中国科学技术大学
硕士学位论文
核桃去壳机姓名：朱晓彬
申请学位级别：硕士
专业：凝聚态物理
指导教师：侯建国
20030601
中国科学技术大学硕士论文摘要
摘要
柱层析纳米材料的研究虽然已经有近二十年的时间，但还是处于初级阶段，大量系统的基础性研究工作还有 待开展。现阶段主要的研究力量还是集中在纳米材料的制备上。纳米材料的制备大致分为两个部分：第一部分是纳米微粒的制备及其表征：第二部分是纳米结构材料的制备。纳米微粒是组成纳米结构材料的主要结构单元之一，是基础。第二个部分纳米材料的制备是以应用为目标，最后实现器件化。经过多年的研究，纳米材料的制备虽然在近十年取得了较大的进展，但无论是纳米微粒的制备还是纳米结构材料的制备都没有达到人们的要求。对于纳米微粒的制各来说，微粒的尺寸大小及均匀程度的控制仍然是一大难关。如何合成具有特定尺寸，并且粒度均匀分布无团聚的纳米微粒，一直是科研工作者努力解决的问题，要解决这一问题，就必须要对样品的制备方法、原理、条件、后处理等各方面因素进行细致系统的研究，分析各种因素对样品大小、均匀度、性质的影响。 近些年来，随着纳米科技的兴起与发展，纳米尺度的金颗粒以其独特的光学、电学性质在许多领域表现出潜在的应用价值，引起了人们广泛的兴趣。本论文用化学方法制备了从ｌｎｍ－１００ｎｍ一系列尺寸不同，均匀度不同的金颗粒，在讨论了影响颗粒大小和分散度的因素的同时还研究了它们的紫外一可见吸收光谱（ＵＶ－ＶＩＳ）特性，并用尺寸选择沉淀法提高颗粒的均匀性。此外，还用溶剂挥发法研究了这种金溶胶在热解高定向石墨（ＨＯＰＧ）表面的自组织（ｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）现象。
主要内容为：
１）在用柠檬酸三钠法制备胶体金时，通过改变柠檬酸三钠加入的量，可以很好的控制胶体金中金颗粒的大小，得到１０ｎｍ—ｌＯＯｎｍ范围内大小和分散度不同的颗粒。随着柠檬酸三钠加入量的增加，胶体金中的金颗粒尺寸不断变小，颗粒的均匀性降低；金溶胶的颜随着颗粒的粒径变大，从清亮的橙红（１０ｎｍ）变至紫红（４５ｎｍ）、浑浊兰紫（１００ｒｉｍ），紫外一可见吸收光谱也随之红移展宽。
２）通过两相法成功制备了５ｒｉｍ以下硫醇包裹的金颗粒。通过改变ＲＳＨ：ＡｕＣｌ４一得到了平均粒径从１．１ｎｍ到５ｒｉｍ的大小不同的各种金颗粒样品，并且通过分级的方法提高样品中颗粒的均匀度。解释了颗粒尺寸随反应中硫醇加入量的增加而减小冠菌素
中国科学技术大学硕士论文摘要
的原因；阐述了随着金颗粒尺寸的增加（５ｒｉｍ以下），等离子共振吸收峰强度明显增强，而峰位几乎无变化的原因，分析并验证了影响等离共振峰位的因素。
３）用溶剂挥发法研究金溶胶在石墨表面组装过程中发现，由于石墨的疏水性，胶体在石墨表面形成的液滴挥发完全之后会在原位留下一道环行印记，环行印记上长满了犹如“花朵”般散落的金颗粒的枝晶状聚集体，研究了影响这种聚集形态的几个因素并初步探讨了这种聚集体产生的原因和机制。
此外，本论文还研究了汽相法在金村底表面组装硫醇膜的一些相关内容。诸多研究结果表明：自组装单分子膜（ＳＡＭｓ，Ｓｅｌｆ—ＡｓｓｅｍｂｌｅｄＭｏｎｏｉａｙｅｒｓ）在纳米制造、分子器件、分子生物学、材料学、生物化学等领域都有着重要的应用潜力。所以单分子膜自组装的研究就越显重要。烷基硫醇以其本身的特点在自组装单分子膜研究领域中扮演着重要的角。本论文第三章中尝试用气相法在金表面组装单硫醇膜，实验结果证明这是一种有效的制备单分子膜的方法，而且与溶液法相比它还有着许多的优点：简单、快捷而且干净。在此基础上，尝试用同种方法组装单、双硫醇混合膜，ＳＴＭ像显示出现了许多尺寸在ｌＯ－１０米数量级白的亮点，经初步分析后认为这些亮点就是我们“插入”单硫醇中的双硫醇。
ＩＩ
中国科学技术大学硕士论文摘要
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｎａｎｏ·ｍａｔｅｒｉａｌｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｔｗｅｎｔｙｙｅａｒｓ，ｉｔｉｓｓｔｉｌｌｉｎｐｒｉｍａｒｙｓｔａｔｅ．Ｍｏｓｔｏｆｗｏｒｋｉｓｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏ—ｍａｔｅｒｉａｌｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｔｗｏｐａｒｔｓ，ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆ
ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍａｔｅｒｉａｌ．Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｓｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｕｎｉｔｏｆｔｈｅｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｓｔｈｅｂａｓｅｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ．．Ｗｅａｌｗａｙｓｗａｎｔｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｂｕｔｉｔｉｓｒｅａｌｌｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｈｏｗｔｏｇｅｔｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｓｐｅｃｉｆｉｃｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙｉｓｓｔｉｌｌａｂｉｇｐｒｏｂｌｅｍ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓａｒｅｗｏｒｋｉｎｇｈａｒｄｔｏｒｅｓｏｌｖｅ．仿兔毛纱线
ＲｅｃｅｎｔｌｙｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＮａｎｏ·ＳＴ，ｎａｎｏｍｅｔｅｒ－ｓｉｚｅｄＡｕｐａｒｔｉｃｌｅｓ（ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｎａｍｅｄＡｕｃｌｕｓｔｅｒｓ）ａｒｅｏｂｊｅｃｔｓｏｆｇｒｅａｔｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｍｏｄｅｍｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ，ｗｈｅｒｅｔｈｅｙｆｉｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｓｕｃｈｄｉｖｅｒｓｅｆｉｅｌｄｓａｓｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｙ，ｏｐｔｉｃｓ，ｃａｔａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｃａｎｂｅｄｉｓｔｉｎｃｔｆｒｏｍｂｏｔｈｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｂｕｌｋｐｈａｓｅａｎｄｔｈｏｓｅｏｆｉｓｏｌａｔｅｄａｔｏｍｓａｎｄｍｏｌｅｃｕＬｌｌｅｓ．
Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｎｃｌｕｄｅｓ：ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅ（ｆｒｏｍｌｎｍｔｏ１００ｎｍ），ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙＡｕｐａｒｔｉｃｌｅ；ａｎａｌｙｓｉｓｉｔｓＵＶ－ＶＩＳａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｉｔｓｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎａａｔＨＯＰＧｓｕｒｆａｃｅ．
Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：
（１）Ｔｈｅｇｏｌｄｃｏｌｌｏｉｄａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒ（１０ｎｍ—ｌＯＯｎｍ）ａｎｄｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｃｈａｎｇｅｔｈｅｍｏａｎｔｏｆｓｏｄｉｕｍｃｉｔｒａｔｅ．Ｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｍｏｕｎｔｏｆｓｏｄｉｕｍｃｉｔｒａｔｅ，ｓｉｚｅａｎｄｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｕｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｅｃｒｅａｓｅ，ｆｒｏｍ１０ｎｍ（ｂｒｉｇｈｔｏｒａｎｇｅｃｏｌｏｒ）ｔｏ４５ｎｍ（ｐｕｒｐｌｅｒｅｄ），ｔｏ１００ｎｍ（ｖａｇｕｅｂｌｕｅｐｕｒｐｌｅ）ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅＵＶ－ＶＩＳａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｂｒｏａｄｅｎｗｉｔｈｒｅｄｓｈｉＲ．（２）ＴｈｅｓｔａｂｌｅｔｈｉｏｌｌｉｇａｎｄＡｕｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｓｍａｌｌｄｉａｍｅｔｅｒｎｏｍ
ｏｌｅｔｈａｎ５ｎｍｈａｖｅｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｗｏ－ｐｈａｓｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｌｌｂｅｐｒｏｍｏｔｅｄｆｒｏｍ１．１ｎｍｔｏ５ｎｍｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆＲＳＨ：ＡｕＣｈ—ｍｏｌｒａｔｉｏ．ａｎｄｔｈｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｉｌｌｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｆｒａｃｔｉｏｎ．ｗｅｅｘｐｌａｉｎｅｄｔｈｅｒｅａｓｏｎｗｈｙｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅ
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金银花绿原酸中国科学技术大学硕士论文摘要
ｐａｒｔｉｃｌｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｍｏｕｎｔｏｆｔｈｉｏｌ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｓｏｎｗｈｙｉｔｓＳＰｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｓｉｚｅｏｆａｕｐａｒｔｉｃｌｅ（１ｅｓｓ５ｒｉｍ），ｂｕｔｔｈｅｐｅａｋｓｉｔｅｄｉｄｎ’ｔ
ａｎｄｐｒｏｖｅｄｏｔｈｅｒｅｆｆｅｃｔｏｆｉｔｓＳＥ
ｃｈａｎｇｅｔｏｏｍｕｃｈａｔａ１１．Ｈｅｒｅｗｅａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ
采摘香蕉（３）Ｗｈｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｌｆ－ｏｒｇｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｏｌｄｃｏｌｌｏｉｄｗｉｔｈｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｇｏｌｄｐａｎｉｃｌｅｓｏｎＨＯＰＧｓｕｒｆａｃｅ，ｗｅｆｉｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｌｌｏｉｄｗｉｌｌｃｏｎｆｏｒｍａｓｅｍｉｓｐｈｅｒｅｄｒｏｐｏｎｔｈｅＨＯＰＧｓｕｒｆａｃｅｆｂｅｃａｕｓｅｔｈｅＨＯＰＧｉｓｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ）．ＡｃｉｒｃｕｌａｒｍａｒｋｗｉｌｌｂｅｌｅｆｔａｔｓｐｏｔｉｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＨＯＰＧｗｈｅｎｓｅｍｉｓｐｈｅｒｅｄｒｏｐ（ｇｏｌｄｃｏｌｌｏｉｄ）ｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｅｖａｐｏｒａｔｅｄａｔｓｕｒｆａｃｅ．ＢｙｕｓｉｎｇＳＥＭ，ｗｅｃａｌｌｆ＇ｍｄｔｈｅｒｅａｒｅＡｕｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｅｎｔｒｉｔｅａｔｔｈｉｓｃｉｒｃｕｌａｒｍａｒｋ，ｌｉｋｅ‘ｆｌｏｗｅｒ’．Ｗｅｄｉｄｒｅｓｅａｒｃｈｉｎａｆｅｗｆａｃｔｏｒｔｈａｔｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｉｓａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｒｙｔｏｅｘｐｌａｉｎｔｈｅｒｅａｓｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｏｆｔｈｉｓｐｈｅｎｏｍｅｎａ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ＳＡＭｓ（ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ）ｈａｓｖｅｒｙｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｅｌｄ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒａｐｐｌｉａｎｃｅ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｙ，ｍａｔｅｒｉａｌｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｆｉｅｌｄｓ．Ａｌｋｙｌｔｈｉｏｌｈａｓｉｔｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒａｔｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅ
ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ．ａｎｄｐｌａｙｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅ．Ｉｎｔｈｅｔｈｉｒｄｃｈａｐｔｅｒ，ｗｅｔｒｙｔｏｇｅｔｔｈｉｏｌＳＡＭＳａｔｓｕｒｆａｃｅｏｆＡｕｓｕｂｓｔｒａｔｅｂｙｕｓｉｎｇｔｈｉｏｌｖａｐｏｒ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｉｓｖｅｒｙｇｏｏｄ，ｓｉｍｐｌｅ，ｑｕｉｃｋａｎｄｃｌｅａｎｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｏｒｉｇｉｎａｌ‘‘ｗｅｔｍｅｔｈｏｄｓ”．Ｂａｓｅｄｏｎｏｕｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｗｅｔｒｉｅｄｔｏｇｅｔｔｈｉｏｌ，ｄｉｔｈｉｏｌｍｉｘｅｄＳＡＭｓｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｍｅｔｈｏｄ．ＩｎＳＴＭｉｍａｇｅ，ｉｔｓｈｏｗｅｄａｓｍａｎｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｏｆ１０～ｏｍａｇｎｉｔｕｄｅｗｈｉｔｅｓｐｏｔｓ．Ｗｅａｐｐｒｏｖｅｄｔｈｏｓｅｓｐｏｔｓａｒｅｄｉｔｈｉｏｌｔｈａｔｗｅ“ｉｎｓｅｒｔｅｄ”ｉｎｔｈｉｏｌｍｏｎｏｌａｙｅｒｂｙａｎａｌｙｓｉｓ．
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