初中物理新材料及其应用

1、 第二章第二章 第四节第四节 新材料及其应用新材料及其应用李家河民族中学李家河民族中学 满益文满益文 定义：新发展的或正研发的、性能好材料，叫新材料。 随着科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。 以“发展与创新”为主题的“2016中国南京新材料资本技术峰会”9月1213日在南京召开。国家制造强国建设战略咨询委员会认为，新材料领域产业前景良好，新材料产业“十三五”规划将从升级基础材料、发展战略材料以及遴选前沿新材料三个层面出发，对“十三五”期间我国新材料产业

2、发展作出细致规划。 这节课，我们就了解一些新材料以及人类对它们的应用一、纳米材料将某些物质的尺度加工到将某些物质的尺度加工到1100 nm时，时，它们的物理性质或者化学性质与较大尺它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时相比，发生了异常的变化，具有一度时相比，发生了异常的变化，具有一些特殊的用途，这种材料称为纳米材料。些特殊的用途，这种材料称为纳米材料。 1nm= m10-9 一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。它是在1至100纳米(即十亿分之一米)尺度

3、的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。 一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上，产生了神奇的效果纳米技术的应用纳米墙壁漆纳米墙壁漆纳米领带纳米领带会自洁的纳米领带 高科技-纳米织物整理技术（环保 无毒）领带具有：防水防污 、除菌防霉、防辐射防静电等效果，可保持领带永洁常新。 纳米电子元件纳米电子元件纳米水杯纳米水杯纳米能量口罩 具有杀菌、除臭、高度阻隔飞沫、透气、抗紫外线、消炎消肿、活血镇痛等功效 纳米陶瓷杯 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性。纳米陶瓷杯还具有保健作用具有自洁功能的具有自洁功能的纳米窗帘、纳米墙纸纳米窗帘、纳米墙纸能自发热的能自发热的纳米护膝纳米护膝 一

4、位学者给我们列出了这样一些数字：根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，煤炭也只能用220年。世界各地的人们已经意识到那种无节制的能源消耗将会导致地球环境条件的进一步恶化，造成对人类生活方式的破坏。现在，世界各国都在积极开发各类新能源，特别是可再生的“绿色能源”。二、绿色能源二、绿色能源 能源危机让人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源。新材料在这方面扮演了重要的角色。 比如传统的电池污染环境，还不能重复使用。用锂作电极制造出的锂离子电池，体积小、质量轻、能够多次充电，对环境污染小。已经被广泛地用于移动通信、小型摄像机等设备上电池1、干电池：只能用一次，丢弃

5、会污染环境；2、铅蓄电池：能多次使用，但太笨重不宜携带；_ 人造地球卫星上天，卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备，需要足够的持续不断的电能，而且要求重量轻，寿命长，使用方便，能承受各种冲击、振动的影响。利用多晶硅和非晶硅材料做成的太阳能电池完全满足这些要求 当前，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化；小功率小面积的太阳能电池在一些国家已大批量生产，并得到广泛应用；同时人们正在开发光电转换率高、成本低的太阳能电池；可以预见，太阳能电池很有可能成为替代煤和石油的重要能源之一，在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置。 利用光电池制作自动旋转的小风扇 1、锂电池：体积小，质量轻，能够多次充电使

6、用，对环境的污染小；2、硅光电池：把太阳能转化为电能，并且对环境完全不会造成污染；3、石墨烯是目前、石墨烯是目前发现的最薄、最发现的最薄、最坚硬、导电导热坚硬、导电导热性能最强的一种性能最强的一种新型纳米材料。新型纳米材料。石墨烯被称为石墨烯被称为“黑金黑金”，是，是“新材料之王新材料之王”，科学家甚至预言科学家甚至预言石墨烯将石墨烯将“彻底彻底改变改变21世纪。世纪。”中科院上海硅酸盐所科学家成功研制中科院上海硅酸盐所科学家成功研制出一种高性能超级电容器电极材料出一种高性能超级电容器电极材料氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电有极佳的电

7、化学储能特性，可用作电动车的动车的“超强电池超强电池”：充电只需：充电只需7秒钟，秒钟，即可续航即可续航35公里。相关研究成果已于公里。相关研究成果已于2015年年12月月18日发表在期刊科学日发表在期刊科学上。上。4、氢燃料：无污染、无噪声、高效率1、记忆合金的主要成份是 和 。2、记忆合金的物理性质：当物体温度达到一定的数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化。_镍钛三：记忆合金 用记忆合金材料制作的的花在摄氏65度以上便能自动开放，可用于各种自动调节和控制装置。 新材料的层出不穷，使科学得到发展，人们生活有了改善. 光导纤维由光导纤维构成由光导纤维构成的光缆的光缆光电子

8、材料 光电子工业异军突起，它包括光光电子工业异军突起，它包括光通信、光计算、激光加工、激光通信、光计算、激光加工、激光医疗、激光印刷、激光影视、激医疗、激光印刷、激光影视、激光仪器、激光受控热核反应、激光仪器、激光受控热核反应、激光分离同位素、激光制导等许多光分离同位素、激光制导等许多方面。方面。 探索与发展新型光电子材料，制探索与发展新型光电子材料，制作高性能、小型化、集成化的光作高性能、小型化、集成化的光电子器件，已经成为整个光电子电子器件，已经成为整个光电子科技领域的前沿。科技领域的前沿。 光电子信息材料是整个光电子技光电子信息材料是整个光电子技术的基础和先导。包括淘汰和信术的基础和先导

9、。包括淘汰和信息获取材料、信息传输材料、信息获取材料、信息传输材料、信息存储材料以及信息处理和运算息存储材料以及信息处理和运算材料等，其中主要是各类光电子材料等，其中主要是各类光电子半导体材料、各种光纤和薄膜材半导体材料、各种光纤和薄膜材料、各种液晶显示（料、各种液晶显示（LCDLCD）材料等。）材料等。 LED发光产品发光产品 蓝宝石晶蓝宝石晶体体 电子纸全球第二大液晶显示器生产商全球第二大液晶显示器生产商飞利浦公司宣布，该公司已研飞利浦公司宣布，该公司已研发出世界首款色发出世界首款色“电子电子纸纸”。 “电子纸电子纸”是一种超薄、超轻的是一种超薄、超轻的显示器。飞利浦开发的这款显示器。飞利

10、浦开发的这款英寸彩色显示器薄如纸张，并且英寸彩色显示器薄如纸张，并且可以随意折叠弯曲。这款可以随意折叠弯曲。这款“电子纸电子纸”的电路板由金属制成，而非传统使的电路板由金属制成，而非传统使用的玻璃，从而可以提高产品的灵用的玻璃，从而可以提高产品的灵活性。活性。电子纸电子纸”技术与现有的液晶技术有技术与现有的液晶技术有所不同。所不同。“电子纸电子纸”没有目前其他没有目前其他显示设备无法避免的强烈反光，画显示设备无法避免的强烈反光，画面分辨率较高，显示效果与视觉效面分辨率较高，显示效果与视觉效果同普通书写纸几乎完全相同果同普通书写纸几乎完全相同1下列各种能源中，属于“绿色能源”的是（ ）A太阳能

11、B.煤炭 C.石油 D.天燃气2关于“绿色”能源和记忆合金中，理解正确的是（ ）A所谓“绿色”能源是指颜色是绿色的能源，如包装纸是绿色的锂电池等。B硅光电池比锂电池更优越绝对无污染。C记忆合金是一种有记忆，能记住原来形状的一种特殊金属。D一般金属合在一起，能制成记忆合金。AB练一练 1、下列电池对环境不会造成污染的是（ ） A、干电池 B、铅蓄电池 C、锂粒子电池 D、硅光电池D课堂练习： 1、纳米技术是指纳米尺度内的科学技术，它是现代科学技术的前沿，纳米是一个很小的 单位， 1nm= m； 2、我们在日常生活中长期使用的干电池具有轻便的优点，但只能使用一次，丢弃后会 ；铅蓄电池能反复使用，但是又 了；用锂做的电极制造出的锂离子电池