七年级科学下册 13.4 材料开发—新材料课件 牛津上海版.ppt

石器时代 青铜器时代 铁器时代 钢时代 半导体时代 新材料时代 人类社会发展的历史阶段常常根据当时使用的主要材料来划分 从古代到现在人类使用材料的历史共经历了6个时代 材料的历史 石斧 商代巨型司母戍鼎 楚墓出土越王勾践宝剑 红山玉器 材料的历史 宋代的官窑瓷 元代的景德镇陶瓷 战国凹形铁锄 唐代的唐三彩 材料的历史 长征三号火箭在发射塔上 全塑料汽车 材料的历史 20世纪以来 人们把信息 材料和能源称为当代文明的三大支柱 材料科学是科技发展的基础 技术进步和工业化生产的支柱 当代文明的三大支柱 纳米1米的十亿分之一 纳米 nanometer 长度单位nano是十亿分之一的意思1纳米是1米的十亿分之一 记作nm1纳米 10个氢原子一个挨一个排成一列20纳米 1根头发丝的三千分之一 1nm 1 10 9m 纳米技术概念的提出 提出纳米技术概念的科学家费曼 1918 1988 r p feynman 40年前 诺贝尔物理奖得主 量子物理学家费曼所作的题为 底部还有很大空间 的演讲 被公认为是纳米技术思想的来源 纳米技术的实现与发展 诞生 20世纪80年代随着新型显微镜 stm 的出现 人们能看清1纳米大小的物质 于是出现了纳米技术即毫微米技术 纳米结构 指尺寸在100纳米以下的微小结构 纳米技术是指在纳米尺度 100纳米到0 1纳米 的范围内研究物质所具有的特异现象和特异功能 通过直接操纵和安排原子 分子来创造新物质材料的技术 扫描隧道显微镜 stm 1981年 美国ibm公司在瑞士苏黎世的实验室里 发明了新式显微镜 称为 扫描隧道显微镜 简称stm 应用这台显微镜人们可以看到原子大小的东西 我国的纳米先锋 从80年代中期以来 纳米科学和纳米技术越来越受到重视 中科院纳米科技项目首席科学家白春礼院士 最小的中国地图 我国在纳米技术方面的成就 只有10纳米 我国在纳米技术方面的成就 1993年科学家在低温下 用stm针尖将48个铁原子排成一个圆环 并且直接观察到了电子驻波的图形而后 又成功地移动铁原子写成了两个汉字 原子 在纳米层次 许多原来在宏观尺度上使用的规律 定理 方式 方法 都将不再适用 世界将从此是另一个模样 神奇的纳米 莲花叶子表面的自我洁净莲花叶面表面的结构与粗糙度为微米至纳米尺寸的大小 当远大于该结构的灰尘 雨水等降落在叶面上时 只能和叶面上凸状物形成点的接触 液滴在自身的表面张力作用下形成球状 在滚动中吸附灰尘 并滚出叶面 自然界当中的纳米材料 鹅毛和鸭毛的排列非常整齐 毛与毛之间的隙缝小到纳米尺寸 所以水分子无法穿透层层的鹅毛和鸭毛 自然界当中的纳米材料 不用洗涤剂的纳米服装 2002年 发明的一批高科技服装面料不用洗涤剂也能清洁的衣物 可用做防水地图的仿真丝面料等令人耳目一新 各种纳米材料的特性 具有易洁纳米涂层的陶瓷 各种纳米材料的特性 特殊的性质 陶瓷材料通常呈现脆性 但是由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料具有良好的韧性 各种纳米材料的特性 摔不碎的纳米陶瓷 纳米陶瓷 各种纳米材料的特性 仿甲虫外形制造的微型机器人 纳米轴承 微型机器人 微型机器人 纳米技术在医学领域内的发展前景 纳米器件有可能成为未来保卫人类健康的一支忠实可靠的 卫队 图示 画家笔下的一种纳米仿生术机器人 这种称为游荡者的纳米仿生物可以为人体传送药物 进行细胞修复等工作 纳米机器人在清理血管中的有害堆积物 纳米机器人小到可在人的血管中自由地游动 对于脑血栓 动脉硬化等病灶 可以很容易地予以清理而不用进行危险的开颅 开胸手术 微型机器人 碳纳米管 近年 中国科学院物理研究所解思深研究员率领的科研小组 不仅合成了世界上最长的 超级纤维 碳纳米管 创造了一项 3毫米的世界之最 而且合成出世界上最细的碳纳米管 碳纳米管 是指用纳米技术将碳做成的细管碳纳米管内部是空的 外部直径只有几到几十纳米 比重为钢的六分之一 强度是钢的100倍 c60c60c70 石墨 显微摄影碳纳米管 科学家认为天梯的高度至少是天上的地球同步卫星那么高 从地面修造天梯达到几万千米高的卫星 底部必须是直径358千米粗的柱子 才能支撑得住 不被自己的重量压弯 其底座相当于江苏省的面积 古人幻想 顺着天梯就可以上天 认为沿着昆仑山顶峰上的大树向上爬 爬到树顶就能进入天庭 这棵树就是上天的天梯 天梯 碳纳米管绳梯 天梯 碳纳米管绳梯 傲立宇宙间 顶天立地的 第二巴别塔 太空电梯横空出世 莽昆仑 阅尽人间春色 天梯 碳纳米管绳梯 碳纳米管的强度高 重量轻 用它做成太空升降机的缆绳 即使缆绳的长度是从太空下