以下是小编精心整理的《纳米科学论文范文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。〔摘要〕对全球纳米科学-技术发展情报进行比较分析，并尝试解析纳米科学-技术发展过程中的大事件，以期为我国纳米科学-技术发展的重大战略决策提供辅助参考。研究中以纳米科学论文年度分布代表纳米科学的发展趋势，以纳米专利数据年度分布代表纳米技术的发展趋势。
第一篇：纳米科学论文范文
环境分子科学与环境纳米技术研究
摘要：近年来，传统分子科学和新兴纳米技术广泛渗透和覆盖环境科学技术，为环境污染的微过程和机理研究注入了新的活力，本文回顾了环境分子科学和环境纳米技术的发展，并对我国在这一领域的研究提出了一些认识和讨论意见。
关键词：分子科学;纳米技术;环境友好材料
引言
我國日益严重的环境污染已成为制约经济建设、影响人民生活的重大问题，生产、建设和社会生活的管理和运行体制应成为解决环境污染问题的关键因素，目前，中国的环境科学技术与世界其他国家一样，正处在不同的发展阶段，但在一定程度上，它无法解决中国的实际环境问题，与世界先进水平的发展仍难以完全同步，不能很好地满足中国当前崛起形势的迫切要求。环境和技术研究包括宏观和微观方面。宏观研究包括不同空域、区域、水道、工业过程、生态社区和社会群体的环境信息和控制策略。微观研究讨论了环境污染物的形式、反应、速率、影响、机制、转化策略和技术以及各种转化过程。只有当这两个方面紧密联系和互补时，才能做出正确有效的环境决策。本文主要介绍和评述了当前世界环境科学技术在微观研究领域的一些发展趋势，并结合我国的实际情况进行了一些探讨和思考。
1环境分子科学研究已成为一种新趋势
世界上一些发达国家在一定程度上解决了大量宏观经济污染问题后，潜在的深层次环境和健康损害问题已经出现，并正在形成新一轮的污染浪潮。因此，深入了解和有效控制微生态过程和机制就提上了议事日程。经过多年的思考，美国科学家于1995年召开了一次关于环境分子科学的全国性重要学术会议，讨论在原子和分子水平上深入理解和解决污染问题。会议就环境污染物的形态、活性、界面反应、迁移动力学、生物毒性和毒理学提出了多个研究方向。随后，美国科学基金会和能源部联合投资数亿美元，在西北太平洋国家研究中心建立了一个新的环境分子科学实验室。
美国环境分子科学实验室的标志是人与自然的形象。该实验室由多个研究部门组成，各个部门最重要的研究内容和仪器都可以看出其在研究领域的检验。综上所述，主要研究领域和设备设施如下：
1.1复杂系统的化学和物理
该领域的主要内容是为清洁能源的发展创造科学依据，了解并减少能源使用和污染排放对环境的影响。研究的重点是环境中液体、固体和气体界面之间各种过程的分子信息;热、光源和辐射驱动的化学转化机理;溶解在水和地下水中的液体和固体污染物的分子反应;生物系统的单分子光谱和高分辨率成像技术;天然和人工化合物的实时分析技术。仪器和设备包括测量固体表面、界面和内部的光活性和能量反应过程;实时精确定量超灵敏气体分析大气结合态;固体表面结构室温超高压扫描隧道显微镜;不同温度下的超高压扫描隧道显微镜可以用来识别纯化和吸附界面的结构。
1.2生物地球化学和环境光谱学
该领域的研究内容是矿物和微生物表面、土壤、沉积物和地下水区域的环境异质性样本，以及相关的化学现象和机理模型，有毒废物的化学结构和动力学以及环境中的化学过程重点包括铁铝氧化物、碳盐和层状硅酸盐的表面化学;铁锰矿物对有机和金属污染物的氧化还原反应;细菌还原和铁锰氧化物生物矿化的生物地球化学;矿物的表面结构和动力学模型;高离子强度下污染物的活性和热力学。仪器和设施包括各种激光荧光、光声、拉曼光谱、色谱、质谱、电子显微镜、分子模拟硬件和软件等。
1.3对生物和人类污染的损害
核磁共振和电子顺磁共振，该领域的研究内容是与生物和人类污染效应及环境修复有关的分子结构和结构生物学，以及生物过程的研究，生物修复和健康效应主要包括当细胞受到化学物质或辐射损伤时，蛋白质、DNA和RNA等大分子的结构;金属簇膜蛋白复合物的构象变化;结构和功能基因组的核磁共振鉴定;材料和催化剂的固体表征;无创生物成像;利用集成核磁共振、慢扫描核磁共振和共焦显微镜对细胞系统进行了研究。仪器设备主要有高场强核磁共振(NMR)和电子顺磁共振(EPR)仪器。有12套300.900MHz核磁共振仪器和脉冲EPR仪器，可在高场强下识别液体、固体和微区;光学和磁共振联合显微镜;金属蛋白质化学与结构低温探针;核磁共振仪器系统可以通过互联网安全级别进行远程和实时应用。
1.4环境界面与纳米科技
该领域的研究内容包括环境界面、纳米科学与纳米技术、新材料、新活性物质、过程控制传感器、新分离技术和新的废物储存形式。重点包括氧化物矿物膜和界面、气溶胶界面、电子和多相催化材料等各种纳米材料，化学和微流体传感器和微分析材料、微纤维和分离材料。仪器和设备包括薄膜沉积系统，如分子束晶体定向化学气相沉积等。高分辨率电子显微镜、液体和超高真空扫描探针;气体探测器等。
2纳米科学和技术为控制污染提供了有效手段
2.1环境纳米污染物
主要的环境污染物和颗粒物大多是纳米材料，如胶体和聚合物，它们在形态、结构、界面和毒性等方面往往具有纳米材料的特性，因此在环境污染中起着重要作用。作者对此进行了专门讨论，不再重复。纳米材料的特殊性能之所以能够实现，不仅是因为它们的尺度在纳米范围内，而且还因为它们的结构组成和顺序与某些性质相吻合。从纳米科学的角度研究不同的环境污染物，探讨其在环境中的行为和机理，有可能获得更有效的控制策略。
2.2减少环境影响
纳米材料在工业生产和社会生活中的应用可以有效减少能源和材料的消耗，减少有害和有毒废物的排放，间接减轻环境污染的负担。例如，使用纳米技术的房间照明可以减少10%的能耗，美国每年将减少2亿吨的碳排放。使用生物聚合物和纳米印刷技术制造生物芯片来取代现有的半导体芯片可以节省大量的材料和能源消耗。该芯片由结构线和网络组成，由赖氨酸聚合物材料中的纳米金属颗粒组成，在环境中可生物降解。各种碳纳米管显示屏取代了现有的阴极射线管和液晶，不仅大大降低了材料和能源消耗，还消除了各种有毒重金属等。因此，利用纳米技术开发的环保设备可以实现绿色化学的清洁生产，从源头上减少污染负荷。
结束语：
在环境工程中，利用纳米材料和设备实现高效功能开辟了多种可能性，其中一些接近实际水平。监测传感器：纳米材料器件可以在分子水平上更灵敏、更准确地监测环境污染物和人类健康。当硅纳米线传感器连接到胺和氧化物官能团时，纳米管传感器在室温下对No、NH和其他气体分子也有更高的灵敏度，它可以感知pH值的变化，纳米棒编码器可以大大提高环境监测中痕量物质的测定。
参考文献：
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作者：姜雪妍 董蔓玉 田钰颖
第二篇：全球纳米科学-技术发展情报分析
〔摘要〕对全球纳米科学-技术发展情报进行比较分析，并尝试解析纳米科学-技术发展过程中的大事件，以期为我国纳米科学-技术发展的重大战略决策提供辅助参考。研究中以纳米科学论文年度分布代表纳米科学的发展趋势，以纳米专利数据年度分布代表纳米技术的发展趋势。全球纳米科学技术发展情报分析和比较结果显示：纳米科学的发展以1990年为界分为早期发展阶段(1960-1990)和高速发展阶段(1990-2010);纳米技术的发展以2001年为界分为早期阶段(1966-2001)和快速发展阶段(2001-2010)。纳米技术的兴起与发展滞后纳米科学10年左右。纳米科学技术领域重大的科学发现和技术发明、重要的国际学术会议的召开和政府的重要战略部署和重点资助等，都会大大推进全球纳米科学技术的发展。
〔关键词〕纳米科学;纳米技术;发展情报;比较分析
DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2011.09.029
〔
收稿日期：2011-07-19
基金项目：国家自然科学基金项目(编号：71070015);教育部人文社会科学研究项目基金资助(编号：09YJA630014);大连理工大学研究生教改基金资助项目(编号：JG1048)。
作者简介：栾春娟(1969-)，女，副教授，博士，研究方向：科技前沿分析与知识产权管理，发表论文数篇。
Global Intelligence Analysis of Nanoscience & Nanotechnology
Luan Chunjuan Hou Haiyan
(School of Public Administration & Law，WISE Lab，Dalian University of Technology，Dalian 116024，China)
〔
〔Key words〕nano sciencenano technologygrowing intelligencecomparative analysis
纳米科技是目前全球最受关注的科学技术领域之一，一些国家纷纷将其列为重点发展的科技领域，纳米科技也是我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中确定的一项重点发展的前沿科学技术领域。纳米科学技术被认为将成为继信息科学技术之后推动社会经济各领域快速发展的重要主导技术[1]。纳米科技作为各国重点发展的前沿科技领域，也引起学术界的普遍关注。国内外学者对纳米材料领域的科学与技术[2-4]、纳米尺度上的科学与技术[5-7]、纳米生物材料的科学和技术[4]、碳纳米管科学技术[8]、纳米科技发展前景[9]以及中国纳米科技的研究发展[10-11]等做了一些研究和探索。但我们尚未发现对全球纳米科学-技术发展趋势进行比较分析的研究成果。对全球纳米科学-技术发展趋势进行比较分析，并尝试解析纳米科学-技术发展过程中的大事件，以期为我国纳米科学-技术发展的重大战略决策提供辅助参考。
检索的时间跨度为1960-2010年，数据检索时间为2011年1月22日。
表1 NSF给出的纳米科技18个关键词
1 纳米科学-技术整体发展趋势及阶段划分
1.1 纳米科学整体发展趋势及阶段划分
图1中“纳米科学整体发展趋势曲线”显示，1990年之前，纳米科学论文的数量一直比较少，呈现出比较缓慢的发展趋势。论文总数从1960年的10篇到1990年的1 173篇，31年间增长了1 163篇。1990年之后，纳米科学论文数量增长很快，呈现出高速发展趋势。论文总数从1990年的1 173篇到2010年的77 678篇，21年间增长了76 505篇。因此，可以将纳米科学的发展划分为两个阶段，即纳米科学发展的早期阶段：1960-1990年(图2)，和纳米科学高速发展阶段：1990-2010年(图3)。
在纳米科学发展的早期阶段，1985年之前增长速度比较平稳，1985年之后开始快速增长，1990年的纳米科学论文达到1 173篇。在纳米科学高速发展阶段，纳米论文的数量增长很快，呈现出高速发展的趋势。1996年突破了10 000篇;2006年突破了50 000篇;2010年全球纳米科学论文达到77 678篇。
1.2 纳米技术整体发展趋势及阶段划分图1中“纳米技术整体发展趋势曲线”显示，2001年之前，代表纳米技术的专利数量一直比较少，呈现出比较缓慢的发展趋势。纳米专利的出现要晚于纳米科学论文，最初2项纳米专利文献是1966年发表的。纳米专利总数从1966年的2项增长到2001年的1 429项，36年间增长了1 427项。2001年之后，纳米专利数量增长较快，呈现出比较快速的发展趋势。专利总数从2001年的1 429项增长到2009年的19 990项，9年间增长了18 561项。另外，我们发现纳米技术的发展滞后于纳米科学，如果将2001-2010年纳米技术曲线向左平移11年后(图1)，就会出现纳米科学
在纳米技术发展的早期阶段，1973年之前纳米专利数量很少，每年专利申请量不超过10项;70年代中期-80年代增长较快;90年代快速增长;2000年专利申请突破了1 000项。在纳米技术快速发展阶段，纳米专利的数量开始显著增长，呈现出快速发展的趋势。2003年突增，专利申请数量超过5 000项;2007年突破10 000项;2008年再次突增，达到16 038项;2009年达到19 990项，接近20 000项。需要说明的是，由于专利申请与公开发表之间的时滞影响，可能是导致图1中2010年专利数量少于2009年的原因。
2 纳米科学-技术发展过程中的大事件浅析
2.1 纳米科学-技术兴起阶段一个新兴领域的兴起，往往离不开学术大师的智慧火花和思想灵感。纳米科技的灵感，来自于美国著名的物理学家、1965年诺贝尔物理奖得主Richard P.Feynman于1959年所做的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲，他于1960年在此演讲基础上发表了第一篇标志性纳米科学研究文献[14];20世纪70年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工;1982年，科学家发明了研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜，为我们揭示了一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极的促进作用;1985年，纳米科学研究论文开始快速增长;1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术正式诞生。此次会议之后，纳米科学进入高速发展阶段(图3)，纳米技术也开始快速增长(图4)。
2.2 纳米科学-技术发展阶段1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家S·Iijima发现了碳纳米管，它的质量是相同体积钢的1/6，强度却是钢的100倍[15]，成为世界范围内物理学、化学和材料科学界的研究热点。碳纳米管被认为将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。1991年，美国正式将纳米技术列入“国家22项关键技术”和“2005年的战略技术”。1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着中国开始在全球纳米科技领域占有一席之地。
1996-1998年间，在世界技术评估中心(WTEC)下属的罗耀拉学院(Loyola College)资助下，由美国国家科学基金会领导，美国许多政府机构参与并共同资助，开展了一个对世界范围内纳米科技现状和发展趋势的调研工作;根据这一调查研究结果，美国总统科学顾问委员会指出：纳米技术是自二战以来美国将要经历的第一场不具备绝对领先优势的，但却具有重要经济意义和战略意义的科技革命，如果美国要在21世纪继续保持其经济上的领导地位和保证其国家安全，则需要在未来的10～20年中显著并稳定地增加对纳米科技研究开发的投入。1997年，美国国防部将纳米技术提高到战略研究领域的高度;同年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。1999年，巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量10亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量;此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤，打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录;截至1999年，纳米技术逐步走向市场，全年基于纳米产品的营业额达到500亿美元。
2000年2月，美国白宫正式发布了“国家纳米技术计划”(National Nanotechnology Initiative，NNI)，提出美国政府发展纳米科技的战略目标和具体战略部署，标志着美国进入全面推进纳米科技发展的新阶段。2003年12月，美国总统布什签署的《21世纪纳米技术研究开发法案》，明确自2005财年开始的4年内，联邦政府将投入约37亿美元用于支持纳米技术研发工作。近几年，日本、德国等一些国家也纷纷制定纳米科技相关的战略计划，投入巨资以抢占纳米科技战略制高点。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新的5年科技基本计划的研发重点;德国专门建立纳米技术研究网。各国政府近些年对纳米科技的强大投入和支持，是全球纳米科技快速发展的重要原因。
3 结论与讨论本研究以纳米科学论文年度分布代表纳米科学的发展趋势，以纳米专利数据年度分布代表纳米技术的发展趋势。通过对全球纳米科学技术发展趋势的分析和比较，发现纳米科学的发展以1990年为界分为发展速度较慢的早期阶段(1960-1990年)，和高速发展阶段(1990-2010年);纳米技术的发展以2001年为界分为发展速度缓慢的早期阶段(1966-2001年)，和快速发展阶段(2001-2010年)。纳米技术的兴起与发展迟于纳米科学，二者之间大约有10年左右的时滞。对纳米科学-技术发展过程中的大事件解析发现，纳米科学技术领域重大的科学发现和技术发明、纳米科学技术领域重要的国际学术会议的召开、一些国家政府对纳米科学技术发展的重要战略部署和高额资金资助等，都会大大推进全球纳米科学技术的发展。
需要说明的是，本研究直接以SCI和DII发表的纳米科学论文和纳米专利数据作为纳米科学和纳米技术发展趋势的比较数据，没有考虑到科学论文和专利文献发表的各自时滞;另外，在实践中，由于受到科研项目或职称评定等考核指标的影响，可能存在着一些纳米技术上的突破和创新发明，也许会通过纳米科学论文形式发表的情况，这种状况是比较难以统计和把握的。
参考文献
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作者：栾春娟 侯海燕
第三篇：纳米科学技术中的离子束
Ragnar Hellborg
Ion Beams in Nanoscience
and Technology
2010
Hardback
ISBN9783642006227
Ragnar Hellborg 等著
在纳米尺度材料表征和加工中，高能离子束是其研究和制作技术的基础。具有特制光、磁和电特性的材料能够由离子植入纳米晶体合成来制备。聚焦离子束可以在纳米尺度上切削和积淀材料，而高能离子的散射是一种独特和定量的工具，用于高速电子器件的工艺过程开发，并且用于组织工程的三维纳米结构和在单晶上的纳米射流实验都可以应用质子束来实现。因此，在纳米科学技术中离子束正在发挥着越来越重要的作用。
本书共分5章，1.向读者展示了离子束在物理、化学和生物医学中的新的应用趋势;2.表明离子束在材料表征和加工工艺的应用全部依赖于材料中原子的原子核、电子和高能粒子的基本相互作用，此章节为以后章节建立了一个基本的理论框架;3.作者将重点放在材料特征描述的方法上，这些方法能够用固有定量的方式来表征标志纳米结构;4.聚焦离子束技术，它是纳米科学中的一个标准工具，用于纳米尺度材料沉积、去除等;5.介绍纳米尺度材料表征的仪器和实用技术，主要包括适于纳米科学研究的高质量离子束的产生，用透镜等来实现的离子束聚焦以及离子光谱仪和探测器等。
本书适合于从事离子束及应用领域的研究人员和研究生阅读，也同样适合于对纳米科学和技术领域感兴趣的广大读者。
聂树真，
博士生
(中国科学院力学研究所)
Nie Shuzhen，Doctoral Candidate
(Institute of Mechanics,CAS)