各个阶段可能出现的伦理问题。在目前纳米技术的开发时期，首先应该关注的是实验室和工作场所的安全伦理问题，包括工人对所从事的纳米技术风险的知情权问题，建立健全工人的健康保险制度的问题，以及工作场所的通风、检测和预警机制等制度问题。其次，在纳米药物和利用纳米技术进行的检测中，即时评估纳米粒子在人体的生物学效应和对人体整体的影响，以确保纳米用药和检测的安全。
2．整合性特征与跨学科评估。纳米是关于尺度的概念。在纳米尺度上，物质的物理性质、化学性质和生物性质已经交融在一起，在纳米尺度上对物质的研究，应该是跨学科的研究。今天，在自然科学领域，人们已经开始从化学、物理学、力学、生物学、药物学、毒理学等不同的学科方向来研究纳米材料。纳米技术和信息技术、生物技术和认知技术一起被称之为“汇聚技术”，这正是着眼于它们之间的整合与相互关联。而且，关于纳米伦理的研究视阈也扩大到ELSI(即纳米技术的伦理、法律和社会问题)，纳米伦理在某种意义上是一个统称。这是因为，一方面，纳米技术的伦理问题和法律、社会问题已经事实上交织在一起;另一方面，纳米伦理问题的解决也不能离开法律，不能离开社会。传统的学科分类是为了更深入地认识世界，学科的分离更多地是学科语境化的分离即观察视角和研究方法的分离。而在纳米层次上，我们涉及的是一些更根本的、基础性的问题，比如说什么是生命、什么是自然的问题。在纳米层次上，生命与非生命的界限已经不再清晰，自然与人工的界限已经消失。因此，它需要我们扬弃学科的分离，通过跨学科的研究，从整体上探讨纳米技术对我们的生活世界的影响。纳米伦理不仅需要纳米科学家和技术专家的参与，也需要社会科学家和伦理学家包括技术伦理、经济伦理和环境伦理、政治伦理研究者的共同参与，以及广大公众的共同关注和携手应对。因为我们所面对的不是一般的技术，而是有可能改变我们的社会和世界、改变我们的思维方式的全新的技术。这绝不是基于一个学科、一个国家的能力所能解决的。纳米伦理研究就是要揭示纳米技术与社会、与人的内在联系，从生活世界的整体意义和目的评价纳米技术。
3．前瞻性特征与预警性评估。前瞻性表示在事件出现之前就对其进行预测和评估，以期制定相应的预警方案，一旦发现问题，及早采取应对措施。纳米伦理关注纳米技术研究发展与应用过程中可能出现的伦理问题，包括现实的和未来可能的伦理问题。因此，前瞻性是纳米伦理的又一重要特征。纳米伦理的前瞻性特征要求彻底改变过去那种“先污染后治理”的老路子，即在研究发展和应用纳米技术的同时就对其进行相应的伦理反思和政策管理，以防患于未然。这需要根据纳米技术的特征和现有的技术发展环境，预测其可能的发展方向和条件，评估纳米技术在将来的研究、发展和应用过程中可能出现的正负两方面的伦理与社会影响，并积极采取有效的预防措施，以最大限度地避免不良后果的产生，既节约资源又促进纳米技术的持续发展。
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纳米科技的发展日新月异，带给人们无限遐想。中科院院士、著名纳米科技专家刘忠范，正是中国纳米科学与技术研究的领军人物。他为中国纳米科技的发展勾勒出三部曲：科学、技术和工程。
纳米贵不贵？好不好吃？
1983年，刘忠范大学本科毕业后便赴日留学。他先后在日本横滨国立大学、东京大学取得了硕士和博士学位，并在东京大学和分子科学研究所做博士后。
攻读博士期间，刘忠范师从国际著名光电化学家藤岛昭先生做研究，他很为老师的工作精神所感动，年过半百仍扑在事业上。
自幼养成的勤奋习惯和藤岛昭先生的表率，使刘忠范在日学习期间取得很大成功，获得了日本政府奖学金并在《Nature》杂志上发表了学术论文。与中国不同的社会环境，也让埋头读书不问世事的刘忠范更加开朗起来。这时，北京大学化学系的教授蔡生民找到了他，不止一次地邀请刘忠范回国，并且用真诚的话语
打动了他。
他选择了北大。十几年后回忆起来，刘忠范仍觉得，“北大是最适合我的”。
在研究领域，刘忠范选择了纳米。
人们接受纳米有一个过程。1997年9月27日，北京大学成立了纳米科技中心，这是中国高校的第一个跨院系、跨学科从事纳米交叉学科研究的综合性研究中心。刘忠范接到很多电话，有人问：“听说你们搞出一种纳米，贵不贵？好不好吃？”刘忠范只好幽默地回答他，“纳米太小了，既不好吃，恐怕也吃不饱。”
近年来，纳米技术掀起了阵阵热潮，也渐渐出现在人们生活中。纳米技术将为目前许多技术难题提供新的解决方案和思路，也会进一步提高人们的生活水平并有可能在很大程度上改变人们的生活方式。1986年诺贝尔物理奖得主罗雷尔说，曾重视微米科技的国家，今天都已成为发达国家，而纳米科技则为人们提供了新的发展机遇，今天重视纳米科技的国家必将在未来的高科技竞争中独领。
科技部最年轻首席科学家
1994年，刘忠范申请了科技部攀登计划项目，经费500万元。刘忠范成为这个项目的首席科学家，也是当时科技部最年轻的首席科学家。他从此开始了纳米攀登之旅。
“当时，我们是做纳米级的信息存储技术，相当于超级光盘。”刘忠范说，这个项目共有三个承担单位，还包括当时的北大电子学系——现在的信息科学技术学院的吴全德院士、薛增泉教授以及吉林大学化学系的李铁津教授。吴先生尽管年事已高，但对‘纳米’非常敏感。吴老先生和薛教授都是做信息技术的，尤其有感于我国微电子技术发展的曲折和落后现状，而纳米技术应该是一个难得的机会。因此，“我们之间产生了强烈共鸣，觉得应该酝酿一个计划，大张旗鼓地在纳米领域开拓——这就是北京大学纳米科技中心成立的初衷”。
1993年，刘忠范回国后，他亲手建立起光电智能材料研究室。起初什么都没有，完全从零开始做。有几间空房子，每一个插头在什么地方，都要刘忠范自己设计后找人安装，桌椅板凳都是他自己一件件买来的。搞前沿研究需要先进设备，为了购买这些设备，他省吃俭用，甚至到了抠门的程度。刘忠范花50多万元买了一台用于看原子和分子的STM仪器，这差不多是国内最早进口的洋玩意。仪器需要配置防震台，由于资金紧张，刘忠范只能带着学生亲自动手。
创业是艰辛的。当年的刘忠范人称“拼命三郎”，每天最早进楼的是他，最晚一个走出实验室的还是他。由于总是工作到深夜，楼门早已关闭，因此他经常翻越化学楼的铁门，“因此练就了一副好身手”，他自嘲道。
科研工作很辛苦，但也充满了快乐。在刘忠范眼里，研究的一大乐趣就是和学生一道创造故事。学生一个错误的实验设计带来了热化学烧孔存储技术；一位女同学的顽固不化和他的坚持加包容收获了石墨烯的偏析生长方法，进而开启了石墨烯生长过程工程学研究之门。回忆起这些往事，刘忠范的脸上洋溢着成就感。
“要向两头进军”
十几年来，中国纳米科技发展得飞快。从数量上看，已经与美国并驾齐驱，论文的档次也越来越高，尽管原创性和影响力尚有待提高。刘忠范为中国纳米的发展简单勾勒了三部曲：科学、技术和工程。
谈起与自己一同成长的北大纳米科技中心，刘忠范说，北大的纳米研究，总体上还处于纳米科学的层面。经过十几年的努力，已经取得了长足进步，在国内外拥有了一定的学术影响和地位，化学学院、信息学院和物理学院的纳米团队功不可没。当然，我们还缺少重大突破，需要从高原到高峰的飞跃。
刘忠范特别推崇团队精神和团队文化建设。说起他的研究团队，他总是强调，他所取得的些许成绩，都是团队成员共同拼搏、共同奋斗的结果。他的研究团队，从最初的几个人、十几个人，发展到今天的几十个人，不断地壮大着，也形成了独具一格的团队文化。正是这样的团队文化，带来了一个又一个的学术研究成果，也使北大成为国际知名的低维碳材料研究基地。他的信条是：人才决定潜力，机制决定效率，文化决定高度。
刘忠范最自豪的不是他发表的300多篇学术论文，而是培养了一批热爱科学、热爱纳米的弟子。他的弟子绝大多数都在国内外知名学术机构从事科研工作。他更希望将来有一天他被称为教育家，而不仅仅是一名科学家。
“ 责任是通向伟大的代价”，这是丘吉尔的一句名言。刘忠范深深地感受到越来越多的社会责任。儿时刻骨铭心的贫穷经历使他对农村教育和失学儿童问题极为关注，并力所能及地为此做些事情。他设立的奖学金拯救了不少濒临失学的儿童。人生是永不停息的马拉松。前人在指引着我们，后人在追赶着我们，我们始终处在激烈的竞争中。刘忠范正不断翻山越岭，向科学高峰攀登。（来源：科技日报，本刊有删节）
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纳米材料研究的新进展及在21世纪的战略地位 纳米材料研究的新进展及在21世纪的战略地位 化学与化工论文 更新：2006-4-11 阅读： 纳米材料研究的新进展及在21世纪的战略地位 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方某时400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘、成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器、价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件、用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。
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。
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作出了贡献。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9
近年来，在国内外重要期刊上发表SCI论文70余篇，El论文1 50多篇。2005年8月回国后，成为国际研究项目Nano-Device Modeling Initiative的研究成员，被国际期刊Recent Patents on Engineering，Open Nano Sci-ence Journal，Recent Patents on Electrical Engineering等聘为编委会成员。
2008年5月，北京大学信息科学技术学院教授何进博士接到了一份期盼已久的邀请函，它来自美国电子和信息技术联合会麾下的国际集成电路模型标准化委员会，该委员会主席邀请何进参加于6月5-6日在美国波士顿举行的关于新一代ULTRA-SOI集成电路国际标准模型选择的CMC会议，并携带北京大学自主研发的新SOI电路模型，竞争高科技IT技术一纳米SOI集成电路模型的国际标准。
ULTRA-SOI是北京大学研究的，针对SOI器件和电路的创新性纳米尺寸绝缘栅场效应晶体管模型。它使用了新的物理核心和工程模型结构来模拟纳米尺寸的SOI MOSFET行为。与国际上的同类研究相比，ULTRA-SOI具有明显的科学创新性和高技术特色，有望在国际主流的集成电路设计EDA工具中得到实际使用，此次获邀参加国际标准竞争，显示了北京大学微电子研究在该领域基础研究方面的前沿地位，以及在集成电路工程技术开发方面所发挥的先锋作用。
何进说：“这一成果得到认可，远比在知名刊物上发表几篇文章更有说服力，也更有价值。”
科学研究的意外机遇和收获
回望自己的科研之路，何进说：“不管是做研究，还是我的个人发展，都是一步一步地走出来的。人生没有坦途，奋斗终有收获。”
其实，今天在微电子学领域崭露头角的何进起初并没有对科学研究抱有太大的期许。当年，能迈进大学的门槛，何进很满足。然而，一进大学，中学时那种极度封闭、狭小的天地一下敞开了，何进才发现原来天地是如此广阔，世界是如此丰富。时间总是不够，他有太多的事情可以做：去图书馆看书，跑学术厅听演讲，忙于各种课外活动……他的脑子里开始不断地冒出思想的火花，他甚至憧憬着去当一个哲学家。
现实常常让所谓的哲学家必须低下高昂的头颅去面对脚下的小路。大学本科毕业以后，何进被分配到一个无线电厂工作。当工作像流水线作业一样越来越熟悉的时候，他发现自己无法适应这种单调、重复的生活，于是又考上了研究生。硕士上完了，何进还是忘不了自己哲学家的梦，于是他准备报考宗教学的博士。没想到，家里人的坚决反对让一心想成为哲学家的何进终于“还了俗”：“他们怕我以后毕业了连个饭碗都找不到，我就只好向现实妥协。”
何进开始很不情愿地读起了微电子学的博士。或许是因为他本科、硕士都不是学微电子专业的，所以到了博士生的科研阶段，反而使他可以从不同的角度看待自己的专业，从别人司空见惯的旧材料中不断发现新的问题。读书，在何进看来并不难，他认为难的是找到自己的人生目标。正因为这次转折，何进正式开始了自己的科研之路，他在这里找到了自己的人生归属。2001年，何进赴美国加州大学伯克利分校电子和计算机科学系器件研究室访问研究。
幸运的是，何进在求学和工作的过程中遇到了几位让他终身受益的老师。中国科学院院士、电子科技大学的陈星弼教授，中科院院士，北京大学的王阳元教授，中科院外籍院士、美国工程院院士、美国加州大学伯克利分校的胡正明教授，IEEE终身院士古默尔(H.K Gummel)博士等，都曾先后做过何进的导师和合作者。在何进看来，导师们严谨的治学态度，他们的博学、睿智都是他终身学习的榜样。
2005年9月，何进结束了在美国加州大学伯克利分校的多年研究后回国。他有幸获得了北京大学及教育部留学回国人员科研启动基金和国家自然科学基金的资助，何进不仅迅速建立了纳太器件和电路研究室，使自己的研究工作聚焦在纳米CMOS新结构，纳米MOSFET的量子传输和准弹道输运，深亚微米芯片仿真物理模型，电子材料和相关器件等，也先后参加了国家“973”、“863”、自然科学基金等研究项目。他领导的研究小组已成为国际纳米CMOS器件物理和模型研究舞台的一支重要力量，在纳米CMOS芯片仿真模型研究方面取得了一系列国际瞩目的重要进展。
2007年9月，何进小组的CMOS集成电路用纳电子器件模型成果发表在国际电气和电子工程师协会电子器件领域最权威的学术期刊IEEE Transaction on Electron Devices 9月的《纳电子器件模型和模拟专辑》上。该专辑的相关背景是：为了应对纳米集成电路发展中的挑战，反映最近一两年来纳电子器件模拟和仿真技术的快速发展，IEEE电子器件协会(EDS)在2007年初面向全球，征集该领域的顶尖研究成果，向全世界展示该方向的最新研究成果。经过激烈竞争和严格的多轮专家评审，《纳电子器件模型和模拟专辑》在全世界范围内最后仅仅录用了20篇投稿论文。何进研究小组在该专辑的上发表了关于纳米环栅CMOS器件模型基本解的研究论文。这是中国大陆、台湾和香港地区入选该专集的惟一论文。
这也是何进研究小组继2006年在该权威期刊《先进模型和45纳米模型挑战专辑》上，发表纳米CMOS器件物理基本解和MOS器件量子效应模拟两篇重要论文以来，在微纳电子和集成电路器件模型领域取得的又一新进展。
做现实的理想主义者
虽然出国前已经是北京大学的副教授，但是从伯克利回国以后，何进还是很明显地感到国内、国外的差距：“和国外比起来，我们缺的不是硬件，缺的不是勤奋，而是眼光。”
回国之后的何进把自己的研究定位在国际前沿上，他已经取得的系列成果使他成为国际微电子学术界和工程领域享有声誉的中国科学家，他是国际集成电路界工业标准CMOS模型BSIM4.3.0的主要研发者，模型手册的主要作者(BSIM4.3.0经被国际半导体工业界广泛采用，促进了国际集成电路产业的发展)；BSIM5首席研究者，模型手册第一作者。他提出的BSIMDG模型成果被最近发表在IEEE T-ED上的综述文章称为“何氏模型”，是全世界4个典型代表。提出的纳米CMOS参数提取新技术，被发表在Micro-electronics Reliability上有关阈值电压的综述文章称为“何氏方法”，为近年来11种典型方法之一。
距离何进在北京大学的研究室不远处，就是微电子所的器件测试实验中心，何进和他的团队整天在实验中心和研究室之间忙碌着。采访时，测试中心的宁保俊老师笑着说：“何进可是我们这儿的宝贝，学生都乐意跟着何老师做研究生!”
何进说：“目前，国家的政策、北京大学的政策都是越来越好。但是一个学科的发展，不是一个人所能决定的，它需要一个强大的团队，需要努力勤奋的学生，更需要更多的资源。即使在北大，要想干事情，也要从社会上去争取更多的资源，也会有很多不熟悉的地方……”
当何进在为如何发展团队，如何学会争取各种资源而思考的时候，他还要面对另外一个困难的现实――自己的研究生大多在忙着准备出国。“我带的12个研究生5个在忙着准备托福、GRE考试，快成出国预备班了……以前学生要出国，我可以理解，因为我们缺少和国际前沿对接的途径，但现在不同了。看到他们把学习重心放在了学外语、出国上，我还是觉得有些痛心。”他说，“国内的学生在勤奋程度、主动学习和掌握正确的方法这三个方面都还做得不够。美国的学生到了研究生阶段非常勤奋，半夜两三点钟在实验室干活并不稀奇，很拼命。而且他们的学习主动性很强。而我们的学生常常是老师给什么，学生做什么。方法也很重要，没有正确的方法，就没有效率。”
[论文摘要]科技的发展，使我们对物质的结构研究的越来越透彻。纳米技术便由此产生了，主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述。
一、纳米的发展历史
纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。
二、纳米技术在防腐中的应用
纳米涂料必须满足两个条件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响，如纳米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流挂；第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性，如利用纳米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等；第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力，可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。
纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径，目前用于涂料的纳米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之间极易团聚，纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多，性能各异，不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能，需要经过大量的实验研究工作，才有可能得到真正的纳米涂料。
纳米涂料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料，性能不错，甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展，也可以生产纳米漆。
我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。
三、纳米材料在涂料中应用展前景预测 转贴于
据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。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。经测试，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，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻性功能涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量。
四、结语
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。
参考文献：
[1]桥本和仁等［J］. 现代化工. 1996(8):25～28.
想要考研的你，提及纳米科学与技术专业，是否会列出“神秘”“高薪”“高就业率”“高科技”这一系列关键词呢？
真正的“高富帅”专业
如果一定要用一个词来形容纳米专业，那就是“高富帅”。
说它“高”，是因为它的的确确是高科技的产物。1纳米是1米的十亿分之一，20纳米也仅相当于1根头发丝的三千分之一。也正是这么小的尺寸，才能够用来做材料。不仅如此，纳米材料还都带着“特异功能”，具有奇异的化学物理特性。纳米虽小，用途却大，小尺寸成就大空间，真是高不可测。而研究生阶段需要学的课程也很“高”：纳米材料的结构、尺寸和形貌的表征技术、纳米粉体材料的制备与表面修饰、一维纳米材料的制备、纳米复合材料的制备、纳米结构材料的制备、纳米材料的物理特性与应用、纳米电子器件的基本原理和微加工技术、纳米材料与纳米技术的最新进展和发展趋势等都是该专业的主干课。是研究生的必修课，而新专业的科研空间更加广阔，所以发SCI的概率大大增加。想要写好论文，你就要了解纳米材料与技术的最新学科发展动向、理论前沿、应用前景等。而如果你打算游学海外，就更要在研究生阶段狂抓英语了。这一专业的专业英语词汇非常庞杂，有医学、化学、物理、材料学等诸多领域，需要系统地学习。笔者硕士一年级的时候大家每周都会用英报告，这样能有效提高英文水平，即使不打算出国，阅读国外文献也会非常流畅，开阔视野。纳米专业确实很“高”，但当你真正钻研进去，就会发现它的乐趣。
说它“富”，一点也不夸张。纳米技术、信息技术及生物技术被誉为本世纪社会经济发展的三大支柱。纳米从20世纪80年代末，90年代初开始起步，经历二十多年的发展，现在已经成为突飞猛进的前沿、交叉性新型学科。纳米技术作为朝阳产业，将在生物医学、航空航天、能源和环境等领域“大显身手”。美国国家科学基金会的纳米技术高级顾问米哈伊尔·罗科甚至预言：“由于纳米技术的出现，在今后30年中，人类文明所经历的变化将会比过去的整个20世纪都要多得多。”如此看来，纳米技术必将创造巨大的经济价值，同时也能为该专业的同学提供良好的职业发展平台。
说它“帅”，是因为它有独到魅力，吸引青年学子投其怀抱。其实，大部分工科生的研院生活都是相同的，读文献、做实验、组会、听报告，这些几乎就是我们读研生活的全部。想学好纳米专业，你首先要做个杂家。在研究生阶段，你要掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识，学习环境纳米材料的绿色制备及其规模化，面向环境检测的纳米结构与器件的构筑原理、方法，并且了解纳米材料与纳米结构性能与机理。而做到这些还远远不够，因为理工科专业的直接目标在于应用，因此还需要学习纳米材料在污染治理中的应用原理、技术与装置研发、纳米材料的环境效应与安全性评估、纳米材料在节能和清洁能源中的应用等，掌握材料学的工艺装备、测试手段与评价技术，具备相应的科研能力，具有从事科学研究和解决工程中局部问题的能力。运用纳米技术解决这些问题和一般的常规思路有着很大的不同，有着前路未知的期盼和发现时的狂喜，为此我们都成为典型的“技术宅”，大部分时间会宅在实验室里，在外人看来，可能是只顾科研无心生活的“苦行僧”，而只有我们才能体会到纳米的“帅”及给我们生活所带来的乐趣。
想要学好纳米专业，团结协作的能力必不可缺。其学习都是以课题组和实验室为单位，很多作业和项目都是大家集体完成，比如开发一种新型的纳米材料，大家都有不同的分工，这就需要我们能紧密地合作与沟通，分担辛苦分享成功。
同时，我们还需要有极强的表达能力和动手实践的能力。我们学校经常举办学术沙龙，需要大家上台演讲，不仅本专业的导师在场，其他专业的学生和老师也会来听，并从不同角度提出意见，所以我们要足够有气场才能HOLD住场面。而实践方面，我们都有做老师科研助理的机会，同时开展自己的课题研究，不仅要写得好论文，还要做好实验。想读纳米专业，要做的功课非常多，你只有都尝试了，才能体会到这个专业的巨大魅力，才会在科技的海洋里尽情遨游。
就业面窄是误区
对于纳米科学与技术专业，很多人对它的认识存在误区。很多人认为，纳米作为高精尖技术与日常生活相距太远，所以想当然地认为其就业难。
其实，纳米真实地存在于我们的日常生活中，而随着科技的发展，未来有一天我们的衣食住行都将离不开纳米技术。所以如果你能有幸就读该专业研究生，并在学术上有所造诣，愿意将所学学以致用，那么你的就业前景无限光明！
那么纳米技术到底是怎样和实际生活联系起来的呢，而我们工科生，又将以何种方式参与这种科技改变人们生活的进程呢？
衣：在纺织和化纤制品中添纳米微粒，可以除味杀菌。化纤布结实耐磨，但会产生静电现象，加入少量金属纳米微粒就可消除静电，穿起来非常舒适。
食：利用纳米材料，冰箱的抗菌能力大大增强。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经进入市场。利用纳米粉末，可以使废水有效净化，完全达到饮用标准，纳米食品色香味俱全，还对健康大有裨益。
住：对于我们这代人而言，居家做家务、清理房间是一大愁事，纳米技术的应用可以省下我们很多力气。通过纳米技术，墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，完全不需要擦洗。含有纳米微粒的建筑材料，还可以吸收对人体有害的紫外线。既省时省力又对身体好。
行：在出行方面，纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料，可以大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米球添加剂可以在机车发动机加入，起到节省燃油、修复磨损表面、增强机车动力、降低噪音、减少污染物排放、保护环境的作用。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息，帮助其安全驾驶。
而这些，只是纳米科技应用在生活中的很小一部分，纳米技术兴起晚，发展态势迅猛，更多的核心技术需要我们这一代去发掘，以期使之更好地为民生服务。可见纳米技术在日常生活中无处不在，各行各业都需要拥有高技术高学历的纳米技术专业人才，所以就业前景广阔。
具体的就业方向，男生、女生之间相差很大。纳米专业的大部分女硕士，特别是女博士一般选择到大学或科研院所做研究。研究领域涵盖纳米材料、黏合剂、涂料、电镀、陶瓷等相关领域，从事相关产品开发、生产和检测等方面。大部分男生会去纳米材料行业企业或传统材料相关企业供职。可以从事纳米材料表征、石墨烯及碳纳米材料研发、纳米材料改性、纳米材料合成、无机纳米材料制备以及交叉学科纳米材料应用的相关工作。
跨专业报考受青睐
纳米科学与技术是一个技术性很强的专业，不过并不限制跨专业报考，纳米科学与技术专业不仅不是个排外的“高富帅”，反而非常欢迎跨专业的学生融入其中，共同搭建纳米专业的大舞台。纳米科学与技术专业在工科或理科门类招生，不同学校有所不同，但都非常欢迎与之类似的材料专业同学报考，因为都涉及材料学的基础知识，所以学起来会得心应手。同时，理工科专业背景如物理、化学甚至数学这类基础学科出身的学生，也很受该专业欢迎。
在报考纳米科学与技术专业的学生中，也有一部分医学生。未来纳米技术应用于医学领域是大势所趋。利用纳米技术制成的微型药物输送器，可将适当剂量的药物，通过体外电磁信号的引导准确送达病灶部位，有效地起到治疗作用，同时可以减轻药物的不良的反应。用纳米制造成的微型机器人，它的体积可是小于红细胞的，你能想象到吗？通过它向病人血管中注射，能疏通脑血管的血栓，清除心脏动脉的脂肪和沉淀物，还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。而随着纳米技术的发展，它与医学还会有更多的交叉。
院校介绍
对纳米科学与技术这种新兴学科来说，每个学校都有自己的特色和侧重，所以这里重点介绍一下。而通过这些不同院校的专业方向设置，我们也可以多角度地了解这一专业。
国家纳米科学中心
国家纳米科学中心是中国科学院与教育部共同建设并具有独立事业法人资格的全额拨款直属事业单位，自2005年开始招收研究生。现有博士学科专业点3个：凝聚态物理、物理化学和材料学；硕士学科专业点3个：生物物理、生物工程和材料工程。鉴于纳米科学与技术学科的前沿交叉特性，在招生阶段，现将该学科挂靠在物理学、化学、材料科学与工程和生物学4个一级学科下，并相应产生4个专业代码。涉及纳米科技系列进展、纳米检测系列讲、文献信息利用、人文系列讲座、纳米功能材料等课程。
国家纳米科学中心2013年在7个专业招收硕士研究生35人，专业包括纳米科学与技术、凝聚态物理、物理化学、材料学、生物物理学、材料工程和生物工程，研究方向涵盖高分子纳米功能材料、生物纳米结构、纳米医学、纳米复合材料、纳米电子学等几十个方向，方向非常细化，具有材料、半导体、物理、化学、微电子、生物、医药等专业背景的学生都可以报考。相信有志于纳米专业的学生，一定会在这里找到适合自己的研究方向。
国家纳米中心是比较典型的科研所，其吸引考生的除了实力，很重要的一点就是待遇优厚。该中心不需学生缴纳学费，如遇国家政策调整还会有高额的奖学金返还制度，硕士研究生根据不同年级，每个月可以拿到1300～2500元的奖学金，博士会拿到3100～4500元的奖学金。此外，还会有其他生活补助等。研究生公寓已经完全宾馆化管理，非常舒适。在国家纳米中心深造，没有经济上的后顾之忧，这样你才可以将全部精力投入到学习中去。
大连理工大学
大连理工大学的工程力学系开设生物与纳米力学专业，已然在行业内一枝独秀。该学科依托于工程力学系和工业装备结构分析国家重点实验室，软硬件条件优越，拥有先进的实验设备和仪器。学生有充足的动手实践机会，能在宏观、微观等不同层次上，进行跨学科的数值模拟和力学实验。同时，也有国家自然科学基金、重点基金、“863”“973”等众多项目和基金支持。
该专业现在有生物器官生物力学模型及新材料应用研究、分子模拟和计算机辅助药物分子设计、微纳米与多尺度力学研究、生物材料的力学行为及其多功能化4个研究方向，涉及到力学、医药、生物、机械、材料、电子、控制、测量、微纳科技等领域。
大连理工大学这个专业的直博生学制是4年，而一般的直博生需要学习5年时间，而分开读硕士和博士一般需要6至7年，这吸引了不少学生报考，因为可以节约1～3年时间。当然，在4年的时间里完成硕士和博士学业，是一件很具挑战的事情，需要最大限度地提升效率。
苏州大学
苏州大学纳米科学技术学院是苏州大学、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。该学院建立于2010年，由全球著名纳米与光电子材料学家、中国科学院院士、第三世界科学院院士李述汤教授担任院长，教学科研实力雄厚，是国内高校中为数不多的专门的纳米科学学院。招生方向涵盖纳米生物化学、纳米技术工程、纳米材料、有机无机复合纳米材料等。有关纳米的专业在物理、化学、生物学、材料科学与工程4个学科下招收学术型研究生，相关专业学生都可以报考。
需要提醒大家的是，苏州大学纳米科学技术学院初试提供详细的辅导书和真题，有意报考的同学要多关注学院的网站，以获得第一手信息。
武汉大学
武汉大学的纳米科学与技术专业在物理科学与技术学院和化学与分子科学学院均有招生，各有侧重。前者分为纳米复合材料、纳米光催化材料与技术、纳米光电子学、纳米管线阵列及其智能传感器、纳米材料制备与表征和纳米尺度结构与性能关系6个方向。后者在纳米催化、纳米生物医学、纳米材料分离分析、微纳传感技术和高分子纳米药物载体。很多方向在国内上处于领先地位，每年也有大量学生报考，竞争力较强。
武汉大学与国外多所大学有合作关系，大家如果在武大读研，出国交流、学习的机会比较多。
华中科技大学
华中科技大学是典型的工科学校，其纳米专业当然也首屈一指。华科的纳米专业同样是热门，除去每年招收本校内推的学生，考研的竞争非常激烈。
在培养模式方面，华科非常重视学、研、产相结合，科研成果转化率非常高。在就业方面，很多硕士研究生在各科研机构及高校任职。如果你求学在华科，就不用愁生活保障的问题，学校的奖励机制非常完善。学院对每位研究生在校期间将发放生活津贴，并设立各类奖学金以奖励优秀的研究生，其奖励比例达80%。
一种新型的毫米波谐振系统王先锋，史治国，陈抗生，WangXianfeng，ShiZhigou，ChenKangsheng
加载负磁导率超常媒质的小型化矩形波导汤奇，孟繁义，吴群，TangQi，MengFanyi，WuQun
基于滑模和PI的多轴转向系统交叉耦合控制侯宇栖，杨丽曼，HouYuxi，YangLiman
CORDIC算法在DDS中的应用戴尚义，李东新，DaiShangyi，LiDongxin
嵌入式无线传感器网络节点与通信平台的构建房晶，吴昊，白松林，FangJing，WuHao，BaiSonglin
溶胶凝胶涂敷光纤耦合器热光开关的研究郭海润，庞拂飞，齐博，李金涛，曹雯馨，王廷云，GuoHairun，PangFufei，QiBo，LiJintao，CaoWenxin，WangTingyun
基于由照射目标向光源映射和微带表面构型的分离变量三维自由曲面非成像光学系统设计韩彦军，张贤鹏，冯泽心，钱可元，李洪涛，罗毅，李旭亮，黄冠志，祝炳忠，HanYanjun，ZhangXianpeng，FengZexin，QianKeyuan，LiHongtao，LuoYi，LiXuliang，HuangGuanzhi，ZhuBingzhong
六通道同步采样AD芯片ADS8364在数据采集中的应用黄卫权，吴岩，HuangWeiquan，WuYan
一种新型全集成CMOS低噪声放大器优化设计方法黄晓华，王先锋，陈抗生，周金芳，HuangXiaohua，WangXianfeng，ChenKangshen，ZhouJinfang
小型仿人机器人脚底传感系统的设计与实现中国科技论文在线 王晓龙，李祖枢，薛方正，WangXiaolong，LiZushu，XueFangzheng
基于Aurora的MAC层帧结构的设计与实现侯春雷，唐碧华，胡鹤飞，袁东明，HouChunlei，TangBihua，HuHefei，YuanDongming
时域电磁计算统一解决方案研究吴先良，黄志祥，WuXianliang，HuangZhixiang
可见光波段光纤光栅耦合器研究裴丽，李卓轩，高嵩，宁提纲，ReinhardCaspary，PeiLin，LiZhuoxuan，GaoSongn，NingTigang，ReinhardCaspary
可重构系统中基于MMU的软硬件任务间通信方法的研究邓庆绪，金曦，李岳霖，DengQingxu，JinXi，LiYuelin
拖曳线列阵声纳分辨探测盲区附近目标左右舷的方法胡明军，纪金耀，HuMingjun，JiJinyao
双相不锈钢表层析出相的位向关系统计孟杨，张文征，MengYang，ZhangWenzheng
Sr对AM80-1.3Ca镁合金耐热性能的影响白星，李落星，梁桂平，BaiXing，LiLuoxing，LiangGuiping
Inconel601合金胀形成形的显微结构及其性能韩利哲，罗震，葛凤，李洋，刘建，赵楠，HanLizhe，LuoZhen，GeFeng，LiYang，LiuJian，ZhaoNan
不同型壳材料条件下钛合金显微组织及界面反应陈玉勇，肖树龙，徐丽娟，韩杰才，ChenYuyong，XiaoShulong，XuLijuan，HanJiecai
电镀Fe-Ni合金层不锈钢高温氧化行为耿树江，李言栋，GengShujiang，LiYandong
铌酸钾钠基无铅压电陶瓷材料的制备方法朱孔军，裘进浩，苏礼奎，季宏丽，孟兆磊，ZhuKongjun，QiuJinhao，SuLikui，JiHongli，MengZhaolei
ZrB2-ZrO2陶瓷基复合材料的组织结构及相变特性乔英杰，刘爱东，刘莹莹，QiaoYingjie，LiuAidong，LiuYingying
柔性OLED制备及性能段炼，张粲，张国辉，DuanLian，ZhangCan，ZhangGuohui
水滴为模板制备蜂窝状表面的聚己内酯多孔膜及其细胞亲和性汪小超，袁伟方，顾晓雯，段亚君，孔德领，王连永，俞耀庭，WangXiaochao，YuanWeifang，GuXiaowen，DuanYajun，KongDeling，WangLianyong，YuYaoting
磷灰石-硅灰石/壳聚糖复合材料的制备与表征曹滨，周大利，肖芸，张翔，倪建光，刘丹平，CaoBin，ZhouDali，XiaoYun，ZhangXiang，NiJianguang，LiuDanping
有机化蒙脱性沥青微观机理研究王华才，薛理辉，WangHuacai，XueLihui
医用抗菌材料的研究进展王佰亮，朱晔凌，孟金刚，宋晨，杨富春，计剑，WangBailiang，ZhuYeling，MengJingang，SongChen，FangFuchun，Jijian
氧化硅掺杂的全氟磺酸聚合物膜在IPMC中的应用何青松，张昊，于敏，郭东杰，戴振东，HeQingsong，ZhangHao，YuMin，GuoDongjie，DaiZhendong
蓝宝石头罩增透保护膜系的制备冯丽萍，刘正堂，FengLiping，LiuZhengtang
钒氧化物一维纳米材料的构筑与电输运性能高倩，麦立强，徐林，顾彦辉，胡彬，赵云龙，韩久慧，GaoQian，MaiLiqiang，XuLin，GuYanhui，HuBin，ZhaoYunlong，HanJiuhui
蓝绿光波段含缺陷Ta2O5/MgF2一维光子晶体的理论分析张晓晶，韩培德，王井伟，李洪飞，夏伶勤，ZhangXiaojing，HanPeide，WangJinwei，LiHongfei，XiaLingqin
Co、Ce共掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能陈娜娜，吴玉程，宋林云，朱绍峰，黄新民，ChenNana，WuYucheng，SongLinyun，ZhuShaofeng，HuangXinmin
理念·实践·展望——当代大学校园规划与设计何镜堂，HeJingtang
时空域双重离散下的流域并行特性王皓，王光谦，高洁，傅旭东，WangHao，WangGuangqian，GaoJie，FuXudong
当代大学校园在城市层面的聚落环境研究窦建奇，王扬，DouJianqi，WangYang
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刚性悬索加劲钢桁梁桥施工过程随机有限元分析刘剑，刘永健，徐晖，LiuJian，LiuYongjian，XuHui
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论文摘要：介绍了纳米磁性材料的用途，阐述了纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类纳米磁性材料的研究和应用现状。
1引言
磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础，广泛地应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域，在微机、大型计算机中的应用具有重要地位。信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向进展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。纳米磁性材料是指材料尺寸限度在纳米级，通常在1～100nm的准零维超细微粉，一维超薄膜或二维超细纤维（丝）或由它们组成的固态或液态磁性材料。当传统固体材料经过科技手段被细化到纳米级时，其表面和量子隧道等效应引发的结构和能态的变化，产生了许多独特的光、电、磁、力学等物理化学特能，有着极高的活性，潜在极大的原能能量，这就是“量变到质变”。纳米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效应、超顺磁性、宏观量子隧道效应、磁有序颗粒的小尺寸效应、特异的表观磁性等。
2纳米磁性材料的研究概况
纳米磁性材料根据其结构特征可以分为纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类。
2.1纳米颗粒型
磁存储介质材料：近年来随着信息量飞速增加，要求记录介质材料高性能化，特别是记录高密度化。高记录密度的记录介质材料与超微粒有密切的关系。若以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性微粒由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。
纳米磁记录介质：如合金磁粉的尺寸在80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸在40nm，今后进一步提高密度向“量子磁盘”化发展，利用磁纳米线的存储特性，记录密度达400Gbit/in2，相当于每平方英寸可存储20万部红楼梦小说。
磁性液体：它是由超顺磁性的纳米微粒包覆了表面活性剂，然后弥漫在基液中而构成。利用磁性液体可以被磁场控制的特性，用环状永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，从而可将磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“O”形环，且没有磨损，可以做到长寿命的动态密封。这也是磁性液体较早、较广泛的应用之一。此外，在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他许多用途，如仪器仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影剂等等。
纳米磁性药物：磁性治疗技术在国内外的研究领域在拓宽，如治疗癌症，用纳米的金属性磁粉液体注射进人体病变的部位，并用磁体固定在病灶的细胞附近，再用微波辐射金属加热法升到一定的温度，能有效地杀死癌细胞。另外，还可以用磁粉包裹药物，用磁体固定在病灶附近，这样能加强药物治疗作用。
电波吸收（隐身）材料：纳米粒子对红外和电磁波有吸收隐身作用。由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到了隐身作用。
2.2纳米微晶型
纳米微晶稀土永磁材料：稀土钕铁硼磁体的发展突飞猛进，磁体磁性能也在不断提高，目前烧结钕铁硼磁体的磁能积达到50MGOe，接近理论值64MGOe，并已进入规模生产。为进一步改善磁性能，目前已经用速凝薄片合金的生产工艺，一般的快淬磁粉晶粒尺寸为20-50nm，如作为粘结钕铁硼永磁原材料的快淬磁粉。为克服钕铁硼磁体低的居里温度，易氧化和比铁氧体高的成本价格等缺点，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如钐铁氮、钕铁氮等化合物。另一方面，开发研制复合稀土永磁材料，将软磁相与永磁相在纳米尺寸内进行复合，就可获得高饱和磁化强度和高矫顽力的新型永磁材料。
纳米微晶稀土软磁材料：在1988年，首先发现在铁基非晶的基体中加入少量的铜和稀土，经适当温度晶化退火后，获得一种性能优异的具有超细晶粒（直径约10nm）软磁合金，后被称为纳米晶软磁合金。纳米晶磁性材料可开发成各种各样的磁性器，应用于电力电子技术领域，用作电流互感器、开关电源变压器、滤波器、漏电保护器、互感器及传感器等，可取得令人满意的经济效益。
2.3磁微电子结构材料
巨磁电阻材料：将纳米晶的金属软磁颗粒弥散镶嵌在高电阻非磁性材料中，构成两相组织的纳米颗粒薄膜，这种薄膜最大特点是电阻率高，称为巨磁电阻效应材料，在100MHz以上的超高频段显示出优良的软磁特性。由于巨磁电阻效应大，可便器件小型化、廉价，可作成各种传感器件，例如，测量位移、角度，数控机床、汽车测速，旋转编码器，微弱磁场探测器（SQUIDS）等
磁性薄膜变压器：个人电脑和手机的小型化，必须采用高频开关电源，并且工作频率越来越高，逐步提高到1～2MHz或更高。要想使高频开关电源进一步向轻薄小方向发展，立体的三维结构铁芯已经不能满足要求，只有向低维的平面结构发展，才能使高度更薄、长度更短、体积更小。对于10～25W小功率开关电源，将采用印刷铁芯和磁性薄膜铁芯。几个微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三维立体结构，而是二维平面结构，其物理特性也与原来的立体结构不同，可以获得前所未有的高性能和综合性能。
磁光存储器：当前只读和一次刻录式的光盘已经广泛应用，但是可重复写、擦的光盘还没有产业化生产。最具有发展前途的是磁性材料介质的磁光存储器，其可以像磁盘一样反复多次地重复记录。目前大量使用的软磁盘，由于材料介质和记录磁头的局限性，其存储密度已经达到极限；另外其已经不能满足信息技术的发展要求，无法在一张盘上存储更多的图象和数据。采用磁光盘存储，就能在一张盘上记录数千兆字节到数十千兆字节的容量，并且能反复地擦写使用。
3展望
纳米技术是本世纪前20年的主导技术，纳米材料是纳米技术的核心，是21世纪最有前途的材料，也是纳米技术的应用基础之一。纳米科技的发展给传统磁性产业带来了跨越式发展的重大机遇和挑战，纳米级磁性材料的开发和研究是磁性材料发展的一个必然方向，但同时也应重视用纳米技术改造传统产业和对现有材料进行纳米改性方面的研究，以全面提高企业的技术水平和竞争能力，在世界民族之林树立中华民族的大旗。
参考文献
［1］王瑞金.磁流体技术的应用与发展［J］.新技术新工艺，2001，(10):15-18.
［2］许改霞，王平，李蓉等.纳米传感技术及其在生物医学中的应用［J］.国外医学生物工程分册，2002，25（2）：49-54.
［3］SagawaM，FujimureSandTogawaMetal.，NewmaterialforpermanentmagnetsonabaseofNdandFe［J］.J.Appl.Phys.，1984，55:2083-2088.
一、近似计算在静态分析中的应用
在电子技术中应运中,近似计算贯穿其始终。然而,没有近似计算是不可想象的。而精确计算在电子技术中往往行不通,也没有其必要。尽管近似计算会引入一定的误差,但这个误差控制得好,不会对分析其它电路产生大的影响。所以关键在于我们如何掌握,特别是如何应用近似计算。
在工作点稳定电路中的应用要进行静态分析,就必须求出三极管的基电压,必须忽略三极管静态基极电流。这样,我们得到三极管的基射电子的相关过程及结论。
二、纳米电子技术急需解决的若干关键问题
由于纳米器件的特征尺寸处于纳米量级,因此,其机理和现有的电子元件截然不同,理论方面有许多量子现象和相关问题需要解决,如电子在势阱中的隧穿过程、非弹性散射效应机理等。尽管如此,纳米电子学中急需解决的关键问题主要还在于纳米电子器件与纳米电子电路相关的纳米电子技术方面,其主要表现在以下几个方面。
(1)纳米Si基量子异质结加工
要继续把现有的硅基电子器件缩小到纳米尺度,最直截了当的方法是采用外延、光刻等技术制造新一代的类似层状蛋糕的纳米半导体结构。其中,不同层通常是由不同势能的半导体材料制成的,构建成纳米尺度的量子势阱,这种结构称作“半导体异质结”。
(2)分子晶体管和导线组装纳米器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线,但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个非常棘手的难题。一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜把分子元件排列在一个平面上;另一种组装较大电子器件的可能途径是通过阵列的自组装。尽管,Purdue University等研究机构在这个方向上取得了可喜的进展,但该技术何时能够走出实验室进入实用,仍无法断言。
(3)超高密度量子效应存储器
超高密度存储量子效应的电子“芯片”是未来纳米计算机的主要部件,它可以为具备快速存取能力但没有可动机械部件的计算机信息系统提供海量存储手段。但是,有了制造纳米电子逻辑器件的能力后,如何用这种器件组装成超高密度存储的量子效应存储器阵列或芯片同样给纳米电子学研究者提出了新的挑战。
(4)纳米计算机的“互连问题”
一台由数万亿的纳米电子元件以前所未有的密集度组装成纳米计算机注定需要巧妙的结构及合理整体布局,而整体结构问题中首当其冲需要解决的就是所谓的“互连问题”。换句话说,就是计算结构中信息的输入、输出问题。纳米计算机要把海量信息存储在一个很小的空间内,并极快地使用和产生信息,需要有特殊的结构来控制和协调计算机的诸多元件,而纳米计算元件之间、计算元件与外部环境之间需要有大量的连接。就现有传统计算机设计的微型化而言,由于电线之间要相互隔开以避免过热或“串线”,这样就有一些几何学上的考虑和限制,连接的数量不可能无限制地增加。因此,纳米计算机导线间的量子隧穿效应和导线与纳米电子器件之间的“连接”问题急需解决。
(5)纳米 / 分子电子器件制备、操纵、设计、性能分析模拟环境
当前,分子力学、量子力学、多尺度计算、计算机并行技术、计算机图形学已取得快速发展,利用这些技术建立一个能够完成纳米电子器件制备、操纵、设计与性能分析的模拟虚拟环境,并使纳米技术研究人员获得虚拟的体验已成为可能。但由于现有计算机的速度、分子力学与量子力学算法的效率等问题,目前建立这种迅速、敏感、精细的量子模拟虚拟环境还存在巨大困难。
三、交互式电子技术手册
交互式电子技术手册经历了5个发展阶段,根据美国国防部的定义:加注索引的扫描页图、滚动文档式电子技术手册、线性结构电子技术手册、基于数据库的电子技术手册和集成电子技术手册。目前真正意义上的集成了人工智能、故障诊断的第5类集成电子技术手册并不存在,大多数电子技术手册基本上位于第4类及其以下的水平。需要声明的是,各类电子技术手册虽然代表不同的发展阶段,但是各有优点,较低级别的电子技术手册目前仍然有着各自的应用价值。由于类以上的电子技术手册在信息的组织、管理、传递、获取方面具有明显的优点。
简单的说,电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便,数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式,电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。
四、电子技术在时间与频率标准中的应用
时间和频率是描述同一周期现象的两个参数,可由时间标准导出频率标准,两者可共用的一个基准。
关键词: 纳米材料化学双语探索与实践
2001年8月,教育部印发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》,明确提出了关于加强“双语教学”的要求;2004年8月,教育部又颁布了《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》,明确地将双语授课课程比例列入高校工作水平的考核指标。开展双语课教学,可以培养并激发学生对英语的学习兴趣和应用能力,改变学生学习外语而不能应用外语的弊端[1],是加快复合型国际化人才培养的重要举措。
鉴于此,我校在本科生教学中开展了多门专业课程的双语教学实践,“纳米材料化学”选修课是贯彻教育部相关文件精神的积极尝试。
1.教学前的准备
(1)双语教材的选择问题
纳米材料的研究是目前材料科学最活跃的学术领域之一,其研究成果日新月异。为了拓宽学生专业知识面和培养学生科研思维,教材内容应有足够的知识宽广性和学术新颖性,因此我们选择了Nanomaterials Chemistry:Recent Development and New DirectionsI[2](Wiley,2007)。这是一本全英文教材,它取材于近年来在各类国际知名期刊发表的科研论文,涵盖了纳米材料化学领域最新最前沿的研究成果。考虑到学生的专业英语基础较为薄弱,为了帮助他们克服畏惧情绪、树立学习英文教材的信心,根据英文原版教材的章节内容,我们推荐了一些中文参考书,如《纳米材料化学》(汪信,化学工业出版社,2006)、《表面活性剂与纳米技术》(李玲,化学工业出版社,2004)、《纳米材料的制备与应用技术》(李群,化学工业出版社,2008)和《纳米材料理化特性与应用》(倪星元,化学工业出版社,2006)等。
(2)教学内容的安排
鉴于“纳米材料化学”定位为选修课,课时量少,不可能在该领域各个分支上进行深入探讨,教学内容必须有所取舍、有所侧重。在教学过程中,我们重点介绍了该书前四章,内容包括纳米材料科学概述、各种类型的纳米材料的通用化学制备方法、纳米材料的物理化学特性和纳米材料的广泛应用领域等;而对该书的后续章节进行了适当的处理,将Peptide Nanomaterials和Dendrimers And Their Use As Nanoscale Sensors两章揉合到纳米材料制备、组装甚至表面改性中,将Surface Plasmon Resonances in Nanostructured Materials一章中重点内容穿纳米材料独特的光学特性一节中,而将Applications Of Nanostructured Hybrid Materials For Supercapacitors归并到了纳米材料的电子学应用领域一节中,剩下的章节专业性较强、难度较大,可以作为学有余力的学生的课外科技读物。
(3)备课指导思想
我们立足于英文原版教材,辅以中文参考书,按照中文教材的风格和我们惯用的思维方式对双语课教学内容进行了二次梳理和组织。“纳米材料化学”双语课的课程性质是材料类的专业选修课而不是英语辅导课,具有其本身的专业性和知识的系统性[3],我们不能仅仅考虑术语的英文表达和语法结构,而应着重考虑教学内容的组织、学科知识和研究方法的传授,以及学生专业知识体系的拓展。
总之,双语教学的目的就是培养学生善于利用英语作为获取纳米材料化学专业知识的工具。
2.课程的教学实施
(1)开课时间的选择
从专业知识的角度来讲,材料科学导论、有机化学、材料物理性能和材料测试技术等学科知识是研究纳米材料化学的基础,从而上述课程是纳米材料化学的先修课程。另外,为了保证教学效果,学生必须具备一定的英语词汇量和英文听说能力。我们选择在大四上学期开设这门选修课。此时学生经过前三年的专业基础课学习,基本构建起了专业知识体系,积累了足够的英语词汇,也达到了一定的英语综合水平,这时候开展双语教学容易收到良好的效果。
(2)教学手段的运用
纳米材料体系具有各异的形态和绚烂的色彩,而多媒体教学平台能以图片、视频甚至是音频来灵活直观地展示这个令人叹为观止的神秘世界。双语课多媒体课件制作的难点在于如何掌握好课件中英文语言的比例。实践发现,若采用全英文课件,学生因专业英语词汇基础较为薄弱,很难正确理解授课内容,容易产生畏惧心理。若始终采用中英文对照课件,课件将显得累赘臃肿,而且中英文的交替出现易使学生疲于在中英文句子中寻找对应词语的翻译,专业课演变成了翻译课,这样也就偏离了教学初衷。基于上述原因,在内容较为简单的教学初始阶段,我们采取中英文对照课件,以便学生尽快掌握基本的专业词汇。随着教学的进一步深入,我们逐步减少课件中的中文语言比例,仅在出现新的专业术语时附加中文注释。不过,多媒体教学不能完全取代传统的板书,比如纳米材料化学中涉及很多有机化学专业术语,由于幻灯片容量的限制,在多媒体课件上只能以甲乙丙丁、某醇某酸等命名法来展示,而通过板书可详细写出该物质的分子结构式,能更直观地向学生展示了该物质的组成方式,有益于学生理解反应过程、了解纳米材料制备原理。在课堂上现场回答学生提出的问题时,或在讲解分析学生的作业情况时,我们也需要采用板书的教学方式,以便更好地跟学生沟通。在教学过程中将板书与多媒体教学相结合,二者相得益彰。
(3)课件内容的组织
考虑到授课对象是大四学生,有些学生毕业后要参加工作,而有些学生则要继续深造,那么授课内容就应二者兼顾。在授课过程中,一方面我们介绍纳米材料化学在国内外产业中的应用,将学生的视野从传统的陶瓷、水泥、玻璃产业拓展到新兴的纳米材料产业,让学生对即将从事的工作领域有更全面的认识,另一方面我们也介绍纳米材料化学领域的发展趋势和新兴方向,以及国内外知名研究团队及其特色,培养学生在海量的科技文献中迅速捕捉到前沿科研动态的能力,为他们在报考研究生时选择科研方向提供一些有价值的参考信息。
(4)教学语言的使用
如果采用全英语讲授,学生会因专业英语能力较薄弱而一味关注英文表达,从而忽略课程本身要传达的专业知识,使得教学变成单纯的专业英语课程;但如果仅在多媒体课件上使用英语,而全采用中文教学,则基本没有英语氛围,难以培养学生用英文思考专业知识的能力,失去双语课教学的意义。可见,我们应该在课堂上把握好使用中英文的尺度。在课程刚开始,学生对专业术语还很陌生时,我们应以中文授课为主,有意识地向学生灌输专业词汇的构词方法,比如纳米材料中涉及的一些化学专业词汇,甲、乙、丙、丁等数字的词前缀表达方法,醇、醛、酮、胺、烷烃等词后缀的表达方式。由于专业词汇的词根重复频率较高,通过构词法的学习,学生能在较短时间内掌握基本的专业词汇,具备初步的专业文献的英文阅读理解能力。到了教学中后期,学生已经积累了一定量的专业英语词汇后,我们逐渐加大英文授课比例,用英语表述专业知识、解析专业词汇,只在重点和难点的教学时辅以中文解释,授课时应控制语速,做到有张有弛,给学生留有思考的时间[4]。
高校双语课的教学方法还处在探索当中,为了提高纳米材料化学双语课的教学质量,我们讲求师生互动,多与学生沟通,了解学生的学习需求和对教学的评价,根据反馈及时调整教学方法和教学内容。讲台不应是教师一个人的秀场,教学需要学生的积极参与,一些教学环节可通过以学生为主的研讨方式进行,促使学生积极、主动地利用搜索引擎和科技论文数据库查阅英文文献,引导学生掌握纳米材料化学研究和应用的新动态,为他们进入纳米领域工作和深造打下良好的基础。
纳米材料化学双语课更深层次的目的是营造双语气氛,提高学生的专业外语水平,增强学生的跨文化理解力,促使学生用外语思考并解决纳米科学领域问题的能力,增强学生的科研素养,为纳米材料化学研究培养新生力量和后备军。
参考文献:
[1]傅晶,黎俊波.大学有机化学实验双语教学的探索与实践[J].化学工程与装备,2007,7:232-233.
[2]Rao,C.N.R.Müler,A.and Cheetham,A.K.Nanomaterials Chemistry:Recent Development and New Directions[M].Berlin:Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA,2007.
他长期致力于功能高分子材料、高分子聚合物膜改性及在水处理中的应用、纳米TiO2高分子复合材料、纳米材料光催化等领域的研究他先后主持研究国家自然科学基金项目、教育部科学技术研究重点项目、河南省重大科技攻关项目多项j他积极与神马实业股份有限公司、多氟多化工股份有限公司、上海拓赛科技有限公司等开展广泛的产学研合作，极大地推动了我国材料科学的发展，为科技成果产业化做出了突出贡献。他就是郑州轻工业学院材料与化工学院环境工程系主任张宏忠教授。
跻身学术前沿
水的光电催化研究是一个十分重要、富有挑战性的课题，在光电池，光催化制氢、水处理等领域具有重大意义。2006年底，张宏忠博士作为国家公派访问学者赴澳大利亚格里菲斯大学环境学院从事纳米材料光催化方面的研究。在那里，他大胆创新，对水的光电催化过程做了较为全面的研究，创造性地提出了测定水在TiO2表面吸附量的一种新方法，并成功地用于分析吸附动力学过程及影响因素，得到了澳方课题组的高度评价。尽管留学时间短暂，但却让张宏忠真正地深入到了纳米材料研究的前沿领域。
回国后，他很快在实验室搭建了一个研究纳米材料光电催化的实验平台，对水的光电催化过程进行了更深入的研究。在此基础上，他又将纳米TiO2光催化与无机分离膜结合起来，以解决膜运行过程中由于污染而导致水通量不断衰减的难题。由他主持申报的“二氧化钛纳米膜的制备，表征及性能评价”和“长程有序二氧化钛复合分离膜及其光催化性能研究”课题分别获得2008年教育部科学技术研究重点项目和2009年国家自然科学基金项目资助。
推动科技产业化
高浓度、高稳定乳化含油废水的处理是长期困扰国内化纤行业的难题。实践证明，破乳是处理这类废水的关键技术，必须设法消除或减弱乳化剂保护乳化液稳定的能力，即破坏油一水界面上的吸附膜，减少分散粒子所带的同种电荷量，实现油水分离后，还需对水相做深度处理。经过反复地研究，试验，张宏忠博士提出了“破乳一反渗透膜联合处理工艺”，将高效化学破乳技术和当今新型的膜分离高科技结合起来，很好地解决了这一难题。他研制的特效破乳剂“DEMUL－B1”可以使这类高浓度、高稳定乳化含油废水得到有效破乳，并已获得国家授权发明专利。特别值得一提的是，由他设计的破乳罐和膜处理系统能满足工业化连续运行需要，具有能耗低、运行成本低，处理效果好等优点，膜出水清澈透明。在此基础上，他撰写的学术论文Treatment of Waste tilature oil／wstsr emulion by combJbed demulsfflcatlon and reverse OSmosis得以发表在国际知名期刊Separstion and Purfiicatlbn Technology第63卷第2期上。这充分表明“破乳一反渗透膜联合处理工艺”具有创新性，在处理高浓度纺丝工序乳化含油废水方面达到国际领先水平，符合国家倡导的节能减排和清洁生产政策，为化纤行业清洁生产提供了示范作用及技术支持，为国家制订相关行业的清洁生产标准提供了依据。
产业化应用是科技服务社会的最终目标。目前，这一成果已通过省级鉴定，并在神马实业股份有限公司实现工业化运行，建立起一个示范点和一条生产线，为郑州轻工业学院环境工程专业毕业生提供了产学研的实习和实验基地。2005年，这一成果参加了中国郑州先进适用技术交流会，荣获金牌奖；2006年，代表河南省高校参加了深圳国际高新技术博览会。
科技要发展，科技更要遍地开花，服务社会发展。我们坚信，有了这种责任和信念，张宏忠教授一定会为我国科技事业的发展做出更多的贡献!
