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再探纳米世界——我校师生参加纳米科普夏令营
更新时间:2012/8/17  作者:化学教研组 陆婕萍、郭宁伟  阅读:4232次  
      “出淤泥而不染”,自古以来,人们认为莲花是纯洁的象征,而今天我们更加深刻的体会到了神奇的“莲花效应”。莲花之所以出淤泥而不染,其实是因为荷叶具有新型的纳米材料,这种新型纳米材料又名为“超双疏性界面材料”,具有超疏水性和超疏油性,若将这种材料制成纺织品,则不染油污,不用洗染。
      科技改变生活,现如今纳米材料已经被广泛运用到了我们的生活当中。为了更加清楚地了解神奇的纳米世界,我们松江一中选修化学的21名同学在王灿、席云芳、陆婕萍、郭宁伟等四位教师的带领下再次来到了上海师范大学纳米技术工作站参加为期一天的纳米夏令营活动,今天的活动让每位学生都受益匪浅。
      早上八点半,在主持人宣布纳米夏令营正式开启之后,同学们带着兴奋与好奇来到了纳米实验室。今天学生要自己动手制作两个实验:实验一:Fe-Ni-B磁性纳米复合材料的制备实验。磁共振造影剂(MRI)是目前医学领域中最有效的分子影像技术之一,今天在研究生的带领下,我们的学生通过实验合成出了高产率的葡聚糖包裹Fe-Ni-B无机纳米材料,这些纳米粒子可以均匀的分散在水相中。在整个实验的过程中,学生们自己动手冲氮气,自己调节磁力搅拌器,还目睹了超声机和离心机等仪器的工作过程,对化学实验有了更深刻的体会。实验二:草酸亚铁水解还原制备纳米铁粉。纳米是一种长度的量度单位,1nm=10-9m,而纳米技术指的是在1至100纳米的尺度空间内研究电子、原子、分子的内在运行规律和特征的科学。今天要制备的纳米铁粉是纳米零假铁颗粒及纳米铁的氧化物颗粒的总称,我们的学生通过水解还原法制得纳米铁粉后,再根据一系列的小实验来更好地认识纳米材料的性质。
      下午一点,我们的学生来到了上海市科委纳米中心,在这里我们终于目睹了被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope),扫描隧道显微镜使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和表面电子行为有关的物化性质。学生们在听工作人员的讲解中了解到原来扫描隧道显微镜的工作原理其实很简单。就如同一根唱针扫过一张唱片,一根探针慢慢的通过要被分析的材料(针尖极为尖锐,仅仅由一个原子组成)。当探针通过单个原子时,流过探针的电流量有所不同,这些变化被记录下来之后就组成了网格结构的单个原子的美丽图片了。为了更加清楚的观察到原子,我们又参观了另一台仪器:原子力显微镜(Atomic Force Microscope),它是继扫描隧道显微镜之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器,可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌探测、纳米操纵等。在工作人员的带领下,学生们清楚地观测到了头发丝和苍蝇在原子力显微镜下的“原形”,让学生们叹为观止。
      一天的学习在如火如荼的纳米擂台赛中得以检验。按照实验时的七个小组开展擂台赛,题目主要围绕之前学生们自学的纳米电子课程以及今天所观察学到的所有知识,学生们踊跃的举手抢答也反馈出此行的学习成果。我们学习到了一个纳米大约相当于2-3个原子排列起来的长度,了解到纳米物质可以作为催化剂的原因是纳米颗粒的比表面积大,表面活性中心多等丰富的纳米知识,受益良多。
      据悉,参与同学业已完成网上纳米知识电子课程,经过测试他们将获得由上海市纳米中心颁发的结业证书。这也是我校学生首次参加此项活动,为学科拓展资源空间、与高校科研机构协作共享等方面做出了一些有益的尝试。





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