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文檔簡(jiǎn)介
1、納米材料,納米是啥“米”,納米(nm),又稱毫微米,如同厘米、分米和米一樣,是長度的度量單位。具體地說,一納米等于十億分之一米的長度,相當(dāng)于4倍原子大小,萬分之一頭發(fā)粗細(xì);形象地講,一納米的物體放到乒乓球上,就像一個(gè)乒乓球放在地球上一般。這就是納米長度的概念。 當(dāng)代科學(xué)技術(shù)有認(rèn)識(shí)上的盲區(qū)或人類知識(shí)大廈上存在著裂縫。裂縫的一邊是以原子、分子為主體的微觀世界,另一岸是人類活動(dòng)的宏觀世界。兩個(gè)世界之間不是直接而簡(jiǎn)單的聯(lián)結(jié),存在一個(gè)過渡區(qū)
2、--納米世界。 幾十個(gè)原子、分子或成千個(gè)原子、分子“組合”在一起時(shí),表現(xiàn)出既不同于單個(gè)原子、分子的性質(zhì),也不同于大塊物體的性質(zhì)。這種“組合”被稱為“超分子”或“人工分子”?!胺肿印毙再|(zhì),如熔點(diǎn)、磁性、電容性、導(dǎo)電性、發(fā)光性和染色及水溶性有重大變化。當(dāng)"超分子"繼續(xù)長大或以通常的方式聚集成大塊材料時(shí),奇特的性質(zhì)又會(huì)失去,真像是一些長不大的孩子。,介于宏觀與微觀之間,納米技術(shù)是單個(gè)原子、分子層次上對(duì)物質(zhì)的種類、數(shù)量
3、和結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行精確的觀測(cè)、識(shí)別和控制的技術(shù),是在納米尺度內(nèi)研究物質(zhì)的特征和相互作用,并利用這些特性制造具有特定功能產(chǎn)品的高新技術(shù)。,介于宏觀與微觀之間,納米材料又稱為超微顆粒材料,由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒,一般是指尺寸在1~100nm間的粒子,是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域,從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點(diǎn)看,這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng),是一種典型的介觀系統(tǒng),它具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)
4、。當(dāng)人們將宏觀物體細(xì)分成超微顆粒(納米級(jí))后,它將顯示出許多奇異的特性,即它的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比將會(huì)有顯著的不同。,神通廣大的納米材料,納米顆粒是納米材料基元。用物理、化學(xué)及生物學(xué)的方法制備出只包含幾百個(gè)或幾千個(gè)原子、分子的“顆?!?。這些“顆?!钡某叽缰挥袔讉€(gè)納米。,脾氣爆燥、易燃易爆的納米金屬顆粒,金屬納米顆粒表面上的原子十分活潑。實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)如果將金屬銅或鋁作成納米顆粒,遇到空氣就會(huì)激烈燃燒
5、,發(fā)生爆炸??捎眉{米顆粒的粉體做成固體火箭的燃料、催化劑,材料世界中的大力士--納米金屬塊體,金屬納米顆粒粉體制成塊狀金屬材料,它會(huì)變得十分結(jié)實(shí),強(qiáng)度比一般金屬高十幾倍,同時(shí)又可以像橡膠一樣富于彈性,納米金屬銅的超延展性,善變顏色的納米氧化物材料,氧化物納米顆粒最大的本領(lǐng)是在電場(chǎng)作用下或在光的照射下迅速改變顏色。作成士兵防護(hù)激光槍的眼鏡和廣告板,在電、光的作用下,會(huì)變得更加絢麗多彩。,剛?cè)岵?jì)的納米陶瓷,納米陶瓷粉制成的陶瓷有一定的塑性
6、,高硬度和耐高溫,使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在更高的溫度下,汽車會(huì)跑得更快,飛機(jī)會(huì)飛得更高。,愛清潔的納米材料,把透明疏油、疏水的納米材料顆粒組合在大樓表面或窗玻璃上,大樓不會(huì)被空氣中的油污弄臟,玻璃也不會(huì)沾上水蒸氣而永遠(yuǎn)透明。將這種納米顆粒放到織物纖維中,做成的衣服不沾塵,省去不少洗衣的麻煩。,神通廣大的納米材料,法力無邊的半導(dǎo)體納米材料半導(dǎo)體納米材料的最大用處是可以發(fā)出各種顏色的光,可以做成超小型的激光光原。它還可以吸收太陽光中的光能;把它們直
7、接變成電能。 運(yùn)送藥物的“導(dǎo)彈”把藥物制成納米顆粒或者把藥物放入磁性納米顆粒的內(nèi)部。這些顆粒可以自由地在血管和人體組織內(nèi)運(yùn)動(dòng),如果在人體外部加以導(dǎo)向,使藥物集中到患病的組織中,那么藥物治療的效果會(huì)大大地提高。,奇妙的碳納米管,最近,科學(xué)家正在致力于一種新型納 米材料--碳納米管的研究,這是一種非常 奇特的材料,它是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀"纖維",內(nèi)部是空的,外部直徑只
8、有幾到幾十納米。這樣的材料很輕,但很結(jié)實(shí)。它的密度是鋼的1/6,而強(qiáng)度卻是鋼的100倍。用這樣輕而柔軟、又非常結(jié)實(shí)的材料做防彈背心是最好不過的了。如果用碳納米管做繩索,是唯一可以從月球掛到地球表面,而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球-月球乘人的電梯,人們?cè)谠虑蚨ň泳秃苋菀琢?。 納米碳管的細(xì)尖極易發(fā)射電子。用于做電子槍,可做成幾厘米厚的壁掛式電視屏,這是電視制造業(yè)的發(fā)展方向。,納米加工技術(shù)-通向納米世界的橋梁,按照人們的意愿
9、在納米尺寸的世界中自由地剪裁、按排材料,這一技術(shù)被稱為納米加工技術(shù)。納米加工技術(shù)是納米科學(xué)的重要基礎(chǔ),也包含了許多人們尚未認(rèn)識(shí)清楚的納米科學(xué)問題。例:納米的孔或線里的原子的擴(kuò)散 納米尺度內(nèi)相互運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦在納米世界內(nèi),所有的加工都必須在原子尺寸的層面上考慮。納米集成技術(shù)使不同材質(zhì)的材料集成在一起,它既具有芯片的功能,又可以探測(cè)到電磁波,光波(包括可見光紅外、紫外線等)的信號(hào),還同時(shí)能完成計(jì)算機(jī)的命令的動(dòng)作。,放在指尖上的
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