纳米颗粒和分子团簇热力学特性的实验研究

本课题集成应用石英晶体微天平、表面等离子体共振、纳量热器等技术，建设一种可同时测量化学、生物大分子以及纳米材料、介面特性等的多功能的综合实验平台，以准确测量纳米颗粒、分子团簇和量子点的质量和形状及其质量与形状的分布,以及它们在热能量输入与在恒定热量流动时的反应；同时给出纳米体系多种热力学性质与温度、尺度的关系，研究纳米体系的热力学行为是否仍遵循宏观统计平均的原理以及在什么尺度上会出现明显的差异，探讨纳米体系的热力学特性(如比热、热传导、热扩散系数等)是否遵循或显示新的物理机制。籍此，在纳米体系热力学这一极为重要但了解又甚少的领域得出一些有意义的实验研究结果，必将对纳米学科有关基础理论和各项纳米技术，尤其是对纳米电机学、纳米生物、医学等方面起到重要的推动作用。.本研究组已成功研制出达国际先进水平的石英晶体微天平，且已着手结合运用纳量热系统和表面等离子体共振等技术，为本课题的研究已奠扎实基础。

当今在纳米科学和纳米技术方面尽管业已取得了巨大的发展，但是在纳米体系的热力学领域仍然尚未足以研究，而这对纳米体系和纳米技术方面基础科学的发展，特别是其在工程领域（如：纳电机系统等）、生物学（纳米流体力学等）以及医学等方面的应用极具意义。.在本项目中，我们有效利用国家基金委提供的支持基金，成功研发了能够精确测量纳米颗粒、纳米分子薄膜力学参数（剪切模量、粘滞系数等）的石英晶体振荡器，结合表面等离子体共振、纳量热器等技术，构建了可研究多种纳米体系的基本特性及其与温度、尺度关系的综合实验平台，基于理论上对石英晶体振荡器频率和峰宽与被测纳米体系与热力学参数之间关系的探究，对纳米颗粒分子团簇和纳米分子薄膜的力学和热力学性质进行研究，得到了这类纳米系统力学与热力学性质的若干关键数据。.本项目的研究成果，在Journal of Colloid and Interface Science等期刊和相关国际学术会议上业已发表了数篇论文，获得业已授权的专利一项，正在申请的专利一项。.