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。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。虽然距离应用阶段还有较长的距离要走,但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景,美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视,纷纷制定研究计划,进行相关研究
当物质达到纳米尺度以后大约是在0.1纳米至100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种拥有特殊性能的材料,即为纳米材料。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。
纳米结构图
纳米技术在日常生活中也经常见到,最常见的是健身产品方面,化妆品,个人护理产品和服装等等。另外,网球拍,自行车,箱包,汽车零件和可充电电池等,别广泛采用了纳米材料。那你艺术作为促进信息技术和数码电子行业发展的关键驱动力,进一步提升了很多电子产品的性能,比如电脑,手机和电视等等。
纳米材料:
1、纳米陶瓷:是用纳米粉对陶瓷进行改性,使强度得到大幅度的提高。
2、纳米粉末:称为超细粉,属于一种固体颗粒。
3、纳米膜:将颗粒贴一起的,中间留有细小的间隙。
4、纳米块体:由粉末高压成型,有着超高强度。
特性
(1)表面与界面效应
主要原因就在于直径减少,表面原子数量增多。再例如,粒子直径为10纳米和5纳米时,比表面积分别为90米2/克和180米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象,如金属纳米粒子在空中会燃烧,无机纳米粒子会吸附气体等等。
(2)小尺寸效应
当纳米微粒尺寸与光波波长,传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,它的周期性边界被破坏,从而使其声、光、电、磁,热力学等性能呈现出“新奇”的现象。例如,铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电;绝缘的二氧化硅颗粒在20纳米时却开始导电。再譬如,高分子材料加纳米材料制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性,可以高效率地将太阳能转变为热能、电能,此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等等。
按化学组成可分为:纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料。
按材料物性可分为:纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。
按应用可分为纳米电子材料、纳米光电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米储能材料等。
纳米材料大部分都是用人工制备的,属于人工材料,但是自然界中早就存在纳米微粒和纳米固体。例如天体的陨石碎片,人体和兽类的牙齿都是由纳米微粒构成的,而浩瀚的海洋就是一个庞大超微粒的聚集场所。
扩展资料:
纳米材料的物理性质和化学性质既不同于宏观物体,也不同于微观的原子和分子。当组成材料的尺寸达到纳米量级时,纳米材料表现出的性质与体材料有很大的不同。在纳米尺度范围内原子及分子的相互作用,强烈地影响物质的宏观性质。
物质的机械、电学、光学等性质的改变,出现了构筑它们的基石达到纳米尺度。例如铜的纳米晶体硬度是微米尺度的5倍,脆性的陶瓷成为易变形的纳米材料,半导体量子阱、量子线和量子点器件的性能要比体材料的性能好得多;
当晶体小到纳米尺寸时,由于位错的滑移受到边界的限制而表现出比体材料高很多的硬度;纳米光学材料会有异常的吸收;体表面积的变化使得纳米材料的灵敏度比体材料要高得多;当多层膜的单层厚度达到纳米尺寸时会有巨磁阻效应等。
纳米材料之所以能具备独到的特性,是当组成物质中的某一相的某一维的尺度缩小至纳米级,物质的物理性能将出现根本不是它的任一组分所能比拟的改变。
纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。纳米膜纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。纳米块体纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为:超高强度材料;智能金属材料等。
一、衣: 1.在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可除味杀菌; 2.在化纤布中加入少量金属纳米微粒,可消除静电现象。 二、食: 1.利用纳米材料,冰箱可以抗菌; 2.使用纳米材料制作无菌餐具、无菌食品包装用品; 3.利用纳米粉末,使废水彻底变清水,完全达到饮用标准; 4.制作纳米食品,色香味俱全,有益健康。 三、住: 1.纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性提高10倍; 2.玻璃和瓷砖表面加涂纳米薄层,可制成自洁玻璃和自洁瓷砖,无需擦洗; 3.含有纳米微粒的建筑材料可吸收对人体有害的紫外线。 四、行: 1.纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标; 2.纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,极大提高发动机效率、工作寿命和可靠性; 3.纳米卫星可随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。
纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类.其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础.纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种...