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最新的One dimensional nanostructured materials【21.4M，215页】
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链接地址： http://www.91files.com/?PJFY5O8Y0F5YN1DWJU5T 觉得好的就给顶一下^_^ by Satyanarayana V.N.T. Kuchibhatla , A.S. Karakoti ,Debasis Bera , S. Seal published in Progress in Materials science in 2007 Contents 1. introduction. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706 1.1. Fundamentals of nanostructured materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706 1.1.1. Significance of nanostructured materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706 1.1.2. Structural aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 1.1.3. Electronic properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708 1.1.4. Medicine and biosciences. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708 1.1.5. Characterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708 1.1.6. Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709 1.2. One dimensional nanostructured materials (ODNS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710 1.2.1. Synthesis and fabrication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711 1.2.2. Properties and applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712 1.2.3. Sensing applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713 1.2.4. Photochemical and photophysical properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716 2. 1 Elemental ODNS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717 2.1. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717 2.2. Synthesis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718 2.2.1. Template-based synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718 2.2.2. Laser ablation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723 2.2.3. Solution-based synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724 2.3. Applications . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727 3. Oxide ODNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730 3.1. Titania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730 3.1.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730 3.1.2. Synthesis methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 3.1.3. Structure, morphology, mass transport and phase transformation in titania nanotubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 3.2. Zinc oxide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752 3.2.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752 3.2.2. Structural features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 3.2.3. Synthesis processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 3.3. Silica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 3.3.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 3.3.2. Synthesis process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760 3.4. Tin oxide . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 3.4.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 3.4.2. Structural features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 3.4.3. Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764 3.5. Vanadium oxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 3.5.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 3.5.2. Synthesis process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768 3.5.3. Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 770 3.6. Other oxides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 770 3.7. Applications of oxide ODNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 3.7.1. Catalysis and sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 3.7.2. Energy related applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775 3.7.3. Bio-based applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777 3.7.4. Other applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779 4. Nitrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 4.1. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 4.2. Boron nitride. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 4.2.1. Synthesis methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 4.2.2. Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785 5. Chalcogens and chalcogenides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 5.1. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 5.2. Synthesis processes for ODNS of chalcogens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789 5.2.1. Vapor phase routes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789 5.2.2. Solution-based methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790 5.2.3. Sonochemical synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793 5.2.4. Hydrothermal route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794 5.2.5. Biomolecule-assisted synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 5.2.6. Nanoparticles to ODNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 5.3. Synthesis processes for chalcogenides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797 5.3.1. Template-directed synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798 5.3.2. Vapor phase reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798 5.3.3. Solid phase reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798 5.3.4. Solution-based methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800 5.4. Properties and applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801 6. Polymeric ODNS . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 802 6.1. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 6.2. Synthesis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 6.2.1. Electrospinning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 6.2.2. Tubes from fiber templates (TUFT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807 6.2.3. Membrane/template-based synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809 6.2.4. Template-free synthesis of polymer ODNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811 6.3. Properties of conducting polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816 6.3.1. Electronic properties and origin of conductivity in conducting polymers 818 6.3.2. Doping of polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819 6.3.3. Conduction properties from 3D to 1D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820 6.4. Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822 6.4.1. Polymeric ODNS in sensor applications . . . . . . . . . . . . . . . 822 6.4.2. Polymeric nanofibers and nanotubes in medicine . . . . . . . . . . . . . . . . 823 6.4.3. Electronic properties of conducting polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 7. Carbon nanotubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 7.1. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 7.2. History of carbon nanotubes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825 7.3. Synthesis processes for one dimensional carbon nanostructures. . . . . . . . . . . . 826 7.3.1. Arc-discharge in gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827 7.3.2. Arc-discharge in liquid phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828 7.3.3. Laser ablation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830 7.3.4. Chemical vapor deposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830 7.3.5. Electrochemical methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833 7.4. Structure of CNTs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 7.4.1. Single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 7.4.2. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) . . . . . . . . . . . . . . 838 7.5. Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842 7.5.1. Chemical properties, biological applications and toxicity . . . . .842 7.5.2. Chemical sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845 7.5.3. Catalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 847 7.5.4. Hydrogen storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849 7.5.5. Thermal properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850 7.5.6. Electronic properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851 7.5.7. Mechanical properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856 7.5.8. Optical properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858 7.5.9. Magnetic properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858 8. Bio-inspired ODNS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 8.1. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 8.2. ODNS sensors in biology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 8.2.1. CNT-based DNA and enzyme sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 8.2.2. CNT-based DNA biosensor electrodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861 8.2.3. Metals and derivatives based biochemical sensors . . . . . . . . . . . . . . . 870 8.3. Drug delivery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 8.3.1. Carbon nanotubes in drug delivery. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 8.3.2. Metals, polymers and derivatives in drug delivery . . . . . . . . 873 8.4. Miscellaneous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875 8.4.1. Peptide nanotubes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875 8.4.2. Others . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878 9. ODNS nanocomposites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880 9.1. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880 9.2. CNT-reinforced composite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881 9.2.1. Nonaligned CNTs in composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881 9.2.2. Aligned CNTs in composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882 10. Toxicity of nanomaterials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884 10.1. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884 10.2. Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884 10.3. Routes of entering human cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885 10.3.1. Respiratory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885 10.3.2. Intestinal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887 10.3.3. Dermal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887 10.4. Factors controlling the toxicity of nanomaterials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888 10.4.1. Surface area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888 10.4.2. Surface chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888 10.4.3. Oxidative stress and reactive oxygen species . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889 10.5. Future research and trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891 11. Summary, challenges and future scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892 Acknowledgements . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893 Appendix A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894 A.1. Global funding status in nanotechnology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894 A.2. Funding strategy in USA towards nanotechnology from various organizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895 A.3. List of organizations and useful websites related to nanotoxicity . . . . . . . . . . 895 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 896 [search]one dimensional[/search] [ Last edited by redpan on 2007-11-15 at 08:41 ] |
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