序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇功能材料論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

構成物質的原子包含原子核及核外電子，而物質的化學性質由核外電子的結構及電子-離子、電子-電子之間的相互作用決定。因此，研究電子的行為對材料研究具有重要意義。量子力學原理為描述電子的行為提供了理論依據(jù)。量子力學的模擬方法是通過求解薛定諤方程來實現(xiàn)的，該方法對單電子體系(如氫原子)行之有效，但對于復雜的多電子體系就無能為力了，原因在于無法求解復雜體系的薛定諤方程。但是，通過一些近似處理便可以得到薛定諤方程解。這些方法習慣上稱為第一性原理。最為著名的近似方法有Hartree-Fock近似、密度泛函理論(DensityFunctionalTheory，DFT)和量子蒙特卡羅方法(QuantumMonteCarlo)。其中，應用最為廣泛的是由Hohenberg，Hohn和Sham于20世紀60年代提出的DFT方法。DFT方法的優(yōu)點在于通過電子密度分布來表示系統(tǒng)能量，將多電子問題轉化為單電子問題，從而簡化了求解過程。經(jīng)過不斷完善，DFT方法已成為計算固體物性的首選方法。此外，基于DFT原理，研究人員還發(fā)展了第一性原理分子動力學理論及含時密度泛函，拓展了第一性原理的應用范圍，使其在材料、醫(yī)學、生物等方面的研究中起到舉足輕重的作用。

2材料原子結構建立過程

在已知晶體結構信息條件下，在MS中可采用多種方法建立原子的構型。晶體結構的信息可以通過晶體結構數(shù)據(jù)庫軟件查詢，對于一些復雜的晶體結構，可通過日本國立材料研究中心數(shù)據(jù)庫(NIMS)等查詢。

MS中構建晶體結構一般需要用到的信息有：晶格常數(shù)，晶體結構所屬空間群或空間群號，晶胞中的原子占位。納米二氧化鈦作為一種新型多功能材料，性質非常優(yōu)良，應用十分廣泛，目前國內外的許多研究選用其作為研究對象。它主要包括金紅石型、銳鈦礦型和版鈦型三個晶型。其中銳鈦礦型納米二氧化鈦在常溫下是穩(wěn)定的，主要應用在環(huán)保及新材料方面，工業(yè)應用前沿廣闊。筆者以銳鈦礦型TiO2能帶計算過程為例，介紹其建立過程。銳鈦礦型TiO2為四方晶系，空間群為I41/AMD。每個銳鈦礦型TiO2原胞由2個鈦原子和4個氧原子組成，初始原胞1×1×1為長方體，如圖1a所示。首先選取銳鈦礦TiO2晶體2×2×2超級原胞，然后通過計算得到體系的最小化電子能量和原子結構的穩(wěn)定構型，從而對其進行結構優(yōu)化。經(jīng)分析，優(yōu)化后計算得到的TiO2晶體的晶格參數(shù)a，b和c與文獻報道實驗測試值及其他理論計算值相似(見表1)。為了考查TiO2表面原子與吸附氧之間的反應過程，在完成塊體優(yōu)化后，我們切出了TiO2的三個主要的低指數(shù)面(100)，(001)和(101)(如圖1所示)。其中(101)面為銳鈦礦型TiO2的最穩(wěn)定晶面，亦為銳鈦礦TiO2中最主要的晶面，約占94%以上[11-13]，對該表面的研究具有重要意義。(101)面的性能，在一定程度上可反映出銳鈦礦TiO2體相材料的性能。因此，我們主要考慮的銳鈦礦TiO2表面模型為(101)面。

對于(101)表層，分別將具有5配位和6配位的兩種鈦原子表示為Ti5C和Ti6C，具有面氧和橋氧兩種氧原子表示為O2C(brightoxygen)和O3C(planeoxygen)(如圖1所示)。為了避免交換關聯(lián)影響，選擇真空層厚度為10Å。通過MS軟件進行計算?；贒FT理論，采用超軟贗勢描述價電子的相互作用，采用廣義梯度近似(GGA)修正交換關聯(lián)能，對構建的(101)面進行結構松弛優(yōu)化。在動能截止能量為340eV及K點值為6×6×1的條件下，進行贗勢和電荷密度的自洽迭代循環(huán)。計算過程中的能量收斂精度為2×10-5eV，作用在每個原子上的力小于等于0.01eV/nm，內應力小于等于0.1GPa。

除了構建原子模型之外，我們還得到了直觀能帶結構圖(如圖2所示)。在教學過程中，運用MS軟件，計算過程只需要2～5分鐘，學生即可得到能帶結構圖。橫坐標為在模型對稱性計算中設定的K點，K點就是倒格空間中的幾何點。按照對稱性，取縱坐標為能量。因此，能帶結構圖表示在研究體系中，各個具有對稱性位置的點的能量。各個點能量的加和就是整個體系的總能量。采用MS得到的能帶結構圖，簡單易懂、清晰明了，可清楚地看到價帶、導帶及帶隙等具置、形狀及長度等。在Castep里，通過給scissors賦值，可增加價帶和導帶之間的空間，使絕緣體的價帶和導帶清楚地區(qū)分出來。有助于學生更深層次地了解能帶結構信息，為更深入的研究提供基礎和引導。

3結束語

篇(2)

英文名稱：Journal of Functional Materials

主管單位：重慶儀表材料研究所

主辦單位：國家儀表功能材料工程技術研究中心;重慶儀表材料研究所;中國儀器儀表學會儀表材料學會

出版周期：月刊

出版地址：重慶市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1001-9731

國內刊號：50-1099/TH

郵發(fā)代號：78-6

發(fā)行范圍：國內外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1970

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊榮譽：

中科雙效期刊

聯(lián)系方式

期刊簡介

篇(3)

關鍵詞：《功能材料》；教學改革；創(chuàng)新教育

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0083-02

研究生教育是我國高等教育的重要組成部分，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是研究生教育的核心。教育部早在2003年就開始制定實施“研究生教育創(chuàng)新計劃”，加強研究生培養(yǎng)體系、課程教學和教材等建設工作，逐步建立有利于培養(yǎng)研究生創(chuàng)新精神、研究能力的機制，提高研究生培養(yǎng)質量[1]。近年來，高校也在深入開展以提高研究生創(chuàng)新能力為核心的研究生教育教學改革。

課程學習是我國研究生培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)。教育部的《關于改進和加強研究生課程建設的意見》，強調要更好地發(fā)揮課程學習在研究生培養(yǎng)中的作用，研究生課程體系應以能力培養(yǎng)為核心，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點。因此，從培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力出發(fā)，課程教學必須注重研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。作為一名研究生課程授課教師，應更新教育觀念和教學內容，開展教學方法改革，探索研究生課程教學的新思路[3]。本文基于研究生專業(yè)課程《功能材料》的教學實踐，分別從教學內容、教學模式及考核方式等方面進行探索。

一、優(yōu)化教學內容，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

《功能材料》是材料科學與工程專業(yè)研究生的專業(yè)必修課之一。《功能材料》內容涵蓋面廣，多學科交叉融合，包括電子材料、磁性材料、聲學材料、光學材料、生物材料及各種功能轉換材料。高校材料類本科專業(yè)基本上會開設功能材料及相關專業(yè)課程，教學內容包括各類功能材料的組成、結構、性能及應用這條主線，但以掌握基本知識、基本理論為教學目標。目前，很多高校開設的研究生《功能材料》課程的教學大綱及教學內容，絕大部分是按照金屬功能材料、無機功能材料和功能高分子材料三大類，來講授各類功能材料的組成、結構、性能及應用等內容，只是應用部分的比重略有增加，這在教學內容上容易與本科教學內容造成重復，缺乏研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，優(yōu)化教學內容，講授近年來迅速發(fā)展的新型功能材料，結合科研成果案例教學，將有助于研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.由于本課程的學生是材料專業(yè)的碩士研究生，在前期已經(jīng)學過如《材料科學基礎》、《現(xiàn)代材料分析方法》、《材料結構與性能》等專業(yè)基礎課程，了解和掌握有關功能材料的組成、結構、性能等基本知識。因此，研究生《功能材料》課程的教學內容應將金屬功能材料、無機功能材料和功能高分子材料中的經(jīng)典功能材料與當前研究熱點的功能材料相結合，在簡要介紹組成、結構、性能方面的基本知識的基礎上，重點介紹材料選擇與設計、制備技術與功能材料的性能及應用間的相互關系，強調材料的選擇、設計和制備技術對功能材料實際應用的重要性。這樣，課程教學內容既可引導學生把握功能材料領域的學術研究前沿，提高創(chuàng)新意識，同時也會兼顧功能材料的基本知識的鞏固。

2.由于本課程教學課時只有32學時，在教學內容的安排上，針對當前研究熱點，結合本校材料專業(yè)的研究方向，主要聚焦在新能源材料、環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料等，所以重點把新能源材料、環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料等專題分別設章進行介紹，將各專題的最新科研成果和最新進展充實到教學內容中，使學生了解科技前沿，激發(fā)學生科研創(chuàng)新興趣。例如，石墨烯，由于獨特的高導電、高導熱、高強度、輕質等特性，在新能源、環(huán)境、生物醫(yī)學等領域，有重要的應用潛力。此外，功能材料的3D打印，也是目前的研究熱點。因此，在講授石墨烯材料時，結合3D打印技術，對最新發(fā)表的關于3D打印石墨烯及器件制備的文獻進行介紹，引導學生討論石墨烯3D打印技術在電池、電容器等儲能器件制造上的前景及研究思路，有助于培養(yǎng)學生的科研興趣和創(chuàng)新能力。

二、融合多元化教學模式，啟發(fā)創(chuàng)新思維

教學方法和手段的改革，是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關鍵。良好的教學效果，不僅與教師的講授技巧有關，更重要的是需要在教學方法和手段上進行多元化融合，激發(fā)學生學習興趣。通過講授功能材料領域的最新科技前沿，將學生學習功能材料的思維推向應用，把新方法、新技術、新熱點、新問題等加入課程教學中，引導學生積極思考和探討，以啟發(fā)思維、訓練能力。因此，為了有效達到教學目的，本課程將多種教學方法和手段進行融合探索。

1.通過科研與教學的有機結合，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和科研能力。本課程的教學團隊都是科研第一線的教師，從事功能材料領域的不同研究方向的科研工作。因此，每位教師分別講授各自擅長領域的教學內容，將各自的最新研究成果作為科研案例，穿插在教學中，豐富教學內容。而且，本校每個學期都設有材料創(chuàng)新講壇，邀請國內外在功能材料領域的知名學者來校講座。根據(jù)講座內容，將1～2場材料創(chuàng)新講座納入本課程的教學內容，鼓勵學生積極交流與討論。將科研與教學實現(xiàn)有機結合，通過展示教師的科研創(chuàng)新成果，交流如何提出科研創(chuàng)新課題等，不僅會使學生接觸到功能材料領域的研究前沿和熱點，而且也會激發(fā)學生的科研興趣，引導他們在學習過程中勤于思考，啟發(fā)科研創(chuàng)新思維，為創(chuàng)新能力和科研能力的培養(yǎng)創(chuàng)造良好氛圍。

2.開展以研究熱點為主題的課堂討論。通常，學生對熱點問題和最新研究成果比較關注和感興趣。教師在講授每個專題時，都要適當引入本專題方向的研究熱點和最新研究成果，進行課堂討論。教師在上一堂課結束時，將討論主題布置給學生，讓學生對討論主題提前搜尋資料，有所準備，訓練學生的自主學習能力。通過專題的課堂討論，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題及交流、表達等能力。

3.培養(yǎng)學生自學能力及文獻綜述能力。自學能力的培養(yǎng)，對提高學生獨立思考和創(chuàng)新能力非常重要。研究生可以通過課程學習、導師指導等環(huán)節(jié)提高分析、解決問題的能力，但在獨立開展科研及學習新知識時，往往需要自學。由于本課程的教學內容安排是在課堂教學過程中，重點講授材料選擇與設計、制備技術與應用的相互關系及最新科研成果，其他關于材料結構和性能等知識需要通過自學完成。此外，類似專題的課堂討論等教學互動環(huán)節(jié)，需要學生通過課后進行文獻檢索和自學文獻、資料等來完成。文獻綜述能力是研究生創(chuàng)新思維和科研能力培養(yǎng)的重要方面。通過文獻綜述，學生可以全面了解和掌握某個研究領域或研究方向的現(xiàn)狀，思考發(fā)展趨勢，是開展科學研究最為重要的一步。因此，本課程在學期末設置文獻綜述環(huán)節(jié)，布置文獻綜述任務，要求學生通過文獻查找、閱讀、總結、撰寫等完成綜述小論文，培養(yǎng)自學與文獻綜述能力。

4.全英語教學，培養(yǎng)學生外語學術交流能力。目前，教育部積極鼓勵教師開展雙語和全英語教學活動，培養(yǎng)學生運用外語的能力，提高國際化教學質量[4]。研究生是開展創(chuàng)新研究的主體之一，了解與把握研究領域的發(fā)展，需要通過閱讀大量外文文獻和資料，而且，國際學術交流也是提高科研創(chuàng)新能力的途徑之一。

在國內研究生的培養(yǎng)過程中，學生在外語讀寫方面的訓練較多，而聽說能力相對較弱。因此，為培養(yǎng)學生的全英語學術交流與表達能力，本課程采用全英語教學。全部制作英語PPT課件，講授過程中采取預先發(fā)給學生課件和外文資料，讓學生能夠課前預習，熟悉課堂教學內容及生疏的專業(yè)詞匯，避免學生在課堂上跟不上教師全英語講授的節(jié)奏。但對比較難理解的知識點，適當輔以中文講解。在課堂提問及課堂討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生采用英語回答和討論，訓練英語表達能力，培養(yǎng)學生的英語學術交流能力。

三、完善課程教學考核方式，引導學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

本課程比較注重學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的閉卷考核方式顯然不適合研究生的培養(yǎng)。為此，課程教學考核方式應將教學過程中的提問、專題討論等過程性評價與期末文獻綜述評價相結合，把撰寫文獻綜述、匯報答辯與交流討論作為考核的重要形式。特別是期末文獻綜述評價，在教學過程中，列出若干熱點問題，由學生自主進行文獻檢索、閱讀資料，撰寫綜述。期末采用英語多媒體答辯方式對文獻綜述進行匯報，全面訓練文獻查閱、歸納總結、文字與口頭表達及英語學術交流能力，加強學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

忽視課程教學環(huán)節(jié)中研究生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的訓練，是導致研究生創(chuàng)新能力不足的一個重要原因。專業(yè)課教學是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主渠道之一，對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關重要。因此，本課程在教學內容、教學模式和教學評價方式等方面進行探索，以引導學生自主學習，加強創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時，提高課程教學質量，教師要不斷學習，提高自身創(chuàng)新能力，在科研第一線開展創(chuàng)新科學研究，讓科研反哺教學。

參考文獻：

[1]張來斌.認清形勢，把握關鍵，大力推進研究生教育改革創(chuàng)新[J].學位與研究生教育，2010，（1）：58-60.

[2]朱鈺方，朱敏，何星.研究生“生物材料學”課程教學改革初探[J].上海理工大學學報（社會科學版），2014，36（4）：387-390.

篇(4)

Abstract: The graduation design (paper) is the last link of undergraduate course teaching plan, the reflection of work ability that students use theoretical knowledge in practice innovation work, and early practice of students to work. This paper made preliminary exploration on the combination of "university-industryCinstitute", from the two aspects of topic selection and quality control discussed some experiences and imagine ,hoping to has certain significance for improving the quality of graduation design (paper).

關鍵詞: “產(chǎn)學研”結合;畢業(yè)設計(論文) ;選題;質量控制

Key words: "Industry-university-institute" combined ;graduation design (paper); topic; quality control

中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)20-0165-01

0引言

畢業(yè)設計(論文)是高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),對學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)具有重要作用,是檢驗學生掌握知識程度、分析問題和解決問題基本能力的綜合性訓練,是理論聯(lián)系實際的重要體現(xiàn),在培養(yǎng)大學生探求真理、鍛煉學生社會適應能力、增強社會責任感、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面,具有不可替代的作用[1]。

1選題體系的建立

根據(jù)我院稀土工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況,并考慮到本專業(yè)學生的未來就業(yè)情況,本校具有的教學優(yōu)勢,合理的設置符合實際的選題,將畢業(yè)設計(論文)的選題偏向于能力訓練和培養(yǎng)目標,充分體現(xiàn)教學計劃中對能力、知識結構的要求,在選題方面要從以下幾方面入手:

1.1 根據(jù)學生擇業(yè)方向、特長,考慮充分發(fā)揮學生的主觀能動性,在四年級上學期末,由學院教學主管部門匯集全院教師申報的畢業(yè)設計(論文)題目,初審通過后,下達給每位畢業(yè)生,學生依據(jù)自己實際興趣、特長自由選擇,下學期始上交所選題目,學院要協(xié)調好研究型、設計型、工程應用型、調研綜述型四個方向選題比例。

1.2 在滿足教學要求的前提下,積極聯(lián)系簽約、實習單位,由單位人力資源部委派中高級職稱技術人員結合本單位生產(chǎn)實際,為學生提供畢業(yè)設計(論文)題目,邊實踐邊做畢業(yè)設計(論文),經(jīng)過這一特殊的教學模式,實現(xiàn)了畢業(yè)生“上手快,動手強”,提高了解決實際問題的能力。

1.3 選題要與科研相結合,該模式是培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的最佳模式。具有科研項目的指導教師,要結合該項目研究內容,為學生提供可行的研究內容,這一模式既能提高教師的綜合素質,又能培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,形成師生的創(chuàng)新意識和能力的良性互動。特別考慮到稀土功能材料開發(fā)與應用,與科研相結合能激發(fā)學生的創(chuàng)新精神,真正培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)造能力。

1.4 難易程度要適當。根據(jù)本專業(yè)的具體教學要求,題目的難度與工作量應以保證一般學生能在規(guī)定時間內完成為宜。同時,對于不同層次的學生,還要有不同的要求,為每位學生提供可行的研究和創(chuàng)新空間,另外,要考慮課題所需的客觀條件,包括可查資料庫、試驗設施和足夠的經(jīng)費等。

2設計(論文)質量控制

畢業(yè)生確定題目后,是完成了畢業(yè)設計(論文)的第一步,實踐證明,在完成畢業(yè)設計(論文)的過程中,學院、指導教師和實習、簽約單位的過程管理尤為重要。下面針對“產(chǎn)學研”培養(yǎng)模式過程中提出幾點措施,希望能對畢業(yè)設計(論文)教學有所幫助。

2.1 指導老師的正確定位在畢業(yè)設計(論文)過程中指導老師的角色重要而特殊,他對該工作的順利開展、順利完成和設計(論文)深度的把握至關重要。在此過程中老師的任務和責任隨著設計(論文)的不斷開展而變化,指導老師要嚴格把握每一個環(huán)節(jié)。在校指導教師每周必須至少一次不定時的進行過程管理。在初始階段,由于學生是首次進行整體性、綜合性的實際開展工作,常常有一個不適應期,在這一階段老師應著重引導學生制定計劃、如何根據(jù)任務要求順利開展設計(論文),如專著選用、文獻調研、實驗方案等。隨著學生對過程逐漸了解和熟悉,老師的作用應轉入鼓勵學生發(fā)揮主觀能動性方面,發(fā)揮學生的創(chuàng)造力,如對稀土濕法、火法工藝系統(tǒng)設計,稀土功能材料開發(fā)等。而到了設計的后期,指導老師要著重把握設計(論文)的進度和質量,防止“臨時抱佛腳”。

2.2 畢業(yè)設計過程中有效監(jiān)督和師生互動畢業(yè)設計(論文)是在指導老師指導下、學生獨立完成設計(論文)的過程,在這一長時間(一般為15周左右)過程中,指導老師如何有效地對設計(論文)有效監(jiān)督、如何針對過程中出現(xiàn)的問題進行雙向交流是關系到設計(論文)成敗的關鍵。根據(jù)我們的經(jīng)驗,在學生完成選題后,指導老師和學生一起確定設計的整體安排。每一個階段,指導老師要密切跟蹤,確保完成了上一個階段的任務,才能進入下一個階段的任務。在學生開展畢業(yè)設計(論文)的過程中,老師都要對學生工作進度進行監(jiān)督,適當安排和控制學生參加考研復試、招聘會等,保證設計(論文)所需要的時間。

畢業(yè)設計(論文)過程是老師、工程師和學生密切聯(lián)系和交流的過程,與以往的課程學習不同,學生的主觀能動性和創(chuàng)造性更能發(fā)揮和體現(xiàn),在這一過程中良好的交流和互動非常重要,特別是在中后期。

2.3 建立公正的評價與考核機制評價和考核是畢業(yè)設計(論文)的最后階段,公正的評價與考核機制是促進學生發(fā)揮能動性和創(chuàng)造性的保障,也是對學生勞動成果的認可。畢業(yè)設計(論文)的成績包括平時表現(xiàn)、開題報告、畢業(yè)設計(論文)指導手冊和審閱教師、答辯和外文翻譯幾個部分,為避免指導老師一個人決定學生的成績,還有評閱教師成績和答辯成績。

綜上,“產(chǎn)學研”結合的畢業(yè)設計(論文)模式,順應了時代的發(fā)展,是校企聯(lián)合,互補雙贏,確保專業(yè)人才培養(yǎng)質量的重要措施。面對當前社會發(fā)展對畢業(yè)論文(設計)質量造成的消極影響,我們應該保持鎮(zhèn)定,通過上述環(huán)節(jié)的嚴格控制,本科畢業(yè)設計(論文)的質量可以得到有效提升,學生也能從中獲益。

篇(5)

英文名稱：Materials for Mechanical Engineering

主管單位：上?？茖W

主辦單位：上海材料研究所

出版周期：月刊

出版地址：上海市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1000-3738

國內刊號：31-1336/TB

郵發(fā)代號：4-221

發(fā)行范圍：國內外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1977

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊榮譽：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

聯(lián)系方式

篇(6)

開創(chuàng)“理”與“據(jù)”

余燈廣是個“雜家”，他本科學習的是化學工程，博士時期學習的是生物醫(yī)學工程，而到了博士后，他則選擇了紡織科學與工程專業(yè)。這期間，余燈廣還在湖北雙環(huán)化工集團公司工作了10年，這段經(jīng)歷讓他能從一個更寬廣的視角來看待科研。2011年，余燈廣幾經(jīng)思索，決定踏入材料科學與工程研究領域，上海理工大學則是這段新旅途的起點。一上路，余燈廣就把關注點放在了微納米材料制造技術上。在他眼中，一種新型微納米材料制造技術，往往意味著能創(chuàng)造更多的新型結構微納米材料及實際應用。

極端條件（超高溫、高壓、超磁以及高電壓）下物質的相互作用與理化性能表現(xiàn)，和微觀層次物質之間的相互作用是目前人類認識世界、獲取知識的兩座富礦?！芭c此相應，在極端條件下制備功能物質、于微觀層次操控分子，及用微納米體系制備功能材料是人類改造世界、獲取新方法的先進技術?！痹谠撍悸返闹敢?，他主持了國家自然科學基金委員會與英國皇家學會合作交流項目――“三級同軸電紡制備零級藥物緩控釋給藥系統(tǒng)研究”，取得了新的突破。

雖然三級同軸電紡在基本原理上與單射流電紡沒有差別，也就是直接應用高壓靜電場力對流體進行單步拉伸固化，從而獲得納米纖維。但實際上其實施難度和涉及的經(jīng)驗與知識大不相同?！霸趩紊淞麟娂徶校琓aylor錐后的直線射流直接拉伸彎曲或者發(fā)生分裂，對其影響并不大?！庇酂魪V介紹道，而在同軸電紡和三級同軸電紡過程中，Taylor錐后的直線射流若是發(fā)生分裂，就無法獲得所需要的多層納米結構。此外，在溶劑環(huán)流三級同軸紡的實施過程中，如果外層環(huán)流溶劑發(fā)生分裂，將毀壞纖維收集板上的納米纖維氈。

“要想高效準確地調控三級同軸紡過程，需要對每種流體在高壓電場下的表現(xiàn)與行為，及它們在三級同軸紡的過程中具有的匹配性和協(xié)調性，有一個比較清晰的認識?！币虼?，余燈廣帶領團隊對這些流體的基本理化性能、以及這些理化性能與它們在高壓電場下行為之間的關系進行探究，最終發(fā)現(xiàn)了芯鞘納米纖維的三級同軸電紡成纖機理，使得制備結構特征明確、性能優(yōu)良的三級芯鞘納米纖維“有理可循”。

通過研究，余燈廣還設計了多種應用三級同軸紡制備的多層次納米結構（藥物梯度分布、控釋材料梯度分布、芯鞘納米藥物儲庫、薄層包裹結腸靶向藥物儲庫等），將這些結構特征與納米纖維的理化性能和功能表現(xiàn)進行有效關聯(lián)，對穩(wěn)定可靠地制備出功能高度重現(xiàn)的納米給藥系統(tǒng)尤為關鍵?！斑@些微觀結構主要特點包括：每層厚度以及彼此之間比率、藥物或材料梯度大小與方向、每層的成分c組成、包裹的厚薄以及致孔劑的用量等?！庇酂魪V介紹說，他將這些特點參數(shù)結合藥物和聚合物基材的理化性能（如極性、水溶性、溶蝕性能、降解性能）進行實驗分析，然后通過大量試驗數(shù)據(jù)對其進行總結歸納和分析演繹，建立了三級芯鞘納米纖維的“微觀結構特點―理化性能狀況―所需功能表現(xiàn)”之間的內在關聯(lián)、使得多層結構型納米纖維狀藥物零級控釋給藥系統(tǒng)的研究開發(fā)“有據(jù)可依”。聚焦“自組裝”

目前，余燈廣正在進行“基于電紡芯鞘納米纖維的分子自組裝原位協(xié)同調控研究”項目研究。在該項目中，他選用了一些藥物活性分子和藥用載體材料，并使用了一些藥學常規(guī)方法，分析表征自組裝納米體系的活性成分包裹率和對活性成分的緩控釋效果，這樣做的目的是應用它們作為自組裝基元物質模型，并通過它們來研究應用電紡芯鞘纖維為模板調控分子自組裝原位構建功能納米體系的可行性、有效性和實用性。

“我們的策略為先通過top-down同軸電紡制備聚合物基芯鞘納米纖維，再以纖維為模板、利用其直徑的納米尺度限定作用和芯鞘結構的模板作用、在一個微觀區(qū)域內調控自組裝基元分子的轉運與接觸，實現(xiàn)一個相對可控的bottom-up分子聚集組裝過程。”余燈廣介紹說，其具體的研究內容包括：發(fā)展同軸電紡工藝（溶劑環(huán)流三級同軸紡、稀溶液環(huán)流同軸紡、升溫同軸紡）；制備新型人工自組裝材料，即具有成分空間分布特征、多組分復合的水溶性聚合物基芯鞘纖維；通過“溶解―疏水”作用啟動分子自組裝構建納米體系；研究芯鞘結構纖維電紡成型機理及其對分子自組裝的調控機制；闡明復合纖維組成成分、結構特征和環(huán)境因素等對分子聚集組裝的原位協(xié)同調控機理。若是項目研究成功，將為建立多組分可控自組裝提供新方法，為構建新型人工自組裝功能納米材料開發(fā)新途徑，并會發(fā)展出功能導向的自組裝新體系和新技術。

至今為止，該在研項目已經(jīng)發(fā)表SCI研究論文25篇，獲得中國發(fā)明專利授權8項。他說：“等這個項目完成后，我將在此基礎上開發(fā)一系列新型人工自組裝功能納米材料，和相關新型納米給藥系統(tǒng)，那時候將會進行相關對比研究以及動物試驗?！?/p>

篇(7)

關鍵詞：ZnSe晶體；熔體生長法；氣相輸運法

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.035

1 引言

ZnSe具有較高的發(fā)光效率以及較低的吸收系數(shù)，是一種很好的發(fā)光材料。它具有直接躍遷型能帶結構，在室溫下其禁帶寬度為2.67eV，當溫度降至4.2K時其禁帶寬度可達2.828eV。透光范圍隨溫度變化較小，一般在0.5μm～22μm范圍內。近年來，廣泛應用于藍光半導體激光器件、非線性光熱器件和紅外器件等領域[1-3]。因此。制備高性能ZnSe晶體成為目前一項主要研究任務。

近些年來，制備ZnSe晶體的方法有很多種，如Bridgman法、區(qū)熔法、水熱法、化學氣相輸運法（CVT）、物理氣相輸運法（ PVT ）。國內外專家學者不斷改進這些方法和工藝，努力制備出高質量的ZnSe晶體。

2 ZnSe晶體的制備方法

2.1 溶液生長法

從溶液中生長晶體的主要方法是水熱法，其又稱為高溫溶液法，其中包括溫差法、降溫法、升溫法及等溫法。目前主要采用溫差水熱結晶，依靠容器內的溶液維持溫差對流形成飽和狀態(tài)[4，5]。

2.2 熔體生長法

ZnSe是淡黃色的面心立方閃鋅礦型結構。常壓下1000℃左右升華，約在9.8MPa高壓的惰性保護氣氛下熔點為1515℃。由于其在常壓下升華，只有在高壓高溫條件下才能得到ZnSe熔體，其一般通過使用電阻加熱方式獲得高溫。主要包括布里奇曼法和區(qū)熔生長。

（1）布里奇曼法 該法是一種常用的晶體生長方法。首先將用于晶體生長用的材料裝在圓柱型的坩堝中，然后緩慢地下降，并通過一個具有一定溫度梯度的加熱爐，爐溫控制在略高于材料的熔點附近。

（2）區(qū)熔生長 區(qū)熔法又稱Fz法，即懸浮區(qū)熔法。區(qū)熔法是利用熱能在半導體棒料的一端產(chǎn)生一熔區(qū)，再熔接晶體籽晶。調節(jié)溫度使熔區(qū)緩慢地向棒的另一端移動，通過整根棒料，生長成一根晶體，晶向與籽晶的相同。

2.3 氣相輸運法

氣相輸運法一般分為化學氣相輸運法和物理氣相輸運法兩種。此法一般是通過加熱等使物質揮發(fā)或分解出氣體，通過輸運至溫度較低的位置并與其他物質發(fā)生反應的材料合成方法。氣相生長分為單組分體系和多組分體系生長兩種。單組分氣相生長要求氣相具備足夠高的蒸氣壓，利用在高溫區(qū)汽化升華、在低溫區(qū)凝結生長的原理進行生長所生長的大多為針狀、片狀的晶體體。多組分氣相生長一般多用于薄膜生長，其中外延生長是一種晶體浮生于另一種晶體上。其制備工藝具有反應效率高、純度高和合成溫度低等特點。

3 ZnSe晶體基本性質

ZnSe晶體的生長技術還需要進一步的改進，急需解決的問題是晶體生長過程中溫度場的控制、物質傳輸控制、工藝條件控制以及晶體質量等，這些問題的解決都需要深刻理解ZnSe晶體的性質[7]。ZnSe的熔點是1530℃，它在常壓下1000℃直接從固體升華，只有在高溫高壓下才可以將其從固體變?yōu)槿垠w，因而給制備加工ZnSe晶體帶來很大的困難。ZnSe作為一種典型的紅外材料與光電功能材料，其分子式為ZnSe，分子量為144.33，其主要有常溫穩(wěn)定相立方閃鋅礦結構和高溫穩(wěn)定相六方纖鋅礦結構兩種晶型，兩者大約在1425°溫度下會發(fā)生相轉變。其中比較常見的閃鋅礦ZnSe結構屬于立方晶系。

4 結論

為了獲得高質量的ZnSe晶體，需要針對ZnSe的基本性質，根據(jù)各種制備方法的優(yōu)缺點，針對熔體法制備的ZnSe晶體，可以獲得大尺寸工業(yè)生產(chǎn)，但其純度有待改進。針對氣相法制備的ZnSe晶體，純度較高，但尺寸有待于進一步增加，如果能解決這兩個關鍵的純度和尺寸的問題，即降低了成本，又獲得了高質量的ZnSe晶體，滿足了工業(yè)化需求，將會解決這里材料的關鍵問題。

參考文獻：

[1]S.Fujiwara，H.Morishita，T.Kotani，K.Matsumoto，T.Shirakawa. Growth of large ZnSe single crystal by CVT method[J]. Journal of Crystal Growth， 1998，186：60-66.

[2]C.S.Fang， Q.T.Gu， J.Q.Wei， Q.W.Pan. et al. Growth of ZnSe single crystal[J]. Journal of crystal Growth， 2000， 209： 542-546.

[3]A.Urbiata， P. Femaade， J.Piqueras， et al. Scanning Electron Microscopy Characterization of ZnSe Single Crystals Grown by Solid-phase Recrystallization [J]. Materials Science and Engineering B， 2000， 78（2）：105-108.

[4]王占國.半導體材料研究的新進展[J].半導體技術，2002，27（03）：8-14.

[5]宮華.水熱法制備硒化鋅半導體材料及其性能研究.碩士學位論文.西安：長安大學，2004

[6]趙秀琴，劉俊.硒化鋅晶體的水熱控制生長[J].化學世界，2008（10）：584～586