浅谈纳米材料和纳米技术

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1、浅谈纳米材料和纳米技术摘要：纳米科学技术是20世纪80年代末期诞生并快速崛起的新科技。冃前人们已制造了各种各样的纳米材料，使人们的牛活和工作发牛了质的飞跃。木文章分四部分來讲述纳米材料的特点、制备方法和应用前景。1纳米和纳米材料纳米（nm）是一个长度计暈单位，1纳米等于1米的十亿分之一。在纳米尺度范用内（1〜lOOnm）,通过操纵原子、分子、原子团或分子团使其重新排列组合成新物质的技术称为纳米技术。运用纳米技术研制出来的物质称纳米材料。纳米材料主要包括纳米微粒、纳米块体、纳米薄膜和纳米组装体系。2纳米材料基本效应2」小尺寸效应当颗粒的尺寸与光波波长

2、、徳布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，品体周期性的边界条件将被破坏，非品态纳米粒了的颗粒农面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表而积亦显著增加，从而产生如下一系列新奇的性质。2.2量子效应大块材料的能带可以看成是连续的，而纳米材料的能带将分裂为分立的能级。能级间的间距随颗粒尺寸减小而增人。当热能、电场能、或者磁场能比平均的能级间距还小时就会呈现;II—•系列与宏观物体截然不同的反常特件，称之为量了效应。譬如，导电的金属在纳

3、米颗粒时可以变成绝缘体。2.3表面效应表面效应乂称界面效应，它是指纳米粒了的表面原了数与总原子数之比随粒径减小而急剧增大后所引起的性质上的变化。纳米晶粒粒径减小的结果导致了其表而积、表而能及表而结合能都迅速增人，进而使纳米品粒表现出很高的化学活性；并且农面原了的活性也会引起表面电子自旋构象电子能谱的变化，从而使纳米粒子具有低密度、低流动速率、高吸气体、高混合性等特点。例如，金屈纳米粒子暴露在空气屮会燃烧，无机纳米粒子暴露在空气小会吸附气体，并与气体进行反应。2.4界而效应纳米材料具有非常大的界面。界面的原了排列是相当混乱的，原了在外力变形的条件下很

4、容易迁移，因此表现出很好的韧性与一定的延展性，使材料具有新奇的界而效应。3纳米材料制备方法纳米材料制备技术包扌舌：纳米粉体、纳米块体、纳米薄膜的制备和加工。纳米材料制备技术的种类，按照物质的原始状态來分类，可分为固和法、液相法和气相法；按研究纳米粒子的学科分类，可分为物理法（惰性气体蒸发法、激光溅射法、球魔法、电弧法等）、化学法（沉淀法、水热法、相转移法、界而合成法、溶胶■凝胶法等）、物理化学法；按制备技术分类，乂分为机械粉碎法、气体蒸发法、溶液法、激光合成法等等。4纳米材料的应用纳米材料的应用领域十分广泛，它已经渗入到轻工、纺织、化工、机械、电子

5、电器等各个领域。由纳米颗粒制成的材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方血都有很大的不同，对制造出各种性能优良的特殊材料。在磁性材料方血，利用超顺磁性（即在有磁场作用才表现出磁性）研制成功了磁性液体即液流体。它具有固体的强磁性和液体的流动性，主要用于磁密封和磁扬声器。在光学方血，纳米微粒作为光纤材料町以降低光导纤维的传输损耗，大大地改善光传导的特性。在日常家用方血，用纳米材料制成的多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料。在电子信息方而，纳米材料级存储器芯片已投入生产。计算机在普遍

6、采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑在坏境方而，纳米膜能够探测到由化学和牛物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。在生物与灰学方而，利用纳米微粒进行细胞分离、细胞染色及利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部治疗；磁性纳米颗粒作为药•剂的载体，在外磁场的引导下集中于病患部位,有利于提高药效；采川纳米金属颗粒制成金属溶胶，接上抗原或抗体就能进行免疫学的间接凝集试验，用于快速诊断。纳米材料在未来人们的生活中将发挥重要的作川。结语：纳米材料在信息、生物、医疗等方面的应用，使人类认识和改造世界的能力有重大突破,纳米技术的研究水平和应用

7、程度对信息产业及社会、经济的发展关联很大。所以，我们要加大投入，快速发展。