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1、納米結構和納米材料微乳液法Microemulsions第二講一、納米材料合成技術簡介1、納米技術基于物質最小單元，加工新的材料和器件通過構建原子尺度物質結構，實現材料超級性能2、先進材料與先進材料加工新的技術革命基礎隨著器件尺寸的減小，量子力學現象將成為主導器件加工與系統(tǒng)組裝需要全新的途徑納米材料與納米器件的加工成為納米科學與技術的基礎3、納米科學與技術面臨的挑戰(zhàn)高純度、產量，原子尺度結構可控納米材料的合成納米結構與性能的科學表征器件制造、納米操縱和納米器件的連接系統(tǒng)集成與規(guī)?；a4、化學合成納米材料的主要
2、方法液相化學制備方法（ChemistryinLiquid）多相化學制備法（ChemistrybetweenHeterogeneousPhase）液滴法（ChemistryinaDroplet）氣相化學法（ChemistryintheVaporPhase）（1）液相化學制備法直接化學反應法不溶生成物方法溶解去除法均勻溶液沉淀法（2）多相化學制備法水熱合成法熔鹽合成法熱解法火花電蝕法（3）液滴法乳膠法膠團（膠束）法微乳液法氣溶膠法（4）氣相化學法加熱法蒸汽先驅物法液體先驅物法固體先驅物法納米材料的化學制備方法很多
3、。但在所有的化學方法中，沉淀法、還原法、脫水法、溶劑蒸發(fā)法、微乳液法、微乳聚合法等非常具有實際意義。以下重點闡述納米材料合成的原理與途徑、過程控制以及合成質量。1、界面化學（InterfacialChemistry）研究膠體分散體系（包括乳狀液、懸浮液、泡沫等粗分散體系）和界面化學現象的學科領域。2、膠體體系（ColloidSystem）由無數大小在10-9~10-6m之間的質點分散于介質中組成。3、表面張力（SurfaceTension）液體表面分子因受力不平衡而向液體內部擠壓，表面積產生自動收縮的傾向，使
4、得液體表面具有張力。表面張力和表面能（SurfaceEnergy）是衡量分子間吸引力強弱的一種量度。二、界面化學的幾個基本概念4、表面活性劑（surfactant）如果一種物質甲能夠顯著降低另一種物質乙的表面張力，通常就說甲對乙具有表面活性。同時，稱甲為乙的表面活性劑?；咎匦裕河袡C溶劑，且每個烴基要含8個以上C原子才能具有優(yōu)良性能；分子結構具有兩親（amphiphilic）分子特征：一端帶有極性集團，能和水形成氫鍵，親水（hydrophilic）一端為非極性烴基，疏水（hydrophobic）兩個基本性質：
5、表面吸附：指表面活性劑分子從溶液內部移至表面，在表面上富集定向排列：指表面活性劑分子在溶液表面形成定向排列的吸附層5、膠團/束（micelle）表面活性劑的兩個基本性質使它在水溶液中可以聚集形成多種形式的分子有序組合體系，在稀溶液中可形成膠團剛好能夠形成膠團時表面活性劑的濃度稱為臨界濃度（criticalmicelleconcentration，CMC）疏水基結合在一起形成內核，親水基形成形成外層，這樣可以達到疏水基逃離水環(huán)境、而親水基和水結合的要求加溶作用（膠團具有溶解油的能力）6、反膠團（reversed
6、micelle）：在非極性溶劑中，有些表面活性劑可聚集（aggregate）形成反膠團，即非極性疏水基向外、極性親水基團朝向內核和水結合在一起。三、微乳液（Microemulsions）1、定義無論對于膠團（Micelles）或反膠團（ReversedMicelles），其內核只能溶解很少量的疏水物質（如油等）或親水物質（如水等）。但是，物質被溶解能力可以通過進一步增加表面活性劑的濃度而得到加強。當水或油的內池被擴大或者卷曲起來的時候，液滴的尺寸將會比單層表面活性劑單原子層的厚度大很多。這時候，我們稱其為微乳
7、液或者卷曲的膠團。膠團（W/O）、反膠團/微乳（O/W）結構示意圖2、反膠團及納米顆粒的形狀控制隨表面活性劑濃度的進一步增加，膠團將被破壞，其形狀將可以演變?yōu)榘魻睢⒘呅螤?、層狀膠團或者液態(tài)晶體。正是這些膠團形狀的變化為采用膠團合成微反應器制備不同形狀的納米顆粒提供了可能性。表面活性劑-油-水三相系統(tǒng)可能形成的自組裝結構的相圖示意圖水油表面活性劑層狀六邊形狀球狀立方相圓柱狀球狀反膠團三、膠團和反膠團的形成機理1.簡單幾何因素膠團的結構簡單決定于表面活性劑在界面處的幾何因素。包括：a0頭包面積（headgrou
8、parea）v烷基鏈體積（alkylchainvolume）lc最大長度(maximumlength，towhichthealkylchaincanextend)這些因素主要是從幾何填充的角度考慮的，它們將構成填充參數（packingparameter）v/a0lc。填充參數的取值將直接決定表面活性劑分子最終是聚集為膠團、小泡（vesicles）還是微脂粒（liposomes），并遵從下述規(guī)則：1)
