时间：2023-02-06 22:38:58
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇材料研究分析，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
自70年代纳米颗粒材料问世以来，80年代中期在实验室合成了纳米块体材料，至今已有20多年的历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。
第一阶段（1990年以前）主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。
第二阶段（1994年前）人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。
第三阶段（从1994年到现在）纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。国际上，把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系，基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。
如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。著名诺贝尔奖金获得者，美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…，那将创造什么样的奇迹”。就像目前用STM操纵原子一样，人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言，创造新奇迹的起点。美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上，指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。可见，纳米结构的组装体系很可能成为纳米材料研究的前沿主导方向。
二、纳米材料研究的特点
1、纳米材料研究的内涵不断扩大
第一阶段主要集中在纳米颗粒（纳米晶、纳米相、纳米非晶等）以及由它们组成的薄膜与块体，到第三阶段纳米材料研究对象又涉及到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料（包括凝胶和气凝胶），例如气凝胶孔隙率高于90％，孔径大小为纳米级，这就导致孔隙间的材料实际上是纳米尺度的微粒或丝，这种纳米结构为嵌镶、组装纳米微粒提供一个三维空间。纳米管的出现，丰富了纳米材料研究的内涵，为合成组装纳米材料提供了新的机遇。
2．纳米材料的概念不断拓宽
1994年以前，纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜，现在纳米结构的材料的含意还包括纳米组装体系，该体系除了包含纳米微粒实体的组元，还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体，因此，纳米结构材料内涵变得丰富多彩。
3．纳米材料的应用成为人们关注的热点
经过第一阶段和第二阶段研究，人们已经发现纳米材料所具备的不同于常规材料的新特性，对传统工业和常规产品会产生重要的影响。日本、美国和西欧都相继把实验室的成果转化为规模生产，据不完全统计，国际上已有20多个纳米材料公司经营粉体生产线，其中陶瓷纳米粉体对常规陶瓷和高技术陶瓷的改性、纳米功能涂层的制备技术和涂层工艺、纳米添加功能油漆涂料的研究、纳米添加塑料改性以及纳米材料在环保、能源、医药等领域的应用，磨料、釉料以及纸张和纤维填料的纳米化研究也相继展开。纳米材料及其相关的产品从1994年开始已陆续进入市场，所创造的经济效益以20％速度增长。
三、纳米材料的发展趋势
1．加强控制工程的研究
在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究，这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用，它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分，是有利的作用，还是不利的作用更难以判断，这不但给某一现象的解释带来困难，同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。如何控制这些效应对纳米材料性能的影响，如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响，这都是控制工程研究亟待解决的问题。国际上近一两年来，纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面：一是纳米颗粒的表面改性，通过纳米微粒的表面做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度；二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态（连续分布还是孤立分布）来控制量子尺寸效应和渗流效应；三是通过设计纳米丝、管等的阵列体系（包括有序阵列和无序阵列）来获得所需要的特性。
2．近年来引人注目的几具新动向
（1）纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头。日本Nippon钢铁公司闪电化学阳极腐蚀方法获得6H多孔碳化硅，发现了蓝绿光发光强度比6H碳化硅晶体高100倍：多孔硅在制备过程中经紫外辐照或氧化也发蓝绿光；含有Dy和Al的SiO2气凝胶在390nm波长光激发下发射极强的蓝绿光，比多孔Si的最强红光还高出1倍多，250nm波长光激发出极强的蓝光。
（2）巨电导的发现。美国霍普金斯大学的科学家在SiO2一Au的颗粒膜上观察到极强的高电导现象，当金颗粒的体积百分比达到某临界值时，电导增加了14个数量级；纳米氧化镁铟薄膜经氢离子注入后，电导增加8个数量级；
【关键词】车内空气；内饰材料；甲醛；液相色谱
1 前言
随着人们生活水平提高，汽车逐步成为大众交通工具，对于汽车内饰所挥发出的有毒有害的气体的研究受到越来越到关注，汽车内饰材料中选用了真皮、座椅、油漆和塑料装饰件等材料，以及对车辆主要内饰材料加工和使用本身物质挥发特性的分析，这些材料存在了不同程度的甲醛或材料添加剂等挥发物。研究汽车内部不同内饰材料甲醛的检测和研究，对汽车内部内饰材料才能进行环保质量控制，保证乘车人身体健康。
2 实验过程
2.1 仪器与试剂
100ng/DNPH管；采样袋；内外饰高温步入式烘箱；氮气99.999%；干湿气体流量计（DC-1C）；高效液相色谱仪（THermoFisher，HPLC）；采样泵（上海研菱）；紫外检测器（HPLC/UV）。
2.2 实验方法
模拟样品在车内的使用状况，将样品放入密封袋中，充入体积50%的氮气，加热2小时，用DNPH管吸附醛酮类物质，5ml乙腈进行定量洗脱，采用高效液相色谱对甲醛进行分析。
2.3 色谱条件
C18反向色谱柱（4.6mm*150mm*3um；流动相为V水：V乙腈/四氢呋喃=45：55梯度洗脱；流量1ml/min；进样体积10ul，色谱柱温度30℃；紫外检测定量波长360nm，外标法定量。
2.4 实验步骤
向样袋中放入样件，密封后向样袋内充入其容积30%的纯氮气后，用泵将气体抽出，反复进行3次该作业后在25℃下注入容积50%的纯氮气。在进行气体捕集前将准备的样袋放到60℃的烘箱内放置2小时。打开样袋的阀门，将DNPH管的两端分别与样袋和泵相连，打开泵以800ml/min抽取样袋中的气体15 min，在此过程中甲醛被吸附于DNPH管中。准确加入5mL乙腈反向洗脱采样管，将洗脱液收集于5mL容量瓶中，然后进行液相色谱分析。
2.5按照图1所示采用甲醛衍生物外标法做标准曲线后进行积分分析。
图1
2.6 计算公式 C分析样品浓度=（M采样管分析浓度mg-M空白管分析浓度mg）/V采样体积L1000 mg/m3
2.7 根据表1标准物谱图标准判定系数达到0.9950以上，审计试验方法如表1所示：
表1
3 研究控制
（1）通过掌握不同汽车内饰材料的甲醛信息，可向零部件供应商推荐低成本、高性能材料，从而掌握零部件材料选用的主动权，源头上降低汽车材料中甲醛的挥发量。表2与表3分别表示了不同内饰材料加热时间与甲醛挥发速率的关系，可以看出加热时间越长，甲醛的挥发速率越低，可以按挥发率控制其生产。
表2
名称 加热2.5h 加热3.0h 加热3.5h 加热4.0h
某织物座椅（ug） 97.507 88.065 86.967 77.943
表3
名称 加热2.5h 加热3.3h 加热3.8h
某双淋膜顶蓬材（ug） 71.410 64.243 61.783
（2）通过掌握不同样件加工工艺对甲醛的影响信息，可在不增加成本的基础上，对加工工艺、加工过程进行优化，通过严格的管控，优化工艺后对整车的影响量都可以得到有效控制。
（3）控制产生的污染气体排放，目前车内空气污染后处理技术主要有臭氧消毒、光触媒消毒、负离子杀毒、高温蒸汽消毒、紫外线消毒、活性炭吸附等。使用车内空气净化装置即可控制车内气体的挥发，又可达到空气净化的效果，消除环境污染。
4 结论
建立车内空气控制体系，通过选材、产品加工工艺、净化技术等来实现对各零部件的甲醛含量控制，进而通过各零部件的达标来保障整车甲醛质量控制目标的实现，研究其检测试验和甲醛影响规律才能更好的控制车内甲醛空气质量。
参考文献：
[1]国家环保总局.HJ/T400-2007车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法. [S].2008-3-1
[2]戴萍.室内空气品质评价方法的研究进展[J].中国环境监测， 2004， 20（ 2） ： 64- 66.
[3]吴昌威，徐朋，刘利华.车内空气污染物检测技术与控制研究[C]//2008 年中国汽车工程学会年会论文集.天津：[s.n]，2008.
[4]葛蕴珊，尤可为.车内污染物的影响因素和测量技术研究[J].科技导报，2006（7）.
【关键词】建筑装修； 材料污染； 防治措施
前言
随着生活方式的改变，人们生活和工作于室内的时间越来越长。据统计，人处在各种室内环境（居室、办公室、公共场所及交通工具等）中活动的时间约占人生活动时间的70%一80%，随着电脑的普遍使用，一些发达国家的人在室内度过的时间比率还会更大。现代建筑使用的建筑和装饰材料中，大量使用了多种化学品，其中大都含有有机污染物（简称VOC）。这些污染物的毒性、刺激性、致癌作用和特殊的气味，能导致人体呈现各种不适反应，主要引起眼、鼻、咽喉刺激干燥，感到疲乏、无力、头痛、头昏、记忆力减退、恶心、皮肤瘙痒等症状，称之为“不良建筑物综合症”，严重的可引发婴儿畸形、白血病和多种癌症。因此，室内空气污染问题严重地威胁和危害人体健康，室内空气污染、水污染、大气污染、噪声和电磁辐射被列入对公众健康危害最大的5种环境因素，室内空气污染已成为国内外研究的热点。目前我国建筑装修材料主要分为两类，即有机材料和无机材料。这两类材料又有天然与人造之分，天然有机材料的使用越来越少，而人造板材、塑料化纤制品的使用越来越多。常用的无机非金属装修材料有石材、陶瓷、石膏板、吊顶材料等；人造板材和人造饰面板，如细木工板、指接板、纤维板等；溶剂型涂料，如醇酸清漆、硝基清漆、聚氨脂漆等；防水材料、胶粘剂、壁纸等。
一、建筑装修材料中的主要污染物种类及其来源分析研究
建筑装修材料中的有毒物质多达数千种，其中对人体健康危害最大的是甲醛、苯、氨和挥发性有机化合物、氡等。甲醛的主要来源是用于室内装修的细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材，泡沫塑料、涂料、粘合剂等；苯大量存在各种建筑装修材料的有机溶剂中，例如各种油漆的稀释剂和外加剂，苯也用作装饰材料、人造板材的溶剂；氨的污染源主要来自建筑本身，即建筑施工中使用的混凝土外加剂和以氨水为主要原料的混凝土防冻剂；总挥发性有机化合物污染源主要有人造板、泡沫隔热材料、塑料板材、壁纸、纤维材料等；氡有放射性，主要来自建筑装修材料中某些混凝土和天然石材，如石材、瓷砖、卫生洁具等材料。
二、建筑装修材料主要污染物给人体带来的危害分析研究
建筑装修材料中的甲醛对皮肤和黏膜有强烈的刺激作用，可使细胞中蛋白质凝固变性，抑制一切细胞机能，长期接触甲醛，可引发人体多系统、多器官的损害，如神经系统紊乱、肝硬化、贫血和心脑血管等疾病，可导致非特异性肿瘤增加，且发病率随着接触时间的延长而增加。甲醛作为最主要的污染物，早已引起了人们的重视，世界卫生组织及美国环境保护局均将甲醛列为潜在的危险致癌物及重要的环境污染物加以研究和寻找消除办法。苯的危害主要表现在血液毒性、遗传毒性和致癌物癌性三方面。在通风不良的环境中，短时间吸入高浓度苯蒸气可以引起急性苯中毒；轻度中毒会造成嗜睡、头疼、头晕、呕吐、胸；重度中毒可出现视物模糊、震颤、心律不齐、抽搐和昏迷等，严重的可出现呼吸和循环衰竭。氨可以吸收组织中的水分，使组织蛋白质变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构，减弱人体对疾病的抵抗力。氨浓度过高时，除腐蚀作用外还可通过三叉神经末梢的反射作用引起心脏停搏和呼吸停止。总挥发性有机化合物对人体的危害主要表现在感官效应，会对人体产生急性和慢性的健康影响和超敏感效应影响，暴露其中可导致头疼、恶心、疲劳、眩晕、胸闷等症状，严重的还可损伤肝脏和造血系统出现癌变等。氡对人体的健康危害主要是在体内产生辐射可导致肺癌死亡，也可导致白血病，皮肤癌等及其他呼吸道疾病。世界卫生组织把它列为主要环境致癌物质之一，国际癌症研究机构也认为氡是重要的致癌物质建筑装修材料有毒物质对生态环境的影响。
三、建筑装修材料污染的防治措施分析研究
1、材料选择时的防治。尽量选择达到环保等级的材料，对于市场上琳琅满目的装修材料，选择时要多看、多问、多留意产品的标识是否规范，避免购买生产工艺落后、小作坊生产的装修材料。在满足装饰效果和功能性的前提下，少选用人造材料，轻装修重装饰，多采用软装改变空间、烘托氛围。严格把好材料选择关，使用天然材料和相对较为安全、环保的人造材料。
2、施工时的控制措施。一是控制装修材料的进场检验，检验合格后方可使用；二是控制施工过程中产生的有害物质，如禁止在室内使用苯、二甲苯和汽油进行除油漆和清除旧涂料作业；胶粘剂、水性处理剂、稀释剂使用后应及时闭存放；施工废料及时清出室内等；三是规范施工人员的操作方法，避免人为产生污染；四是控制室内环境质量的验收，对不符合国家相关标准的房间不得入住。
3、使用时的防治措施。对准备入住的房屋，首先要注意室内有害气体的检测和净化，在入住前的空置时间应尽量长，同时开窗通风；其次，入住后应保持室内通风条件良好，有条件的用户可以安装空气净化器，对室内空气中的有害物质进行过滤、吸附、净化。另外，还可以在室内适当放一些绿色植物，例如绿萝、吊兰、虎皮兰等用于吸附、除尘和杀菌，以减少有害物质的污染，改善空气质量。
4、加大法制监督和环保宣传力度。对于制造、销售危害性装修材料的企业进行处罚，如带来了不良后果应担负刑事责任；同时加大环保宣传力度，特别是材料制造商和经销商，促进全社会共同关注建筑装修材料有毒物质的污染问题。对建筑装修材料带来的室内空气污染，必须在全社会进行广泛的宣传教育，引导人们充分认识其来源、危害并学习防治措施。
四、结语
建筑和装饰材料造成室内空气污染的大小及其对人体伤害程度，在科学界和学术界虽然没有明确的标准，甚至有些争议，但经过科学研究表明，建筑和装饰材料造成的室内空气污染，肯定对人体有危害，影响人的健康，其影响健康的程度虽然有所不同，但必须引起重视。随着科学技术的进一步发展，人们对建材室内污染对人体的危害问题，逐渐有了更加深刻、更加全面的认识。不断提高人们的环保意识和自我保护能力，开发和生产更多的新型环保建材、新型绿色建筑，为保护人民的健康服务。综上所述，建筑装修材料中的污染物种类多，危害严重，造成了室内空气污染从而伤害人们的身心健康，我们应不断提高环保意识和自我保护能力。我们相信，随着人们对环保认识的提高及更多新型环保材料的出现，建筑装修材料污染的问题能够得到有效的缓解。
参考文献
[1]陈冠英. 居室环境与人体健康. 北京：化学工业出版社，2005.
[2]于惠芳，李心意，张晓鸣等. 装饰装修材料中甲醛的含量. 环境与健康，2004.
[3]冯 芳，张占恩，张丽君.建筑和装饰材料导致室内污染的研究[J].新型建筑材料，2001
关键词半导体材料量子线量子点材料光子晶体
1半导体材料的战略地位
上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路，必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。
2几种主要半导体材料的发展现状与趋势
2.1硅材料
从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC‘s）技术正处在由实验室向工业生产转变中。目前300mm，0.18μm工艺的硅ULSI生产线已经投入生产，300mm，0.13μm工艺生产线也将在2003年完成评估。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。
从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离（Smartcut）和SIMOX材料等也发展很快。目前，直径8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在开发中。
理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。
2.2GaAs和InP单晶材料
GaAs和InP与硅不同，它们都是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点；在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。
目前，世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨，其中以低位错密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生长的2－3英寸的导电GaAs衬底材料为主；近年来，为满足高速移动通信的迫切需求，大直径（4，6和8英寸）的SI－GaAs发展很快。美国莫托罗拉公司正在筹建6英寸的SI－GaAs集成电路生产线。InP具有比GaAs更优越的高频性能，发展的速度更快，但研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技术尚未完全突破，价格居高不下。
GaAs和InP单晶的发展趋势是：
（1）。增大晶体直径，目前4英寸的SI－GaAs已用于生产，预计本世纪初的头几年直径为6英寸的SI－GaAs也将投入工业应用。
（2）。提高材料的电学和光学微区均匀性。
（3）。降低单晶的缺陷密度，特别是位错。
（4）。GaAs和InP单晶的VGF生长技术发展很快，很有可能成为主流技术。
2.3半导体超晶格、量子阱材料
半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术（MBE，MOCVD）的新一代人工构造材料。它以全新的概念改变着光电子和微电子器件的设计思想，出现了“电学和光学特性可剪裁”为特征的新范畴，是新一代固态量子器件的基础材料。
（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。
GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和应变补偿材料体系已发展得相当成熟，已成功地用来制造超高速，超高频微电子器件和单片集成电路。高电子迁移率晶体管（HEMT），赝配高电子迁移率晶体管（P－HEMT）器件最好水平已达fmax=600GHz，输出功率58mW，功率增益6.4db；双异质结双极晶体管（HBT）的最高频率fmax也已高达500GHz，HEMT逻辑电路研制也发展很快。基于上述材料体系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探测器，红、黄、橙光发光二极管和红光激光器以及大功率半导体量子阱激光器已商品化；表面光发射器件和光双稳器件等也已达到或接近达到实用化水平。目前，研制高质量的1.5μm分布反馈（DFB）激光器和电吸收（EA）调制器单片集成InP基多量子阱材料和超高速驱动电路所需的低维结构材料是解决光纤通信瓶颈问题的关键，在实验室西门子公司已完成了80×40Gbps传输40km的实验。另外，用于制造准连续兆瓦级大功率激光阵列的高质量量子阱材料也受到人们的重视。
虽然常规量子阱结构端面发射激光器是目前光电子领域占统治地位的有源器件，但由于其有源区极薄（～0.01μm）端面光电灾变损伤，大电流电热烧毁和光束质量差一直是此类激光器的性能改善和功率提高的难题。采用多有源区量子级联耦合是解决此难题的有效途径之一。我国早在1999年，就研制成功980nmInGaAs带间量子级联激光器，输出功率达5W以上；2000年初，法国汤姆逊公司又报道了单个激光器准连续输出功率超过10瓦好结果。最近，我国的科研工作者又提出并开展了多有源区纵向光耦合垂直腔面发射激光器研究，这是一种具有高增益、极低阈值、高功率和高光束质量的新型激光器，在未来光通信、光互联与光电信息处理方面有着良好的应用前景。
为克服PN结半导体激光器的能隙对激光器波长范围的限制，1994年美国贝尔实验室发明了基于量子阱内子带跃迁和阱间共振隧穿的量子级联激光器，突破了半导体能隙对波长的限制。自从1994年InGaAs／InAIAs／InP量子级联激光器（QCLs）发明以来，Bell实验室等的科学家，在过去的7年多的时间里，QCLs在向大功率、高温和单膜工作等研究方面取得了显着的进展。2001年瑞士Neuchatel大学的科学家采用双声子共振和三量子阱有源区结构使波长为9.1μm的QCLs的工作温度高达312K，连续输出功率3mW.量子级联激光器的工作波长已覆盖近红外到远红外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光谱、超高灵敏气体传感器、高速调制器和无线光学连接等方面显示出重要的应用前景。中科院上海微系统和信息技术研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子级联激光器；中科院半导体研究所于2000年又研制成功3.7μm室温准连续应变补偿量子级联激光器，使我国成为能研制这类高质量激光器材料为数不多的几个国家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作为超薄层微结构材料发展的主流方向，正从直径3英寸向4英寸过渡；生产型的MBE和M0CVD设备已研制成功并投入使用，每台年生产能力可高达3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英国卡迪夫的MOCVD中心，法国的PicogigaMBE基地，美国的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有这种外延材料出售。生产型MBE和MOCVD设备的成熟与应用，必然促进衬底材料设备和材料评价技术的发展。
（2）硅基应变异质结构材料。
硅基光、电器件集成一直是人们所追求的目标。但由于硅是间接带隙，如何提高硅基材料发光效率就成为一个亟待解决的问题。虽经多年研究，但进展缓慢。人们目前正致力于探索硅基纳米材料（纳米Si／SiO2），硅基SiGeC体系的Si1－yCy/Si1－xGex低维结构，Ge／Si量子点和量子点超晶格材料，Si／SiC量子点材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED发光器件和有关纳米硅的受激放大现象的报道，使人们看到了一线希望。
另一方面，GeSi／Si应变层超晶格材料，因其在新一代移动通信上的重要应用前景，而成为目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止频率已达200GHz，HBT最高振荡频率为160GHz，噪音在10GHz下为0.9db，其性能可与GaAs器件相媲美。
尽管GaAs／Si和InP／Si是实现光电子集成理想的材料体系，但由于晶格失配和热膨胀系数等不同造成的高密度失配位错而导致器件性能退化和失效，防碍着它的使用化。最近，Motolora等公司宣称，他们在12英寸的硅衬底上，用钛酸锶作协变层（柔性层），成功的生长了器件级的GaAs外延薄膜，取得了突破性的进展。
2.4一维量子线、零维量子点半导体微结构材料
基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维半导体材料是一种人工构造（通过能带工程实施）的新型半导体材料，是新一代微电子、光电子器件和电路的基础。它的发展与应用，极有可能触发新的技术革命。
目前低维半导体材料生长与制备主要集中在几个比较成熟的材料体系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在纳米微电子和光电子研制方面取得了重大进展。俄罗斯约飞技术物理所MBE小组，柏林的俄德联合研制小组和中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子点激光器，工作波长lμm左右，单管室温连续输出功率高达3.6～4W.特别应当指出的是我国上述的MBE小组，2001年通过在高功率量子点激光器的有源区材料结构中引入应力缓解层，抑制了缺陷和位错的产生，提高了量子点激光器的工作寿命，室温下连续输出功率为1W时工作寿命超过5000小时，这是大功率激光器的一个关键参数，至今未见国外报道。
在单电子晶体管和单电子存贮器及其电路的研制方面也获得了重大进展，1994年日本NTT就研制成功沟道长度为30nm纳米单电子晶体管，并在150K观察到栅控源－漏电流振荡；1997年美国又报道了可在室温工作的单电子开关器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工艺技术实现了128Mb的单电子存贮器原型样机的制造，这是在单电子器件在高密度存贮电路的应用方面迈出的关键一步。目前，基于量子点的自适应网络计算机，单光子源和应用于量子计算的量子比特的构建等方面的研究也正在进行中。
与半导体超晶格和量子点结构的生长制备相比，高度有序的半导体量子线的制备技术难度较大。中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组，在继利用MBE技术和SK生长模式，成功地制备了高空间有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子线和量子线超晶格结构的基础上，对InAs／InAlAs量子线超晶格的空间自对准（垂直或斜对准）的物理起因和生长控制进行了研究，取得了较大进展。
王中林教授领导的乔治亚理工大学的材料科学与工程系和化学与生物化学系的研究小组，基于无催化剂、控制生长条件的氧化物粉末的热蒸发技术，成功地合成了诸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半导体氧化物纳米带，它们与具有圆柱对称截面的中空纳米管或纳米线不同，这些原生的纳米带呈现出高纯、结构均匀和单晶体，几乎无缺陷和位错；纳米线呈矩形截面，典型的宽度为20－300nm，宽厚比为5－10，长度可达数毫米。这种半导体氧化物纳米带是一个理想的材料体系，可以用来研究载流子维度受限的输运现象和基于它的功能器件制造。香港城市大学李述汤教授和瑞典隆德大学固体物理系纳米中心的LarsSamuelson教授领导的小组，分别在SiO2／Si和InAs／InP半导体量子线超晶格结构的生长制各方面也取得了重要进展。
低维半导体结构制备的方法很多，主要有：微结构材料生长和精细加工工艺相结合的方法，应变自组装量子线、量子点材料生长技术，图形化衬底和不同取向晶面选择生长技术，单原子操纵和加工技术，纳米结构的辐照制备技术，及其在沸石的笼子中、纳米碳管和溶液中等通过物理或化学方法制备量子点和量子线的技术等。目前发展的主要趋势是寻找原子级无损伤加工方法和纳米结构的应变自组装可控生长技术，以求获得大小、形状均匀、密度可控的无缺陷纳米结构。
2.5宽带隙半导体材料
宽带隙半导体材主要指的是金刚石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶体等，特别是SiC、GaN和金刚石薄膜等材料，因具有高热导率、高电子饱和漂移速度和大临界击穿电压等特点，成为研制高频大功率、耐高温、抗辐照半导体微电子器件和电路的理想材料；在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等方面有着广泛的应用前景。另外，III族氮化物也是很好的光电子材料，在蓝、绿光发光二极管（LED）和紫、蓝、绿光激光器（LD）以及紫外探测器等应用方面也显示了广泛的应用前景。随着1993年GaN材料的P型掺杂突破，GaN基材料成为蓝绿光发光材料的研究热点。目前，GaN基蓝绿光发光二极管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大输出功率为0.5W.在微电子器件研制方面，GaN基FET的最高工作频率（fmax）已达140GHz，fT=67GHz，跨导为260ms／mm；HEMT器件也相继问世，发展很快。此外，256×256GaN基紫外光电焦平面阵列探测器也已研制成功。特别值得提出的是，日本Sumitomo电子工业有限公司2000年宣称，他们采用热力学方法已研制成功2英寸GaN单晶材料，这将有力的推动蓝光激光器和GaN基电子器件的发展。另外，近年来具有反常带隙弯曲的窄禁带InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重视，这是因为它们在长波长光通信用高T0光源和太阳能电池等方面显示了重要应用前景。
以Cree公司为代表的体SiC单晶的研制已取得突破性进展，2英寸的4H和6HSiC单晶与外延片，以及3英寸的4HSiC单晶己有商品出售；以SiC为GaN基材料衬低的蓝绿光LED业已上市，并参于与以蓝宝石为衬低的GaN基发光器件的竟争。其他SiC相关高温器件的研制也取得了长足的进步。目前存在的主要问题是材料中的缺陷密度高，且价格昂贵。
II－VI族兰绿光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美国3M公司成功地解决了II－VI族的P型掺杂难点而得到迅速发展。1991年3M公司利用MBE技术率先宣布了电注入（Zn，Cd）Se／ZnSe兰光激光器在77K（495nm）脉冲输出功率100mW的消息，开始了II－VI族兰绿光半导体激光（材料）器件研制的。经过多年的努力，目前ZnSe基II－VI族兰绿光激光器的寿命虽已超过1000小时，但离使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速发展和应用，使II－VI族兰绿光材料研制步伐有所变缓。提高有源区材料的完整性，特别是要降低由非化学配比导致的点缺陷密度和进一步降低失配位错和解决欧姆接触等问题，仍是该材料体系走向实用化前必须要解决的问题。
宽带隙半导体异质结构材料往往也是典型的大失配异质结构材料，所谓大失配异质结构材料是指晶格常数、热膨胀系数或晶体的对称性等物理参数有较大差异的材料体系，如GaN／蓝宝石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引发界面处大量位错和缺陷的产生，极大地影响着微结构材料的光电性能及其器件应用。如何避免和消除这一负面影响，是目前材料制备中的一个迫切要解决的关键科学问题。这个问题的解泱，必将大大地拓宽材料的可选择余地，开辟新的应用领域。
目前，除SiC单晶衬低材料，GaN基蓝光LED材料和器件已有商品出售外，大多数高温半导体材料仍处在实验室研制阶段，不少影响这类材料发展的关键问题，如GaN衬底，ZnO单晶簿膜制备，P型掺杂和欧姆电极接触，单晶金刚石薄膜生长与N型掺杂，II－VI族材料的退化机理等仍是制约这些材料实用化的关键问题，国内外虽已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。
3光子晶体
光子晶体是一种人工微结构材料，介电常数周期的被调制在与工作波长相比拟的尺度，来自结构单元的散射波的多重干涉形成一个光子带隙，与半导体材料的电子能隙相似，并可用类似于固态晶体中的能带论来描述三维周期介电结构中光波的传播，相应光子晶体光带隙（禁带）能量的光波模式在其中的传播是被禁止的。如果光子晶体的周期性被破坏，那么在禁带中也会引入所谓的“施主”和“受主”模，光子态密度随光子晶体维度降低而量子化。如三维受限的“受主”掺杂的光子晶体有希望制成非常高Q值的单模微腔，从而为研制高质量微腔激光器开辟新的途径。光子晶体的制备方法主要有：聚焦离子束（FIB）结合脉冲激光蒸发方法，即先用脉冲激光蒸发制备如Ag/MnO多层膜，再用FIB注入隔离形成一维或二维平面阵列光子晶体；基于功能粒子（磁性纳米颗粒Fe2O3，发光纳米颗粒CdS和介电纳米颗粒TiO2）和共轭高分子的自组装方法，可形成适用于可光范围的三维纳米颗粒光子晶体；二维多空硅也可制作成一个理想的3－5μm和1.5μm光子带隙材料等。目前，二维光子晶体制造已取得很大进展，但三维光子晶体的研究，仍是一个具有挑战性的课题。最近，Campbell等人提出了全息光栅光刻的方法来制造三维光子晶体，取得了进展。
4量子比特构建与材料
随着微电子技术的发展，计算机芯片集成度不断增高，器件尺寸越来越小（nm尺度）并最终将受到器件工作原理和工艺技术限制，而无法满足人类对更大信息量的需求。为此，发展基于全新原理和结构的功能强大的计算机是21世纪人类面临的巨大挑战之一。1994年Shor基于量子态叠加性提出的量子并行算法并证明可轻而易举地破译目前广泛使用的公开密钥Rivest，Shamir和Adlman（RSA）体系，引起了人们的广泛重视。
所谓量子计算机是应用量子力学原理进行计的装置，理论上讲它比传统计算机有更快的运算速度，更大信息传递量和更高信息安全保障，有可能超越目前计算机理想极限。实现量子比特构造和量子计算机的设想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一个实现大规模量子计算的方案。其核心是利用硅纳米电子器件中磷施主核自旋进行信息编码，通过外加电场控制核自旋间相互作用实现其逻辑运算，自旋测量是由自旋极化电子电流来完成，计算机要工作在mK的低温下。
这种量子计算机的最终实现依赖于与硅平面工艺兼容的硅纳米电子技术的发展。除此之外，为了避免杂质对磷核自旋的干扰，必需使用高纯（无杂质）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅单晶；减小SiO2绝缘层的无序涨落以及如何在硅里掺入规则的磷原子阵列等是实现量子计算的关键。量子态在传输，处理和存储过程中可能因环境的耦合（干扰），而从量子叠加态演化成经典的混合态，即所谓失去相干，特别是在大规模计算中能否始终保持量子态间的相干是量子计算机走向实用化前所必需克服的难题。
5发展我国半导体材料的几点建议
鉴于我国目前的工业基础，国力和半导体材料的发展水平，提出以下发展建议供参考。
5.1硅单晶和外延材料硅材料作为微电子技术的主导地位
至少到本世纪中叶都不会改变，至今国内各大集成电路制造厂家所需的硅片基本上是依赖进口。目前国内虽已可拉制8英寸的硅单晶和小批量生产6英寸的硅外延片，然而都未形成稳定的批量生产能力，更谈不上规模生产。建议国家集中人力和财力，首先开展8英寸硅单晶实用化和6英寸硅外延片研究开发，在“十五”的后期，争取做到8英寸集成电路生产线用硅单晶材料的国产化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我国应有8～12英寸硅单晶、片材和8英寸硅外延片的规模生产能力；更大直径的硅单晶、片材和外延片也应及时布点研制。另外，硅多晶材料生产基地及其相配套的高纯石英、气体和化学试剂等也必需同时给以重视，只有这样，才能逐步改观我国微电子技术的落后局面，进入世界发达国家之林。
5.2GaAs及其有关化合物半导体单晶材料发展建议
GaAs、InP等单晶材料同国外的差距主要表现在拉晶和晶片加工设备落后，没有形成生产能力。相信在国家各部委的统一组织、领导下，并争取企业介入，建立我国自己的研究、开发和生产联合体，取各家之长，分工协作，到2010年赶上世界先进水平是可能的。要达到上述目的，到“十五”末应形成以4英寸单晶为主2－3吨／年的SI－GaAs和3－5吨／年掺杂GaAs、InP单晶和开盒就用晶片的生产能力，以满足我国不断发展的微电子和光电子工业的需术。到2010年，应当实现4英寸GaAs生产线的国产化，并具有满足6英寸线的供片能力。
5.3发展超晶格、量子阱和一维、零维半导体微结构材料的建议
（1）超晶格、量子阱材料从目前我国国力和我们已有的基础出发，应以三基色（超高亮度红、绿和蓝光）材料和光通信材料为主攻方向，并兼顾新一代微电子器件和电路的需求，加强MBE和MOCVD两个基地的建设，引进必要的适合批量生产的工业型MBE和MOCVD设备并着重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基蓝绿光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料体系的实用化研究是当务之急，争取在“十五”末，能满足国内2、3和4英寸GaAs生产线所需要的异质结材料。到2010年，每年能具备至少100万平方英寸MBE和MOCVD微电子和光电子微结构材料的生产能力。达到本世纪初的国际水平。
宽带隙高温半导体材料如SiC，GaN基微电子材料和单晶金刚石薄膜以及ZnO等材料也应择优布点，分别做好研究与开发工作。
（2）一维和零维半导体材料的发展设想。基于低维半导体微结构材料的固态纳米量子器件，目前虽然仍处在预研阶段，但极其重要，极有可能触发微电子、光电子技术新的革命。低维量子器件的制造依赖于低维结构材料生长和纳米加工技术的进步，而纳米结构材料的质量又很大程度上取决于生长和制备技术的水平。因而，集中人力、物力建设我国自己的纳米科学与技术研究发展中心就成为了成败的关键。具体目标是，“十五”末，在半导体量子线、量子点材料制备，量子器件研制和系统集成等若干个重要研究方向接近当时的国际先进水平；2010年在有实用化前景的量子点激光器，量子共振隧穿器件和单电子器件及其集成等研发方面，达到国际先进水平，并在国际该领域占有一席之地。可以预料，它的实施必将极大地增强我国的经济和国防实力。
关键词：建筑工程；大宗材料；资料用量分析
中图分类号：TU198文献标识码： A
一、建筑工程结构材料用量
住宅结构体单位面积之材料用量，并区分为中、低楼层实际建筑所用的结构材料数量，透过统计学分析，目前在该地区不同楼层之间钢筋混凝土结构物在柱、梁、板、墙等部位的单位面积材料用量情形如下:
1.总单位面积钢筋用量随楼层高度有明显之增加，以梁筋用量随楼高增加最为显著，次高者为墙筋用量，柱和板筋用量则较不明显。
2.总单位面积模板用量与楼层高度成正比。
3.总单位面积混凝土用量随楼层高度明显增加，以梁混凝土与墙混凝土的用量随楼高增加最为显著。以一般工程估算惯例，都是使用单位楼地板面积的材料用量作为计算基准，此单位用量可用在评估建材使用数量及工程费用时，以单位用量系数乘以楼地板面积即可迅速算出粗略值。
模板工程单位用量(m²/m²)=模板总施工数量(m²)/总楼地板面积(m²)
钢筋工程单位用量(吨/m²)=钢筋总施工重量(吨)/总楼地板面(m²)
混凝土工程单位用量(m³/m²)=混凝土总施作体积(m³)/总楼地板面积(m²)
二、建筑工程材料用量影响因子分析
1.单位钢筋用量影响因素
单位钢筋用量相对于混凝土用量，影响因素相较简单。对于不同建筑平面几何形状(ㄇ型、L型、H型、圆型、矩形等)因考虑双向地震力及地震系数，需在不规则处加强柱梁、斜撑等构材之承载能力；建筑物室内空间配置，如同样楼地板面积办公用途及住宅用途开间进深亦对钢筋用量造成影响。
2.单位混凝土用量影响因素
单位混凝土用量影响因素较多，包含地域性的设计习惯、绿建筑外墙隔热(开窗率)、临海远近、地上结构与地下结构平面型状不同须增加混凝土用量抵挡上浮力、外墙不规则形状、开放式空间设计等皆对混凝土用量造成影响，但影响程度为何，须更进一步探讨。
3.单位钢板及型钢用量影响因素
单位钢板及型钢用量影响较小，以耐震系统、大垮度空间设计及楼层高度为影响因素。建筑工程单位楼地板面积钢筋、混凝土、钢板及型钢共三项建筑材料使用量影响因子。
三、建筑工程材料用量影响因子统计
多数研究都针对在建筑材料与建筑工程经费预测，少有能提出确切影响因子及影响程度的数据，以下为影响因子及影响程度的相关分析。建筑工程单位楼地板面积钢筋、混凝土、钢板及型钢使用量影响因子繁多，包括建筑构造种类、建筑用途型式、使用工法、工程造价、乃至设计者设计风格习惯等，各因子间交互作用也值得深入探讨。
1.工程契约金额
部分公共工程发包金额不单只对建筑物本身造价，亦包含特殊机设备、机电工程、绿化园林工程、采购等一起纳入工程契约金内计算，建筑物用途、功能、构造不同会对工程契约金额造成之外，劳务及材料的平均价格及不同年度之物价指数也会对工程契约金额造成影响，导致工程契约金额不为影响单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量的主要因子。
2.地上、下楼层数
地上楼层数会对单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量产生影响，但多显现在中高楼层(7~15 楼)有较明显的差异，建筑物是否拥有地下室对单位楼地板面积钢筋使用量有明显之影响，混凝土用量则变动因素较多影响性不显著，地下室结构需抵挡地下土压、水压、及地上结构体等横、竖向压力，配筋设计自然较无地下室结构复杂；在不同地质条件下，若是基地位于软弱地质，必须使用钢筋及混凝土进行基地补强，加强地下结构安全性，经资料检结果发现有地下室建筑物较无地下室建筑物钢筋用有明显增加。
3.总楼地板面积
单位楼地板面积钢筋用量、单位楼地板面积混凝土用量、单位楼地板面积钢板及型钢用量；钢筋、混凝土、钢板及型钢使用量都平均分摊于楼地板面积中。
4.建筑物最小载重
建筑物构造的活荷载，因楼地板用途而不同，而最小活荷载亦不同，进而影响单位楼地板面积钢筋、混凝土用量，进行资料分析前，先依建筑物最小活荷载进行分类，在不同活荷载限制下资料分析显示结果为主要影响因子。
最小载重最直接影响为楼板，而钢骨结构或钢筋混凝土建筑，因钢板及型钢最主要目地为支撑建筑结构体，即使是钢骨构造，在楼地板的部分还是采用混凝土灌浆，造成建筑活荷载成为单位钢板及型钢用量主要影响因子。
5.建筑物用途
建筑物用依建筑技术规则总则定义之建筑用途共分为类，包括公共集会类、商业类、工业及仓储类、休育文教类、宗教殡葬类、卫生文教类、办公服务类、住宿类等，不同建筑物用途的确会影响单位钢筋、混凝土用量，但用途必须明确区分，例如，体育馆、展览中心、住宅等加以细分，在此种情况下，依建筑用途分类进行资料分析并无法准确的判别出各建筑用途的明显差异，而导致建筑物用途并不为其主要影响因子。
6.建筑构造型式
建物构造形式影响建筑物单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量，建筑构造主要包括钢筋混凝土(RC)、钢骨(SS)或钢筋混凝土钢骨型式(SRC)；相较于钢骨构造，钢筋混凝土构造的单位钢筋及单位混凝土用量必定有所不同。
7.工程所在地
汶川地震后，建筑结构抗震规范更进一步细分和提高各地的抗震等级，对结构设计用钢量影响很大。另外各地区地质条件不同、活动断层分部等区域性因素影响，间接造成单位楼地板面积之钢筋、混凝土用量因各地区基地条件不同而有所差异；再者因各地区设计习惯、当地风格、功能需求、防空避难规定或公共工程特殊需求等因素，亦会影响单位楼地板面积钢筋、混凝土使用量。
结论
过去国内对于建筑材料使用系数评估或对工程金额与建筑材料相关性，多因条件限制而锁定在RC构造或是同种类建筑上进行探讨，然而科技进步，建筑工程施工技术也不断创新，要将所有不同结构、性质的工程做全面性调查统计往往受限于实际案例，使其因子及系数难以取得大量、完整且正确的数据。本文通过统计分析结果显示，建筑材料单位楼地板面积使用量主要受构造形式、工程所在地、是否拥有地下室等因子影响，而依据资料分析确认影响后，依影响因子排序建立单位用量，目的是为便利工程机关快速审核，若单位钢筋、混凝土、钢版及型钢用量与本研究分析差异过大，应审慎检查大宗资材用量，避免资源浪费。
参考文献：
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[3]李璟,任磊;基于建材采购管理系统的研究与实现[J];计算机应用研究;2004年11期
1．历史新课程目标的要求
高中历史新课程标准课程目标明确要求学生通过高中历史课程学习，提高阅读和获取历史信息的能力，通过认知活动，培养历史思维和解决问题的能力，并注重探究学习，积极探索发现问题与解决问题的方法并养成独立思考的学习习惯，能对所学内容进行较为全面的比较、概括和阐释，全面提高人文素养，因此必须重视高中历史材料分析的教学。
2．中学历史教材以及高考的要求
历史材料题将课外材料和课本知识相结合，具有题型巧、容量大、灵活性高和区分度强的特点。中学历史课本中的史料是对正文内容的说明、补充、扩展。每年高考，史料题必考，且所占比重较大，考查学生阅读理解、归纳分析和文字表述能力。然而高考史料分析题得分率并不高。究其原因，除基础外，主要是方法不当。提高学生分析史料的能力必须重视高中历史材料分析的教学。
二、高中历史材料分析教学的策略
1．培养学生历史材料阅读理解能力
读是解题的基础，教学中教师应注重基础，把握对学生历史材料阅读理解能力的培养。
首先，应用相关阅读策略，教师应引导学生掌握阅读历史材料阅读策略，要求学生正确把握快速阅读与跳读技巧。其次是仔细阅读材料，读懂、读透。教师应引导学生在阅读材料时能够充分提取材料所提供的有效信息，应用历史意识，运用历史观点，联系相关的历史知识，站在历史知识体系的高度进行阅读，要注意具体材料具体分析。
2．培养学生提高历史提取有效信息的能力
首先，要重视审题训练，把握解题背景。阅读材料时，除读懂材料正文外，还要特别注意提示性文字和材料出处。其次要关注非文字信息源。近年历史试题中普通表格、柱状图、曲线图、饼状图等多种类型图表的采用，是学科整合的结果，这也是新一轮课程改革的要求。因此，材料题教学应加强对非文字信息源的关注。再次，加强语言文字的训练。重点隐含，即对关键词不作标注，教师可以故意用平淡的语气来叙说重点字词，各种可能突出重点的方法全部隐含，模拟考场上无人提示的情况。
3．培养学生分析历史材料的能力
（1）分析材料之间的联系，寻找解题的突破口，明确解题方向
教学中教师应引导帮助学生分析材料之间的联系，找出中心，围绕中心，确认材料涉及的内容或对课本知识进行迁移，便能找到解题的突破口。另外，还可寻找材料与教材的相似点，将材料中的重点信息与教材的史实、观点相对照，确认材料与教材的某一章节相关联，明确解题方向。
（2）领会命题意图，明确解题方法
材料解析题要把握史与论的最佳结合，结论要从对材料的理解、发掘、升华中得出。教学中教师应引导学生寻找材料与设问的相关点，领会命题者采用这些材料的意图，加强设问与材料的相互对照，或从材料中找出回答设问的信息或从设问行文的信息中重新获得读材料时忽略了的重要之处，然后通过分析、判断得出结论。同时要读懂不同材料解析题的不同要求，把握近几年的高考材料解析题的设问与作答的形式：一是层层发问、逐次诱导的递进式，即围绕一个中心，由表及里、由浅入深，层层推进；二是归纳评述论证式；三是97以来出现的要求表述成文的材料题，如“南唐烈主”题，“巴黎和会”题，弄清设问的不同要求，能避免解答重大失误。
4．掌握一定的解题技巧，注意解题的规范
（1）掌握相应类型材料解析题的解题技巧，因题选法
①递进式材料题。良好的开始是成功的一半，解答第一问是关键，答对第一问，其它会迎刃而解。解答第一问要注意理解多材料的显性含义，又要分析材料的隐性含义，全面考虑问题的正、反面，力求准确。
②归纳式材料题。可借鉴语文课文分段法，先分析材料，长材料分成若干段落，找出各段段意；短材料分句，找出各句的含义，这样层层分析，有助于提取将材的有效信息。
③小论文式材料解析题。解答这类题，应注意审题，对材料的阅读要更加求精求细，力求不漏掉任何一个有息；处理材料时更要注意理解，把握其立场、观点，理解所反映的历史现象的特点和时代特征，把历史材料的有效信息融人已学知识的体系中去，形成正确结论。
（2）注意解题规范，组织答案应严谨有条理
①注意针对性和具体性。材料解析题多由几问组成，每问具体指向，要根据具体要求组织答案，并根据分值来确定答案内容的多少。注意解题规范，组织答案应严谨有条理。
②克服思维定势，坚持论从史出。命题者有时为体现自己的学术观点往会选取与教材观点相左的材料，用以考查提取材料信息和把握正确观点力，在回答时，要克服思维定势，对材料作具体分从材料中提取观点。
③准确辨别材料中观点的谬误。材料解析题所引用的材料，多是原始史料，有其自身的局限，教学中教师应引导学生坚持辩证唯物主义与历史唯物主义思想，准确辨别材料中观点的谬误，准确辨别材料中观点的谬误。
④认真书写，注意卷面的整洁。教师在平时应加强培养学生良好的书写习惯，注意卷面的整洁与条理性，以减少不必要的失分。
三、结束语
教学中，教师应通过多渠道采用多种方法，激发学生对史料的兴趣，把兴趣与能力培养有机结合，逐步培养学生动脑动口动手辨析史料的能力，并在史料教学中遵循由浅入深，循序渐进的原则和适当补充，精心设问等方法，逐步提高学生阅读分析史料的能力，并加强解题技巧与规范的培养，以提高学生历史学习成绩。
【参考文献】
[1]彭红．《新课标下进行史料教学的实践与思考》[J]．考试（教研版）.2007，（05）.
[2]陈春华．《重视史料教学培养思维能力[J]．中学文科・教研版.2008，（01）.
【关键词】初中思品；材料分析题
材料分析题是开放性试题中最常见的题型，所谓材料分析题是一种对已给出材料（时政热点）进行分析、理解，再运用所学知识（理论观点、原理）对材料相关问题进行分析说明的题型。它主要考查学生在理解和掌握基础知识的基础上运用知识分析问题、解决问题的能力及考查学生的思想水平、综合运用能力和综合表达能力。简单说，材料分析题是考查学生理论联系实际能力的题型，具有能对学生进行综合能力测试的优点，它既能考查学生对基础知识的理解和掌握，又能考查其理论联系实际、关注热点、分析问题、解决问题的能力。它出题形式是：一般给出一段或几段相关材料，多角度设问。
要准确解答材料题，就必须学会对材料的研读和对设问的把握，否则就谈不上对问题的回答了。为了能使学生更好地研读材料、把握设问，更准确地解答此类题目，对此类题目进行了一些粗浅的研究，结合农村思品课堂教学现状和在教学中的经验，总结了一些分析材料和研读设问的方法。
一、题型特点
材料分析题是中考试题中能力要求最高，最能体现综合性的试题。所谓材料分析题是一种对已给出材料（时政热点）进行分析、理解，再运用所学知识对材料相关问题进行分析说明的题型。它主要考查学生在理解和掌握基础知识的基础上运用知识分析问题、解决问题的能力及考查学生的思想水平、综合运用能力和综合表达能力。简单说，材料分析题是考查学生理论联系实际能力的题型，具有能对学生进行综合能力测试的优点，它既能考查学生对基础知识的理解和掌握，又能考查其理论联系实际、关注热点、分析问题、解决问题的能力。这类题的基本特点是：材料多样、设问灵活、知识综合、答案开放。
二、解题方法
1.阅读材料，找关键词p句
材料分析题一般给出一段或几段相关材料，甚至有的材料还很长，这就需要我们仔细阅读试题材料，抓住材料中的关键词，找到材料的关键信息，进而从关键词中找出与教材所对应的观点，答题的时候才不会跑题，而是准确地回答问题。如这样一道题目：一位家长来信：我是一位初三学生的母亲，现在遇到一个难题，我儿子就想当作家，上课应付了事，成天就是“创作”。我对他说：“就算作家，也要先打好基础，再说中国有几个韩寒？”可他却回答说：“你怎么知道我成不了下一个韩寒？我要抓紧时间写作，尽快成为一名作家。”这两次模考，他考得一塌糊涂。关键问题是他写的小说也很幼稚。结合材料，请你对这位初三学生想当家的行为进行评析。本题的关键词有“当作家”，与此对应的所学观点则是理想；“小说写的很幼稚”――理想的确立要结合自身的实际情况；“尽快成为一名作家”――急于求成；“先打好基础”――理想实现需要脚踏实地。解答此题关键要看到提问中是对“当作家”的行为进行评析，关注“当作家”这个关键词找到对应观点是理想，结合后面找出来的几个关键词，才能联系到教材所学知识点：理想的作用p确立以及实现等，从而顺利解答此题。
2.仔细审设问，比较异同
准确理解题目设问，也是我们分析回答问题的前提。在现如今的开卷考试中有很多题目的设问之间有很多相同之处，一看之下回答貌似一样，学生极易把答案照搬照抄。但其实仔细再审的话会发现他们是有不同之处的。如这样两个设问：问题一：请你列举两条党和政府为解决我国主要矛盾而采取的措施。问题二：请你列举两条党和政府为解决我国主要矛盾而采取的具体措施。对于现在开卷的学生来讲，他们就很容易把这两个问题的看成是一样的，答案就会抄成一样的。然而，事实上这两个问题确实不一样的。回答这两个问题都要先明白我国的主要矛盾是什么，才能找出措施。而这两个问题问的都是措施，可以说是我们政治中的“怎么做”的问题。正因为这样，很多学生才容易把两个问题混为一样的。第一个设问中只要回我们的做法即可，既可以是宏观的，还可以是具体的，但是具体的措施可能有很多，你无法列举出所有，所以它更注重宏观措施如：“以经济建设为中心”、“加强社会主义先进文化建设”等，就比“农村合作医疗”、“两免一补”等更为恰当准切，尽管后者答案也是可以给分的。而第二个问题中的“具体”两个字，则告诉我们回答这个问题是切记泛泛而谈的。如回答“坚持以经济建设为中心”，回答第一个问题是可以的，但回答第二个问题则不行了，而只能是“农村合作医疗”、“两免一补”，前者答案在这里则不能给分了。
三、结语
总之，要做好材料分析题，不仅要有扎实的基础知识即要掌握最基本的观点和知识，而且解题有法，准确完整地组织答案，应扣紧材料分析，进行“开放性”思维，多角度组织答案。只有在多练多思中积累，在探索中形成切合实际的解题技巧，才能在中考中取得好成绩。
参考文献：
[1]思想品德课程标准（实验稿）.
关键词：光催化；汽车尾气；路面；降解
Current Progress and Perspectives of Nanophotocatalysts
Applied on Pvement
Li Peilin1, Zhou Yan1
（1.Chongqing ZhiXiang Cuseway Thnology Egineering Co LTD, Chongqing 400060)
Abstract: The recent development and progress of nanophotocatalysts Applied on Pvement are reviewed. Some problems in the current study and the future trend of development are briefly analyzed. The application on bituminous pavement has many problems. It is suggested that attention of the future investigation on the nanophotocatalysts should focus on forms of application.
Key words: Photoeatalysis; Automobile Exhaust; Pavement; Degradation
中图分类号：K477文献标识码：A 文章编号：
半导体光催化技术是一门新兴的环保技术，光催化是指光催化剂吸收光后对物质所发生的光化学反应，可将光能转化为化学能，促进有机物的合成或分解，自1972年日本东京大学藤岛昭等人发现现受辐射后的TiO2 电极上能发生持续氧化还原反应以来[1]，半导体光催化研究正处于快速发展阶段，已被成功应用于工业废气废水的降解处理[2-7]。由于汽车尾气排出后首先接触的是路面，若能将光催化剂负载于路面，利用阳光净化汽车尾气中的污染物，则能成为一种新型防治汽车尾气污染的方法。
1.光催化降解汽车尾气机理分析
光催化剂在吸收光线能量后，可将吸附于表面的一氧化碳、氮氧化合物和碳氢化合物转化为二氧化碳和硝酸盐等，从而实现对汽车尾气污染物的降解。下面以二氧化钛为例介绍光催化剂对污染物的降解过程：二氧化钛受紫外线激发后生成光生电子与空穴：
光催化材料表面吸附的O2与和反应生成具有强氧化性的活性氧：
、及可与TiO2上吸附的水分子或氢氧根反应，生成，它具有强氧化性可将表面吸附的污染物彻底氧化[11-14]。白天是汽车出行的高峰期，而光催化剂在紫外光或自然光条件下催化效率更高，因此白天能够产生更好的降解效果。光催化剂降解污染物所形成的产物会吸附在催化剂表面，由于纳米光催化剂材料表面在光线作用下会生成亲水基（-OH），使表面产生超亲水性[15-17]，超亲水表面使污染物很容易被雨水冲刷干净，从而产生自清洁效应，有利于恢复材料表面催化降解功能，实现再生利用。
2.国内外研究现状
在汽车尾气污染愈发严重的今天，国内外对路面纳米光催化降解汽车尾气污染物技术展开了一系列研究。纳米光催化材料的应用形式主要借鉴了在墙体中的应用形式，掺加方式主要有三种：（1）将TiO2加入水泥中做成水泥超薄面层（2）将水溶性TiO2直接喷洒到混凝土表面（3）在水泥混凝土固化前撒TiO2。日本作为最先研究这一领域的国家，在应用方面投入了很多研究，在东京，由Kawasaki重工有限公司生产的Folium光催化剂产品已成功应用于公路路面、隧道、高速公路隔音板和收费站、建筑物外墙等，起到了光催化降解汽车排放尾气、自清洁等作用[18]。在美国，通过在混凝土表面涂刷有水泥和光催化材料混合而成的薄层，制成光催化水泥和光催化混凝土，使大气污染物如NOx、SO2分别氧化成硝酸、硫酸而随雨水排掉[19]。
室内研究表明优质TiO2可以达到对NOx200m3/m2·day和对游离有机物（VOC）60m3/m2·day的净化效率[20]。美国路易斯安那州立大学研究了纳米TiO2在水泥混凝土路面中应用时对环境的影响以及耐久性，还进一步评价了当路面受到油污、尘土以及除冰盐的影响时减污能力的下降趋势，研究表明路表污染物能使材料光催化性能产生一定程度的下降，其中油污的影响程度最大[21]。在荷兰和比利时，都开发出了添加光催化剂的混凝土砖，铺设在路面上可有效降解汽车尾气的污染[22]。
在意大利米兰用光催化剂与水泥的混合浆料涂覆了一条7000m2的马路，检测表明对空气中氮氧化合物的去除效率可达60%，长期使用后测定路面对氮氧化物的降解效率仍可达到20％以上。日本仙台使用喷洒技术在沥青路面喷洒纳米二氧化钛，由于路面形式采用的是大孔隙沥青混凝土，应用一段时间后，在路面孔隙力还能保留一部分二氧化钛，因此还能保持一定的光催化性能[23]。
目前，国内对光催化材料在道路上的应用也进行了少量研究。东南大学钱春香等人将纳米TiO2水溶液喷涂在水泥混凝土表面，实现了在水泥路面负载光催化剂。2005年3月在南京长江三桥桥北收费站广场铺设了6000 m2的光催化试验路，试验结果显示该路段对汽车尾气中的氮氧化合物有明显的消除作用。他们还对比研究了负载型纳米TiO2 应用于沥青混凝土表面和水泥混凝土表面对氮氧化物的降解作用，得出水泥混凝土负载的光催化剂具有较好的光催化功能，而沥青混合料由于TiO2不易渗透到混凝土内部，且沥青混凝土颜色较深，故光催化功能较差[18] [24]。东北林业大学陈萌等通过硅烷偶联剂改性TiO2制备了纳米光催化剂溶液，然后应用到大孔隙沥青混凝土结构表面，可实现降解汽车尾气污染物的目的[25]。
3.存在问题与展望
在道路表面应用纳米光催化材料由于其所具有的诱人的环保价值和社会价值，已经成为路面材料领域研究的热点，国内外所进行的研究表明在道路上应用光催化材料能有效降解汽车尾气中的污染物，但在研究与应用中，仍有诸多问题需要克服：
3.1光催化材料在路面上的应用形式
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