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纳米藤材料浅谈对纳米材料的认识“纳米”这个词语我们并不陌生,生活中常见的有“纳米洗衣机”、“纳米羊绒衫”等等。纳米材料几乎无处不在,在这里简单谈谈我对纳米材料的认识。纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometermaterial)是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。它从思维方式的概念表明生产和科研的对象将向更小的尺寸、更深的层次发展,将从微米层次深人至纳米层次。纳米技术未来的目标是按照需要,操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。纳米材料具有许多的特殊性质。由于纳米级尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度等物理特征尺寸相当或更小,使得晶体周期性的边界条件被破坏纳米微粒的表面层附近的原子密度减小;电子的平均自由程很短,而局域性和相干性增强。尺寸下降还使纳米体系包含的原子数大大下降,宏观固定的准连续能带转变为离散的能级。这些导致纳米材料宏观的声、光、电、磁、热、力学等的物理效应与常规材料有所不同,体现为量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观隧道效应等。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征三个研究领域。经过几十年对纳米技术的研究探索。。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪四大领域高速发展。目前,不少国家纷纷制定相关计划,投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现,似乎都包涵着无限可能,尤其是纳米机器人具有不可限量的应用前景。用不了多久,个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。然而,当人们陶醉在纳米材料的许多新奇功能和它将给我们生活带来的美好前景时,医学界出于特殊的职业敏感性,开始冷静地考虑纳米料将对人类健康产生的深远影响。事实上,纳米技术还将在生态环境、经济、政治、伦理道德等等方面引发诸多问题,从而在社会各个层面,它将取代基因技术成为最受争议的应用技术。总而言之,纳米科技的发展的确给人类带来很多恩惠,推动人们加深对物质世界和生命科学的理解。但是在迅猛发展的纳米浪潮中,我们不能忽视任何事物都会产生的两重效果。因此,应该对纳米材料对人类的潜在影响给予足够的关注和探讨,让纳米材料为人类的发展和社会的进步发挥自身的作用。纳米材料与传统材料的差别?答广义地说,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围或由他们作为基本单元构成的材料。特性: 表面与界面效应这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10纳米时,微粒包含4000个原子,表面原子占40%;粒子直径为1纳米时,微粒包含有30个原子,表面原子占99%。主要原因就在于直径减少,表面原子数量增多。再例如,粒子直径为10纳米和5纳米时,比表面积分别为90米2/克和180米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象,如金属纳米粒子在空中会燃烧,无机纳米粒子会吸附气体等等。小尺寸效应当纳米微粒尺寸与光波波长,传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,它的周期性边界被破坏,从而使其声、光、电、磁,热力学等性能呈现出“新奇”的现象。例如,铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电;绝缘的二氧化硅颗粒在20纳米时却开始导电。再譬如,高分子材料加纳米材料制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性,可以高效率地将太阳能转变为热能、电能,此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等等。量子尺寸效应当粒子的尺寸达到纳米量级时,费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级。当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时,会出现纳米材料的量子效应,从而使其磁、光、声、热、电、超导电性能变化。例如,有种金属纳米粒子吸收光线能力非常强,在千克水里只要放入千分之一这种粒子,水就会变得完全不透明。宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也有隧道效应,它们可以穿过宏观系统的势垒而产生变化,这种被称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。纳米科技的分类? 答:纳米科技从研究内容上可以分为3类: 纳米材料:纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级的尺寸,并且具有特殊性能的材料。是纳米科技发展的物质基础。纳米器件:所谓纳米器件,是指从纳米尺度上,设计制造的功能器件,纳米器件的研制和应用水平是进入纳米时代的重要标志。纳米尺度的检测盒盒表征。纳米材料的特性及其应用钟京京摘要:纳米材料广义上是三维空