走进纳米世界.ppt

1、神奇的纳米世界，制作人：张玉伟0410388王云0410368，纳米科学技术：纳米科学技术是用单原子分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是基于许多现代先进科学技术的科学技术，是现代科学(混沌物理学、量子力学、美索物理学、分子生物学)与现代技术(电脑技术、微电子学、扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物，纳米科学技术又是一系列新的科学技术(如尼龙、尼克、)，纳米材料和纳米粒子：纳米材料，纳米粒子组成，也称为超微物质。纳米粒子又称超微粒，通常是尺寸1100nm之间的粒子，是原子簇和宏观物体接壤的过渡区域，从通常的微观和宏观的角度来看，这种系统不是典型的微观体系，也不是典型的宏观体系。是具有表

2、面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应的典型人际关系系统。将宏观物体细分为超微粒(纳米级)，与光学、热学、传记、磁学、力学、化学性质、大型固体相比，许多奇异特性有了明显的变化。表面效应球形粒子的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，因此与表面积(表面积体积)相比与直径成反比。如果粒子直径变小，则比表面积大得多，表面原子所占的百分比将大大增加。原子间距为310-4微米，表面原子只占一层，粗略估计表面原子所占的比例如下表所示。超微粒子表面原子百分比与粒子直径的关系直径(10-4微米)10 50 100 1000质子共30 4 103 3 104 3 106表面质子百分比100 40 2

3、0 2，纳米材料奇异特性：如上表所示，直径大于0 1微米的粒子表面效果可以忽略不计。低于尺寸0.1微米的话，超微粒的表面与大物体的表面大不相同。以高倍率电子显微镜(直径210-3微米)电视机拍摄紫菜颗粒(直径210-3)，实时观察发现颗粒没有固定形态。随着时间的推移，各种形状(如立方体、十面体、二十面体聚晶等)牙齿自动形成，电子显微镜电子束照射后，表面原子似乎进入沸腾状态，尺寸大小在10纳米以上后，才看不到这种颗粒结构的不稳定性。此时微粒子具有稳定的结构状态。超细颗粒的表面具有很高的活性，在空气中金属颗粒迅速氧化燃烧。为了防止自然燃烧，可以有意识地控制表面涂层或氧化率，使其慢慢氧化，形成非常薄

4、、致密的氧化层，从而确保表面稳定。利用表面活性，金属超细晶预计将成为新一代高效催化剂和储气材料、低熔点材料。小尺寸效应会随着粒子尺寸量的不同，在一定条件下引起粒子性质的质性变化。由于缩小粒子尺寸而引起的宏观物理性质变化称为小尺寸效应。超微粒的情况下，尺寸大小变小，比表面积明显增加，产生以下神奇性质。(1)特殊光学特性所有金属从超细晶状态显示为黑色状态。尺寸越小，颜色越黑，银白色的铂(白金)牙齿铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微粒对光的反射速度很低，通常低于L，厚度约几微米，可以完全消失。David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧，金属名言)牙齿功能，可以将太

5、阳能能源转换为高效的光热、光电等转换材料，有效地加热和电能。此外，还可以适用于红外线敏感因素、红外隐身技术等。(2)特殊热特性固体物质在其形态较大的尺寸时熔点固定，但经过超细化后熔点将大幅减少，发现，颗粒小于10纳米规模时尤为明显。(3)特殊的磁性人发现，鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂、水中的磁性细菌等生物体有超微量的磁性颗粒，这种生物能够在地磁导航中辨别方向，具有返回的能力。磁性超微粒子本质上是生物磁性指南针，生活在水中的磁性细菌游到营养丰富的水中。人们利用磁超微粒子具有高校精力的特点，已经制造了高存储密度的磁记录磁粉分子，并大量应用于磁带、磁盘、磁卡、磁性钥匙等。使用超顺磁性，人们已经把磁性超微粒

6、子变成了用途广泛的磁性液体。(4)特殊的力学性能陶瓷材料通常很脆，但用纳米超细晶压制的纳米陶瓷材料韧性好。因为纳米材料有很大的界面，界面的原子排列很混乱，原子在外部变形条件下很容易移动，所以表现出很好的韧性和特定的延展性，所以陶瓷材料有新颖的机械特性。据美国学者报道，氟化钙纳米材料在室温下可能大幅度弯曲，不会折断。研究表明，人的牙齿强度高是由磷酸钙等纳米材料构成的。带纳米颗粒的金属比现有的粗晶金属硬35倍。金属、日用陶瓷等复合纳米材料可以在更大的范围内改变材料的力学性能，其应用前景非常广阔。超微粒子的小尺寸效应也出现在超导、介电性能、音响特性、化学性能等方面。宏观杨紫隧道效应各种元素原子都有特

7、定的频谱线，如钠原子。例如，钠原子有黄色的频谱线。原子模型和量子力学已经用能级的概念进行了合理的解释。当用无数原子构成固体时，单独原子的能级牙齿合成带的电子数很多，因此带中能级的间隔牙齿很小，可以连续看。在波段理论中，成功地说明了大金属半导体绝缘体之间的关系和差异，对原子分子和大固体之间的超微粒粒子进行了解释，能级之间的间距随着粒子尺寸的减少而增加。当热能、电场能量或磁场可能小于平均能级间隔时，一系列与宏观物体截然不同的异常特性称为杨紫尺寸效应。电子具有粒子性和可变性，有隧道效应。近年来，人们对一些茄子宏观物理量进行了发现，展示了称为宏观杨紫隧道效应的隧道效应，例如微粒子的磁化、杨紫相干器件的

8、磁通量等。纳米材料的用途纳米材料的用途很广，主要用途是医药使用纳米技术可以进一步细化药品生产过程，在纳米材料的尺度下直接利用原子分子的配置，制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子(WHO)有助于人体内的药物传输，包括几层纳米粒子的智能药物进入人体后，可以积极搜索和攻击癌细胞，或者修复受损的组织。使用纳米技术新型诊断仪器，只要检查少量血液，就可以通过蛋白质和DNA诊断各种疾病。家用电器用纳米材料纳米材料多功能塑料，具有抗菌、抗美、防腐、抗衰老、防紫外线等作用，可起到电冰床、空调箱内抗菌杰米塑料的作用。电子计算机和电子工业可以将阅读硬盘读卡器和存储容量是当前芯片数千倍的纳米材料内存芯片全部投入生产。

9、计算机普遍采用纳米材料后，可以缩小为“掌上电脑”。在环境保护环境科学领域将出现具有独特功能的纳米幕。牙齿膜可以检测化学和生物制剂引起的污染，过滤这些制剂，消除污染。纺织工业可在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复合材料，抽丝，编织布，制造杀菌、防霉、防臭、防臭、防紫外线等内衣和服装，用于制造抗菌内衣、用品，还可制造符合国防工业要求的防紫外线功能纤维。机械行业可以使用纳米材料技术对机械核心部件进行金属表面纳米粉末涂层处理，提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。制备硅纳米晶体的新有效方法美国米尼索塔大学工程师发明了室温等离子体中硅纳米颗粒的新方法。新方法可以解决现有基于等离子

10、体的准备方法的问题，创建尺寸等纳米颗粒。研究人员说，牙齿晶体粒子可以用于新的电子设备，如单纳米颗粒电晶体。晶体硅与非晶(无定形)硅相比，有很多高速电子学时可以使用的好特性，但是现有的等离子体合成技术总是得到无定形(无定形)硅。而且，得到的纳米颗粒或有很多缺陷，或尺寸变化的范围很大。Uwe Kortshagen和他的同事开发的新技术没有这些缺点，只有真正的无缺陷结晶纳米颗粒，以及粒子的尺寸小范围内才能改变。纯碳纳米管超级材料以色列及美国材料科学家发现，碳纳米管强度比其他纤维高约200倍。因为在没有碳纳米管破裂的情况下，能承受约100万气压的压力。牙齿结果比类似纤维高2个。牙齿发现将碳纳米管作为增

11、强材料，在可以制造更高强度的复合材料的时候，可以利用牙齿复合材料生产轻便的防弹背心或服装。碳纳米管是由60个碳原子组成的足球分子的变种，强度很高，原因是碳纳米管的碳键牙齿很稳定，管子里有少量的缺陷牙齿。研究人员希望将碳纳米管用作复合材料增强材料，目前需要解决的问题是碳纳米管尺寸太小，难以直接测量结构性能。通过空气氧化法，使用炭纳米管、碱进行炭纳米管字典处理，碱是分散剂，因此可以加强炭纳米颗粒及氧化剂的反应，分离炭纳米管及其他形式的碳。以下是几张关于牙齿实验的照片。在纯化过程中，我们使用NaOH溶液进行了炭纳米管字典处理，碱性主要与粗炭纳米管中的有机官能团反应，溶解了有机官能团。如果查看图1阴极沉积物的扫描电镜图像，则可以看到图1(b)的粒子分支优于图1(a)的粒子分支。这可以证明碱是一种好的分散剂。聚在一起的木炭纳米管，木炭纳米粒子，小颗粒，大郑智薰表面积，同时可以证明化学反应活性增大。炭纳米管煅烧后，如果不进行后期处理，就很难得到纯炭纳米管。通过透射电镜观察了烧炭纳米管样品，TEM图像如图2所示。图2无酸洗炭纳米管TEM图像，图3酸洗后炭纳米管T