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Chimica dei Materiali

Chimica dei Materiali è un importante ramo della scienza dei materiali nel campo dell'innovazione, come la scoperta e la sintesi di nanomateriali preparazione e modifica del processo di sviluppo e la caratterizzazione di nuovi materiali hanno un contributo unico da fare. Progettazione Chimica dei Materiali di nuovi materiali al significato strategico a livello atomico e molecolare ha ampie prospettive di applicazione.Breve introduzione

Materiali utilizzati Ampiamente è il driver principale di Chimica dei Materiali e lo sviluppo tecnologico. Ha una performance superiore nei materiali di laboratorio,

Non uguale in condizioni reali può essere applicato, deve formulare giudizi attraverso la ricerca applicata, quindi prendere misure efficaci per migliorarla. I materiali costituiti da parti di una vita futura è la ricerca materiale applicato per determinare invece, sono collegati con la progettazione della sicurezza e progettazione economica, connessi all'uso efficace di materiali e una scelta ragionevole. O l'applicazione di componenti meccanici, componenti elettronici basati sull'analisi del cedimento del materiale. Applicando il materiale può essere trovato regolarità delle cose, per guidare il miglioramento e lo sviluppo del materiale. Sviluppo dell'ingegneria chimica base condotta lungo due linee principali: da un lato, dopo aver riassunto, sintesi, formando una base per la teoria teorica, per passare una a tre passi contro; mano, con i clienti e applicazioni continuano ad espandersi , teorie e applicazioni nel campo di cross-penetrazione fondamentali, la generazione continua di nuova crescita e nuovi rami della scienza, in particolare con l'emergere di nuove energie, nuovi materiali, biotecnologie e di altre industrie emergenti, ingegneria chimica gioca un ruolo enorme in questi nuovi settori ma anche continuare a promuovere la teoria e migliorare i loro livelli di abilità, materiali di ingegneria chimica, ingegneria biochimica, risorse, ingegneria chimica, chimica ambientale ramo di ingegneria e altre discipline covato, ha portato nuova vitalità e lo spazio di sviluppo per lo sviluppo delle discipline di ingegneria chimica, Ingegneria Chimica e Materiali è uno della nuova crescita più rapida crescita, diventando una delle zone calde della ricerca contemporanea in ingegneria chimica.

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Metodi di ricerca

Metodi di analisi chimica dei materiali possono essere suddivisi in categorie di analisi chimica e analisi strumentale classici. Il primo è sostanzialmente chimicamente

Per raggiungere lo scopo dell'analisi, che è principalmente l'uso di metodi chimici e fisici (soprattutto nella fase finale determinazione spesso utilizzano metodi fisici) per ottenere i risultati di tali metodi di analisi da applicare in alcuni dei più complessi un particolare strumento. Il rapido sviluppo di strumenti di analisi moderni, e una varietà di strumenti analitici lavorare la maggior parte delle analisi è l'applicazione per completare, ma l'analisi chimica del classico ha ancora il suo significato. Applicazione di metodi chimici o fisici per identificare la composizione chimica di un metodi di prova dei materiali e la struttura del materiale. Identificazione del materiale che l'elemento (o ione), che si riferisce ad analisi qualitativa; misurata rapporto tra l'ammontare dei componenti (di solito espressa in percentuale), si chiama analisi quantitativa. Risultati di alcuni strumenti di precisione su larga scala di misura il valore relativo e materiali standard di calibrazione dello strumento e riferimento necessari revisione è generalmente metodo accurato per la determinazione dell'analisi chimica classica. Pertanto, l'analisi strumento e analisi chimica sono complementari, è difficile in un modo per sostituire completamente un'altra.

Analisi chimica classica, basata sulle proprietà uniche dei vari elementi chimici ei loro composti, reazioni chimiche riguardanti, per analisi qualitativa o quantitativa del materiale. Analisi chimica quantitativa della determinazione finale può essere diviso in analisi peso, analisi titolazione e metodo volumetrico gas.

① metodo gravimetrico: che la composizione chimica del componente misurato in un singolo composto o una sostanza nel campione separato dagli altri componenti, e il contenuto del componente viene determinata dal metodo di pesatura.

② volumetriche: noto con precisione la concentrazione della soluzione reagente (soluzione standard) è stata aggiunta goccia a goccia ad una soluzione della sostanza in esame, il reagente e la sostanza di prova vengono aggiunti fino a reazione stechiometrica quantitativa completa finora, secondo il volume della soluzione reagente utilizzato calcolo della quantità e concentrazione della sostanza in esame.

③ metodo volumetrico gas: misurando il gas da misurare (o la sostanza di prova in una forma di gas) viene assorbita (o occorrenza) per calcolare la quantità di volume della sostanza in esame. Questo metodo è applicato e l'importo del saldo Buret trachea come mezzo ultimo di misurazione.

Strumento di analisi secondo la composizione molecolare della sostanza in esame, la relazione tra certe proprietà fisiche e chimiche e le proprietà fisiche degli atomi, ioni o composti tra il dispositivo materiale d'applicazione per l'analisi qualitativa o quantitativa. Alcuni di questi metodi sono ancora inevitabilmente essere realizzato attraverso un pre-trattamento chimico e le reazioni chimiche necessarie. Analisi dello strumento è diviso in ottica, elettrochimica, cromatografia e spettrometria di massa.

Analisi ottica: Secondo il materiale e l'onda elettromagnetica (compresi γ raggi a onde radio dall'intera gamma spettrale) interazioni, o in base alle proprietà ottiche del materiale per il metodo di analisi. Il fotometrico più comunemente usato (spettroscopia infrarossa, visibile e ultravioletta assorbimento), spettrometria di assorbimento atomico, spettrometria di fluorescenza atomica, spettroscopia di emissione, analisi di fluorescenza, metodo torbidità, fotometria di fiamma, diffrazione di raggi X, raggi X analisi di fluorescenza, metodo di analisi radiazioni.

Progressi

Sintesi di resina fenolica, ha aperto il campo della scienza dei polimeri. Poliammide fibre sintetiche nel 1930, allora il concetto di polimero è ampiamente riconosciuta. In seguito, la sintesi, la struttura e le proprietà dei polimeri, tre applicazioni per mantenere e promuovere il coordinamento, la chimica dei polimeri di sviluppare rapidamente. Vari sintesi e applicazioni della moderna industria e l'agricoltura, i trasporti, la sanità, la tecnologia militare, così come tutti gli aspetti dei bisogni fondamentali delle persone, offre una varietà di eccellenti prestazioni e bassi costi di materiali importanti materiali polimerici, è diventato un simbolo importante della moderna civiltà materiale . Industria Polymer è un pilastro importante dello sviluppo di materiali chimica.

Il 20 ° secolo è stata l'età d'oro della sintesi organica. Separazione significa che il metodi di analisi chimiche e strutturali hanno compiuto progressi significativi, molti dei problemi strutturali di composti organici naturali sono stati risolti in modo soddisfacente, anche trovato molti nuovi importanti reazioni organiche e reagenti organici specifici, su questa base, bene sintesi organica, in particolare, ha fatto grandi progressi nella sintesi asimmetrica.

Dal 19 ° secolo, Fischer sperimentato ricerca nel campo della sintesi asimmetrica in quanto la tecnologia asimmetrica materiali reazione chimica è stato rapido sviluppo. Durante il quale può essere diviso in quattro fasi: reazioni asimmetriche (1) fonte chirale (chiralpool); reazioni asimmetriche (2) ausiliari chirali (chiralauxiliary); reazioni asimmetriche (3) reagente chirale (chiralreagent) ; (4) reazioni catalitiche asimmetriche (chiralcatalysis o asmmetriccatalyticreaction). Tradizionale introdotto nella sintesi asimmetrica della simmetrico reagenti di partenza o la reazione asimmetrica e reagenti fattore asimmetrici che consuma il chirale stechiometria reagente ausiliario. Generalmente si riferisce all'uso di sintesi asimmetrica catalitica di progettazione razionale chirale di complessi metallici (quantità catalitica) o enzima come modello per controllare la superficie reagenti chirali mappatura, un gran numero di substrati prochirali selettivamente convertito in una configurazione specifica Il prodotto, per ottenere l'amplificazione della proliferazione chirale e chirale. Brevemente, la grandezza è attraverso l'uso di un catalizzatore chirale per la materia prima per la produzione di un gran numero di prodotti delle caratteristiche chirali stereoselettive. Le sue condizioni di reazione blande, buona stereoselettività, isomero (R) o (S) isomeri di uno stesso facile da produrre, e substrati ampiamente prochirali fonti di composti chirali per la produzione di un gran numero di termini è il più economico e tecnologia pratica. Così, le reazioni catalitiche asimmetriche (compresi catalisi chimica e la reazione bio-catalitica) è stato molto apprezzato dai chimici organici di tutto il mondo, in particolare molte società chimica impegnata per lo sviluppo di reazione catalitica asimmetrica chirali Technologies (chirotechnology) e asimmetrica sintesi.

Questo sarà unico cambiamento è stato a lungo estratto da piante e animali, o convertiti in composti naturali preparazione di composti chirali. Sintesi chimica generale può solo ottenere una miscela racemica, dopo la scissione è soggetta ad ingombrante per ottenere un singolo composti chirali. Asimmetrico sintesi catalitica del catalizzatore chirale può essere solo pochi saranno selettivamente convertito un sacco di substrati prochirali per una particolare configurazione di composti chirali, così la sintesi di composti chirali nel campo più parlato di prospettive anche il più pratico.

Per sintesi asimmetrica catalitica, selezione e sintesi di vitale catalizzatore chirale adatto. Ricerca negli ultimi decenni metallo di transizione reazioni catalizzate complessi chirali asimmetrici per sintesi asimmetrica e composti chirali industrializzazione aperto una prospettiva ampia. Stereoselettiva catalisi organometallica ricerca applicata in sintesi organica è ampiamente usato nell'industria farmaceutica, pesticidi e l'industria chimica fine saranno, ma anche uno dei metalli a caldo messa a fuoco organica e ricerca nel nuovo secolo. Dendrimeri come un nuovo polimero sintetico apparvero a metà degli anni 1980, a causa della natura altamente strutturata altamente ordinata tridimensionale, stretta distribuzione del peso molecolare, struttura molecolare della sua struttura, e possono essere controllate a livello molecolare, Il composto polimerico delle dimensioni del nuovo design molecolare, forma, struttura e gruppi funzionali. La sua struttura molecolare altamente ramificata e gran numero di cavità e la densità superficiale della distribuzione dei gruppi funzionali, ha un potenziale uso nel catalizzatore.

La struttura altamente ordinata del dendrimero, rispetto al convenzionale o sintetico polimero naturale, ei suoi vantaggi sono evidenti: (1) il prodotto della sintesi di struttura controllata, monodisperse, e può avere un peso molecolare di un singolo prodotto. (2) buone proprietà di solubilità dei gruppi funzionali esterni per determinare la loro solubilità, macro-misure di controllo possono essere applicate, prodotto e anfifiliche solubile in olio idrosolubile sintetica. (3) La viscosità del prodotto è piccolo, il processo di sintesi generale sarà un valore massimo per poi diminuire in viscosità, ma a differenza di polimeri convenzionali, gelificazione non si verifica durante la sintesi. Queste proprietà eccellenti determinano le sue potenziali applicazioni in catalisi.

Dendrimeri struttura dendritica, contiene un sacco di "cavità" interno, contiene un gran numero di molecole di fuori dei gruppi funzionali attivi. "Cavità" dimensione molecolare interno e "dimensione" esterna terminali, "numero" e le molecole possono essere strettamente controllati, centri cataliticamente attive al di fuori dei dendrimeri possono anche essere internamente. Oltre al dendrimero molecola stessa struttura particolare, avendo inoltre una dimensione nano, e può essere sciolto per formare molecole. Dopo completamento della reazione omogenea, il catalizzatore viene separato dal prodotto di reazione mediante semplici tecniche di separazione, vale a dire, questi nuovi catalizzatori possono conseguire un catalizzatore omogeneo immobilizzato. Può essere divisa in due categorie: una è il centro attivo catalitico in prossimità di dendrimer nucleare, e l'altro è i gruppi funzionali superficiali catalitici contenenti dendrimeri.

Tali dendrimeri come vettori catalizzatore chirale possono essere sintetizzati con metodi diversi possono essere messi a punto dendrimero avente una struttura specifica, poi introdotto nel centro attivo catalitico di dendrimeri in luoghi diversi, per ottenere una struttura specifica catalizzatore. A causa di questi catalizzatori possono raggiungere un catalizzatore omogeneo immobilizzazione può anche essere filtrazione tecnico o membrana e nano-tecnologia combinata per recuperare e superare le carenze di catalizzatori omogenei tradizionali.

Presentazione professionale

Materiali chimica è lo studio di materiali da un punto di vista chimico di progettazione, la preparazione, la composizione, la struttura della scienza, la caratterizzazione, le proprietà e le applicazioni. Si tratta di un importante ramo della scienza dei materiali, ed è parte integrante della chimica, con una significativa la natura interdisciplinare, interdisciplinare. Con il rapido sviluppo dell'economia nazionale e il continuo progresso della scienza dei materiali e scienze chimiche, chimica dei materiali come il rapido sviluppo delle discipline emergenti.

Obiettivi formativi Affari

La formazione comprensione più sistematica professionale della teoria di base della scienza dei materiali e della tecnologia, con una conoscenza di base di chimica e materiali relativi alle competenze di base, a impegnarsi nella ricerca, l'insegnamento, lo sviluppo tecnologico e il lavoro di gestione relativo nella scienza dei materiali e ingegneria e campi correlati di materiali perizia livello chimico.

Esigenze di formazione commerciale

La teoria di base degli allievi studiano principalmente la scienza dei materiali, conoscenze di base e competenze di base, formazione di base nel pensiero scientifico e esperimenti scientifici, con l'utilizzo di teoria di base dei materiali chimica e chimica, conoscenze di base e competenze pratiche in materiali di ricerca e sviluppo tecnologico competenze di base.

I laureati dovranno acquisire le seguenti conoscenze e abilità:


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