高分子材料应用前景范例(12篇)
高分子材料应用前景范文篇1
关键词：非线性光学材料；发展前景；研究
非线性光学材料是指一类受外部光场、电场和应变场的作用，频率、相位、振幅等发生变化，从而引起折射率、光吸收、光散射等变化的材料。在用激光做光源时，激光与介质间相互作用产生的这种非线性光学现象，会导致光的倍频、合频、差频、参量振荡、参量放大，引起谐波。利用非线性光学材料的变频和光折变功能，尤其是倍频和三倍频能力，可将其广泛应用于有线电视和光纤通信用的信号转换器和光学开关、光调制器、倍频器、限幅器、放大器、整流透镜和换能器等领域。
一、无机非线性光学材料
无机非线性光学材料包括红外材料、可见到红外区材料和紫外材料3种，其中红外材料一般选用的是半导体材料；可见到红外区材料一般用磷酸盐、碘酸及碘酸盐、铌酸盐；紫外材料一般选用硼酸盐晶体。无机非线性光学材料通常比较稳定，多数允许各向异性离子交换，使之可用于导波器材料，并且它们都有比有机材料纯度更高的晶体形式。在应用方面，无机类材料一直处于主要地位。例如，我国研究人员发现了一些具有优良性能的紫外倍频晶体材料偏硼酸钡（BBO）和三硼酸锂LiB3O5（LBO），已应用于现代激光技术。
选择结构合理的硼氧化合物为主体，引入合适的阴离子或阴离子基团，利用双阴离子基元在空间中的排列变化破坏原硼氧化合物的中心对称构型，形成有利于提高非线性效应的构型。通过用差热分析、X射线衍射、红外光谱研究了Ca3（BO3）2-CaF2体系，并在
n[Ca3（BO3）]：n（CaF2）=2：1处得到了新化合物2Ca3（BO3）2-CaF2，测得其多晶粉末倍频效应为磷酸二氢铵（ADP）的2倍；并用熔盐法生长出5L×5L×3L的透明晶体，得到的晶体物化性能好，透光波段宽（190――350nm），这一新型晶体在紫外和近红外区具有良好应用前景。
二、有机低分子非线性光学材料
有机低分子非线性光学材料大致包含尿素及其衍生物、硝基苯衍生物偶氮化合物、以乙炔基连接的化合物、二苯乙烯类化合物、腙系及希夫碱系化合物、芳酮系化合物、吡啶衍生物、苯甲醛类化合物等。与无机材料相比，有机低分子材料具有以下显著特点：
1、较大的非线性光学系数；
2、很高的光学损伤阈值密度，可以按所需的物理特性人为设计合成有机晶体；
3、很宽的透过波长范围，可生长成天然的薄膜波导或利用LB膜等生长技术形成薄膜波导，相匹配易实现，可平面集成；
4、易于加工成型、合成改性，便于器件化，成本低廉；
5、低介电常数光学响应快速；
6、易于设计、裁剪组合。
三、高分子非线性光学材料
高分子非线性光学材料应用最多的是聚乙炔、聚二乙炔、聚苯并二噻吩、聚亚苯基亚乙烯、聚甲基苯基硅烷等聚合物。由于具有大的π电子共轭体系、非线性光学系数大、响应速度快、直流介电常数低等诸多优点，高分子非线性光学材料备受研究人员关注。此外，由于高分子非线性光学材料分子链以共价键连接，化学稳定性好，结构可变性强，可制成如膜、片、纤维等各种形式，被认为是最有希望的非线性光学材料。
采用静电相互作用的层层自组装方法制备了含卟啉分子DHP和聚合物BH―PPV的新型自组装膜，并用Z―扫描法对其三阶非线性光学性质进行了研究，结果表明这种自组装膜具有优异的非线性饱和吸收特性和强的自散焦性质。
四、有机/无机复合非线性光学材料
无机非线性光学材料和有机非线性光学材料在拥有众多优点的同时，也有各自的弊端。例如无机材料其非线性光学系数和光损伤阈值较低，能够产生大的倍频效应的晶体数量有限。有机非线性光学材料熔点低、热稳定性和透明性都比较差。制备有机/无机复合非线性光学材料，充分发挥两种材料的优势，成为研究的热点课题。
以γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷（KH-60）为偶联剂，用溶胶――凝胶法合成了含4-（4-对硝基偶氮苯）-3-氨基-苯胺（DAB）生色团的键合型有机/无机复合非线性光学材料。在150℃、7000V条件下经电晕电场极化1h后d33可达8.638×10-7esu，且得到的复合材料的非线性光学性能的常温稳定性好，在100℃放置400h序参数仍保持初值的95%以上。
五、金属有机非线性光学材料
金属有机非线性光学材料的研究始于1986年，是非线性光学材料的研究的一个较新的方向。金属配合物与有机/无机复合非线性光学材料相似，它们都兼有机非线性光学材料和无机非线性光学材料的共同优点，又能避免两者的不足，成为非线性光学材料研究的热点。金属有机化合物的结构类型主要有π―芳基三羰基金属型、二茂铁衍生物型、平面四方型、吡啶羰基配合物等等。1999年，美国北卡罗莱纳大学利用不对称的吡啶羧酸配体和金属离子结晶获得了第一个具有NLO活性的八极金属有机非线性光学材料，其非线性响应强度是磷酸二氢钾（KDP）的10倍。
六、结语
非线性光学材料作为一类具有光电功能的材料，已在许多领域内得到应用，但大多为无机材料。如光通信系统需要的光纤材料和光的发射、控制、接收、显示、放大、振荡、倍频、调制、电光与光电转换都要求相应的电光和光学材料，其中铌酸锂和钽酸锂等氧化物单晶的非线性光学材料已经并将具有更加广阔的市场前景。另外，一些有机高聚物非线性光学材料由于其响应快速和具有较大的二阶、三阶非线性极化系数而倍受关注，另外其分子可变性强、具有良好的机械性能和高的光损伤阈值，具有高容量、高速度、高密度和高频宽等潜力，因此也是很有希望得到实际应用的一类材料。
参考文献：
[1]张雷，龙英才.沸石分子筛基功能光学材料的研究进展[J].上海化工，2000，（13）：26-29.
高分子材料应用前景范文篇2
关键词：综合型园林；施工技术；特点；策略
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
随着我国经济的飞速发展和人民物质生活水平大幅提高，人们对自身的生活质量和身心健康的要求也越来越高，这促进了城市休闲娱乐事业的发展；而综合性园林景观工程集休闲、娱乐、运动、教育等功能于一体，更是取得了突飞猛进的发展。但是，综合性园林景观工程的建设是一项综合化、系统性的工程，其工程的施工也存在诸多难题，需要加以克服和解决。
1.综合性园林景观工程施工的特点
1.1工程涉及范围广、专业性要求高
如上所述，综合性园林景观工程是一项系统化的工程，其工程施工内容包括绿化种植与养护工程(花草树木等)、小型土建工程(亭台楼阁、公厕等)、水景工程(喷泉等)、铺装工程(园林道路、广场等)、装饰工程(雕塑、小品等)、照明工程(路灯等)和给排水工程等多个方面。因此，其施工的准备和开展需要多个专业的人才，如施工勘察测量专业、土建与装饰专业、电气照明专业、市政建设与管理专业和园林绿化专业等等，这种多内容多专业的工程施工需要管理人员既是通才又是专才，对各项子工程的施工人员专业性要求也颇高。
1.2各子工程设计缺乏衔接与配套，整体性差
综合性园林景观工程的设计往往是在统一规划之后分给不同的设计部门进行子工程项目的设计，而这些设计单位在进行工程设计时，由于信息不对称往往设计的工程规划衔接不够、相互不配套甚至相互矛盾。如地质勘察设计、地下给排水管道设计、煤气管道设计等分属不同的工程项目，其设计很容易出现衔接错漏、缺乏整体性的问题。
1.3施工工艺复杂、技术要求高
现代综合型园林景观在设计上不同于其他普通建筑工程，它讲求“移步换景”、“以小见大”的设计特点[1]；而且随着人们文化审美素养的提升，园林设计更讲求文化内涵的深邃和文化价值的增加，这体现在施工上，就是使综合性园林景观工程的施工呈现内容繁多、施工工艺复杂的特点。受国外新设计理念的冲击，综合性园林的施工往往采用许多新的施工工艺、材料、技术及新植物品种，这就进一步加大了工程施工和管理的难度。
1.4施工质量难以有效控制
由于园林景观工程一般工期都较紧，需要各子项目的设计和施工人员在短期内紧密配合，这导致施工单位往往在交叉施工或遇到施工困难时往往搪塞或随意调整设计、材料与工艺，从而使得工程建设施工的质量难以得到有效控制和保证。这就使得不少工程项目不得不返工，反而加大了工程建设成本。
2.综合性园林景观工程的施工与管理策略
针对综合性园林景观工程施工面临的种种困难，应该注重园林景观施工的整体性和配套性，从施工前准备、施工现场管理和施工竣工验收三个阶段加强工程项目的施工管理。
2.1施工前准备
2.1.1施工人员准备
综合性园林景观工程施工是一项系统化的工程，其施工人员准备主要是指要建立一个以项目经理为领导和负责人，包括材料管理组、施工技术组和安全质检组的综合性施工管理团队。在人员准备上，应带注意以下几点：
(1)聘请具有丰富园林景观工程管理经验的项目管理人员，并招聘覆盖各子工程项目的熟练专业技术工人，包括预算决算、测量、土建、水电、装饰和绿化等各个专业的技术人员与施工人员。
(2)合理分工、明确个管理人员与技术人员的岗位职责，并加强岗位能力培训和施工安全、文明教育。
(3)根据施工实际情况，适时调配人员，避免窝工浪费现象的发生。
2.1.2施工物资准备
(1)建设材料准备。建设材料包括土建材料(钢筋、水泥、混凝土板材等)、安装材料(管线、型材、铺装、水管等)和绿化材料(苗木、草皮等)等。建设材料准备必须确保质量上合格，严禁使用伪劣建筑材料。
(2)机械设备准备。机械设备是指搅拌机、挖掘机、土方车、割草机、割灌机、汽油泵、电焊机等园林绿化综合工程建设必不可少的施工工具[2]。施工前，必须对各种机械设备进行调试和测试，确保可用、耐用。
2.1.3施工场地准备
施工场地准备对于大型综合性园林景观工程建设至关重要，其准备工作包括：
(1)熟悉并平整场地。施工前，需熟悉施工现场的地形地貌及地下管网分布，并对施工场地内的废弃物、杂物进行清理，使之平整便于施工
(2)临时设施的建设。临时设施主要是指临时工棚的建设，根据工程的实际情况在指定的地点搭建临时多个临时工棚。
(3)路、水、电和通信设施准备。工棚到现场的道路、用水、用电及通信设施都需在施工现场准备好，为工人提供方便。
2.1.4施工技术准备
(1)熟悉并审查施工图纸。根据新了解的施工现场情况，对建设图纸进行熟悉并审查其施工的可行性。
(2)编制预算。根据工程实际需要，调查分析原有资料，编制施工预算，并落实承包责任制合同。
(3)编制组织施工计划，根据施工图表，制定施工规范、安全措施与技术责任制度[3]。
2.2施工现场管理
园林景观工程的施工一般采取先土建后绿化、先地下后地上的建设施工顺序[4]，其施工工艺与管理策略为：
2.2.3水景工程的施工管理
综合性园林景观中水景工程的施工需要管理与施工人员把握水景工程施工的难点区域---水池边缘、驳岸和水渠等，从管道和水泵选择上、灯光照明及电气设
施、水位控制、水源与水质控制几个方面着手施工，并搭配庭院、家具、手工艺和其他装饰性元素，建设符合设计要求的水景，充分发挥水景的基地作用、系带作用和焦点作用。
2.2.4铺装工程的施工管理
铺装工程的施工管理只要是针对园林的道路、广场的施工。这需要按照施工工艺流程一层层控制路面及广场的铺设。在确定园林道路及休憩广场的具体施工方案时，要充分结合对城市及园林的整体情况，充分调查景区的土壤、水文和气候条件，从而选择适合的建设铺装材料。讲究经济合理性、控制施工成本也是铺装工程施工应注意的内容。
此外，还有假山工程、雕塑小品工程和给排水工程的施工等，这都需要根据园林建设的实际情况和可利用的空间，严格按照施工设计图展开施工。
2.3施工后的竣工验收
在园林景观工程的各子工程项目施工完成之后，需要进行竣工验收，这次验收是园林施工的最后环节，也是施工管理的最后阶段[5]。在验收之后，还需做好工程保修、景观维护和植物养护管理等各项工作。
3.结语
综上所述，综合性园林景观工程是一项综合性很强的系统化工程建设项目，其施工管理也具有很强的实践性。因此，需要在实践工作中，克服施工的难点，全方位监测与管理施工过程，从而建造出经济、实用且美丽的综合性园林景观。
参考文献:
[1]高阳阳.综合性园林景观工程施工管理探讨[J].中国城市经济.
[2]胡秀娥.浅议园林景观工程施工管理[J].科学之友.
高分子材料应用前景范文篇3
关键字：居住区；发展趋势
导言
近年来，房地产发展方兴未艾。上世纪90年代开始风靡一时的“欧陆风格”逐渐失去的昔日的光环。以我国历史和文化为主题的中式楼盘越来越得到人们期待。同时房地产营销从单纯的卖楼盘转向更多地关注环境和文化，倡导社区新的生活方式。纵观楼市的风云变幻，我们发现居住区景观设计出现了一些新的趋势。
景观设计是发展商、建筑师、景观设计师和城市居民四方互动的过程
在提出景观的概念规划开始时，就把握住景观的设计要点。在具体的设计过程之中，景观设计师、建筑工程师、开发商要经常进行沟通和协调。不应像以前一样先规划好房子，再做景观规划设计。二是，四方互动，甚至先规划好整体环境，再把房子像种树的一样种进去，用建筑去巧妙的分隔和围合空间，使建筑和景观能融化在居住区整体设计之中。同时景观设计必须呼应居住区设计整体风格的主题，硬质景观要同绿化等软质景观相协调。不同居住区设计风格将产生不同的景观配置效果，现代风格的住宅适宜采用现代景观造园手法，地方风格的住宅则适宜采用具有地方特色和历史语言的造园思路和手法。
强调环境景观的文化性，体现地方特征原则
崇尚历史、崇尚文化是近来居住区景观设计的一大特点。但随着历史文化的不断升温，开发商和设计师们开始不再机械地搬用西方式园林模式。甚至开始在中华文化的大背景下进行居住区的规划和策划。他们根据各地方区域特征和基地的自然特色，通过建筑与景观设计来表现历史文化的延续性与地域特色。如青岛，“碧水蓝天白墙红瓦”体现了滨海城市的特色；海口“椰风海韵”则是一派南国风情；重庆，错落有致那应是山地城市的特点；而苏州，“小桥流水”则是江南水乡的韵致了。这些案例无一不是在传统文化中深入挖掘，从而开发出兼具历史感和时尚感的纯正的中国风格的作品。同时居住区景观还应充分利用区内的地形地貌特点，创造居住区微地形的起伏变化，塑造出富有创意和个性的景观空间。
强调环境景观的艺术性
90年代以前，“欧陆风格”影响到居住区的设计与建设时，曾盛行过欧陆风情式的环境景观。如大面积的观赏草坪、模纹花坛、规则对称的路网、罗马柱廊、欧式线脚、喷泉、欧式雕像等。90年代以后，居住区环境景观开始关注人们不断提升的审美需求，呈现出回归历史的发展趋势，提倡现代造园手法与古典园林相结合，创造出既具有历史文化又简约明快的景观设计风格。
强调环境景观的共享性与均好性
这是住房商品化的特征，应使每套住房都获得良好的景观环境效果，首先要强调居住区环境资源的均好和共享，在规划时应尽可能地利用现有的自然环境创造人工景观，让所有的住户能均匀享受这些优美环境；其次要强化围合功能强、形态各异、环境要素丰富、安全安静的院落空间，达到归属领域良好的效果，从而创造温馨、朴素、祥和的居家环境。
使用现代材料
材料的选用是居住区景观设计的重要内容，应尽量使用当地较为常见的材料，体现当地的自然特色。在材料的使用上有几种趋势，(1)非标制成品材料的使用，(2)复合材料的使用，(3)特殊材料的使用，如玻璃、萤光漆、PVC材料，(4)注意发挥材料的特性和本色，(5)重视色彩的表现，(6)DIY(DoItYouself)材料的使用，如可组合的儿童游戏材料等。当然，特定地段的需要和业主的需求也是应该考虑的因素。环境景观的设计还必须注意运行维护的方便。常出现这种情况，一个好的设计在建成后因维护不方便而逐渐遭到破坏，因此，设计中要考虑维护的方便易行，才能保证高品质的环境日久弥新。
结语
居住区景观设计是一门科学，更是一门艺术。宏观上，居住区景观设计要体现出我国历史及现阶段发展的趋势。微观上，景观设计要结合地方特色与地域特征，更多的采用节能、环保新材料充分利用二次利用建筑垃圾，创造出既具有历史文化又地方特色的优秀景观。
参考文献：
[1]刘滨谊《现代景观规划设计理论与方法》，东南大学出版社，2004.5
[2]俞孔坚《“反规划”途径》2005
[3]俞孔坚《理想景观探源-风水的文化意义》2000
[4]俞孔坚《景观：文化、生态与感知》1998
[5]刘敦桢《苏州古典园林》
[6]顾姚双.姚坚.虞金龙.《住宅绿地空间设计》中国林业出版社，2003.1
[7]赵锡惟.梅慧敏.江南鹤《花园设计》浙江科学技术出版社，2001.9
[8]美.马斯洛（A.Maslow）《动机与个性》1954
[9]勒.柯布西埃（LeCorbusier）《明日的城市》1922
高分子材料应用前景范文篇4
高峰竹柳造林的最佳土地条件是低洼湿滩地，这些土地不能种植庄稼，只能短期养殖，属于低效益的荒废湿滩地，我国大约有9000万公顷这样的荒滩湿地，这些低洼地大多数都位于江河湖泊的边缘地带，另外还有1.3亿公顷盐碱地，因此在这些地方种植速生竹柳具有变废为宝、生产能源等多种优势。
万里常青公司在湖北搞的烂泥经济试验，一年前还是无人问津的烂泥地，一年后就成了一座一眼望不到边的绿色海洋！4000亩高峰竹柳种苗现已在这些烂泥地扎根生长。据统计，每亩湖地里的树木每年都能产生效益15600多元，六年以后这片湖地将为社会直接创造财富2个亿以上。每一个到过这里的人，面对这样的场景都忍不住地感叹，万里常青公司为林业界创造了一个奇迹！
一、高峰竹柳与木塑聚合材料
目前，万里常青公司正在进行第三代木塑分子聚合材料生产试验，这是一项造福人类社会的最新技术成果。第三代木塑分子聚合材料是利用聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等与木粉，经分子层次聚合生成，采用挤出、模压、注射成型等常规塑料加工工艺，生产出各种板材、型材和产品。这种新型板材不吸水、不变型、不褪色、不老化、不腐蚀、不霉烂、不虫蛀，节能环保效果好。
生产木塑分子聚合材料的主要成份是木粉，该木粉则是由“高峰竹柳”造林中幼林抚育大树修剪产生的枝条或竹柳大树成材加工剩余的枝叉加工而成，也可以高密度种植高峰竹柳，以小径材制成所需的木粉材料供聚合之用。为此开辟了一条竹柳木材加工新途径。
和普通木材相比，木塑分子聚合材料还具有以下优点：首先，生产木塑分子聚合材料可以节约资源、保护环境，做到废物利用。因为木塑分子聚合材料全部使用竹柳小径材、树木枝条、加工剩余物、废弃物，节约竹柳成材和优质木材，将竹柳木材的木素、半纤维素、纤维素都聚合进了新材料中。使用和损坏后的木塑聚合材料，可以全部再生利用，是一个全回收、全循环、全利用、全环保的项目。
其次，生产木塑分子聚合材料具有低投入、低消耗、高产出、高回报的优势。木塑分子聚合材料用0.6吨竹柳木粉和0.4吨废旧塑料，就可以生产出一吨产品，目前国际市价格最高达28000元/吨。一个年产10万吨木塑材料的企业，可利用竹柳6万吨，利用废旧塑料4万吨，相当于从垃圾中捡回25万立方米木材、相当于节省水泥、钢材分别为40万吨、替代塑料和铝材分别是8万吨，这是木塑产业发展对循环经济的贡献。
再次，生产木塑分子聚合材料能促进产业结构调整，加快社会经济发展。木塑分子聚合材料改变了商品林的生产方式，由长时间周期性生产向短期林业种植业转变，可实现竹柳当年种植当年受益。有利于调动农民的种植积极性，开展竹柳规模种植。把林业、木材加工业、废旧塑料回收业也聚合到了一起，形成了一个污染治理、环境保护、资源节约的社会系统工程。
最后，木塑分子聚合材料用途广泛，现已被应用于包装运输领域中、车辆船舶领域中、建筑材料领域、室内装潢领域、军事领域等，它将在众多领域和范围内取代木材、钢材、水泥、塑料等常规材料。
二、高峰竹柳与生物质能源
当前，世界经济的快速发展引发了世界范围内的能源危机，大力发展可再生能源、逐步替代化石能源是克服能源危机的主要出路。据预测，到2022年，在全球可再生能源中生物质能的比重接近60%，而生物质颗粒燃料则占生物质能利用的60%。
所谓生物质能源也就是利用生物体，通过光合作用把吸收的太阳能转化为常规燃料能源。有机物中所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。
柳树是林业能源林的主要树种，“高峰竹柳”则是多基因组合杂交的柳树新品种，具有速生、高产、抗逆等优点。作为能源树种每亩可密植1万株，每亩每年生物产量鲜重可达8至10吨，是普通柳树的十倍。在国外柳树生物质转化为能源的主要途径是发电，柳树生物质具有较高的燃烧值，发达国家用柳树生物质发电已经有20年以上的历史。将柳树粉碎后制作成生物质能源颗粒和煤炭混合发电，可以大大提高热效率，降低污染50％以上。
生物质颗粒燃料是最具大规模产业化开发前景的新型生物质能源，用途主要包括三个方面：一是取暖和生活用能，生物质燃料利用率高，便于贮存，无污染。二是生物质工业锅炉，用生物质能替代燃煤，解决环境污染。三是发电，可作为火力发电的燃料。据统计，2008年全球生物质颗粒燃料销售量达1.8亿吨，市场规模超过500亿欧元。在全球经济放缓的背景下，生物质颗粒燃料产业以年均18%的速度高速成长，已经成为全球新能源市场中的“香饽饽”。
竹柳是生产生物质颗粒燃料最好的原料。生物质颗粒需求之大，竹柳作为原料种植前景更为广阔。
生物质颗粒燃料发展在我国处于起步阶段，但透过国外的发展我们可以看到，“高峰竹柳”将在生物质能源中发挥重要作用。高峰老人发起的1000万亩竹柳大造林，将可年产生物质颗粒3.25亿吨，相当于年发电量9000亿KWH以上。
三、高峰竹柳是最好的纸浆来源
随着现代经济的快速发展，我国已成为世界上仅次于美国的第二大纸品消费国，各类纸和纸制品消费量占世界消费总量的14%；同时我国又是森林资源匮乏的国家。在各大纸浆生产国中，中国的净进口量最大，但仍有很大的市场缺口，大量造纸原料需要进口。
要解决纸浆用材需要日益增长与森林资源匮乏日显突出的矛盾，缓解国际进口纸浆价格暴涨的压力。建立纸浆原料林基地，逐步减少对国外进口资源的依赖，显得非常迫切。营造速生丰产纸浆林“高峰竹柳”是最好的树种之一。
中国制浆造纸研究院进行了“竹柳材性纤维质量及制浆性能的研究”，检测分析结果表明：高峰竹柳材质色浅且密度适中，木粉自然白度比杨树高，竹柳木材的纤维质量较好纤维长宽适中且柔软。符合制浆工业对木材要求。根据竹柳木材密度和材质白度分析，该原料适宜做高得率化学机械浆。竹柳可以作为纸浆材合理地种植并开发利用。
中国作为发展中国家，对纸张、架材、板材等木材的需求与日俱增，特别是当前很多工业企业都呈现出掠夺式的发展，因此大力开展高峰竹柳造林是对我国的能源资源的有效补充和储备，是改善生态缓解能源紧张的务实之举！
中国高峰竹柳产业集团有限公司
地址：北京市朝阳区亚运村凯旋城1号楼2栋1403室
电话：010-59273183
15855582853
香港公司地址：香港九龙尖沙咀厚福街3号华博大厦18楼1806室
电话：00852-23682122
00852-33673126
皖阜阳公司地址：阜阳市经济开发区申寨社区政务大楼1-3楼
电话：0558-2220627
2226697400-088-2853
158555828535955852853
高分子材料应用前景范文
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。
一、纳米材料的特殊性质
（一）力学性质
高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。
（二）磁学性质
当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。
（三）电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。
（四）热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。
二、纳米材料在化工行业中的应用
（一）在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
（二）在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
（三）在精细化工方面的应用
高分子材料应用前景范文
关键词：纳米材料生物医学应用
1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性
1.1纳米碳材料
纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。
碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873K～1473K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。
1.2纳米高分子材料
纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1nm～1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1.3纳米复合材料
目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。
此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。
2纳米材料在生物医学应用中的前景
2.1用纳米材料进行细胞分离
利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。
2.2用纳米材料进行细胞内部染色
比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（HAuCl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3nm～40nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。
2.3纳米材料在医药方面的应用
2.3.1纳米粒子用作药物载体
一般来说，血液中红血球的大小为6000nm～9000nm，一般细菌的长度为2000nm～3000nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80nm～100nm，而纳米包覆体尺寸约30nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。
磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。
2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料
Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。
2.3.3智能—靶向药物
在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。
2.4纳米材料用于介入性诊疗
日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。
2.5纳米材料在人体组织方面的应用
纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。
目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。
纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。
瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人，目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段［13］。
纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域，尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。
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高分子材料应用前景范文篇7
【关键词】无机非金属材料；分类；前景
当前我国的建筑行业面临着严峻的能源挑战，因此必须寻找可以进行利用的节能材料。经过探寻，发现无机非金属材料在这方面很有优势，是实现节能的理想材料。无机非金属材料的涵盖了除了金属材料和高分子材料之外的几乎所有材料领域，通常无机非金属材料具有抗高温、硬度强以及耐腐蚀等优点，但也会出现强度差、韧性不良等缺点。
1无机非金属材料在经济发展中的作用
1.1为信息技术革命奠基
人类的发展经历了诸多时代，现在正处于一个信息化高度发展的科技时代，每个时期的发展都与材料有着密切的联系。从这个角度讲，材料贯穿了人类的发展进程，是社会发展的标志性因素。在高科技背景下，无机非金属材料成为了社会发展的基础。
1.2支撑现代文明
无机非金属材料具有体轻、硬度和强度较高、抗高温、抵制腐蚀等优良特性，因而具有金属和高分子材料所无法比拟的优势，在航天、微电子以及海洋事业中大放异彩，在高科技的竞争领域中占据重要地位、起到重要的作用。
1.3可以促进经济发展
事实证明，每次无机非金属材料的重大进展都会引发一次重大变革，比如玻璃钢、芳纶纤维等材料的产生，使得火箭的外部材料发生了革新，这种效应也扩散到汽车和飞机等领域。光学纤维的横空出世，让广播电视、邮电通讯以及医学等领域出现了飞跃性的进步，这种推动效应还扩散到了印刷和自动检测等领域当中。
2无机非金属材料的分类
2.1依据分子结构划分
无机非金属材料总体上依据分子结构可以划分晶体和非晶体两大类，晶体可以分为单晶和多晶，两者都可以分为单质和化合物两个类型。单晶的单质具体有单晶硅、金刚石、集成电路材料以及工具材料；单晶的化合物可以分为碲化铋、电子器件以及半导体敏感材料。
多晶的单质可以分为多晶硅、烧结金刚石、光电材料以及工具材料。其在化合物方面可以分为传统陶瓷、新型陶瓷以及自然石料三个方面；传统陶瓷又可以分为日用陶瓷、建筑陶瓷、美术陶瓷以及耐火材料四个方面；新型陶瓷中的结构陶瓷则可以分为耐高温材料、耐腐蚀材料、耐磨损材料、耐冲击材料和硬度材料。其功能陶瓷则可以分为电子功能材料、光学功能材料和生物功能材料；自然石料则可以分为装饰材料、建筑材料以及日用器皿。
非晶体主要指的是玻璃，玻璃可以分为单质玻璃和化合物玻璃。单质玻璃有无定形硅和生物玻璃两种；化合物玻璃则分为日用玻璃和功能玻璃；功能玻璃包括导光透光玻璃、电学功能玻璃、热湿等敏感玻璃以及生物玻璃。
2.2依据化学成分划分
总体可以分为单质和化合物两大类。单质分为单晶硅，如金刚石、集成电路以及工具领域等使用；多晶硅如多晶石墨、光电材料和电极等；单质硒玻璃如敏感材料；无定形碳包括生物膜材料和导电材料等。
化合物则包括氧化物、非氧化物以及多元化合物。氧化物分为二氧化铝和二氧化锆、非氧化物分为氮化硅和氮化铝；多元化合物分为生物玻璃和钛酸钡。
2.3依据功能划分
总体可分为工程材料和功能材料。工程材料可以分为高强高韧材料、耐高温抗热震材料、耐磨耐腐蚀材料各种界面材料以及其他材料；功能材料分为电学材料、光学材料和生物材料三种；电学材料可以分为压电材料、磁性材料、电导材料、热电材料、电子材料以及敏感材料；光学材料可以分为导光材料、透光材料和光信息材料；生物材料则可以分为生物惰性材料、生物体内可控表面活性材料、生物体内可吸收材料。
3无机非金属材料的分类的展望
按照其类型逐一展望。
3.1新型玻璃
新型玻璃应该在传统工艺基础上运用溶胶-凝胶、CVD、超急冷以及失重等工艺，通过各种微观方法实现新型玻璃领域的突破。
3.1.1新型的激光玻璃
未来会生产出输出功率更为强悍、性能品质更加优良的掺饵玻璃以及磷酸盐类型的激光玻璃，还有更新的激光放大纤维等材料。
3.1.2光集成电路玻璃
其制作方法为离子交换法，制成的成品玻璃成分包含Feo、Ce203等，本身能散发出磁光以及热光等效应。
3.1.3超平玻璃
这种玻璃主要的应用范围为光存储器，还可以应用在光磁存储器和大型液晶显等基板上面，对于那些大规模以及特大规模类型的光掩用途模板也起到较大作用。
3.2高性能陶瓷
这种陶瓷材料在性能上体现出极强的优点，比如能够抵抗高温、强度和硬度系数都很高等，因而在航天和电子领域被广泛应用。
3.2.1结构陶瓷
制作材料为碳化硅、氧化铝以及莫来石等，改进措施为增加韧性、改善纤维强度，对材料的内部构成进行调节，使之具有坚硬、耐磨、抗腐蚀等特性，可以对轴承、不锈钢等材料进行更新换代，可直接制作成发动机和电极材料等进行运用，具有使用延长寿命、节能等效果。
3.2.2功能陶瓷
其在功能方面起到的作用为绝缘、坚硬、光敏和热敏等，可以用在压电元件和磁记录存储等领域，使其成为促进信息产品容量扩大、密度增大的有力武器。
3.3人工晶体
这个材料的应用范围很广，而且前进步伐迅速。晶体原有形态和功能以及用途不断被刷新，而且新型的晶体也在不断地取代传统类型晶体，比如金刚石之所以被广泛应用就是因为其在硬度方面体现出超高的性能，其实它还具有高导热的特殊功能，可以利用这个方面将其当做热沉材料进行应用，使其具有半导体功能，让其在信息技术领域得到应用。人造水晶原本是用来发挥压电效能的，但是经过对其功能进行探索，其应用领域也变得开阔，当前还应用在延迟线以及表面波器件之中。另外，可以对辐射产生抵抗功能的水晶还被广泛地应用在航空航天领域，甚至可以在军事领域发挥出很大作用。
4总结
无机非金属材料在高科技领域占有重要地位，是伴随高科技进步而出现的朝阳产业，具有很强的发展潜力和生命力，必定在将来的竞争中脱颖而出，因此已经受到各方面的重视。本文分（下转第129页）（上接第119页）析了无机非金属材料在经济发展中的地位，详细地对其分类进行解读，展望了其应用前景。
【参考文献】
［1］栾志军.材料的分类及优化检索系统的研究与设计[D].青岛大学,2011.
高分子材料应用前景范文篇8
石墨烯，是由一层碳原子构成的石墨薄片，是目前已知的导电性能最出色的材料，这使其在微电子领域极具应用潜力。石墨烯的理论研究已有60多年的历史，除了在电子器件的应用外，石墨烯在电池电极材料、储氢材料、纳米复合材料、生物传感等领域的应用已广泛。聚苯胺具有化学性质专一、表面积大、电传导性能好、制备简单、稳定性高等特点，因此它在电池、传感器、防腐保护等领域得到广泛应用。但是由于传统的聚苯胺存在随溶液pH值升高聚苯胺活性降低的问题，因而应用范围大大的受到了约束。本文对石墨烯聚合物的制备、发展现状及前景做出了研究。
2.石墨烯
2.1氧化石墨烯
氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用领域。
2.1.1氧化石墨烯的制备
石墨的氧化方法是用无机强质子酸处理石墨，将强酸小分子插入石墨层间，再用强氧化剂KMnO4等对其进行氧化。
2.1.2氧化石墨烯应用前景
与单壁碳纳米管（SWCNT）类似，石墨烯具有热、力、电等优异的性能。但聚合物分子不易进入SWCNT内表面，而氧化石墨烯巨大的比表面积和表面丰富的官能团赋予其优异的复合性能，在经过改性和还原后可在聚合物基体中形成纳米级分散，从而使石墨烯片在改变聚合物基质的力学、流变、可渗透性和降解稳定性等方面具有更大的潜力。另外，由于氧化石墨烯成本低廉，原料易得，因而比SWCNT更具竞争优势。目前国外已有氧化石墨烯/聚合物复合材料的相关专利报道，应用领域涵盖了能源行业的燃料电池用储氢材料，合成化学工业的微孔催化剂载体，导电塑料，导电涂料以及建筑行业的防火阻燃材料等方面。
3.聚苯胺
3.1功能化聚苯胺
20世纪70年代以来，导电聚合物的研究得到了长足的发展。聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺目前已成为最受关注的三大导电高分子品种。尤其是聚苯胺，其合成原料易得、合成方法简单，成本远比聚噻吩和聚吡咯低，同时具有良好的环境稳定性[1]、导电性、电致变色性、质子交换性等性能，成为研究最多的、最有应用前景的导电聚合物之一[2]。目前，人们通过在聚苯胺链中引入-SO3H，-COOH等功能化基团来改变其性质，形成功能化聚苯胺。
3.2聚氨基苯磺酸
-SO3H基团的存在，大大改善了聚苯胺在水溶液及大部分有机溶剂中的溶解性、环境稳定性和热稳定性，在pH范围1～12内，磺酸化的聚苯胺仍能保持其电化学活性，而且-SO3H基团的负电性可以固定带正电的物质，同时排除负电性物质的干扰，用于化学修饰电极具有更快的响应速度。
4.石墨烯与聚苯胺的复合
4.1石墨烯与自掺杂聚苯胺的相互作用
有柔韧性的石墨烯（GS）/聚苯胺（PANI）纳米纤维复合材料通过一种简单快速的两步法来合成，即将带负点的聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）掺杂的GS（PSS-GS）和带正电的PANI纳米纤维真空过滤制备出PSS-GS/PANI纳米纤维悬浮液。通过场致发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）观察可以清晰地看见典型的高有序性的层状PSS-GS/PANI复合材料，并且聚苯胺纳米纤维被PSS-GS覆盖。除了薄和有柔韧性的优点外，由于有大表面积的GS和高电容性的PANI指尖的良好结合，制备好的PSS-GS/PANI复合材料薄膜综合来说比纯的PSS-GS有更好的电化学性能。
4.2石墨烯/聚合物复合材料的研究进展
2004年，石墨烯首次被从石墨中成功的剥离出来，以及石墨烯的稳定存在被证实之后，石墨烯/聚合物复合材料才真正意义上步入科研领域的轨道。Yan等人[3]首先用Hummers法制备了氧化石墨烯，然后用肼使其还原成石墨烯，再用过滤的方式形成石墨烯纸，将石墨烯纸浸泡在聚苯胺与过硫酸铵、盐酸的混合溶液中24h，然后清洗干净，并在60℃下真空干燥，从而形成石墨烯/聚苯胺复合电极材料。Cheng小组[4]利用“原位电聚合法”获得石墨烯/聚苯胺复合电极材料。该复合电极材料具有良好的电化学活性和柔韧性，抗张力程度提高了43%，相对于单纯的石墨烯电极有了一定的提高。
目前，在能源行业、建筑行业以及合成化学工业方面有关石墨烯/聚合物复合材料的研究报道己经有很多。今后研究的热点可能是：以石墨烯作为纳米填料，制备以力、电、热为主的增强复合材料及自组装的大面积导电纸状材料，以及这些材料的相关应用研究[5]。
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高分子材料应用前景范文1篇9
GaN、AlN、InN及其合金等材，是作为新材料的GaN系材料。对衬底材料进行评价要就衬底材料综合考虑其因素，寻找到更加合适的衬底是发展GaN基技术的重要目标。评价衬底材料要综合考虑衬底与外延膜的晶格匹配、衬底与外延膜的热膨胀系数匹配、衬底与外延膜的化学稳定性匹配、材料制备的难易程度及成本的高低的因素。InN的外延衬底材料就现在来讲有广泛应用的。自支撑同质外延衬底的研制对发展自主知识产权的氮化物半导体激光器、大功率高亮度半导体照明用LED，以及高功率微波器件等是很重要的。“氮化物衬底材料的评价因素及研究与开发”文稿介绍了氮化物衬底材料的评价因素及研究与开发的部分内容。
氮化物衬底材料与半导体照明的应用前景
GaN是直接带隙的材料，其光跃迁几率比间接带隙的高一个数量级。因此，宽带隙的GaN基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器，以及高温微电子器件方面显示出广阔的应用前景；对环保，其还是很适合于环保的材料体系。
1994年，日本的Nicha公司在GaN/Al2O3上取得突破，1995年，GaN器件第一次实现商品化。1998年，GaN基发光二极管LED市场规模为US$5.0亿，2000年，市场规模扩大至US$13亿。据权威专家的预计，GaN基LED及其所用的Al2O3衬底在国际市场上的市场成长期将达到50年之久。GaN基LED及其所用的Al2O3衬底具有独特的优异物化性能，并且具有长久耐用性。预计，2005年GaN基器件的市场规模将扩大至US$30亿，GaN基器件所用的Al2O3衬底的市场规模将扩大至US$5亿。
半导体照明产业发展分类所示的若干主要阶段，其每个阶段均能形成富有特色的产业链：
（1）第一阶段
第一阶段（特种照明时代，2005年之前），其中有：仪器仪表指示；金色显示、室内外广告；交通灯、信号灯、标致灯、汽车灯；室内长明灯、吊顶灯、变色灯、草坪灯；城市景观美化的建筑轮廓灯、桥梁、高速公路、隧道导引路灯，等等。
（2）第二阶段
第二阶段（照明时代，2005~2010年），其中有：CD、DVD、H-DVD光存储；激光金色显示；娱乐、条型码、打印、图像记录；医用激光；开拓固定照明新领域，衍生出新的照明产业，为通用照明应用打下基础，等等。
（3）第三阶段
第三阶段（通用照明时代，2010年之后），包括以上二个阶段的应用，并且还全面进入通用照明市场，占有30~50%的市场份额。
到达目前为止（处于第一阶段，特种照明时代），已纷纷将中、低功率蓝色发光二极管(LED)、绿色LED、白光LED、蓝紫色LED等实现了量产，走向了商业市场。高功率蓝色发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和全波段InN-GaN等，将会引发新的、更加大的商机，例如，光存储、光通讯等。实现高功率蓝色发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和全波段InN-GaN实用化，并且达到其商品化，这需要合适的衬底材料。因此，GaN材料及器件发展，需要寻找到与GaN匹配的衬底材料，进一步提高外延膜的质量。
另外，就基础研究和中长期计划考虑，科技发展越来越需要把不同体系的材料结合到一起，即称之为异质结材料。应用协变衬底可以将晶格和热失配的缺陷局限在衬底上，并且为开辟新的材料体系打下基础。已提出了多种协变衬底的制备技术，例如，自支撑衬底、键合和扭曲键合、重位晶格过渡层，以及SOI和VTE衬底技术等。预计，在今后的10~20年中，大尺寸的、协变衬底的制备技术将获得突破，并且广泛应用于大失配异质结材料生长及其相联系的光电子器件制造。
世界各国现在又投入了大量的人力、财力和物力，并且以期望取得GaN基高功率器件的突破，居于此领域的制高点。
氮化物衬底材料的评价因素及研究与开发
GaN、AlN、InN及其合金等材料，是作为新材料的GaN系材料。对衬底材料进行评价，要就衬底材料综合考虑其因素，寻找到更加合适的衬底是作为发展GaN基技术的重要目标。
一、评价衬底材料综合考虑因素
评价衬底材料要综合考虑以下的几个因素：
（1）衬底与外延膜的晶格匹配
衬底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二个内容：
·外延生长面内的晶格匹配，即在生长界面所在平面的某一方向上衬底与外延膜的匹配；
·沿衬底表面法线方向上的匹配。
（2）衬底与外延膜的热膨胀系数匹配
热膨胀系数的匹配也很重要，外延膜与衬底材料在热膨胀系数上相差过大不仅可能使外延膜质量下降，还会在器件工作过程中，由于发热而造成器件的损坏。
（3）衬底与外延膜的化学稳定性匹配
衬底材料需要有相当好的化学稳定性，不能因为与外延膜的化学反应使外延膜质量下降。
（4）材料制备的难易程度及成本的高低
考虑到产业化发展的需要，衬底材料的制备要求简洁，而且其成本不宜很高。
二、InN的外延衬底材料的研究与开发
InN的外延衬底材料就现在来讲有广泛应用的，其中有：InN；α－Al2O3(0001)；6H-SiC；MgAl2O4(111)；LiAlO2和LiGaO2；MgO；Si；GaAs(111)等。
Ⅲ-Ⅴ族化合物，例如，GaN、AlN、InN，这些材料都有二种结晶形式：一种是立方晶系的闪锌矿结构，而另一种是六方晶系的纤锌矿结构。以蓝光辐射为中心形成研究热点的是纤锌矿结构的氮化镓、氮化铝、氮化铟，而且主要是氮化镓、氮化铝、氮化铟的固溶体。这些材料的禁带是直接跃迁型，因而有很高的量子效率。用氮化镓、氮化铝、氮化铟这三种材料按不同组份和比例生成的固溶体，其禁带宽度可在2.2eV到6.2eV之间变化。这样，用这些固溶体制造发光器件，是光电集成材料和器件发展的方向。
（1）InN和GaN
因为异质外延氮化物薄膜通常带来大量的缺陷，缺陷损害了器件的性能。与GaN一样，如果能在InN上进行同质外延生长，可以大大减少缺陷，那么器件的性能就有巨大的飞跃。
自支撑同质外延GaN,AlN和AlGaN衬底是目前最有可能首先获得实际应用的衬底材料。
（2）蓝宝石(α-Al2O3)和6H-SiC
α-Al2O3单晶，即蓝宝石晶体。(0001)面蓝宝石是目前最常用的InN的外延衬底材料。其匹配方向为：InN(001)//α－Al2O3(001),InN[110]//α－Al2O3[100][11,12]。因为衬底表面在薄膜生长前的氮化中变为AlON,InN绕α－Al2O3(0001)衬底的六面形格子结构旋转30°，这样其失匹配度就比原来的29%稍有减少。虽然(0001)面蓝宝石与InN晶格的失配率高达25%，但是由于其六方对称，熔点为2050℃，最高工作温度可达1900℃，具有良好的高温稳定性和机械力学性能，加之对其研究较多，生产技术较为成熟，而且价格便宜，现在仍然是应用最为广泛的衬底材料。
6H-SiC作为衬底材料应用的广泛程度仅次于蓝宝石。同蓝宝石相比，6H-SiC与InN外延膜的晶格匹配得到改善。此外，6H-SiC具有蓝色发光特性，而且为低阻材料，可以制作电极，这就使器件在包装前对外延膜进行完全测试成为可能，因而增强了6H-SiC作为衬底材料的竞争力。又由于6H-SiC的层状结构易于解理，衬底与外延膜之间可以获得高质量的解理面，这将大大简化器件的结构；但是同时由于其层状结构，在衬底的表面常有给外延膜引入大量的缺陷的台阶出现。
（3）镁铝尖晶石(MgAl2O4)
MgAl2O4晶体，即铝酸镁晶体。MgAl2O4晶体是高熔点(2130℃)、高硬度（莫氏8级）的晶体材料，属面心立方晶系，空间群为Fd3m,晶格常数为0.8085nm。MgAl2O4晶体是优良的传声介质材料，在微波段的声衰减低，用MgAl2O4晶体制作的微波延迟线插入损耗小。MgAl2O4晶体与Si的晶格匹配性能好，其膨胀系数也与Si相近，因而外延Si膜的形变扭曲小，制作的大规模超高速集成电路速度比用蓝宝石制作的速度要快。此外，国外又用MgAl2O4晶体作超导材料，有很好的效果。近年来，对MgAl2O4晶体用于GaN的外延衬底材料研究较多。由于MgAl2O4晶体具有良好的晶格匹配和热膨胀匹配，(111)面MgAl2O4晶体与GaN晶格的失配率为9%，具有优良的热稳定性和化学稳定性，以及良好的机械力学性能等优点，MgAl2O4晶体目前是GaN较为合适的衬底材料之一，已在MgAl2O4基片上成功地外延出高质量的GaN膜，并且已研制成功蓝光LED和LD。此外，MgAl2O4衬底最吸引人之处在于可以通过解理的方法获得激光腔面。
在前面的研究基础上，近来把MgAl2O4晶体用作InN的外延衬底材料的研究也陆续见之于文献报道。其之间的匹配方向为：InN(001)//MgAl2O4(111)，InN[110]//MgAl2O4[100]，InN绕MgAl2O4(111)衬底的四方、六方形格子结构旋转30°。研究表明(111)面MgAl2O4晶体与InN晶格的失配率为15%，晶格匹配性能要大大优于蓝宝石，(0001)面蓝宝石与InN晶格的失配率高达25%。而且，如果位于顶层氧原子层下面的镁原子占据有效的配位晶格位置，以及氧格位，那么这样可以有希望将晶格失配率进一步降低至7%，这个数字要远远低于蓝宝石。所以MgAl2O4晶体是很有发展潜力的InN的外延衬底材料。
（4）LiAlO2和LiGaO2
以往的研究是把LiAlO2和LiGaO2用作GaN的外延衬底材料。LiAlO2和LiGaO2与GaN的外延膜的失配度相当小，这使得LiAlO2和LiGaO2成为相当合适的GaN的外延衬底材料。同时LiGaO2作为GaN的外延衬底材料,还有其独到的优点：外延生长GaN后，LiGaO2衬底可以被腐蚀，剩下GaN外延膜，这将极大地方便了器件的制作。但是由于LiGaO2晶体中的锂离子很活泼，在普通的外延生长条件下（例如，MOCVD法的化学气氛和生长温度）不能稳定存在，故其单晶作为GaN的外延衬底材料还有待于进一步研究。而且在目前也很少把LiAlO2和LiGaO2用作InN的外延衬底材料。
（5）MgO
MgO晶体属立方晶系，是NaCl型结构，熔点为2800℃。因为MgO晶体在MOCVD气氛中不够稳定，所以对其使用少，特别是对于熔点和生长温度更高的InN薄膜。
（6）GaAs
GaAs(111)也是目前生长InN薄膜的衬底材料。衬底的氮化温度低于700℃时，生长InN薄膜的厚度小于0.05μm时，InN薄膜为立方结构，当生长InN薄膜的厚度超过0.2μm时，立方结构消失，全部转变为六方结构的InN薄膜。InN薄膜在GaAs(111)衬底上的核化方式与在α－Al2O3(001)衬底上的情况有非常大的差别，InN薄膜在GaAs(111)衬底上的核化方式没有在白宝石衬底上生长InN薄膜时出现的柱状、纤维状结构，表面上显现为非常平整。
（7）Si
单晶Si，是应用很广的半导体材料。以Si作为InN衬底材料是很引起注意的，因为有可能将InN基器件与Si器件集成。此外，Si技术在半导体工业中已相当的成熟。可以想象，如果在Si的衬底上能生长出器件质量的InN外延膜，这样则将大大简化InN基器件的制作工艺，减小器件的大小。
（8）ZrB2
高分子材料应用前景范文篇10
近年来,超滤广泛应用于工业含油废水处理和现代化净水厂超纯水制备,以及生物化学技术领域中来,能够有效的分离、提纯和净化生活饮用水中的某些小分子可溶性溶质和高分子物质。而且,国内外对超滤技术的研究也十分普遍,发展极为迅速,目前有很多工业单位从事对超滤膜的广泛研究和开发利用,逐步形成了管式、中空纤维、平板式以及卷式等超滤膜组件。极大的促进了超滤技术在各个行业上的发展与应用。
1超滤膜分离原理
超滤是一种能将溶液进行分离、提纯、净化和浓缩的筛孔分离过程,也是一种膜分离技术。超滤膜表面有一定大小的微孔,某些溶质分子可选择性的通过超滤膜表面,其分离原理是指在推动力的作用下,依靠物理筛分作用,当含有大、小分子溶质的原料液经过超滤膜表面时,存在于超滤膜表面的微孔使得小分子溶质和溶剂通过膜表面,而阻碍了大分子溶质及其微粒组分通过超滤膜表面。这些小分子溶质和溶剂一般属于无机盐类,称作滤过液,最后被集中收集起来;通过超滤膜的大分子溶质和微粒组分一般属于有机胶体类,称之为浓缩液,被膜表面截留而回收。
2超滤过程的基本特性
按照膜形态结构划分,超滤膜可以分为对称膜和非对称膜。目前,所用的超滤膜多为非对称膜。超滤居于纳滤和微滤之间,在小孔径范围内,超滤与反渗透相互重叠,而在大孔径范围内,超滤膜与微滤相互重叠。所分离的组分直径介于5nm～10μm范围内,大分子或胶体的相对分子质量在500～500000之间的均可截留下来。在实践应用中发现,超滤膜在饮用水处理过程中产水量较大、运用方便、操作压力较小,因此,在水处理前景中,超滤膜应用范围极为广泛。
超滤过程的基本特性一般用浓差极化、传质系数、微孔模型来表征。
(1)浓差极化:超滤膜具有选择透过性,当膜截留了大量高分子溶质和胶体时,这些高分子溶质会在膜表面聚集,当达到一定程度之后,在浓度梯度的作用下,膜表面的溶质会逐渐脱落下来,再次进入原料液,这样周而复始,最终达到平衡,膜表面形成一层阻碍小分子溶质的边界层,这种现象就是浓差极化。浓差极化对膜的选择透过性有很大影响,浓差极化模数越大,积累在膜表面的溶质越多,影响膜的截留作用。
(2)传质系数:提高传质系数,可提高超滤膜截留率。也就是说,传质系数越大,浓差极化越不明显。
(3)微孔模型:通常用微孔模型来评价超滤膜的渗透机理。一般地,用微孔半径、流体粘度和膜长度来表征膜微孔模型,微孔模型参数的改变对膜性能产生一定的影响。
3超滤膜在未来饮用水品质及安全上的重要地位
3.1超滤在饮用水品质上的重要地位
在饮用水处理工艺过程中,超滤可以作为预处理对饮用水进行高度提纯,通过浓缩、分离和净化作用,使水体达到生活饮用标准。在水处理中,中空纤维超滤膜应用最为广泛。由于水中存在胶体、悬浮物和溶解性物质,会使膜造成污染,因此为提高超滤膜使用期限、降低水处理费用,对超滤供水应当提前做好预处理和深度处理,保障用水安全。超滤膜在未来饮用水品质上的保障已经起到了极为重要的作用,就目前来说,在净水处理过程不可被其他方式所取代。
3.2饮用水处理工艺中的预处理
为使饮用水达到饮用标准,保障用水安全,超滤膜应用于水处理工艺前需要进行预处理。
(1)杀死水体中存在的细菌和藻类。
超滤在筛分过程中,大分子物质和溶质会粘附于膜表面,在一定的营养环境中,这些截留微生物会不断生长繁殖,致使超滤膜孔堵塞。需要在原水中加入次氯酸钠、臭氧等氧化剂进行灭菌。对超滤膜组件也需进行灭菌,防止膜孔堵塞,以免影响水质。
(2)去除胶体和悬浮物物质。
超滤膜可以去除部分胶体和悬浮物,但是不够彻底。在原水中加入絮凝剂可有效的去除胶体物质和悬浮物,必要时加入助凝剂提高去除效果。
(3)去除水体中可溶性有机物。
水体中存在的可溶性有机物容易损坏超滤膜组件,堵塞中空纤维超滤膜膜孔,利用氧化法和吸附法可有效的去除。一般用氯或次氯酸钾进行氧化,利用活性炭吸附也可去除水中可溶性有机物。
3.3超滤膜在现阶段和未来直饮水推广中的应用实例和前景
在现阶段,超滤膜在直饮水推广中的应用非常普遍,在国内外,超滤膜应用于超纯水处理、海水淡化和脱盐、城市家庭饮用水的净化、以及锅炉供水的脱盐。水是生命之源,饮用水的水质与居民的生活息息相关,随着经济的发展和居民卫生意识的提高,对饮用水水质的标准也相应提高,因此考虑超滤膜对水体的净化、提纯已经成了首要前提。超滤膜分离技术在现阶段净水处理中起到了至关重要的作用。
我国超滤膜分离技术的发展和应用已有20多年的历史,近年来,超滤膜技术的发展在国内外非常显著,特别是在工业领域内,中空纤维式聚砜超滤膜的成功研究,使得我国的超滤技术走向世界,逐渐形成了板式、管式、中空纤维式以及卷式等膜组件类型。随着未来社会的不断发展,超滤膜技术还有待提高,我们应该实现更多的新技术,使得膜分离在各个领域激发出更多新应用。
4超滤膜各种材质及其专业应用领域
超滤膜材料种类繁多,具体可分为有机高分子材料和无机材料。制造超滤膜的有机高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜类、乙烯类聚合物和含氟类聚合物,制造超滤膜的无机材料主要可分为微孔材料和致密材料两大类。致密材料的选择性较高,可分为氧化物电介质材料和金属材料,微孔材料包括分子筛、多孔金属等一些不锈钢材料。
超滤膜应用与工业废水处理方面主要包括纺织印染废水处理、造纸工业废水处理、含油废水处理和电泳涂漆废水处理等领域。超滤膜还应用于生物制药领域和食品加工领域以及高纯水的制备方面。
5结语
随着当今社会经济的发展和科学技术的不断进步,膜分离技术在现代化净水厂中的应用日趋激烈,有广阔的发展前景。新型膜技术的开发已经不断出现,相信随着技术的进步,超滤膜分离技术也会不断更新,将来一定会在饮用水方面取得卓越的成就。
参考文献
[1]任建新.膜分离技术及其应用[M].北京:化学工业出版社,2003.
[2]邵刚.膜法水处理技术[M].北京:冶金工业出版社,1992.
高分子材料应用前景范文1篇11
不饱和聚酯(up)复合材料是一种热固性材料,是增强材料领域中使用最为普遍的热固性树脂,该树脂加入引发剂发生自由基聚合反应,固化后成为不溶不熔的热固性材料。与一般微观复合材料相比，含有少量蒙脱土的纳米塑料表现出优异的综合性能，因此它们比常规填充复合材料要轻。良好的性能组合、简单的加工工艺和低廉的价格使得纳米塑料在各种高性能管材、汽车及机械零部件、电子和电气部件等领域中有广泛的应用前景。
用插层复合的方法制备有机-无机纳米复合材料是近年来材料科学领域发展的热点，具有理论意义及应用前景.熔体插层是插层复合的一种重要复合方式，它可用传统的熔体共混技术制备纳米复合材料，方法简单，不需溶剂，易于工业化生产。
本文简述了不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的特点，介绍了插层法制备不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的方法，展望了应用前景。
关键词：蒙脱土,插层，纳米复合材料，不饱和聚酯
up/montmorillonitenanocomposites
abstractthekineticsofisothermalcrystallizationofup/montmorillonitenanocompositeswithdifferentcontentofmontmorillonitepreparedbymeltintercalationprocesshasbeeninvestigatedbyintercalation.itisshownthatthepresenceofnanometermontmorilloniteparticlesdisplaysahighpropensitytonucleateupcrystallization,enhancethecrystallizationrateofup,reducethesurfacefreeenergiesofthedevelopingcrystalsandimprovethebehaviorofisothermalcrystallizationofupdealtwiththeavramiandhoffmantheories.thecrystallizationprocessofupiscomposedoftwostages:thespherulitegrowthstageandthespherulitenucleationstage.withtheincrementoftheclaycontentintheup/montmorillonitenanoconposites,thecrystallizationrateparameterkdecreasesandthesurfacefreeenergyoftheupcrystalsincreases;thespherulitegrowthstagewouldbecomethemainstageofthecrystallizationprocessinplaceofthespherulitenucleationstage.keywordsup,montmorillonite,intercalation,nanocomposites
目录
摘要
第一章绪论
第二章纳米材料
2.1纳米材料的基本概念和性
2.1.1纳米材料的主要研究内容
2.1.2纳米材料的主要性质
2.2纳米复合材料
2.2.1纳米复合材料分类
2.2.2纳米复合材料性能
2.2.3纳米技术的突破点
2.2.4高分子基纳米复合材料
第三章不饱和聚酯
3.1饱和聚酯复合物
3.2不饱和聚酯的性能和应用
3.2.1层压塑料与模压塑料
3.2.2云母带黏合剂
3.2.3油改性不饱和聚酯漆
3.2.4无溶剂漆
第四章蒙脱土
4.1蒙脱土的结构及特性
4.2插层法复合技术
4.3插层法的优点
第五章复合材料的制备
5.1不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料分析
5.2部分实验
5.2.1实验原料
5.2.2实验步骤
5.2.3复合机理
第六章性能讨论
6.1插层法制复合材料优点
6.2实验分析
6.3数据及结果
结论
参考文献
高分子材料应用前景范文篇12
英国中国史学专家李约瑟博士认为，“中国文明”是“竹子文明”。竹材使用在中国建筑史上具有悠久历史，据考证，竹子从新石器时期就运用到房屋建筑领域，此后历代封建王朝也因便于取材、坚固耐用等特点大量运用竹材[3]。在提倡绿色生态的大社会背景下，具有生长快、成材早、环保等诸多特点的竹材重新引起重视，再次进入人们生活之中。现代园林建筑也逐渐注重竹材的使用，竹子本身具有高强、高韧等物理特性，是一种天然的建筑材料。马库斯•海因斯多夫为2010年上海世博会设计的“德中同行之家”，其灵感来源于中国的灯笼。德国是一个工业极为发达的国家，马库斯将中国传统手工技术和德国工业技术结合到建筑设计中，坚持可持续的理念，展馆建筑面积330m2，96根8m高的巨龙竹支撑起整座建筑，内部为由竹胶合板制成的梁柱体系架构，充分展现了“可持续的城市化”的主题。这是中国首次对全竹材建筑的正式认可。马库斯•海因斯多夫说：“在设计中，我想做一种对比，人服从于自然，自然也服从于人。”他也对选择竹子作为建筑材料给出了几点原因：“首先，在亚洲，竹材已经被使用了几千年，但是近些年却几乎从现代建筑生活中消失了；其次，中国是世界上最大的竹材生产国和出口国；第三，竹子这一建筑材料完美地体现了本次世博会的所有主题——环保、可持续、保护资源。”中国被誉为“竹子王国”，竹子也是地球上生长最快的植物，使用竹子作为建筑材料，可节约大量木材。建筑过程中的能耗远小于混凝土和钢材，竹子优良的弹性，使其可顺外力方向弯曲，抗震能力强，经过防腐处理的竹材有利于延长建筑寿命。竹子作为建筑材料在中国还是大有前景的。此外，竹子在建筑立面的表现中，虽自然、传统但也不失现代、典雅。“长城脚下的公社”是中国第一个被“威尼斯双年展”邀请参展并荣获“建筑艺术推动大奖”的建筑作品，其外立面材质选择了通透的高大落地窗和细竹。竹屋内外选用的是瓜多竹（Guaduaangustifolia），瓜多竹是南美洲重要的竹种[4]。竹子除高强、高韧等物理特性之外还具有绿色环保和良好的吸音效果，为解决竹子承重，竹屋的设计者隈研吾将竹节打通，注入钢筋混凝土，这样就从根本上解决了竹子承重问题。竹屋将中国文化和日本禅文化与现代建造技术融合在一起。
2竹子在园林造景中的生态体现
“竹”在中国千年文化中有着悠久的历史。宋代文豪坡曾说过：“宁可食无肉，不可居无竹”。中国古人也向来喜将“梅、兰、竹、菊”四君子运用在园林造景之中，其中“竹”则是坚贞高洁的象征[5]。如今，中国现代园林依然继承了古典园林“山水比德”的传统[6]，同时结合了新时代简洁大方、追求人文理念、重视生态文化的造园特点。竹子作为一种具有良好生态效益的景观元素被广泛应用在园林造景中。竹子除了具有美学特性，还有很多造园和养护管理上的优点。竹子胸径一般小于10cm、胸径较均匀、林冠高度较稳定、生长速度远快于树木等诸多优势使其能够快速形成景观。竹子能够保持水土、涵养水源、防治风灾、调节气候，也能吸附粉尘和有害气体、净化空气、降低温度、减少噪音等，具有重要的生态价值。中国最大的原始绿竹公园“蜀南竹海”位于四川宜宾境内，是我国著名的4A级风景旅游区[1]。“竹海”空气新鲜，全年平均气温14.5~17℃，空气相对湿度83%，气候温和、降雨充沛。“竹海”内飞泉瀑布，曲径通幽，风声竹声飒飒作响，将游客完全引入了大自然鬼斧神工的境地，使神奇的竹林世界与外界的喧嚣完全相隔。居住区绿地园林化、居住小区公园化，已经成为地产业的卖点。广州番禺万禾房地产开发有限公司开发的现代院落民居住宅“清华坊”，庭院之间大量运用竹子造景，打造极具文化气息的岭南园林风情效果。竹子的生态功效在高楼林立的住宅间显得尤为重要。竹林四季常青，其光合作用及净化空气的作用强于其他种类的树木，并具有较强的吸附粉尘和其他有毒气体的作用，一定面积的竹林可以显著降低噪音。营造空气清新、安静舒适的人居环境，竹子在其适生地区发挥着不可替代的作用。
3竹子在北方生态园林建筑中的应用尝试
我国东北地区不适于竹子生长，但竹材可应用于生态建筑上，以体现竹材的生态环保价值。我们在东北的一所高校内设计的一座展示建筑尝试使用了竹材（图1），同时建筑外环境的设计也以竹子造景为基础，力求设计出室外的生态箱，满足适宜竹子生长的温度、湿度和土壤等其他物理条件；并将竹子与水景结合在一起，在北方城市营造出了南方特有的景观。该建筑的设计主题为“和合”。建筑部分外立面、屋顶以及外部展示空间选择竹子为主要材质。外部空间与内部空间均由竹子做成的屋顶连接在一起，使空间之间存在着密切联系。整栋建筑值得突出的是两侧的室外空间，一侧为室外展示空间，另一侧为室外活动空间，由竹子把2个空间与户外空间分割开来。从设计的角度讲，室外开敞的空间与外部展示空间通过竹子虚隔，空间具有延展性，与外界联系更为紧密，使整栋建筑与环境融为一体。从生态的角度讲，竹子是低成本、可再生的建筑材料，在施工过程中耗能小，污染小于混凝土、建造砖等。竹子通过一系列工艺加工处理，可达到持久的景观效果。将一层原有的大面积有色玻璃立面改用竹材代替，减少了光污染；同时日光通过竹材缝隙进入室内，促进自然通风，给参观者耳目一新之感，与高校校园整体文化氛围相融合。
4小结