纳米涂料发展研究论文范文

纳米涂料发展研究论文范文第1篇

纳米是一个微小的长度单位,1纳米等于10亿分之一米,即1nm=10-9m,它相当于原子大小的4倍,万分之一头发粗细.形象地讲,1纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一样.

1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小的机器制造更小的机器,最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造产品,这是关于纳米技术最早的梦想.纳米技术是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术.科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术.

纳米技术的应用

陶瓷领域:利用纳米技术使陶瓷具有像金属一样的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等优点.有效克服陶瓷的易碎及难以加工的缺点.

微电子学领域:纳米电子学按照全新的理念来构造电子系统,并开发物质潜在的储存和处理信息的能力,实现信息采集和处理能力的革命性突破.计算机在普遍采用纳米材料后,可以缩小成为“掌上电脑”,使得计算机存储空间及运算速度大大提高.

光电领域:纳米技术的发展,使微电子和光电子的结合更加紧密,在光电信息传输、存贮、处理、运算和显示等方面,使光电器件的性能大大提高.将纳米技术用于现有雷达信息处理上,可使其能力提高10倍至几百倍,甚至可以将超高分辨率纳米孔径雷达放到卫星上进行高精度的对地侦察.

化工领域:将纳米TiO2粉体按一定比例加入到化妆品中,则可以有效地遮蔽紫外线.将金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中,可以大大降低静电作用.纳米微粒还可用作导电涂料,用作印刷油墨,制作固体润滑剂等.

医疗领域:纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织;在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应;使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病.

纳米技术应用还远远不止提到的这些.纳米材料是纳米技术的一个重要组成部分,纳米材料也体现一个国家在纳米技术的科研水平.碳纳米管就是最热门的纳米材料.

1991年,碳纳米管被人类发现,它具有优良的力学性能、导电性能、导热性能.它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10倍.设想我们在地球与月球之间要架设一台直达电梯,如果使用钢作为连接材料,本身的重力就会使得它断裂.碳纳米管的导电性能可以趋向于零电阻,碳纳米管有着较高的热导率,只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管,该复合材料的热导率将会得到很大的改善.正因为他的优良特性,诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,碳纳米管将是未来纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等.

纳米很小,那么如何来研究它呢?研究纳米的最重要的工具就是扫描隧道显微镜(stm),它的基本结构有:隧道针尖、三维扫描控制器、减震系统、电子学控制系统、在线扫描控制和离线数据处理软件.扫描隧道显微镜在低温下(4k)可以利用探针尖端精确操纵原子,因此它既是重要的测量工具又是加工工具.人们利用它可以让原子按照意愿排列组合.

1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”.1993中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字.这一成果表明中国在纳米技术上占有了一席之地.

纳米技术应用前景十分广阔,经济效益十分巨大,美国权威机构预测,2010年纳米技术市场估计将达到14400亿美元,纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业.纳米复合塑胶、橡胶和纤维,纳米功能涂层材料的设计和应用,将给传统生产和产品注入新的高科技含量.专家指出,纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”.现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100家,建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线.纳米布料、服装已批量生产,像电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世.加入纳米技术的新型油漆,不仅耐洗刷性提高了十几倍,而且无毒无害无异味.一张纳米光盘上能存几百部、上千部电影,而一张普通光盘只能存两部电影.纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量.

纳米涂料发展研究论文范文第2篇

摘要：随着我国建设步伐的逐步加快，我国建筑涂料工业得到了迅速发展，各种新型建筑涂料的需求不断增长，且在实际应用中显示了良好的技术经济效果。

关键词：外墙涂料；应用；施工要点

前言：建筑涂料主要具有装饰、保护和改善使用环境的功能。文章阐述了建筑外墙涂料的施工特点和施工技术。建筑单位要严把材料、人员关，确保从人员、机具、材料、施工方法、使用环境等方面入手精细组织，保证外墙涂料效果的完美体现。

1、外墙涂料的特点

外墙涂料主要功能是装饰和保护建筑物的外墙面，使建筑物外貌整洁美观，从而达到美化城市环境的目的。同时能够起到保护建筑物外墙的作用，延长其使用时间。为了获得良好的装饰与保护效果，外墙涂料一般应具有以下特点：

1.1 装饰性好。要求外墙涂料色彩丰富多样，保色性好，能较长时间保持良好的装饰性。

1.2 耐水性好。外墙面暴露在大气中，要经常受到雨水的冲刷，因而作为外墙涂料应具有很好的耐水性能。某些防水型外墙涂料其防水性能更佳，当基层墙面发生小裂缝时，涂层仍有防水的功能。

1.3 耐沾污性好。大气中的灰塵及其它物质沾污涂层后，涂层会失去装饰效能，因而要求外墙装饰层不易被这些物质沾污或沾污后容易清除。

1.4 耐候性好。暴露在大气中的涂层，要经受日光、雨水、风沙、冷热变化等作用。在这类因素反复作用下，一般的涂层会发生开裂、剥落、脱粉、变色等现象，使涂层失去原有的装饰和保护功能。因此作为外墙装饰的涂层要求在规定的年限内不发生上述破坏现象，即有良好的耐候性。此外，外墙涂料还应有施工及维修方便、价格合理等特点。

2 对于建筑外墙涂料材料的选择

2.1建筑外墙涂料的种类

建筑涂料按用途分：外墙涂料、内墙涂料、地面涂料、顶棚涂料；按材质分：有机涂料、无机涂料和有机无机复合型涂料，其中有机涂料又分为水溶性涂料、乳液涂料、溶剂型涂料等；按涂层质感分：有薄质涂料、厚质涂料、复层涂料、多彩外墙涂料等。

2.2外墙涂料的使用要求

对于用作装修作用的民用建筑、公共建筑、工业建筑等的建筑外墙涂料，可根据需要使用丙烯酸共聚乳液型建筑外墙涂料，因其涂料耐候性良好，在长期光照、日晒雨淋的条件下不易变色、粉化或是脱落、使用时不受温度限制，即使在 0℃以下的严寒季节施工，也可很好地干燥成膜，得到了广泛的应用。对于用作装饰作用的高层建筑、公共建筑、工业建筑等各种构筑物等工程可适当放低要求，选用低毒溶剂型丙烯酸建筑外墙涂料、溶剂型丙烯酸聚氨酯建筑外墙涂料、溶剂型有机硅改性丙烯酸树脂外墙涂料，因为这些溶剂型涂料具有遮盖力强、耐磨性好、无毒无味、不污染环境、涂刷面积大、涂膜密实、坚硬、对基层渗透力强、附着性好等特性，应用范围较广。

3 外墙涂料的主要种类及应用

3.1 溶剂型涂料

溶剂型涂料是以高分子合成树脂为主要成膜物质，有机溶剂为稀释剂，加入一定量的颜料、填料及助剂，经混合、搅拌溶解、研磨而配制成的一种挥发性涂料。涂刷在外墙面以后，随着涂料中所含溶剂的挥发，成膜物质与其他不挥发组分共同形成均匀连续的薄膜，即涂层。由于涂膜较紧密，通常具有较好的硬度、光泽、耐水性、耐酸碱性和良好的耐候性、耐污染性等特点。但由于施工时有大量易耐的有机溶剂挥发，容易污染环境。漆膜透气性差，又有疏水性，如在潮湿基层上施工，易产生起皮、脱落等现象。由于这些原因，国内外这类外墙涂料的用量低于乳液型外墙涂料。近年来发展起来的溶剂型丙烯酸外墙涂料，其耐候性及装饰性都很突出，耐用年限在 10 年以上，施工周期也较短，且可以在较低温度下使用。国外有耐候性、防水性都很好，且具有高弹性的聚氨酯外墙涂料，耐用期可达 15 年以上。

溶剂型涂料的主要品种为过氯乙烯外墙涂料，它是我国将合成树脂涂料用作建筑外墙装饰的最早品种之一。过氯乙烯外墙涂料以过氯乙烯树脂为主要成膜物质，并用少量其他树脂，再加入增塑剂、稳定剂、填料、颜料等物质，经捏和、混炼、塑化、切粒溶解、过滤等过程而制成的一种溶剂型外墙涂料。

过氯乙烯外墙涂料具有干燥快、施工方便、耐候性好、耐化学腐蚀性强、耐水、耐霉性好等特点，但它的附着力较差，在配制时应选用适当的合成树脂，以增强其附着力。过氯乙烯树脂溶剂释放性差，因而涂膜虽然表干很快，但完全干透很慢，只有到完全干透之后才变硬并很难剥离。

主要成膜物质为过氯乙烯树脂，在涂料中用量为10%左右。常加入醇酸树脂、酚醛树脂、丙燃酸树脂、顺丁烯二酸酐树脂等合成树脂，以改善过氯乙然外墙涂料的附着力、光泽、丰满度、耐久性等性能。

在过氯乙烯外墙涂料中常用的增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯，其加入量约为 30%-40%。过氯乙烯树脂在光和热的作用下容易引起树脂分解，加入稳定剂的目的是为了阻止树脂分解，延长涂膜的寿命。常用的稳定剂是二盐基亚磷酸铅，用量为 2% 左右，其他稳定剂还有蓖麻油酸钡、低碳酸钡、紫外线吸收剂 UV-9 等。

常用的颜料及填料有氧化锌、钛白粉、滑石粉等。

3.2 乳液型涂料

以高分子合成树脂乳液为主要成膜物质的外墙涂料称为乳液型外墙涂料。按乳液制造方法不同可以分为两类：一是由单体通过乳液聚合工艺直接合成的乳液；二是由高分子合成树脂通过乳化方法制成的乳液。按涂料的质感又可分为乳胶漆（薄型乳液涂料）、厚质涂料及彩色砂壁状涂料等。

目前，大部分乳液型外墙涂料是由乳液聚合方法生产的乳液作为主要成膜物质的。乳液型外墙涂料的主要特点如下：

1）以水为分散介质，涂料中无易燃的有机溶剂，因而不会污染周围环境，不易发生火灾，对人体的毒性小；

2）施工方便，可刷涂，也可滚涂或喷涂，施工工具可以用水清洗；

3）涂料透气性好，且含有大量水分，因而可在稍湿的基层上施工，非常适宜于建筑工地的应用；

4）外用乳液型涂料的耐候性良好，尤其是高质量的丙烯酸酯外墙乳液涂料其光亮度、耐候性、耐水性及耐久性等各种性能可以与溶剂型丙烯酸酯类外墙涂料媲美；

5）乳液型外墙涂料存在的主要问题是其在太低的温度下不能形成优质的涂膜，通常必须在 10℃以上施工才能保证质量，因而冬季一般不宜应用。

4建筑涂料的施工技术

4.1基层的施工要求

基层的施工要求应平整，但又不应太光滑。孔洞和不必要的沟槽应提前进行修补，修补材料可采用 108 胶加水泥（胶与水泥配比为 20 ∶ 100）和适量水调成的腻子。太光滑的表面对涂料的粘结性能会有影响，而太粗糙的表面又会浪费过多的涂料。基层的含水率也应该符合规范的要求，新抹砂浆常温要求7d 以上，现浇混凝土常温要求在 28d 以上，方可进行涂饰建筑涂料，否则会出现粉化或是色泽不均匀等现象影响建筑的外观。

4.2基层的处理方法

（1）对于混凝土基层的处理，由于日后修补的砂浆容易剥离，或是修补部分与原来的混凝土面层的渗吸状态与表面凹凸状态不同，对于某些涂料品种容易产生涂饰外观不均匀的问题，因此，原则上必须尽量做到混凝土基层表面平整度良好；（2）对于水泥砂浆基层处理部分，当发现水泥砂浆面层有空鼓现象时，应铲除，用聚合物水泥砂浆修补。水泥砂浆面层有孔眼时，应用水泥素浆修补。也可从玻璃的界面注入环氧树脂胶黏剂。水泥砂浆面层凸凹不平时，应用磨光机研磨平整。

4.3 外墙涂料的施工要点

（1）先详细标注建筑物各缺陷位置，确定修补方案；（2）对抹灰层要先细拉毛处理，再涂刷底漆、面漆；（3）对要涂饰的墙面基层要进行细化处理切不可太粗糙以免会影响装饰质量；（4）对于缺棱掉角处采用不小于 1：3 水泥砂浆来进行修理整补。对于有麻面和缝隙处用腻子填充平整；（5）现场如确实需大面积批刮腻子，必须使用聚合物水泥腻子，但腻子层不宜太厚；（6）外墙面大面积涂饰时，要严格按照设计要求施工。

5. 建筑外墙翻新涂饰建筑外墙涂料的施工方法

建筑外墙是水泥墙面时，需详尽检查建筑物外表面并找到缺陷的根源并保质保量地认真处理，对建筑物外墙面起皮、松软、粉化处要铲除并清扫净。对脱落、掉角、空鼓处要细致地修复，保证完好如初。对裂缝及墙面不平整处要采用专用的外墙弹性抗裂腻子来修补；对于基层的处理要保证涂刷的基本要求。对于水泥墙面要涂刷抗碱底漆一遍，刷外墙涂料两遍。

建筑外墙是砖墙面时，需详尽检查建筑物外表面，找到缺陷的根源并保质保量地处理，尤其墙面有无渗水、屋面防水、水落管等缺陷。再检查墙面，对酥松处要坚决铲除后用混凝土修补；对墙体结构有裂缝处要用专用的弹性抗裂腻子进行修补；对表面污物要清洗净；墙体表面如果有藻类、霉点，要涂刷 5% 的防霉剂并用高压水枪冲洗干净；各种缺陷都处理后用高压水枪冲洗整个墙面，先涂刷专用抗碱底漆一遍，再涂刷外墙涂料两遍。

建筑外墙是砖墙面时，需详尽检查建筑物外表面，找到缺陷的根源并保质保量地处理，尤其墙面有无渗水、屋面防水、水落管等缺陷。再检查墙面，对酥松处要坚决铲除后用混凝土修补；对墙体结构有裂缝处要用专用的弹性抗裂腻子进行修补；对表面污物要清洗净；墙体表面如果有藻类、霉点，要涂刷 5% 的防霉剂并用高压水枪冲洗干净；各种缺陷都处理后用高压水枪冲洗整个墙面，先涂刷专用抗碱底漆一遍，再涂刷外墙涂料两遍。

结语：

总之，建筑涂装是一个能给使用者带来超高价值的一种建筑产品。所谓涂装工程，是通过外墙涂料和腻子这两种半成品组合而成的一种施工方式，因此涂装施工质量的优劣程度就取决于涂装材料的选择和涂装施工的工艺方法，因此，将两者以最优的形式相结合才能保证涂装质量，最终也会提高建筑涂装

业的发展。

产考文献：

[1] 井爱勤 ； 刘广欣 ； 外墙涂料弹涂施工技术及质量通病的预防措施浅析 [J]. 科技風，2010，（16）.

[2] 赵金榜 . 国内外涂料工业现状及发展趋势 （ 一 ）——世界涂料工业现状及发展趋势 . 电镀与涂饰 . 2006，1.

[3] 徐峰 . 高装饰性建筑涂料的应用与发展 . 新型建筑材料 .2008，12.

纳米涂料发展研究论文范文第3篇

摘 要 本文通过建筑钢结构的防火要求、方法的论述，介绍了钢结构防火涂料的类型、特点和在钢结构中的应用。对防火涂料的技术要求和性能指标进行了研究和分析。

关键词 钢结构；防火涂料；技术要求；性能指标

随着我国建筑业的不断发展，各种建筑象雨后春笋，日益增多，各部门对使用钢结构防火涂料作钢材防火保护的要求也日益增加，钢结构防火涂料的研究、生产及推广应用正逐渐进入高潮。

1 钢结构防火涂料的类型

钢结构防火涂料的类型可用不同的方法来定义：从其所用的溶剂来分，可分为溶剂型和水基型防火涂料；从其防火机理来分，可分为膨胀型和非膨胀型防火涂料；从它的使用范围来分，可分为室内和室外防火涂料。室内钢结构防火涂料应用于工业厂房与建筑物的室内钢结构；室外钢结构防火涂料则应用于石化企业和建筑物室外裸露钢结构，要求其耐水、耐候等理化性能适应室外条件。钢结构防火涂料的耐火性能以涂覆钢构件的涂层厚度和相应耐火极限来表示。根据GB14907—94，钢结构防火涂料的耐火性能应满足表1的规定。

GB14907—94规定了薄涂型（B型）和厚涂型（H型）钢结构防火涂料的耐火性能指标，近几年又发展出了超薄型钢结构防火涂料。

2 钢结构防火涂料的防火隔热原理

对膨胀型钢结构防火涂料而言，涂覆在钢构件上的防火涂料受火时膨胀发泡形成泡沫层，因为泡沫层质地疏松，具有良好的隔热性，其热导率很低，延滞了热量传向被保护的基材的速度；在涂层膨胀发泡产生泡沫层的过程中，因吸热反应而消耗大量的热量；涂料中的有些组分遇火发生反应而生成不燃气体，有利于降低体系的温度，对钢材起到高效的防火隔热保护。非膨胀型防火涂料受火时，涂层基本上不发生体积变化，而依靠构成涂层的材料自身的低导热性和隔热性对钢构件起屏障和防止热辐射作用，避免火焰和高温直接进攻钢构件。要达到高等级耐火性能，这类涂料一般涂层较厚。

3 钢结构防火涂料的研究和应用

20世纪80年代初，公安部四川消防科研所在国内率先开展了钢结构防火隔热保护技术系统研究工作，研制出一系列钢结构防火涂料产品，并在很多重要工程上成功地获得应用。此后在钢结构防火涂料产品性能标准、工程应用技术等方面进行了研究，制定了钢结构防火涂料产品通用技术条件、工程应用规范等技术法规文件，进一步推动、促进和规范了钢结构防火涂料的研究及工程应用工作。

目前，国内钢结构防火涂料的研究正向系列化、多品种的方向发展。钢结构防火涂料除了要求它具有防火隔热这个特殊性能之外，还要求适应使用要求的物理力学性能指标。而涂料的性能主要由涂料的基料所决定。因此，研制钢结构防火涂料的过程，一般是首先确定基料。基料确定的原则主要有下面几点。

1）基料在高温下（800 ℃～1 000 ℃）与钢材有较强的粘合强度，并且有利于或至少是不影响防火涂料体系的防火隔热效果。

2）选用的基料除使涂料具有良好的理化性能外，还应对金属无腐蚀性。

3）选用的基料应考虑经济性。

根据这些原则，在基料确定之后，要对组成防火体系的物质及其他添加剂进行选择。首先应考虑原料能否与基料和其他成分匹配，另外，考虑经济性、火灾时基本不产生毒气和浓烟，以及隔热性、容重、发泡率等性能。在主要成分确定之后，最后进行基料、相关原料、各种添加剂之间的合理配比等方面的研究。

3.1 厚涂型钢结构防火涂料

所谓厚涂型钢结构防火涂料，是指涂层厚度在8 mm～50 mm的涂料，又叫钢结构防火隔热喷涂涂料。这类涂料形成的涂层在火灾中不膨胀，依靠材料的不燃性、低导热性或涂层中材料的吸热性，延缓钢材的温升，保护钢件，耐火极限可达0.5 h～3 h。与其他类型的钢结构防火涂料相比，它除了具有水溶性防火涂料的一些优点之外，由于基料及多数添加剂都是无机物，因此它还具有成本低廉的特点。

可用于该类钢结构防火涂料的基料有碱金属硅酸盐类、磷酸盐类等。硅酸盐类涂料所得的涂层不耐水，不防潮，耐候性差，且易出现开裂、脱粉等不良现象。因此，如果采用硅酸钠作为钢结构防火涂料的基料，其关键技术之一，是需对其进行改性。目前解决这个问题的途径大多采用氟硅酸盐、硼酸盐、有机高分子聚合物等对其改性。磷酸盐类防火涂料由于其粘结剂的种类较多，根据其所含的金属不同，其性能也不同，一般认为：

强度：Al＞Mg＞Ca、Zn＞Ba；

耐水性：Ca、Zn＞Mg＞Al＞Fe、Cu；

粘接性：Al＞Mg＞Ca＞Cu＞Zn。

其中，M/P的摩尔比（M指金属，P是磷）对涂料的贮存稳定性、与钢基材的附着力、耐水性等都有直接影响。因此在以磷酸盐为基料的钢结构防火涂料的研制中，基料的控制是很重要的。表2是一种厚涂型钢结构防火涂料的配方示例。

该类钢结构防火涂料采用喷涂施工，一般多应用在要求耐火极限2 h以上的室内钢结构上。这类产品涂层厚，外观装饰性较差。国内此类产品有“SD-2”钢结构防火涂料、“TN-LG”钢结构防火涂料，当其涂层厚度分别为27.6 mm和39.5 mm时，耐火极限可达2.28 h和2.53 h；国外此类产品有英国Grace Construc2tion Products的“Monokete Fireproofing UK-6”钢结构防火涂料，其涂层厚度为47.7 mm时，耐火极限为2.5 h；美国美商华人企业股份有限公司的“AD”钢结构防火涂料，其涂层厚度为33.7 mm时，耐火极限为3 h；可护固欧洲有限公司的“CAFCOBLAZE SHIELD Ⅱ”钢结构防火涂料，其涂层厚度18 mm和34 mm时，耐火极限为1.88 h和3.8 h；该公司的“CAFCO 300”钢结构防火涂料，其涂层厚度分别为35 mm和41 mm时，耐火极限可达4.5 h和5 h以上。

3.2 薄涂型钢结构防火涂料

一般讲，涂层厚度在3 mm～7 mm的钢结构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料。该类涂料受火时能膨胀发泡，形成耐火隔热层，以延缓钢材的温升，保护钢构件。这类钢结构防火涂料一般是用合适的聚合物乳液作基料，再配以阻燃剂、添加剂等组成。对此类防火涂料，要求选用的聚合物乳液必须对钢基材有良好的附着力、耐久性和耐水性。常用作这类防火涂料基料的聚合物乳液有苯乙烯改性丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氯乙烯乳液等。为了使粉状的颜填料、阻燃剂等各种添加剂更好地分散在涂料中，还应加入六偏磷酸钠等分散剂。该类钢结构防火涂料一般分三步进行生产：

1）先将各种阻燃添加剂分散在水中，然后研磨成规定细度的

料浆。

2）再用乳液配漆。

3）配以无机轻质材料、增强材料等搅拌均匀，并加入适量的消泡剂等，使其达到一定的粘度。表3是一种薄涂型钢结构防火涂料的配方示例。

該类涂料一般分为底层（隔热层）和面层（装饰层） ，其装饰性比厚涂型涂料好，采用喷涂施工，一般使用在要求耐火极限不超过2 h 的建筑钢结构上。如国内的“SD - 1”钢结构防火涂料和“LB”钢结构防火涂料，涂层厚度分别为5.3 mm 和7.4 mm 时，耐火极限分别为1.62 h 和2.05 h 。国外这类涂料较少。

3.3 超薄型钢结构防火涂料

所谓的超薄型钢结构防火涂料，是指涂层厚度不超过3 mm 的钢结构防火涂料。这类钢结构防火涂料受火时膨胀发泡，形成致密的防火隔热层，是近几年发展起来的新品种。

目前，该类钢结构防火涂料大多数为溶剂型涂料。这类钢结构防火涂料的研究中，对基料主要考虑两个问题：①基料与防火添加剂的协合；②涂料的室温自干性。这类防火涂料常用的基料有环氧树脂、氨基树脂等。这些树脂的自干性较差，用于建筑物钢结构的防火涂料，不能高温烘干，催化固化又存在涂层理化性能和贮存稳定性差的问题，因此，怎样合理地处理室温自干性与贮存稳定性及涂料的理化性能、装饰性等问题，是研究这类钢结构防火涂料的一个重要方面。

另一方面，还要考虑涂料在受火时，应与钢材具有较强的粘结性。研究表明，解决这些问题的较好的办法是对树脂进行改性，即采用复合树脂作为该类防火涂料的基料。阻燃添加剂对涂料的防火性能影响很大，它必须能与基料相互配合，在受火时组分间协调一致，膨胀发泡形成均匀、坚固、致密的防火隔热层。该类钢结构防火涂料用的阻燃剂种类繁多，性能各异。表4是一种超薄膨胀型钢结构防火涂料的配方

示例。

超薄膨胀型钢结构防火涂料可采用喷涂、刷涂或辊涂施工，一般使用在要求耐火极限2 h以内的建筑钢结构上。与厚涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比，超薄膨胀型钢结构防火涂料粒度更细、涂层更薄、施工方便、装饰性更好是其突出优点。在满足防火要求的同时，又能满足高装饰性要求，特别是对于裸露的钢结构。这类涂料是目前倍受用户青睐的钢结构防火涂料。公安部四川消防科研所研制出的“SCB”（溶剂型）和“SCA”（水溶型）超薄膨胀型钢结构防火涂料，涂层厚度分别为2.69 mm和1.6 mm，耐火极限分别为147 min和63 min；“L F”（溶剂型）和“L6”（溶剂型）超薄型钢结构防火涂料，涂层厚度分别为2 mm和3 mm，耐火极限分别为94 min和90 min。德国Herbert s 公司的“Water Based”38 320型钢结构防火涂料（水溶型），涂层厚度2.63 mm，耐火极限63 min；38 091型钢结构防火涂料（溶剂型），涂层厚度2.42 mm，耐火极限124 min；英国的“Nullifire”钢结构防火涂料（溶剂型），涂层厚度2.24 mm，耐火极限106 min；此外，日本“立邦涂料”的超薄型钢结构防火涂料也开始涉足中国市场。

3.4 室外钢结构防火涂料

室外钢结构防火涂料是指适合于室外环境使用的钢结构防火涂料，主要用于建筑物室外和石化企业露天钢结构等。这类钢结构防火涂料的基料是耐候性好的合成树脂或有机高分子聚合物乳液与无机粘结剂复合而成，再配以阻燃剂、轻质材料、增强材料组成。硅溶胶是一种理想的无机成膜物，它是由水玻璃经过酸处理、电渗析及离子交换等方法去掉钠离子得到的超微粒子聚硅酸分散体，具有一旦成膜就不再溶解的特性。但由于它在成膜过程中体积收缩大，所以容易引起涂层开裂、硬脆。如果用水性有机树脂或有机乳液与之拼用，则可以大大改善涂层的机械性能。常用的水性树脂和有机乳液有丙苯乳液、丙烯酸系列乳液等。室外钢结构防火涂料的研究中，其阻燃添加剂的选择原则与其他几类钢结构防火涂料类似。但要适应室外的环境条件，对耐水、耐候、耐化学腐蚀性能等的要求更苛刻。表5 列出了室外钢结构防火涂料配方的示例。

目前这类涂料只有厚涂型和薄涂型，品种也较少，如国内的“SJ -1”

和“SWB”、“SWH”室外钢结构防火涂料， 涂层厚度分别为

24.9 mm、5.5 mm和25 mm，耐火极限分别为150 min、99 min和210 min。而性能更优异的室外钢结构防火涂料还有待进一步研究开发。

4 结束语

总之，目前国内外钢结构防火涂料出现涂层超薄、装饰性强、施工方便、防火性能高、应用范围广的发展趋势。从现有钢结构防火涂料品种来看，目前还沒有超薄型的室外钢结构用防火涂料。因此，根据我国建设和经济发展的现状、社会的需要，在国内外现有技术水平的基础上，结合我国消防法规和规范的要求，深入开展超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究，开发出涂层超薄（3 mm以内），耐火极限理想（90 min 以上），耐候、耐老化，装饰性好，施工方便，既可用于室内，也可用于室外的超薄膨胀型钢结构防火涂料，以取得突破性进展，填补国内空白，是我国钢结构防火保护技术研究的一项重要任务。

参考文献

[1]国家防火建筑材料质量监督检验中心.中国防火建材产品技术手册.成都:四川科学出版社,1997.

纳米涂料发展研究论文范文第4篇

摘 要： 本文首先简单介绍导电高分子纳米复合材料的发展历史以及发展前景，接下来详细介绍了导电高分子纳米复合材料的物理性能以及各方面特点，综述了导电高分子纳米复合材料的最新研究进展，最后结合当下科技发展形势，给出了导电高分子纳米复合材料的发展前景以及应用领域的扩展。

关键词： 导电高分子；纳米复合材料；聚苯胺

1 引言

随着科技的发展，导电高分子纳米复合材料的应用也日益广泛，本文简单介绍一下导电高分子纳米复合材料的发展历史和主要特点，通过查阅相关文献得知，导电高分子纳米复合材料根据导电高分子的特殊性能，可以把导电高分子纳米复合材料分为导电材料、导电以及导磁材料、光合催化材料、微波用的吸收材料、生物吸附材料以及防腐材料等，这些导电高分子纳米复合材料在各自的应用领域发挥着越来越大的作用，本文总结各种材料的共同特点，给出导电高分子复合材料的基本特点。

2 导电高分子纳米复合材料的性能

导电高分子材料有很多基本性能，其中比较重要的性能主要有导电性能、导电导磁性能、光学性能、生物吸附功能、微波吸收功能、防腐性能等，接下里详细介绍这些性能。

导电性能

导电性能是导电高分子纳米复合材料最基本的性能，也是最重要的性能，当前，很多科学家把提高高分子纳米复合材料的单位导电性作为一个重要的课题，并取得了很多成果，当前最热的研究领域就是利用纳米分子掺杂技术来提高高分子的导电能力，实际证明，通过纳米分子掺杂技术可以成百上千的增加高分子的导电性能，通过提高高分子的导电性能可以大大扩展导电高分子的应用领域，现在提的比较多的纳米掺杂高分子材料主要有金属氧化物纳米复合材料、蒙脱土纳米复合材料、碳纳米管复合材料、稀土氧化物納米复合材料、金属盐纳米复合材料等，这些复合材料由于掺杂了纳米复合材料，大大增强了性能。

导电导磁性能

导电导磁性能也是导电高分子纳米复合材料的重要特点之一，由于其特殊的“双导”特点，大大增加了导电导磁材料的应用范围，现在已经广泛应用于电池、电显示器件、分子电器件、非线性光学材料、传感器以及微波吸收等领域，其中导磁高分子复合材料在分子电器件领域占据了绝对优势地位，据不完全统计，在分子电器件领域，导磁高分子复合材料占80%以上的市场份额。

光学性能

光学性能是某些高分子复合材料的特殊性能，其中美国科学家米勒在上世纪90年代就研究了聚苯胺和聚吡咯两种复合材料，经过长时间尝试，终于发现聚苯胺和聚吡咯等复合材料具有光学性能，我国科学家何晓云等以电化方法在氧化铟锡ITO导电玻璃基体上制备聚吡咯薄膜。在导电高分子膜上涂布纳米MOS2晶体，荧光分析发现其荧光光谱相对于高分子膜有一定程度的红移，这说明有些导电高分子复合材料具有光学性能，如今，导电高分子复合材料的光学性能已经被普遍应用，比如应用在液晶显示玻璃基板的生产中。

生物吸附功能

我国科学工作者郑国祥等用苯胺作还原剂还原氯金酸合成了金纳米结构。TEM实验表明，苯胺还原氯金酸能生成苯胺齐聚物或其聚合物包裹的金球形纳米粒子。X射线光电子能谱（XPS）分析表明，金纳米粒子包覆的聚合物层带正电荷。该纳米粒子能用于电极表面纳米结构组装及氧化还原性的生物大分子的电化学研究，实现了超氧化物歧化酶（SOD）在这种带正电荷的金纳米粒子表面的直接电子转移，这些研究工作表明导电高分子具有生物吸附功能，此外导电高分子复合材料还有微波吸收功能、防腐性能等，限于论文篇幅，在这里不再累述，具体可以参阅相关文献。

3 导电高分子纳米复合材料的研究现状

随着科技的不断进步，导电高分子材料的研究成果不断涌出，导电高分子复合材料的研究不断深入，高分子材料在很长一段时期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围，一些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料。其之所以有导电能力主要是因为进行了掺杂处理，在其导电原理中已经发现了导电通路原理，在导电通路原理中有“渗滤阀值”现象。在分类上可以分为两大类：结构型导电高分子和复合型导电高分子。导电高分子又有具有很多特殊效应，比如压敏﹑拉敏效应等。导电高分子材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料，在很多领域都可以应用到。

4 导电高分子纳米复合材料的应用前景分析

目前导电高分的研究方向是朝着光导电方向和复合型导电高分子材料的研究方向。高分子材料代替金属材料是今后材料学科领域的发展趋势。由此带来导电性聚合物的市场需求日益增长，其应用领域逐步扩大，这就必然对导电性聚合物提出更高的要求。因此将来必定有更多的专家学者加入到大盘点高分子的阵营中。

5 结语

本文简单介绍了导电高分子纳米复合材料的发展历史以及基本特点，在此基础上，较为详细的介绍了导电高分子纳米复合材料的研究现状和应用前景，本文认为导电高分子纳米复合材料性能优良，研究充分，应用广泛，具有远大的发展前景。

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作者简介：李晖（1995—），性别男，民族汉，籍贯河南漯河，学历大学本科，研究方向 材料物理

纳米涂料发展研究论文范文第5篇

摘 要：[目的/意义]通过文献和专利进行文本挖掘获取技术热点主题的方法已逐步成熟，但相关研究未充分考虑社会公众对技术未来发展方向的影响。以社交媒体微信公众平台作为数据源，嵌入社会公众感知，可从更全面的视角识别技术热点主题并分析其发展态势。提出基于微信公众平台的技术热点主题识别与发展态势分析框架，弥补了现有方法未考虑社会公众对技术主题变化影响的不足。[方法/过程]首先，通过微信传播指数（WCI）筛选可用于技术热点主题识别的微信公众平台。其次，采用文本挖掘的方法，应用LDA主题模型提取技术主题。然后，结合社会感知识别技术热点，并利用IPA分析法分析技术主题的发展态势。最后，以石墨烯技术为例进行实证分析以检验方法的可实施性和效果。[结果/结论]识别出2015-2018年石墨烯技术热点，并结合社会感知视角定位出当前处于优势区、维持区、机会区、改进区的技术主题，实现对石墨烯技术热点的发展态势的分析与评价。

关键词：微信公众平台;WCI;文本挖掘;社會感知;IPA分析;技术热点;主题识别;发展态势;石墨烯技术

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2020.03.005

〔

Key words：WeChat official accounts;WCI;text mining;socially aware;IPA analysis;technology hot topics;topic indentification;development situation;graphene technology

近年来，识别技术主题的演化与发展态势，引起政府、企业与科学家的广泛关注，尤其对技术主题的识别将会影响研发资金的投入与分配，并为国家、企业的研发提供决策支持，以提升国家、企业技术的核心竞争力[1]。识别技术热点主题，监测追踪技术主题发展趋势，将帮助管理决策者识别预测未来具备发展前景的技术[2]。

在技术的演化与发展中，技术主题反映了技术领域内研究内容与研究热点的更替，对于相关人员定位技术发展态势，识别技术机会与预测技术前景意义重大，在科技决策与战略管理中扮演着重要的角色[3]。基于科技文献与专利数据的技术热点主题识别已取得较多研究成果，研究方法也逐渐走向成熟，从计量分析到统计概率分析再到语义分析，从外部特征分析到内部特征挖掘，使技术热点主题识别结果的决策参考作用也在不断凸显和增强。

对于技术热点主题的识别，仅依靠技术领域知识，从技术角度还远远不够，社会感知与公众参与也是影响技术主题发展演化的重要因素。社会感知源于社会学，是一种社会公众通过信息渠道获取的与客观对象相关的感性认识，通过对大量感知信息进行综合加工处理而最终形成，并最终能对客观对象产生影响[4]。新技术的发展，以及能否进入技术热点的行列，与社会公众的感知和认可密不可分。技术发展与技术产品市场增长息息相关，作为市场环境中最大的受众群体，技术在市场初期被用户接受与采纳的程度成为影响技术发展前景的重要因素。根据技术扩散S曲线[5]，在早期技术的采纳接受群体更多是技术专家与少数业内创新者，因缺少市场环境的支持，技术采纳程度较慢;当技术被社会公众感知接受时，对技术的采纳接受程度将快速提升并趋向饱和，为技术实现飞速发展创建了良好的市场环境[6]，并逐渐获得市场的焦点关注而成为技术热点。人工智能技术的发展正是在获得了广泛社会公众的认可之后，进入了信息时代热点技术的行列。社会公众在技术发展的潜在影响日益凸显，嵌入社会感知识别技术热点，确定技术发展态势也变得至关重要。

1 嵌入社会感知识别技术热点主题的必要性

技术作为新时代发展的产物，最终应为人类服务，同时基于社会公众感知对技术发展的推动作用，应积极引导社会公众参与到技术活动当中[7]。随着20世纪中期民主思想在技术活动中的传播与渗透，社会公众在技术决策与技术评价中开始扮演重要角色[8]。“三螺旋理论”的格局也在发生改变，社会公众成为高校、政府、企业外另一重要因素参与并影响着技术创新与发展[9]。国家引导社会公众适度参与和影响技术活动，已充分体现出技术活动不再是专业人士的“专利”，对于技术热点问题社会公众已逐渐拥有平等的“话语权”。美国、加拿大、丹麦等西方国家，逐渐实现公众感知参与从“缺失模型”到“民主模型”的过渡，实现由公众理解科学到公众参与科学的转变[10]，放大了公众感知参与在技术风险感知与技术决策评估中的重要作用，转基因技术、核电技术等因社会公众的参与和关注成为技术热点，技术决策的过程中也逐渐纳入了公众的声音。相比欧美国家，在科学技术传播活动中，中国的感知参与技术活动的主体形式仍处于缺失模式阶段，社会公众更多是被动地接受科学技术教育。随着中国科技与经济的飞速发展，社会公众在网络环境中获得了更多的话语权，社会公众与科学家在技术热点问题讨论上实现平等交流将是推动中国技术创新发展中的必然选择[11]。

众多的研究与实践表明，在利益取得与价值实现的驱动下，专家群体对科学技术问题的判断与话语权应受到监督与制约，社会公众的意见应作为补充性知识丰富到专家决策中。公众意见既制约着技术研发的方向，也引导着技术热点的改变。进入大数据时代，互联网技术与社会媒体的迅速发展，社会公众积极通过互联网参与技术活动，感知技术热点的发展态势，并在一定程度上制约和引导着技术发展轨迹[12]。同时，多要素共同作用于技术热点主题变化日趋明显，不同利益主体协同参与组成“行动者网络”（如图1所示），热点技术主题的发展与传播得到多元化的支持。基于人类学情景理论，通过社会公众“合法的边缘参与”[13]，社会公众的意见与感知，将作为隐含在人的行动模式与处理事务的情感中的默会知识，影响着人与技术演化发展间的“互动过程”，随着感知的丰富与增加，其有用性将会在技术发展过程中得以体现。技术服务于人类，对于技术主题能否发展成为技术热点，关键在于能否长期满足市场的实际需求。在由政府、技术专家、企业组织等主体构成[14]，协同影响技术主题发展的行动者网络中，嵌入社会公众感知，对解决技术争议与识别技术风险提供了现实性的依据，为技术主题能否在相关行业领域长期立足，并扮演技术热点的角色做出了客观的评价，社会感知将成为一种不可替代的力量影响着技术的发展前景与发展方向。

互联网的发展使社会感知便捷获取成为可能，依托社交媒体，社会公众参与热点技术主题讨论的渠道增加。各种论坛、微博、推特、脸书等平台可以共享传播知识[15]，分享公众意见。专门针对相关社交媒体信息所作的舆情分析论文逐渐增加[16-17]。微信作为中国重要的社交媒体平台，其出现和快速发展正在逐渐改变用户的信息获取渠道和共享方式。微信公众平台作为腾讯旗下的信息共享平台，具有使用免费、易于管理的优势，逐渐在中国互联网环境中占据主流信息共享渠道的地位[18]。考虑到数据的可得性和低噪音要求，选择微信公众号作为分析数据源，严格的微信公众平台运营资格审查，为信息的发布与传播打上了“专家”的标签，传播的信息更具权威性。微信简便易用，能够满足各年龄段用户的需求，具备较为庞大的用户基础与用户粘性，相比较其他社交媒体，推文直接推送至个人手机终端，也可依附微信群裂变式传播，为技术热点的传播提供了便捷的途径。微信面向各类用户群体，其开放性也保障了在技术主题的传播与讨论中，专家与公众的平等参与。作为社交媒体，微信充当着社会感知的“传感器”角色，成为同社会公众交互的重要载体[19]，通过简单的阅读、转载或点赞，既传递了社会公众的感知数据，也影响着技术主题在复杂社会系统中的发展前景。而且，认证微信公众平台作为权威性意见领袖，在获取公众感知上相比其他社交媒体更具优势性。随着技术主题演化成为舆论焦点，技术需求将在互联网的影响下放大，逐渐在相关领域中占据技术热点的地位。微信公众平台在中国发展迅速，用户群体不断壮大，海量技术领域的信息广泛共享，通过微信公众平台获取实时技术知识与行业动态，结合社会公众感知识别技术热点主题，将有力地彌补单纯依靠专家、专利和文献识别技术热点主题的不足，不仅为技术热点主题识别提供了新的数据源，也在丰富研究视角上做出了新的贡献。

2 文献综述

基于文献与专利数据的技术热点主题识别与分析已取得较多成果，研究思路与研究方法已相对成熟，主要包括词频统计分析、共词分析、引文分析以及SAO语义结构、LDA主题模型等方法。相关研究如表1所示。

技术热点主题识别从计量分析的视角转向语义分析，弥补了传统分析方法中对科技文本内容的语义理解的忽视，基于内容的文本挖掘方法使分析结果更加深入、直观，提高了主题分析结果的准确性。

技术发展的宗旨是服务于人，技术发展前景需要经受社会选择的考验[29]。在以往的研究中，基于科技文献与专利的分析充分考虑了技术领域专家的意见，但未体现社会公众感知对技术主题的影响与选择，社会公众不仅扮演技术知识受动者的角色，他们也直接和间接地参与科学知识与技术产品的生产过程[30]，“科技民主”的理念颠覆了“专家”与“社会公众”间的差距，平等民主的思想使得社会公众感知对技术热点的演化与发展产生影响。

在早期的研究中，丹麦、荷兰、英国等众多西方国家为推动社会公众参与技术活动，经历了从最初的公众理解科学，到社会感知和公众参与影响技术决策与技术评估的过程。英国科学促进会、美国科学促进会等不同国家的机构组织，通过共识会议、民意测验等不同方式将公众参与感知介入到科学技术活动中[31]。英国皇家学会与皇家工程学会鼓励社会公众感知参与到纳米技术活动中，影响了纳米技术早期的发展进程[32];丹麦的技术委员会鼓励公众参与科学事务[33];加拿大也将公众意见纳入生物技术规范和生物产品检测，还有包括基因技术[34]、生态安全等技术的长远发展均受到了公众感知的影响。

受科学技术知识储备不足的影响，我国公众早期处于接受科普教育的被动认知阶段。在“十二五”规划中，国家提升了对社会公众参与科技决策的重视，符合中国国情的公众参与模式正在逐渐形成，舆论对技术发展进程开始产生影响。在转基因技术、纳米技术、环境技术创新等不同领域问题的讨论中纳入了公众感知和参与[35]，“公众科学”思想的不断渗透，未来公众参与能否提供更多调查数据与发挥反馈作用也值得我们的期待[36]。

围绕社交媒体展开的技术问题讨论，贾鹤鹏基于微博探究了公众参与影响转基因技术发展的影响机制，并指出社交媒体具备成为公众参与科学的平台的潜力[37]。Rotolo D等提出社交媒体中新闻评论等社会感知数据，能够帮助研究人员识别技术发展态势，预测技术未来发展方向[38]。不同技术主题的发展也受制于公众感知程度的影响。核电、转基因技术等生态环保、健康生活相关的技术主题获得了较多的公众关注，作为技术热点始终活跃。但像量子技术等纯科学技术领域，虽取得突破性进展，但距离市场应用遥远，明显缺少公众的感知和参与[39]。社交媒体应用范围的广泛性，促使大量技术领域知识与信息在社交媒体中共享，利用社交媒体感知数据与信息，已可实现技术主题的早期识别与监测[40]。社会公众感知作为一种“群体智慧”作用于技术发展的各个阶段，影响着当前社会的工业化与城市化进程[41]。

3 研究方法与分析框架

为在技术热点主题识别中嵌入社会感知，深入分析技术热点的发展态势。本研究以认证微信公众平台作为技术主题提取的权威数据来源，利用LDA主题模型提取技术主题，并综合社会公众感知数据对技术热点进行识别与判断，采用IPA（Importance-Performance Analysis）方法分析技术主题的发展态势。研究的技术路线如图2所示。

3.1 技术领域微信公众号选择

为从影响力较高的技术领域微信公众号中挖掘权威性的技术领域主题分布，选取表征微信公众号影响力的微信传播指数WCI作为筛选指标，选取WCI相对较高且波动相对稳定，并通过认证的技术领域微信公众平台作为数据来源。

由于微信公众平台广泛的适用性，大量技术领域微信公众号涌现，科研成果共享与技术推广也逐渐通过微信公众平台开展。相比其他社交媒体，微信公众平台严格的审查认证与运维机制，同时具备较高微信传播影响力，受众群体广泛，实现了对技术领域信息获取在权威性上的保障。

为筛选具备较高影响力的技术领域认证微信公众平台作为数据源，采用微信传播指数WCI作为筛选标准。清博大数据研发的微信传播指数（WCI）[42]是表征微信公众号传播影响力、整体热度与发展走势的评价指数，已基于替代计量思想应用于学术影响力评估[43]等多方面的研究中。本文应用微信传播指数（WCI）完成技术领域认证微信公众平台的选择。微信传播指数计算指标与权重，如表2所示。

3.2 技术主题初步提取

为初步提取技术领域微信公众号推文中的技术主题，采用文本挖掘方法，利用Blei研究团队开发的LDA主题模型，实现技术主题初步提取。通过获取微信公众号推文、文本预处理，采用LDA主题模型提取技术主题与关键词，归纳技术主题的分布情况。

3.3 技术热点主题的识别与发展态势分析

基于LDA主题模型初步提取技术主题与技术关键词的结果，嵌入社会感知数据识别技术热点并分析其发展态势。首先，基于LDA主题模型提取的技术主题与关键词，通过调用清博大数据API，对技术主题与关键词相关推文的社会感知数据（阅读数与点赞数）进行统计，构建技术主题影响力指数。以技术主题的发文频次作为关注热度，表征公众感知程度的影响力指数作为关注强度，构建关注强度对关注热度的回归直线模型，结合IPA方法分析技术主题的发展态势。

技术主题影响力指数，采取H指数[44]与R指数[45]的思想，借鉴微信公众号影响力评估[46]模型构建。基于技术主题的感知数据阅读量、点赞量构建影响力指数，反映了社会公众对技术主题的感知参与程度。阅读量R指数反映技术主题受公众关注程度，点赞量H指数反映技术主题受公众认可程度，理论上认为，备受公众关注且获得较多公众参与及公众认可的技术主题，将会在相应技术领域获得更多的社会感知与影响力。以技术主题及关键词为统计单位，获取技术主题与关鍵词相关推文的阅读数与点赞数，计算技术主题影响力指数。相关指数计算方法如表3所示。技术主题影响力指数计算方法如式（1）～（3）所示。

其中，readIndex（j）和ThumbUpIndex（j）分别为评价技术主题影响力的阅读量指标和点赞量指标，TopicIndex（j）表示技术主题影响力指数。

以利用社交媒体识别学科新兴主题的思想[47]，通过考察技术主题的发文频次和用户感知两种因素在技术主题发展传播过程中的相对贡献程度，以综合关注热度与公众关注强度识别技术热点。其中，发文频次表征技术主题关注热度，以技术主题影响力作为用户感知测度指标，表征技术主题关注强度。构建关注热度与关注强度的回归直线模型，采用最小二乘法拟合回归直线作为技术热点的衡量标准。回归直线反映了以关注热度为条件的关注强度的期望水平，直线上方主题关注强度略高于平均水平，关注热度有待进一步增长，是新兴热点主题分布区域;直线下方主题关注热度略高于平均水平，主要由于技术主题因关注热度较高，引发的信息量的积累而形成的热点关注优势，该区域通常为传统热点主题的分布区域。

基于技术热点主题的识别结果，采用IPA分析法评估技术主题的发展态势以及应用前景。

IPA分析法于1977年提出，可表示为“重要性——绩效/满意度”分析法。分析原理从重要性和满意度两个维度对考察对象的衡量指标进行评价。常采用I（重要性）与P（绩效/满意度）建立坐标系，构建四方格图的方式对调查对象进行深入分析。通过I与P各自总体均值将坐标平面划分为4个象限，分别为优势区（Ⅰ）、维持区（Ⅱ）、机会区（Ⅲ）、改进区（Ⅳ），如图3所示。

区域Ⅰ重要性与满意度均较高，体现出较好的发展前景，应继续延续当前水平;区域Ⅱ为维持区，重要性相对较低，满意度保持较高水平，应努力保持当前满意度水平，下一步需努力提升关注，凸显重要性已推进大力发展;区域Ⅲ为机会区，在当前市场环境与条件下尚未显示出发展优势，或仍处于起步阶段，日后应创造机会，吸引关注与资本投入，逐渐取得发展;区域Ⅳ体现出高重要性与低满意度，发展态势状况良好，但认可度不高，可适当减少投入或取得改进后大力发展。

IPA分析方法已广泛应用于各行业领域中，包括服务质量评估与营销状况等多方面，现基于技术主题发文频次与用户感知作为重要性与满意度的评价标准，分析技术热点的发展态势，以期为技术的研发投入与前景展望提供意见参考。

4 嵌入社会公众感知的石墨烯技术热点主题识别与发展态势分析

4.1 石墨烯技术微信公众平台的选择

基于WCI微信传播指数选择石墨烯技术微信公众平台，通过建立石墨烯技术微信公众号微信榜单并监控WCI指数，最终选取WCI波动相对稳定的认证公众号“石墨烯资讯”与“石墨烯联盟”作为微信文章提取的目标账号。两公众号运营主体分别为中关村石墨烯产业联盟与北京现代华清材料科技发展中心，信息来源具有权威性保障。石墨烯技术微信公众号WCI指数（部分）如表4所示（数据来自“清博大数据—清博指数”）。

4.2 基于LDA的微信石墨烯技术主题提取

基于已选择的石墨烯联盟与石墨烯资讯微信公众号，获取公众号内推文，通过去除无关推文，共保留6 033条进行分析。进而采用LDA主题模型完成主题抽取，迭代次数为2 000次，超参数设置α=50/K，β=0.01，主题数K设为50。得到石墨烯技术主题的主题—关键词概率分布（部分），如表5所示。

为检验识别主题的准确性，本文梳理了中国国际石墨烯创新大会热门主题，如表6所示（材料来源：http：//www.grapchina.org/）。石墨烯创新大会作为世界范围内石墨烯研究者参与讨论的权威盛会，其热门主题代表着相应时间阶段石墨烯技术研究的关注热点，通过对比LDA主题结果与大会热门主题可以发现，所识别结果基本满足响应时间阶段的研究热门主題。

综合2015-2018年微信公众号中关于石墨烯技术的推文技术主题，技术主题涉及石墨烯原材料、制备技术、生产工艺、传感器、医疗保健、电子信息、水气体处理、储能、复合材料等多个领域，包括产品研发、性能改进以及在多种应用领域的探究。2015-2016年石墨烯技术主题更多集中在海水淡化、空气治理领域，开展传感器领域的研究与石墨烯薄膜大面积制备等多方面。随着石墨烯作为新材料引起广泛关注，到2017-2018年，石墨烯在医疗保健、临床医疗等民众密切关注的领域开始逐渐增多，电供暖等热管理领域成为近年来的热门，新能源在政策驱动下也在石墨烯研究中得到关注，光电、柔性电子等电子信息领域始终保持较好的发展态势，众多石墨烯原料与生产工艺中性能结构改性研究逐渐开展。石墨烯的研发工作与涉及的应用领域逐渐体现出贴近市场需求的态势。

4.3 嵌入社会感知的石墨烯技术主题识别与发展态势分析

为进一步从社会感知的角度识别石墨烯技术热点，根据石墨烯技术主题分布与热门关键词在清博大数据中采集技术热点相关推文的微信发文量、阅读量与点赞量，计算技术主题影响力指数，构建关注热度与关注强度的回归直线模型（如图4所示），识别石墨烯技术热点分布情况。（样本时间区间：2017年1月至2018年4月）

图中拟合直线上方的技术主题，关注强度高于平均水平，为新兴技术热点主题。以关注热度均值H0为分界，右侧（区域A）关注热度与强度均呈现较高水平为成长型技术热点主题，例如：石墨烯在光电器件、纤维织物等多方面的应用;左侧（区域B）关注强度较高，但关注热度有待进一步增长，在公众感知认可下具备可观的市场前景，视为潜力型技术热点主题，例如：散热、供暖等热管理研究逐渐开展，由于贴近公众与市场需求，呈现较快增长趋势，同时由于新能源政策的推动与大健康的普及，临床医疗、节能储能等领域的研究获得公众认可，具备较为可观的发展前景。拟合直线下方左侧（区域C）关注热度与强度均较低，技术主题可能刚处于起步发展阶段或为社会公众较生疏的主题，如基础研究相关主题;右侧（区域D），海水淡化、污水处理、金属复合材料及建筑材料等主题，关注热度高于评价的为传统技术热点主题，多由于历史研究的积累取得了较多的关注热度，但相关研究也由于较难取得突破性进展，社会关注强度逐渐降低，有待通过改性完善以重新吸引公众的关注。

进一步绘制发展态势重要性与满意度IPA分析四方格图，如图5所示。石墨烯光电（图5标注63）等成长型热点技术主题分布于优势区Ⅰ，重要性程度较高，发展态势满意度为保持在较高水平，占据着当前市场的有利资源，在研发竞争中处于优势地位，市场应用前景良好，应努力保持核心技术的发展。维持区Ⅱ中分布着电热膜（图5标注39）等潜力型新兴热点主题，获取了较高公众认知与满意度，具备良好的发展潜力，市场应用前景广阔，在后续研发中应引起广泛关注，大力发展。区域Ⅲ机会区中，细胞培养（图5标注41）、荧光标记（图5标注13）等为基础研究或制备技术与生产工艺中的技术主题，公众更多青睐于技术产品的市场应用，公众参与科研尚未流行，后续还需更多政策支持推广，以获得更多公众支持与认可。区域Ⅳ改进区污水处理（图5标注56）多为传统热点主题，技术的改性提升应作为取得技术突破的方向。

5 结论与展望

追踪技术热点的发展趋势，识别技术机会和确定技术的应用前景，对企业或国家研发战略制定与科技竞争力的提升是至关重要的议题。嵌入社会感知的技术热点主题识别，不仅能发现技术热点，还可了解热点主题发展态势，对石墨烯技术的分析表明，近年来，石墨烯在电子信息领域、热管理、节能储能、生物医药等领域的应用一直取得了技术专家和公众的广泛关注，电热膜、临床医疗、光电器件等技术热点体现技术研发重视对市场应用需求的满足，社会公众作为技术的最终受益者，对技术热点的研发方向与发展态势也逐渐起到至关重要的作用。

研究的主要贡献在于，提出了实时获取并嵌入社会感知进行技术热点主题识别的新方法，这是对基于专利与文献识别技术热点主题的补充。采用技术领域认证微信公众号作为数据源，并利用微信用户对技术主题的感知信息作为技术热点的识别与判断依据，及时跟踪了技术知识传播分享渠道的变化，并给出了有效利用的途径。

本研究存在的局限性，微信公众平台作为新兴自媒体，数据积累量相比专利和文献还有差距，难以分析技术热点主题的演化过程。另外，平台开放性的限制对如何获取更多用户的使用行为轨迹仍需进一步研究，进而丰富社会感知，定位不同微信受众群体对技术发展的认知。

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（责任编辑：孙国雷）

纳米涂料发展研究论文范文第6篇

纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,简写是nm。1纳米是1米的十亿分之一,相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样,纳米是一个尺度概念,并没有物理内涵。纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显着地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。然而我们将就纳米技术在现实生活中的应用来看看纳米技术的应用前景。

2 纳米技术的应用

关于纳米技术在显示生活中的应用,主要就是纳米材料的应用在生产生活中日益广泛。

2.1 纳米材料的莲花效应

莲花虽生长于池塘的淤泥中,但它露在水面上的莲花荷叶却出污泥而不染,美丽而洁净,它可说是运用自然的纳米科技来达成自我洁净的最佳实例。照理说荷叶的基本化学成分是多醣类的碳水化合物,有许多的羟基(-OH)、(-NH)等极性原子团,在自然环境中很容易吸附水分或污垢。但洒在荷叶叶面上的水却会自动聚集成水珠,且水珠的滚动把落在叶面上的尘埃污泥粘吸滚出叶面,使叶面始终保持干净。经过科学家的观察研究,在1990年初终于揭开了荷叶叶面的奥妙。原来在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。经过电子显微镜的分析,莲花的叶面是由一层极细致的表面所组成,并非想象中的光滑,而此细致的表面的结构是精确度到微米至纳米尺寸的大小。叶面上布满细微的凸状物,再加上表面所存在的蜡质,这使得在尺寸上远大于该结构的灰尘、雨水等降落在叶面上时,只能和叶面上凸状物形成点的接触。液滴在自身的表面张力作用下形成球状,藉由液滴在滚动中吸附灰尘,并滚出叶面,这样的能力胜过人类的任何清洁科技。这就是莲花纳米表面「自我洁净」的奥妙所在。利用莲花效应,中国是在世界上第一个做出仿荷叶结构的防水纳米布的国家,是中科院化学所做出来的。用颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯水分散液,浸轧,光照。使颗粒粘结在纤维表面上,形成凸凹不平的表面结构,成为双疏材料,即疏水又疏油。用油或水往这种布上倒,都不会浸湿,也不会玷污。我们用这种材料做成衣服,就会防水。如果用这种材料处理玻璃,做成表面凸凹不平的结构,看起来没有任何问题,但不会结雾,不会沾水。可以从荷叶超强的疏水性,我们可以制作类似荷叶上有纳米材料的雨伞,就像“荷叶面”雨伞,撑雨疏水,抖水即干,不必担心带到室内会滴水了。

2.2 纳米阻燃剂

纳米阻燃剂可分为无机纳米微粒阻燃剂和纳米复合物阻燃剂两种。无机阻燃剂是应用最早的阻燃剂,它具有无毒、低烟、不产生腐蚀性气体、无二次污染的优点。无机阻燃剂通常通过填充方式添加到高分子材料中,制备成高分子阻燃材料。传统的无机阻燃剂的粒径较大,而且不均匀,直接影响其阻燃性和其他性能,因此,为更好地发挥阻燃效果,无机阻燃剂的超细化将是今后的发展方向。采用纳米技术将无机阻燃剂微粒细化,使其粒径在纳米级的范围内,使微粒的大小和形态都更均匀,就能大大地减少阻燃剂的添加量,从而减轻对织物性能的影响,克服无机阻燃剂的最大缺点。超细化的氢氧化镁、二氧化二锑以及氢氧化铝、硼酸锌等无机阻燃剂,均已广泛应用于阻燃材料中。用其做窗帘,墙纸,遇上着火,既不会燃烧,也可以防患与未然。

2.3 纳米技术电池

所谓的纳米技术电池,就是在电池的制造过程中,采用纳米技术材料或者制造工艺,生产制造出具有特别高性能的电池产品。随着电子技术的高速发展,人们对电池的需求量愈来愈多,人们总是希望得到一种容量大、功率高、性能优、价格廉的电池。但是,由于客观实际的限制,在现实中的电池总是无法全面满足人们的要求。电池界的专家学者在孜孜不倦的追求着电池性能的提高,经历了一代又一代人的不懈努力。纳米级的物质被应用在电池的制造中,就会产生显着的特性。强大的比表面活性能量和良好的导电性能,在参与电化学反应的时候,纳米颗粒物质在极板内部形成新的活性物基核,改善和增强电极结构,极大地提高电极的电化学反应表面,降低了电化学反应的能垒。因此,纳米技术材料的应用可以显着的降低蓄电池的内阻,抑制蓄电池在充放电过程中,因为温度和电极极化等原因而导致的极板钝化,从而有效的提高电池的性能,使得蓄电池电化学反应的可逆性更好、充放电效率更高、功率更大、电池更加容易均衡一致、低温性能限制改善。因此,采用纳米技术材料的蓄电池,其容量比常规电池的容量高,寿命比常规电池寿命长,大电流工作能力比常规电池强,低温性能比常规电池优。纳米技术电池的显著优点更主要集中表现在电池使用的中后期。一般情况,纳米技术电池前期对容量及功率的改善效果只是常规电池的5%~15%,中期对容量及功率的改善效果比常规电池高出20%~30%,后期对容量及功率的改善效果比常规电池高出可以达到50%以上。新纳米技术电池的种类有:纳米技术型免维护中低倍率镉镍蓄电池;纳米技术型免维护烧结式超高倍率镉镍蓄电池;纳米技术型免维护阀控式密封铅酸电池;纳米技术型锌镍动力电池。

2.4 纳米塑料

通用塑料指聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和丙烯酸类塑料等大塑料品种。对于这类塑料的改性,过去多是采用加入填充料的方式,首先是为了降低成本,后来是为了增韧来得到工程塑料,并进一步向塑料功能化发展,通过添加料的方法得到具有导电、抗静电、热塑磁性和压敏等功能的塑料。纳米材料的出现,为加型塑料提供了广阔的空间。通用塑料首当其冲,纳米技术最早就是用于通用塑料的改性。例如:纳米碳酸钙对高密度聚乙烯的改性,在加入碳酸钙的质量分数为20%以下时,其耐冲击强度随加入碳酸钙的增加而增加,拉伸和弯曲强度也有所提高。在此,填料有一个最大加入百分比,即有一个加入最大值,而且,该值和碳酸钙的表修饰类型有关。未经表面修饰处理的纳米碳酸钙填充体系的冲击强度随碳酸钙用量呈逐渐增加趋势,碳酸钙用量越多,材料冲击强度越大。经表面处理后,材料的冲击强度随碳酸钙用量变化规律已完全改变。材料在低纳米碳酸钙含量(约4%~6%)时即实现增韧目的,冲击强度提高接近一倍,增韧效果显著;当碳酸钙用量进一步增加时,材料的冲击强度呈缓慢下降。几种表面处理剂对拉伸弯曲性能的影响基本相同;与处理体系相比,表面处理后材料的拉伸、弯曲性能并无明显改善。由处理和未经处理的两种试样冲击断面和断抽图SEM照片可知,经过处理体系的冲击断面上有较多牵伸结构,拉丝较多;基体上无明显可见裂纹,基体发生明显的塑性变形,吸收了大量能量。脆断面的电镜表明纳米粒子分布均匀,附聚团粒小。未经处理体系的冲击断面上出现有许多断裂裂纹,是导致冲击强度较低的原因;且未经处理的试样,粒子分布不均,附聚颗粒较大。

2.5 可以抗紫外线的纳米材料

研究和开发防紫外线的功能性织物,是目前国际化纤纺织业的重点。目前,传统的抗紫外线纺织品主要采用共混熔融纺丝法,该方法将抗紫外线添加剂与成纤聚合物共混并一同进行熔融纺丝,抗紫外线添加剂多为有机化合物,存在一定的毒性和刺激性,容易造成皮肤化学性过敏。近年来无机紫外线遮蔽剂的研究突飞猛进,纳米TiO2是其中优秀代表。上海交大“纳米氧化钛(TiO2)抗紫外线纤维”通过了上海市科委组织的专家鉴定,纳米TiO2具有较高的化学稳定性、热稳定性、无味、无毒、无刺激性,使用安全,尤其是吸收紫外线能力强,对UVA区和UVB区紫外线都有屏蔽作用,可见光透过率大。采用该项目具有自主知识产权的纳米氧化钛与聚酯原位聚合方法,制备纳米TiO2/聚酯复合材料,真正实现了纳米颗粒在高聚物中的纳米级分散,不仅提高了纺丝效率,而且使材料的力学、热学性能得到了较大提高,织物的紫外线屏蔽指数大于50,在280~400纳米波段紫外线屏蔽率大于95%,紫外线透过率小于3%。据悉,该项目成果可广泛应用于生产帐篷、遮阳伞、夏季女装、野外工作服、训练服、运动服、窗帘织物、广告布等。采用本技术的抗紫外线织物还具有防暑、隔热、触感凉爽的性能,特别适宜织造高档T恤衫、运动服、训练服等夏季凉爽面料。据统计,世界功能性纺织品的需求量超过500亿米,我国功能纺织品的需求量近50亿米。纳米TiO2抗紫外纤维技术市场前景将非常广阔。

3 纳米科技的发展前景

激动人心的纳米时代已经到来,人们的生活即刻将发生巨大的变化,然而,我们也要清醒地看到,市场上真正成熟的纳米材料并不是很多。中科院院士白春礼院士认为,“真正意义的纳米时代还没有到来,我们正在充满信心地迎接纳米时代的到来。”白春礼说,“人类进入纳米科技时代的重要标志是纳米器件的研制水平和应用程度。”纳米科技发展到今天,距离纳米时代的到来还有多远呢,白春礼说,“纳米研究目前还有许多基础研究在进行中,在纳米尺度上还有大量原理性问题尚待研究,纳米科技现在的发展水平大概相当于计算机技术在20世纪50年代的发展水平,人类最终进入纳米时代还需要30到50年的时间,50年后纳米科技有可能像今天计算机技术一样普及。”

摘要：很多人都听说过“纳米”这个词,但什么是纳米,什么是纳米技术,可能很多人并不一定清楚。着名的诺贝尔奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾经预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。