纳米材料生长过程的热力学谱及生长机理研究

纳米材料为什么会生长和如何生长？非平衡生长过程具有何种特征模式与规律？采用何种方法监测微纳空间纳米材料发生非平衡生长过程的动态瞬时信息，得到体系中纳米材料的动态生长过程和非平衡态生长的热力学和动力学规律，继而掌握其生长特征模式和生长参数，是纳米材料可控生长迫切需要解决的重要课题。本项目拟采用高精度、高灵敏度的微热量法对典型形貌纳米材料的原位生长动态过程进行实时在线监测，同时获取纳米材料生长过程的热力学和动力学信息，同步进行纳米材料典型形貌结构的表征；根据过程的热谱曲线，探索包括化学反应、单体形成、成核生长、晶体长大、形貌结构演变的特征和规律，将热谱曲线与纳米材料的形貌结构进行关联，建立不同典型形貌纳米材料生长过程的"指纹热谱"，并对其进行热力学和动力学处理，建立不同典型形貌纳米材料与生长过程及形貌演化的特征参数，探索典型形貌纳米材料的生长机理;发展纳米材料非平衡生长过程表征的新方法。

本项目“纳米材料生长过程的热力学谱及生长机理研究”（No.20963001），通过非原位探索优化合成条件、原位热动力学研究及纳米材料的热力学函数研究，基本完成了项目研究的预期目标任务；发展了纳米材料原位过程研究的新方法，创新了纳米材料动态过程研究与静态结果研究的科学逻辑衔接；实现了纳米化学研究的热力学原理、化学动力学理论、化学平衡原理、电化学原理、热动力学原理和现代微量热技术的集成创新，为纳米化学基本科学问题的研究和纳米技术标准的建立发展了科学的原理和实验方法，为2012年面上项目“纳米材料的规定热力学函数研究”研究和后续“基于微纳材料尺度、形貌结构效应的表/界面热力学研究”项目申请奠定了基础。. 本项目已发表SCI论文31篇（其中包括JCR二区论文10篇），另有4篇SCI论文已接收待发表，1篇投稿SCI国际期刊；申请国家发明专利29项，获授权12项，其中1项获广西首届发明专利银奖；部分成果进入“微纳米材料的设计合成及电化学生物传感器研究”，鉴定为“国际领先”，获2010年广西自然科学三等奖；培养研究生9名，3篇硕士论文连续3年分别获广西自治区研究生优秀学位论文，3人在读德国、南京大学和中国矿业大学博士学位，5人次获广西自治区优秀研究生和优秀毕业生，4人次获广西自治区研究生创新项目，8人次获广西民族大学学术论文竞赛和“我的研究”学术演讲一、二等奖，2人次获广西首届研究生“学术之星”，1人次获首届研究生国家奖学金，1人被推荐为2010年年度人物进入全国前200名；八位本科生参与本项目研究，完成成果“纳米材料的原位生长的热动力学及热力学函数研究”获第五届“挑战杯”广西大学生课外科技作品竞赛“特等奖”；29人次参加国内学术会议9次，提交学术论文9篇，做分会报告2次，1人次获研究生论文奖。