四、新材料及其应用

1、,第二章 物质的尺度、质量和密度,第四节 新材料及其应用,我们先来看一则新闻,世界科学报道()讯使用OLED材料做的衣服可以通过无线网络的传输随意改变颜色，这在时装界或许有广阔前景。,这个被称作“Urbanhermes”的小东西，是媒体实验室最近研发出的可随穿着者的情绪而改变款式、颜色并能无限共享的时装配件，我们可以称它为“情绪外衣”。这不是一件真正的衣服，而是一个小配件。它造型小巧，可以随意放在衣服或者背包里面。,假设Lucy在街上遇到了Ben，Lucy携带的配置了Urbanhermes的背包上带有她从最喜爱的设计师那里获得的图片。背包自动感受到了Ben书包上显示的图片，并且询问Lucy是否

2、显示Ben的图片。Lucy接受了Ben的图片，并且可以和Ben交谈。 这就意味着，我们不用再去羡慕别人的衣服。自己的背包或者服饰可以自动感受到其他穿着者的时尚图案，衣服上安装的用户许可装置会询问用户是否接收、传输讯息，说不定Urbanhermes还能偶尔客串“红娘”的角色，当然前提是对方也必须穿戴配有Urbanhermes的服饰或者背包。,可见，新材料的研制和应用，给人们的生活带来了无限的惊喜,21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。这节课，我们就了解一些新材料以及人类对它们的应用,纳米材料,你知道什么是纳米吗？,纳米（n

3、m)是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，比如，人的头发丝的直径一般为70008000nm，人体红细胞的直径一般为30005000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。,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0.10至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内，研究电子、原子和分子运

4、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,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,“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

5、地用于移动通信、小型摄像机等设备上,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,记忆合金,我们先来看一个奇妙的实验,有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲，冷却后保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状。这种合金叫做形状记忆合金。,我们来看一些用形状记忆合金做成的神奇的物体,镍钛记忆合金受热后恢复原来形状,镍钛记忆合金“花瓣”在相应的温度下慢慢绽放,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。,偏心曲柄型热机是利用形状记忆合金记忆回复特性，借助记忆合金弹簧在不同温区（室温温度、热水温度）之间产生的力矩差驱使轮盘转动的装置。以热水为热源，热水温度为6585，操作时，将热机置于热水容器中，使热水浸至轴心，则大、小双轮即可连续