简述纳米材料的发展历程

1、。简述纳米材料的发展历程纳米材料问世至今已有20 多年的历史,大致已经完成了材料创新、性能开发阶段,现在正步人完善工艺和全面应用阶段。“纳米复合聚氨酯合成革材料的功能化 ”和 “纳米材料在真空绝热板材中的应用”2 项合作项目取得较大进展。具有负离子释放功能且释放量可达2000 以上的聚氨酯合成革符合生态环保合成革战略升级方向，日前正待开展中试放大研究。该产品的成功研发及进一步产业化将可辐射带动300 多家同行企业的产品升级换代。 联盟制备出的纳米复合绝热芯材导热系数可控制为低达4.4mw/mk 。该产品已经在企业实现了中试生产，正在建设规模化生产线。联盟将重点研究开发阻燃型高效真空绝热板及其在

2、建筑外墙保温领域的应用研发和产业化， 该技术的开发将进一步促进我国建筑节能环保技术水平的提升，带动安徽纳米材料产业进入高速发展期。纳米金属材料是20 世纪 80 年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material) ， 是指其结构单元的尺寸介于1纳米100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。 并且， 其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不

3、同于该物质在整体状态时所表现的性质。纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料， 由纳米粒子(nano particle) 组成。 纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域， 从通常的关于微观和宏观的观点看， 这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。纳米材料具有一定的独特性， 当物质尺度小到一定程度时， 则必须改用量子力学取

4、代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由 10 微米降至 10纳米时， 其粒径虽改变为 1000 倍， 但换算成体积时则将有10 的 9 次方倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大， 也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构， 此结构代表具有高表面能的不安定原子。 这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。就熔点来说， 纳米粉末中由于每一粒子组成原子少， 表面原子处于不安定状态， 使其表面晶格震动的振幅较大， 所以具有较高的表面能量， 造成超微粒子的热性质， 也就是造成熔点下降， 同时纳米粉末将比传统粉末容易在较

5、低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体， 当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时， 即形成单磁区之磁性物质。 因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时， 将成为优异的磁性材料。纳米粒子的粒径（10纳米100纳米）小于光波的长，因此将与入射光产生复杂的交互作用。 金属在适当的蒸发沉积条件下， 可得到易吸收光的黑色金属超微粒子，称为金属黑，这与金属在真空镀膜形成高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。自 20 世纪 70 年代纳米颗粒材料问世以来，从研究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

6、索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体， 研究评估表征的方法， 探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能； 研究对象一般局限在单一材料和单相材料， 国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。第二阶段（ 19901994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性， 设计纳米复合材料， 复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三阶段（ 1994 年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。 国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者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、管为基本单元在一维、

7、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。英国贸工部在新发表的科技与创新白皮书中，已将纳米技术列为 21 世纪科技发展的重点， 加速该领域的发展。 正如科学家预测： 纳米技术这一新兴的高科技领域，将成为 21 世纪一颗新的科技明星。先进纳米材料制造商和技术服务商江苏先丰纳米材料科技有限公司,2009 年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。科研客户超过一万家，工业客户超过两百家。南京先丰纳米材料科技有限公司 2009 年 9 月注册于南京大学国家大学科技园内，现专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向，立志做先进材料及技术提供商。2016 年公司一期投资5000 万在南京江北新区浦口开发区成立“江苏先丰纳米材料科技有限公司”，建筑面积近4000 平方，形成了运营、研发、中试、生产全流程先进纳米材料制造和技术服务中心。 现拥有石墨烯粉体、 石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线， 2017 年年产高品质石墨烯粉末50 吨， 石墨烯浆料10