2008讲稿(绪论)

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1、ColloidandInterfaceChemistry胶体与界面化学（双语课）(2008年9月-10月)课程编号：B04101（S042016）适用专业：化学工程与技术，石油天然气工程，材料工程、环境工程等课程学时：48学时先修课程：物理化学教学目的使研究生系统学习、掌握胶体与界面化学的基础理论知识、研究方法及分析问题的方法，运用所掌握的理论、知识和方法分析、研究、解决科学与工程问题，提高分析和创造能力，为以后学习专业知识，从事专业工作和科学研究打下良好的基础。通过课堂英语教学提高学生的听、读、说、写能力，可用英语进行“胶体与界面化学

2、”方面及相关专业的交流。建立研究思想，提高创造能力。课程基本要求1、正确理解胶体与界面化学中的基本概念、胶体与界面体系的基本性质；2、掌握研究胶体与界面体系的一些基本方法和思想；3、能够运用基本理论和研究思想分析、研究、解决自然、生活、科学与工程中的问题；4、在英语的听、读、说、写等方面具有较强的应用能力；5、了解发达国家大学的基本教学方式和方法，提高自学能力。授课方法与特点：相关理论发展不成熟；以建立理论模型的物理概念为主，培养新的思维角度和方法（微观、界面）；介绍与讨论相结合。授课：李明远参加人：彭勃、董朝霞、吴肇亮主要参考书：Pr

3、inciplesofColloidandSurfaceChemistry，MarcelDekker,Inc.1997《胶体与表面化学》，沈钟，王果庭编著，化学工业出版社，1997；《胶体化学基础》，周祖康，顾惕人等编著，北京大学出版社，1991《胶体与界面化学》，陈宗淇，王光信编，高等教育出版社，2001。一、纳米科技与胶体、界面化学1、纳米科学技术（Nano-ST）20世纪80年代末诞生并崛起的新科技。1990年7月在美国巴尔第摩召开国际首届纳米科学技术会议。研究对象：尺寸在0.1-100nm物质组成的体系的运动规律、相互作用及实际应

4、用中的技术问题。2、纳米科学纳米体系物理学纳米化学纳米材料学纳米生物学纳米电子学（电阻不符合欧姆定律）纳米加工学纳米力学（弹性模量等的概念发生本质变化）3、纳米材料在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们为基本单元构成的材料。零维：在三维空间三维尺度均在纳米尺度。（纳米颗粒、原子团簇）。一维：在三维空间有两维处于纳米尺度。（纳米丝、纳米棒、纳米管）。二维：在三维空间有一维处于纳米尺度。（超薄膜、超晶格）4、纳米材料发展史1990年以前探索制备各种材料（单一、单相）的纳米颗粒，称为纳米晶或纳米相（nanocrystallineorn

5、anophase），研究表征方法；Prof.EgonMatijevic,ClarksonUniversity,US,19931990-1994研制纳米复合材料纳米微粒-纳米微粒复合（0-0复合）复合纳米薄膜（0-2复合）纳米微粒与常规块体复合（0-3复合）1994年以来纳米组装体系（nanostructuredassemblingsystem),以纳米颗粒、纳米丝等为基本单元在一、二、三维空间排列有序组装。5、纳米科技成果美国IBM公司科学家利用隧道扫描电镜（STM）操作原子，在镍基板上组合成“IBM”字样；日本科学家将硅原子堆成一个“

6、金字塔”，实现了原子三维空间立体搬迁；德国萨尔大学格莱德教授纳研制的纳米陶瓷氟化钙，180C经受弯曲无裂痕；由纳米半导体粒子制成的PEC电池具有优异的光电转换性能，转换效率达12%，电流密度大于12mAcm-2;发现蜜蜂腹部存在磁性纳米粒子，用于导航。6、纳米材料的发展趋势发展迅速1993年Nature杂志副主编发表评论指出，以单电子隧道效应为基础的单电子晶体管很可能在2000年以后问世。二年后日本科学家成功研制出单电子晶体管，使用的硅和二氧化钛的尺寸达到了几个纳米。随后美国普度大学也研制出在室温下就具有单电子隧道效应的单电子晶体管。

7、高科技领域美国计算机技术、航天技术的快速发展和领先地位。新型光电、热电转换材料；光催化有机降解材料；功能涂层材料（隐身涂层等）；纳米稀土材料（高选择性、高转化率催化）；纳米生物材料。7、纳米材料与其它学科的交叉、渗透原子物理凝聚态物理固体化学胶体化学（纳米尺度）表面、界面化学（粒径5nm，表面分子占50%；粒径2nm，表面分子占80%）化学反应动力学配位化学8、胶体与界面化学发展历史1861年形成一门学科创始人—英国科学家ThomasGraham，首次提出了胶体（colloid）的概念在此之后Zsigmondy(德）、Ostwald(德

8、）、Langmuir等科学家对此学科发展做出了杰出的贡献。20世纪80年代末开始快速发展胶体与界面化学是一门应用性极强的基础学科（学科代码：B0305）二、胶体与界面化学研究组相关研究及成果LPS是交联聚