纳米材料的分类及基本结构效应

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1、维普资讯http://www.cqvip.com纳米材料的分类及基本结构效应李嘉·尹衍升张金升赵天平(‘山东大学材料液态结构与遗传性教育部重点实验室，济南250061；济南大学材料科学与工程学院，济南250O22)摘要从不同角度对纳米材料进行了分类，讨论了纳米材料晶粒尺寸效应、界面效应及结构单元之间的交互效应；论述了纳米材料基本结构效应与其物理化学性质之间的关系。关键词纳米材料分类微观结构纳米材料的制备及研究是当前国际前沿研究状、海绵状等。当粒子尺寸进入纳米级时，具有量课题之一⋯。纳米材料是指粒径在

2、1一lOOnm间子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧的单晶体或多晶体，由于晶粒细小，使其晶界上的道效应，因而展现出许多特有的性质，在催化、滤原子数的比例增大，即产生高浓度晶界，因而使纳光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面有广阔米材料具有许多不同于粗晶材料的特异的性质，的应用前景。例如录音带、录像带和磁盘等都有如小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、采用磁性微粒作为磁记录介质。随着社会的信息宏观量子隧道效应、特殊的光吸收特性、电化学性化，要求信息储存量大、信息处理速度高，促使磁质等J。美

3、国自1991年开始将纳米技：术列为“政记录用的磁性颗粒尺寸趋于超微化。目前用金属府关键技术”及“2000年战略技术”；日本、欧盟也磁粉(20nm左右的超微磁性颗粒)制成的金属磁纷纷开展了纳米技术的研究；我国的“863技术”带、磁盘，国外已经商品化，其记录密度可达(4×和“973计划”也将纳米材料的研究列入了重点课106)一(4×107)位／em，即每厘米可记录4OO万至题。纳米材料也因此被人们誉为“21世纪最有前4OO0万的信息单元，与普通磁带相比，它具有高途的材料”。本文综述了近年来的纳米材料的分

4、密度、低噪音和高信噪比等优点。类及基本结构效应方面的研究进展。1．2纳米固体纳米固体是由纳米微粒聚集而成的凝聚体，1纳米材料的类别划分虽然可以从不同的角度将其分为许多种类，但它们都有一个共同的特点，即超细颗粒间巨大的界近年来，由于纳米材料的分类是从不同的学面积，可从以下角度再分类。科角度进行，因此显得较为混乱且缺乏系统性，本1．2．1按几何形态划分文把纳米材料分为3类：即纳米微粒、纳米固体和从几何形态的角度可将纳米固体划分为纳米纳米组装体系。块状材料、纳米薄膜材料、纳米纤维材料。1．1纳米微粒纳米块

5、状材料通常是指由表面清洁的纳米微纳米微粒指线度处于1lOOnm之间的聚合粒经高压形成的三维凝聚体，纳米薄膜则是指二体，它是处于该几何尺寸的各种粒子的总称。纳维的纳米固体，常用的制备方法有化学气相沉积米微粒的形态并不限于球形，还有板状、棒状、角法、溶胶一凝胶法、溅射镀膜法等。纳米固体材料作者简介：李嘉(1908一)，女，博士研究生，讲师．主要从事陶瓷基复合材料的研究维普资讯http://www.cqvip.com的主要特征是具有巨大的颗粒间界面，如5nm颗它是以纳米微粒以及它们组成的纳米丝和管为基粒所

6、构成的固体将含l0个／cm3晶界，原子的扩本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有散系数要比大块材料高10¨一10倍，从而使得纳纳米结构的体系。这种结构的电学、光学、电子运米材料具有高韧性。通常陶瓷材料具有高硬度、输和磁存储不仅由单一纳米晶的性能所决定，而耐磨、抗腐蚀等优点，但又具有脆性和难以／m-r_等且也由纳米晶间的相互作用决定。纳米微粒、丝、缺点，纳米陶瓷在一定的程度上却可增加韧性，改管可以是有序或无序的排列，其特点是能够按照善脆性。人们的意愿进行设计，整个体系可以具有人们所纳米薄膜又可分为

7、2类：一类是由纳米粒子期望的特性，因而该领域被认为是材料化学和材组成的薄膜；另一类是在纳米微粒问有许多的孑L料物理的重要前沿课题。它的基本内涵是以纳米隙、无序原子或其它种材料的薄膜，如纳米微粒镶颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一嵌在另一种基体材料的薄膜就属此类。纳米薄膜维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的材料有诸多应用。例如作为光的传感器，金颗粒体系，它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜膜从可见光到红外光的范围内，光的吸收效率与嵌镶体系。美国利用自组装技术将几百支单壁纳波长的依赖性甚

8、小，从而可作为红外线传感元件。米碳管组成晶体索“Ropes”，这种索具有金属特铬一三氧化二铬颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作性，室温下电阻率小于1×10-4Q·m；将纳米三碘用，可以有效地将太阳光转变为热能；硅、磷、硼颗化铅组装到尼龙(nylon．11)上，在x射线照射下具粒膜可以有效地将太阳能转变为电能；氧化锡颗有强的光电导性能，利用这种性能为发展数字射粒膜可制成气体一湿度多功能传感器，通过改变线照相奠定了基础。工作温度，可以用同一种膜有选择地检测多种气体。颗粒膜传感器