纳米材料的发展过程及制备方法.pdf

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1、纳米材料的发展过程及制备方法徐田超冯亚娟1，2内蒙古大学内蒙古呼和浩特010021【摘要】纳米材料被广泛地认为是二十一世纪最重要的新型材料之一。纳米技术作为二十一世纪重要的科学领域对人类社会产生了极其深远的影响。纳米材料由于具有特异的力、热、电、磁、生物和化学性能，被广泛的应用到航天、国防工业、磁记录设备的制备、计算机工程、环境保护、医药和生物工程等领域中。本论文介绍了纳米材料的发现发展过程、主要的制备方法以及在各方面的应用发展前景。【关键词】纳米材料纳米技术发展过程制备方法中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：1009-4067(2013)

2、04—257—02二十一世纪纳米技术已在国际间形成研究开发的热潮，各国都将纳术的基本概念》中给出了新的名词一纳米(Nano)。1981年家格尔德宾尼米科技作为科技发展战略目标的重要部分，纷纷投入资金用于纳米材料fGerdBinning)和海因里希罗雷尔(HeinrichRohrer)在位于瑞士苏黎世的和技术的研究开发。纳米材料作为纳米技术的重要组成部分，受到各国苏黎世实验室发明发明了扫描隧道显微镜(STM)。它不仅能使科学家观越来越多的重视。相应的发展战略和计划纷纷出台，极大地推动了纳米察到原子，而且能够利用仪器的针尖来操纵原子，费曼的预言成为了现材

3、料和纳米技术的发展，使其展现了关阔的发展前景和趋势。实。从广义上讲，纳米材料是指三围尺寸中至少有一维处于纳米尺寸范1985年赖斯大学的研究人员发现了富勒烯(fullerenes)，由多面网格围f】～lOOnm)或由它们作为基本单位构成的材料，且此时材料具有区别球顶的发明人巴克明斯特富勒(R．BuckminsterFuller)命名，可以被用来于常规尺寸材料的特异物理化学特性。通常，微粒尺寸在100nm以下，制造碳纳米管，是如今使用最广泛的纳米材料之一。1986年，在瑞士其物理化学性质会发生显著变化这种纳米材料也被称为超微粒材料。部苏黎世的IBM实验室

4、中德国物理学家格尔德宾尼又与卡尔文夸克分纳米材料由于其尺寸已经可以与电子的相干长度相比拟。它们的某些(CalvinQuate)和克里斯托格柏(ChristophGerber)合作发明了原子力显微性质因为强相干而发生很大的变化，其长度已经接近光的波长，而且它镜，成为纳米技术的核心部分。们具有大比表面积的特殊效应，这使其在众多领域，特别是光学、电学、1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议磁学、生物、陶瓷、化工、医学、催化等方面有着重大的应用价值。(InternationalConferenceonNanoscience&Technology

5、)，会上正式宣布纳米(一)一纳米材料的发现发展过程材料科学为材料科学的～个新的分支。随着胶体化学在1861年的建立，科学家们展开了对尺寸在1991年，在日本NEC公司基础研究实验室的显微镜专家饭岛澄男1-lonm范围内的粒子体系的研究工作。但是，真正有意识的研究纳米(SumioIijima)在高分辨率透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的粒子是在二十世纪三十年代的日本，当时为了军事需要而展开的“沉烟球状碳分子时，意外发现了碳纳米管。试验”，受到当时试验水平和条件的限制，虽然利用真空蒸发法制成了自此之后，如何利用纳米材料特异的物理化学性质，设计纳米复

6、合世界第一批超微铅粉，但其光吸收性能却极不稳定。材料，人工组装合成纳米结构成为纳米材料研究的热点。1959年12月29日，1965年诺贝尔物理学奖获得者、美国加利福(二)纳米材料的制备方法尼亚工学院教授理查德费曼(RichardFeyynman)在美国物理学年会会议纳米材料研究和发展的重要环节是纳米材料的制备，纳米材料的制上做了题为《在底部有很多空间》的演讲。他以“由下而上”的方法出备方法也有很多种。按照制备体系和状态可分为固相法、液相法和气相发，提出从单个分子甚至原子开始进行组装，以达到设计要求。他说：法；按照反应性质、制备原理可分为物理法、化学法

7、和综合法[3]。主要“至少以我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的有蒸发冷凝法，高温烧结法，沉淀法，热等离子法，水热一固相热解法，可能性。”他预言，“如果有一天可以按照人的意志来安排一个个原子，溶胶一凝胶法，模板合成法及电弧蒸发法等。下面介绍几种制备纳米材将会产生怎样的奇迹?⋯‘当我们对细微尺寸的物体加以控制的话，将料常用的方法：极大地扩充我们获得物性的范围。”虽然费曼没有使用“纳米”这个词，(1)模板合成法但他实际上首次介绍了纳米技术的基本概念。模板合成纳米结构是上个世纪9O年代发展起来的一种技术，是比2O世纪6o年代，英国科学家T

8、homas使用“胶体”来描述悬浮液较常用的一种制备纳米线纳米管的方法。所谓模板法通常是指利用含有中直径为1～