碳纳米螺旋结构的特性与应用开题报告

1. 研究目的与意义

纳米材料是一种新型材料，定义是材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米材料。纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。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。二十一世纪将是纳米科技的时代。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”。。

碳纳米材料是指尺寸在1~100 nm，主要由碳元素构成的材料，它包括碳纳米点、富勒烯、碳纳米突、碳纳米泡沫等，其中，富勒烯是被人们研究最多，也最受关注的碳纳米材料，碳纳米材料（包括零维、一维、二维碳纳米材料以及碳纳米孔材料）是一类新型的催化剂或催化剂载体材料，在氧化脱氢、选择加氢、合成氨、氨分解制氢以及燃料电池等多相催化领域具有广阔的应用前景，碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管和石墨烯等，是纳米科学技术中不可或缺的材料。

螺旋碳纳米材料主要是指碳纳米材料通过螺旋生长形成螺旋结构的碳纳米材料，螺旋纳米碳材料由于具有优异的物理、化学性能已引起了人们广泛的关注。螺旋纳米碳材料独特的结构使其可望在纳米电子器件、储氢材料以及电磁波吸收材料等众多领域获得广泛应用，螺旋结构具有最低的能量且具有最高的空间利用率。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

从上个世纪八十年代初德国科学家h.gleiter等首次用惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来, 由于纳米材料具有明显不同于体材料和单个分子的独特性质一表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应等, 以及其在电子学、光学、化工、陶瓷、生物和医药等诸多方面的重要价值,引起了世界各国科学工作者的浓厚兴趣,纳米材料引起了国际上的广泛关注。

纳米材料是指其结构单元至少在一个方向上具有数个纳米的特征尺寸的一类固体。由于其晶粒细小，使其晶界上的原子数多于晶粒内部的（含有大量的内界面）。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”，由此纳米螺旋材料将成为最有前途的材料。本课题旨在了解当今纳米螺旋材料的应用现状与发展前景。

3. 研究的方法与步骤

研究方法

文献检索法、比较分析法、调查法、定性分析法模型方法等。

研究步骤

4. 参考文献

[1] pelanchon f,mialhe p. toward a theoretical limit of solar cell efficiency with lighttrapping and sub-structure[j]. solar energy, 1995, 54(6):381-385.

[2] sadigov m s,zkan m, bacaksiz e, et al. production of cuinse2 thin films by a sequentialprocesses of evaporations and selenization[j]. journal of materials science,1999, 34(18):4579-4584.

[3] moore k t.x-ray and electron microscopy of actinide materials[j]. micron, 2010,41(4):336.

5. 计划与进度安排

1.2022年2月24日-3月1日，动员与交流，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。

2.2022年2月24日-3月1日，下发毕业论文任务书，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等。

3.2022年2月24日-3月8日，学生完成开题报告，学生提交开题报告等材料（开题报告、外文翻译等），，指导教师审核开题报告等材料。