場誘導化學反應

場誘導化學反應第一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五包括：1）尋找新合成與制備方法的科學問題NewStrategy；2）以適當的數量和形態(tài)合成材料的技術問題；3）已有材料的新合成方法（如Sol-gel）及其新形態(tài)（如Fiber、Film、HierarchicalStructures）的合成。合成與制備(synthesize&Prepare)合成：指促使原子、分子結合而構成材料的化學與物理過程。制備:研究如何控制原子與分子使之構成有用的材料。場：包括磁場；電場；微波；等離子體；光；聲場；重力場包括加熱等；為材料的合成與制備針對反應提供反應能量或者提高反應速度或者改變反應途徑等第二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.電場合成靜電合成-靜紡Electric-fieldinducedSynthesize

&Electrospinning主要內容(Maincontents)：1.光誘導合成Light-inducedSynthesize&Prepare2.微波等離子合成Microwave&Plasma3.聲波合成AcousticwaveSynthesize4.重力場(Gravityfield)在材料合成中的應用第三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五760nm400nm

可見光

電磁波譜紅外線

紫外線

射線X射線長波無線電波頻率波長短波無線電波無線電波Visiblelight紅外線紫外光-ray-rayElectromagneticspectra1.IntroductionLights第四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五電磁波的范圍分子光譜MolecularSpectra第五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.光與物質作用理論基礎

TheoriesofLight-excitedMaterials

2.1原子分子受光激發(fā)ExcitedAtom&Molecules

原子分子軌道；電子躍遷與輻射；分子能級圖；原子分子受光激發(fā)后變化過程

2.2半導體受激光激發(fā)ExcitedSemicondutors半導體躍遷；半導體受光激發(fā)的變化過程2.3金屬受激光激發(fā)ExcitedMetals第六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五FigureExcitationanddeexcitationprocessinmoleculeAbsorption~10-15sS0S2Internalconversion10-14-10-13sS1T1Fluorescence10-9-10-5InternalandExternalradiationlessconversionIntersystemcrossing10-6sChemicalreactionSingletexcitedstateTripletexcitedstateElectrontransfer（ms)Phosphorescence10-5-10-3Groundstate2.1原子分子受光激發(fā)第七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五當基態(tài)分子的一個成對電子吸收光輻射后，被激發(fā)躍遷到能較高的軌道上，通常它的自旋方向spinningdirection不改變，即S=0，則激發(fā)態(tài)仍是單線態(tài)，即“單線(重)激發(fā)態(tài)”；

如果電子在躍遷過程中，還伴隨著自旋方向的改變，這時便具有兩個自旋不配對的電子，電子凈自旋不等于零，而等于1：S=1/2+1/2=1其多重性：M=2S+1=3

即分子在磁場中受到影響而產生能級分裂，這種受激態(tài)稱為“三線(重)激發(fā)態(tài)”；第八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五原子核外電子受不同能量光子激發(fā)后，輻射過程第九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1)平動-平動轉移Translation-Translation2)平動-轉動轉移Translation-Rotation3)轉動-轉動轉移Rotation-Vibration4)振動-平動轉動轉移Vibration-Translation5)振動-振動轉移Vibration-Vibration6)電子-振動轉移Electron-Vibration7)電子-電子轉移Electron-Electron能量轉移EnergyTransfer

：Moleculeorbits&EnergyLevels

分子軌道與能級2.1原子分子受光激發(fā)第十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五IlluminationofElectronLevels、VabriationLevels、RotationLevelsElectronLevelsVabriationLevelsRotationLevels2.1原子分子受光激發(fā)第十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五量子力學理論，分子的振–轉躍遷也是量子化的或者說將產生非連續(xù)譜。因此，分子的能量變化ΔE為各種形式能量變化的總和：

運動的分子外層電子OutlayerElectrons-吸收外來輻射-產生電子能級躍遷–分子吸收譜Molecularabsorptionspectra。其中Ee最大：1-20eV;Ev次之：0.05-1eV;

Er最小：<0.05eV2.1原子分子受光激發(fā)第十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五光源簡介:普通光源;激光光源太陽光模擬光源第十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五鹵素燈第十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五氙燈紫外燈高壓汞燈第十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五(一)光誘導合成法

Light-inducedSynthesize5.其它光與材料合成4.激光與材料化學合成2.光與物質作用理論基礎Principles1.光與激光laser簡介3.激光誘導化學反應Laser-inducedChemicalReactions第十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1.激光簡介

IntroductionofLaser

近幾十年來，隨著激光技術的應用與發(fā)展，出現了一門嶄新的邊緣學科——激光化學Laserchemistry

。它和經典的光化學反應(Photochemistry

)一樣，是研究在光子Photon與物質相互作剛的過程中，物質激發(fā)態(tài)ExitedStates的產生、結構、性能及其相互轉化的一門學科。第十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

特點:1)具有亮度高、單色性好homochromatism、方向性好Orientation;2)高亮度，可以成為一種特殊熱源;

利用這種熱源:直接加熱Heating蒸發(fā)Evaporation解離Ionization

化學物質使許多繁雜、艱難的化學操作變得簡單可行；3)激光對原子、分子選擇性相互作用SelectiveReactions提供了必要條件；4)利用激光的方向性，可實現微區(qū)域Microarea的高溫化學反應High-temperatureReactions。第十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五激光器類型1CO2激光器CarbonDioxideLaser2He-Ne激光器Helium-neon3氬激光器:Argonlaser4準分子激光器excimerlaser5固體激光器:釹激光器:neodymiumlaser/Ndlaser6自由電子激光器FreeElectronLaser第十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五CO2Laser屬于氣體激光器，分子激光器molecularlaserWavelength9-11m，最常見10.6m效率高Highefficiency光束質量好HighQuality功率范圍大（幾瓦～幾兆瓦）運行方式多樣結構多樣第二十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五He-NeLaser氣體原子激光器GasAtomicLaserOutput輸出譜線Spectrumline：632.8nm，1.15m，3.39m，以632.8nm為最常見功率在mW級，最大1W光束質量好，發(fā)散角可小于1mrad單色性好Homochromatism

，帶寬Bandwidth可小于20HzHighstability第二十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五準分子激光器

Excimerlaser準分子指在激發(fā)態(tài)能夠暫時結合成的不穩(wěn)定分子高重復率可調諧量子效率高、波長短，紫外到可見區(qū)主要的準分子激光器Excimerlaser是一種紫外線化學激光器UltravioletChemicalLaser，常用于眼科手術及半導體工藝上。第二十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五YAGSolidLaser

YttriumAluminumGarnet石榴石Nd:YAG固體脈沖激光器主要性能指標：Wavelength：213、266、355、532、1064nm

RepeatFrequency：1-50Hz（可調）

Energy：連續(xù)可調，Max300mJ（瞬間可融化、氣化多種材料及其表面）脈寬Pulsewidth：3-5nsEnergyLevels第二十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五(1)ChangesofAtomsorMoleculesExcitedbyLaserCoulombexplosion庫侖裂解Relativisticregime相對論區(qū)間第二十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Timescalesofvariouselectronandlatticeprocessesinlaser-excitedsolids.Eachgreenbarrepresentsanapproximaterangeofcharacteristictimesoverarangeofcarrierdensitiesfrom1017to1022cm–3.Thetrianglesatthetopshowthecurrentstate-ofthe-artinthegenerationofshortpulsesofelectromagneticradiation:1.5fs,2.120fs(X-ray),3.0.5fs(farultraviolet).TimeScales碰撞電離第二十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五FigureElectronandlatticeexcitationandrelaxationprocessesinalaser-exciteddirectgapsemiconductor.CBistheconductionbandandVBthevalenceband.d,Carrierdistributionbeforescattering.e,Carrier–carrierscattering.f,Carrier–phononscattering.g,Radiativerecombination.h,Augerrecombination.i,Diffusionofexcitedcarriers.j,Thermaldiffusion.k,Ablation.l,Resolidificationorcondensation.a,Multiphotonabsorption.b,Free-carrierabsorption.

c,Impactionization.第二十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五中國“低空衛(wèi)士”激光系統(tǒng)第二十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五鋁背鈍化的太陽能電池第二十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.2第二十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五用各種波長激光（紅外、可見、紫外）誘發(fā)的化學反應大約有幾百種。根據波長的不同，激光誘發(fā)化學反應的機理也不相同:

例如：紅外激光InfraredLaser誘導化學反應:紅外敏化反應Infrared

sensitizedReactions;振動異構化反應Isomerizationreaction;紅外異相催化反應Heterocatalysis;紅外誘導鏈反應Chainreaction;紅外光解范德華分子反應PhotolysisVanderWaalsMolecules;紅外多光子離解反應Multiphotondissociation;紅外多光子離解反應要求激光必須有足夠高的強度（至少108瓦/平方厘米）。

3.激光如何誘導化學反應

1).激光誘導化學反應是指在常溫常壓下不能進行但在激光的照射下可被誘發(fā)的化學反應。激光具有單色性、高強度和短脈寬等優(yōu)越性能，是誘發(fā)光化學反應最理想的光源。2)激光誘導化學反應主要是指激光光解反應Laser-inducedPhotolysis以及由光解碎片splinter引起的后續(xù)化學反應，例如，自由基Freeradical或原子Atom，所產生的自由基又可以誘發(fā)鏈鎖反應Chainreaction。第三十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

紅外激光誘導化學反應中，激光的作用不是簡單的熱作用，而是紅外光子同分子內的特定鍵或振動膜之間發(fā)生共振耦合。紅外激光誘導化學反應是一種定向的Orientation、低反應活化能Lowactivationenergy的快速過程，具有高度的選擇性Selectivity。以三氯化硼分子為例，該分子的反對稱伸縮振動v3(955cm-1)。當用低功率的二氧化碳紅外激光（λ＝10.55微米)輻照含有BCl3分子的混合氣體時，將誘發(fā)化學反應。如混合氣體為BCl3＋H2S，常溫常壓下不發(fā)生反應。在激光輻照時，使B-Cl鍵被激發(fā)，并發(fā)生以下反應過程：

3BCl2SH→（BClS）3＋3HCl

（BClS）3→B2S3＋BCl3

第三十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五反應物分子被激發(fā)至電子激發(fā)態(tài)excitedelectronicstate絕大多數分子的離解能Dissociationenergy在60～752.4kJ.mol-1或3～7eV之間，這就需要波長為400～140nm的紫外光輻照才行。原則上講，只要選擇合適波長的激光，任何分子都能被光解，對同一分子來說，不同波長的激光輻照時有可能按不同的方式光解。例如，激光法生產氯乙烯（C2H3Cl）：C2H4Cl·＋Cl·

C2H3Cl＋Cl·這是一個紫外激光誘導的自由基鏈反應radicalchainreaction，關鍵是二氯乙烷被準分子激光光解所引發(fā)。激光誘導化學反應已用于10余種同位素的分離。

C2H4Cl2hvC2H4Cl2＋Cl·→C2H3Cl2·＋HCl

C2H3Cl2·→C2H3Cl＋Cl·

紫外或可見激光光解反應Ultraviolet&VisibleLaser-inducedReactions第三十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第三十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五光電離Photoionization1）光直接電離DirectlyPhotoionization分子電子直接被激發(fā)出2)自電電離分子被激發(fā)到高于電離能的超激發(fā)態(tài)superexcitedstates，然后被微擾Disturbance電離一個離子ion和電子electron的狀態(tài)第三十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.激光與材料制備

MaterialsofLaser-inducedSynthesise4.1激光催化化學反應Laser-inducedCatalyticChemicalReactions4.2激光誘導化學反應Laser-inducedChemicalReactions4.3激光選擇化學反應Laser-inducedSelectiveChemicalReactions

4.4激光顯微化學反應Laser-inducedMicroareaChemicalReactions4.5激光合成陶瓷粉體CeramicPowderofLaser-inducedSynthesis4.6脈沖激光沉積鍍膜

PulseLaser-inducedDepositionFilms4.7其它高能射線HighEnergyRays在材料合成中的應用第三十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1.Laser-inducedCatalyticChemicalReactions

激光催化加快化學反應速度表1列舉了一些激光催化反應的效果。第三十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.2Laser-inducedChemicalReactions

光解制備氧化物半導體FastSynthesisofZnONanostructuresbyLaser-InducedDecompositionofZincAcetylacetonatePresentingveryattractiveengineeringpropertieslikelargeexcitonbindingenergy,photoluminescence,andpiezoelectricitywhilebeingeasilysynthesizableinaplentyofdifferentmorphologiesinsingle-crystalform,nanostructuredzincoxidehasbecomeoneofthemoststudiedsemiconductornanomaterialsofthebeginningofthe21stcentury.Becauseoftheirgreatpotentialforthefabricationofnewdevices,inparticularforoptoelectronicandgassensingapplications,1DZnOnanostructureshaveattractedmuchattention，orientedZnOmicrotubearrayshavebeengrownbysolutionchemistryforbio-/gassensorsbytheselectiveUVlightresponse.

第三十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.Schematicdepictionofthesynthesisprocess.(A)Laser-induceddecompositionofprecursorsolution.(B)Detailofthereactionzonewiththedifferentnanostructuresobtained.SolutionPreparation.

Aquantityof0.4gofzincacetylacetonatehydrate[?siti'l?sit?u,neit]乙酰丙酮(Zn(C5H7O2)2?H2O,>95%purity)wasmanuallymixedwith2mLofdeionizedwaterand2mLofdenaturedethanol(EtOH85.47%,MeOH13.68%,EtOAc0.85%)for5min,formingaslurryof0.355MofZn(AcAc)2?H2O.ThepHofthesolutionwasmeasuredtobe8.25.AfewdropsofthesolutionwasthentransferredtoafusedquartzsubstrateLaserDecomposition.ACO2laser=10.6m,第三十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure(A)Low-magnificationviewofdepositgrownat20W,2s;(B)nanoparticlefilm;(C)nanowires;(D)nanorodsgrownatthesameparameters.Onlyafewsecondsofirradiation,variouszincoxide(ZnO)nanostructuresincludingnanorodsandnanowiresareformednearthecenteroftheirradiatedzone,surroundedbyaporousthinfilmofZnOnanoparticlesindeterminateshapewithaveryroughsurfaceinthecenter.

nanoparticleaggregatesRidges:nanowiresnanorodsDifferentZone第三十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.Influenceoflaserpowerondepositmorphologyataconstantirradiationtimeof10s:(A)5W,40W/cm2;(B)10W,80W/cm2;(C)15W,119W/cm2;(D)20W,159W/cm2.Thetypeofstructuresproducedandtheirlocalizationonthesubstratecanbevariedbyselectingadequateirradiationtimeandlaserpowerranges.crystallinewhiskersanaveragelength:1.3umanaveragewidthof167nmmorerandomlygrownZnOwhiskerscanbeseen第四十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.SEMimagesofnanowiresandnanonailsgrownwithdifferentlaserirradiationparameters:(AandB)20W,5s;(CandD)20W,2s.Thetypeofstructuresproducedandtheirlocalizationonthesubstratecanbevariedbyselectingadequateirradiationtimeandlaserpowerranges.UVlasinghasbeenobservedfromZnOwhiskersandgas-sensingdevices,andUVphotodiodesweremadefrommultipod-shapednanorods.Nanowires:4.4umfurtherawayfromthecenterofthereactionzonewidthof47nmNanoplatesandnanonailswithhexagonaltipsbetween100and300nmwideanassortment

ofnanowire第四十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Laser-InducedMutualTranspositionoftheCoreandtheShellofaAu@PtNanosphere

Noble-metalclustersandcolloidswithnanometerdimensions,exhibitingnewopticalandphysicalproperties,haveattractedagreatdealofinterest.光誘導制備納米晶金屬Thedesignandcontrolledfabricationofnanostructuredmaterialswithfunctionalpropertieshavebeenextensivelystudiedrecently.

Nanostructuredmetalsattractconsiderableattentionscientificallyaswellasindustriallybecausetheycanbeusedindiverseapplicationssuchascatalysts,magneticdevices,singleelectrontransistors,andoptoelectronics.

第四十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.Illustrationofprocessestakingplaceinaplatinum-toppedgoldnanosphereduringirradiationwith1064-nmlaserpulsesof30ps.Theblackindicatesgold,whilethegrayindicatesplatinum.1)Thethermalizedphotonenergyofplatinum-plasmonresonances

meltssmallplatinumnanoparticlessurroundingthecoregoldtoconvertthetoppednanosphere

intoasmoothAu@Ptcore-shellnanosphere.2)Goldhavingthelowermeltingpointmeltsandsoaksouttothesurfacewithfurtherirradiationtoproduceareversedcore/shellPt@Aucore-shellnanosphere.Theopticalpropertiesofplatinum,palladium,silver,andgoldcolloidalnanoparticleshavereceivedconsiderableattentionbecauseofthisplasmonband.第四十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.TEM(A)andHRTEMimages(B)ofplatinum-toppedgoldnanoparticlesbefore(left)andafterirradiation(right)with1064-nmlaserpulsesof30psfor120min.Notethattheactualparticlestransformedintotheparticlesoftherightaredifferentfromthoseoftheleft.1)Aqueous15-nmgoldcolloidsof50mLhavingsurfactant-freegoldnanospheres

agoldatomicconcentrationof1.0mMwerepreparedbythecitrate檸檬酸

reductionofHAuCl4。

2)platinum-toppedgoldnanoparticleswerepreparedbyadding21mLofa10mM2-day-agedH2PtCl6aqueoussolutionand8mLofa100mL-ascorbicacid抗壞血酸

aqueoussolutionto30mLoftheabove-preparedgoldcolloidsundervigorousstirring.

ExperimentalSectionsCitraticAcidascorbicacid2-nmPt第四十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure1.(A)Picturesofdriedfilm120,40,and60minafterthe355nmlaserirradiation.(B)Pictureofformicacid-dopedfilm(degreeofdoping6wt%)containingBPandHAuCl45minafterthe355nmlaserirradiation.AccelerationofLaser-InducedFormationofGoldNanoparticlesinaPoly(vinylalcohol)FilmPVA(Mw)(8.9-9.8)x104),BP,2-mercaptoethanesulfonate,2-巰乙基磺酸Polyvinylalcohol第四十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五反應歷程：Reactionmechanismformicacid-dopedBPH?

radicalPVAradical第四十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Laser-InducedSelf-AssemblyofPseudoisocyanineJ-AggregatesYoshitoTanaka

isocyanine[ais?u'sai?ni:n]異花青Pseudo[‘psju:d?u]偽-Laser-InducedOrganicMoleculesSelf-AssemblyA1064nmnear-infrared(NIR)laserbeamfromacontinuouswaveNd-YAGlaserwasintroducedintoaninvertedmicroscopeandfocusedona520nmspotbya100Plan-Neofluarobjectivelens光誘導異構化反應花青第四十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.3.激光選擇化學反應

Laser-inducedselectivechemicalreaction2

有些化學反應(熱反應、經典光化學反應等)在通常條件下是一種方向，而在激光的作用下則會改變反應方向。或是在混合物中，或是同位素中，激光能激發(fā)某些原于、分子或同位素，而其余則不被激發(fā)，這種反應稱之為定向反應或選擇化學反應。激光選擇化學反應已成了無機物分離提純的全新技術手段。第四十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

激光選擇分離稀土元素稀土元素的化學性質是非常近似的。用化學方法分離，不但工藝繁雜，而且效率低，成本高。美國海軍研究所Donohue等人用準分子激光器的紫外輸出引發(fā)液相中的稀土元素反應，成功地分離了銪和鈰。第四十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

氧化態(tài)的變化會引起溶解度、可萃取性或反應性的變化，再用適當的化學方法就可達到分離之目的。例如，用氟化氬激光器193nm的紫外光輸出激光激發(fā)Eu3+的水溶液，可使Eu3+還原為Eu2+，再用SO42-沉淀，而鈰留在溶液之中。反應為：

在0.01mol/L的Ce稀土溶液中進行實驗，用250nm的激光照射稀土溶液，就會發(fā)生光氧化反應，再用IO3-沉淀，反應為：

4第五十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

利用激光的方向性可實現顯微化學反應，這在集成電路和半導體器件的生產中可用于修補、掃描無掩膜光刻、歐姆接觸及局部摻雜等。4.4激光顯微化學反應（a)激光化學沉積（LCVD）化學氣相沉積(CVD)是晶體生長和薄膜生長的一種有效技術，它是通過加熱置于氧化或還原氣氛中的基板進行氣相沉積，通常在整個基板表面上都有沉積發(fā)生。CVD特點：基板進行長時間的高溫加熱，因此不能避免雜質的遷移和來自基板的自摻。

LCVD優(yōu)點：不用直接加熱整塊基板，可按照需要進行沉積?？臻g選擇性好，甚至可使薄膜生長限制在基板的任意微區(qū)上。局部可控沉積

第五十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五激光沉積與化學氣相沉積相比具有很多優(yōu)點：(1)激光學沉積面積只有10-4cm2，而化學氣相沉積則是數個cm2。(2)SiH4的壓力比化學氣相沉積高2-3數量級。沉積速率比化學氣相沉積快2-3數量級。SiH4/ArCO2激光作用熱源石英片作基板1000-1200℃硅沉積在石英片Si-SiO2美國南加利福尼亞大學Christensen第五十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.5激光合成精細陶瓷粉末m美國麻省理工學院的能量及材料加工實驗室的J.Haggar等人CO2激光器(10.6m)SiH4和NH3混合氣體(強吸收10.6m光子)在同樣條件下也可合成SiC粉末：m氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質，本身具有潤滑性，并且耐磨損，為原子晶體；高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。第五十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

激光合成精細陶瓷粉末的基本原理：1）利用了反應物對激光的強吸收性，用吸收的能量引發(fā)氣相化學反應，生成固態(tài)精細粉末。2）生成物最好對激光不吸收或很少吸收。特點：a.反應區(qū)界限很分明，而且范圍??；

b.具有反應氣體均勻快速的加熱率；

c.具有生成物的快速冷卻率；

d.具有反應溫度的閾值；當溫度高于這一值時，反應快速進行，均勻成核。綜上所述：激光在無機化學中的應用是非常廣泛的。隨著現代科學技術的進步和激光技術的發(fā)展，光技術一定會在無機化學中得到更廣泛的應用。第五十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.6脈沖激光沉積鍍膜

PulseLaser-inducedDepositionFilmsPulseExcimerlaser所產生的高功率脈沖激光束聚焦作用于靶材料表面，使靶材料表面產生高溫及熔蝕，并進一步產生高溫高壓等離子體（T≥104K）HighTemperatureandHighPressurePlasma,這種等離子體定向Orientation局域膨脹發(fā)射并在襯底上沉積而形成薄膜。脈沖激光沉積鍍膜示意圖優(yōu)點：①易于保證鍍膜后化學計量比的穩(wěn)定②反應迅速，生長快。③定向性強、薄膜分辯率高，能實現微區(qū)沉積④生長過程中可原位引入多種氣體⑤易制多層膜和異質膜⑥易于在較低溫度下原位生長取向一致的結構和外延單晶膜第五十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五ScanningelectronmicroscopymicrographsofthedepositedfilmsrevealedthatPTFEgrainswereuniformlygrownonthecottonsurfacewithanaveragegrainsizeofabout50–70nm.usingaKrF248nmexcimerlaserThelaserenergywasfixedat1J/cm2Pulsedlaserdeposition(PLD)wasutilizedtodepositpolytetrafluoroethylene(PTFE)thinfilmsoncellulosiccottonsubstratesatroomtemperature.acellulosiccottonfiberPTFEdepositedonacottonfiber.第五十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五ThePTFE-coatedfibersshowedsuperhydrophobicpropertiesasevidencedbyawatercontactangleof151-comparedtoa0-contactangleforpristinecellulosiccottonsubstrates.第五十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五（a）（b）A=155；r=137（a）（b）（c）（d）AFMimages(a,b)ofsquarepostswithdirectionalchannelsbylaserablation(a)three-dimensionalAFMimageofsquarepostswithdirectionalchannels(b)analysisresultofline-section(c)dimensionalAFMbymagnifiedimageofsquarepostswithdirectionalchannelsPhotographofthelaser-ablatedSisurfacewithanisotropicwettability(a)andwatercontactanglebetweenthewaterdropletandtheSisurfacewithanisotropic(b)Schematicoutlineofdirectionalmicrometerscalechannelslaser-illuminatedmetalcoatonSisurface第五十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.7其它高能射線在材料合成中的應用1）紫外線誘導過渡金屬離子還原為原子TiO2Ag+/Au3+TiO2AgAgAgAgAgAghv光還原反應Ag抗菌材料廣泛應用于電冰箱、空調、醫(yī)療器械等方面第五十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.(a)TEMimageoftheplateliketriangulargoldnanoparticlespreparedbyirradiatinganaqueoussolutioncontaining10-4mol/lHAuCl4and3wt%PVAfor48hwiththe235.4nmultravioletirradiation.(b)Correspondingelectrondiffraction(ED)pattern.2)可以可控制備過渡金屬納米晶第六十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.TEMimageofthehexagonal-shapedgoldnano-particlespreparedbyirradiatinganaqueoussolutioncontain-ing10-3mol/LHAuCl4and3wt%PVAfor48hwiththepresentultravioletirradiation.第六十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五Figure.(a)TEMimageofthequasi-ellipsoidalshaped