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绿色功能无机材料微结构的设计、剪裁与制备

唐博合金  
【摘要】:材料是现代文明社会的物质基础。材料科学是人类文明社会发展的主要动力之一。新材料、新效应、新器件、新应用的出现,都将推动科学技术的发展,产生新的工业革命,促进社会的变革。对材料科学的研究和对材料应用的水平标志着人类文明进步的程度。同时,随着人类社会的进步、科学技术的发展,人们对生活质量的要求不断提高,对材料也提出了更高、更加苛刻的要求。如何满足人类发展需要,提供出高质量的带有多种功能的优秀材料,是摆在每个从事材料科学技术研究工作者必须应答的挑战。这也是科学与技术研究领域中倍受关注的核心问题。 目前所用的材料制备方法大多是对目的产物的结构、性质无法预测,完全依靠经验与直觉。产物的特性和功能也常是单一的。此外,还有很少考虑到材料的制备过程中和材料功能的使用过程中对生态环境及社会的影响。显然,利用现有的单一方法制备能够满足生态环境及社会的需求,并具有优异特性的多功能材料是不合适的。本项研究主要是综合考虑经济发展、生态保护和社会进步各方面的影响,把研究内容分成以下两部分。 第一部分 在可持续发展科学的大前提下,考虑如何确定一个化学品或一个化学过程是否是绿色的,对生态环境有何影响;原料是否是得到了合理有效的利用,是否可再生,综合考虑对经济和社会发展等多方面有何影响,从而提出绿色化学评估的初步建议。 第二部分 以组合形式充分利用低温熔盐、水热和Sol-Gel方法,结合超分子化学、晶体工程、主-客体化学、自组装和模板效应等手段,力求在低温或溶液中使反应物在分子态尺寸上进行可控制的一步反应,经过生成前驱物或中间体,最后生成具有指定组成、结构、物相或形貌、带有特定功能的材料。


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