最新纳米材料基本概念和分类课件PPT.ppt

《最新纳米材料基本概念和分类课件PPT.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、纳米材料基本概念和分类纳米科学离我们并不遥远原子是构成物质的基本单元，纳米科学与技术的研究实际上就是在原子层次上认识世界。1990年，世界上最小的“I-B-M”3个字母在实验室诞生了。1990年，美国IBM公司阿尔马登研究中心（AlmadenResearchCenter）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，在镍金属表面组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长，成为世界上最小的IBM商标。荷叶自清洁效应水滴落在荷叶上，会变成了一个个自由滚动的水珠，而且，水珠在滚动中能带走和叶表面尘土。荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，有丰富的羟

2、基（-OH）、（-NH）等极性基团，在自然环境中很容易吸附水分或污渍。而荷叶叶面都具有极强的疏水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的“荷叶自洁效应”蝴蝶翅膀上的斑斕色彩蝴蝶因为其翅膀上变化多端、绚烂美好的花纹而使人着迷。这也让生物学家们感到疑惑：蝴蝶令人眼花缭乱的颜色是如何形成的，又有什么不同意义呢？最近，荷兰格罗宁根大学的希拉尔多博士发现了解决这个问题的通道。在研究了菜粉蝶和其它蝴蝶翅膀的表面后，希拉尔多博士揭示了这个秘密：翅膀上的纳米结构正是蝴蝶的“色彩工厂”。他的研究表明，蝴蝶翅膀上炫目的色彩来自一

3、种微小的鳞片状物质，它们就像圣诞树上小小的彩灯，在光线的照耀下能折射出斑斓的色彩。蝴蝶翅膀上的颜色其实是一个身份标志。不同颜色的翅膀，让形色万千的蝴蝶能在很远的地方就识别出同伴，甚至辨别出对方是雄是雌。通过电子显微镜的观察，希拉尔多博士发现粉蝶翅膀的结构非常奇特；尽管不同种类的蝴蝶，鳞片的结构不同，但彼此之间还是有共同特征。一般来说，蝴蝶翅膀由两层仅有3至4微米厚的鳞片组成，上面一层鳞片像微小的屋瓦一样交替，每个鳞片的构造也很复杂。而下一层则比较光滑。蝴蝶翅膀这种井然有序的安排形成了所谓的光子晶体，也就是纳米结构。通过这种结构，蝴蝶翅膀能捕捉光线，仅让某种波长的光线透过。这便决定了

4、不同的颜色。纳米器件“自上而下”是指通过微加工或固态技术，不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化；“自下而上”是指以原子、分子为基本单元，根据人们的意志进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品。目前，在纳米化工厂、生物传感器、生物分子计算机、纳米分子马达等方面，都做了重要的尝试。纳米材料定义按国际制（SI）词冠中纳米尺寸概念以及纳米度量单位与其它度量单位的关系如下：1艾米（exametre）＝1000拍米（petametre）1拍米（petametre）＝1000太米（terametre）1太米（terametre）＝1000吉米（gigametre）1吉米（gigametre

5、）＝1000兆米（megametre）1兆米（megametre）＝1000千米（kilometre）1千米（kilometre）＝10百米（hectometre）纳米材料定义1百米（hectometre）＝10十米（decametre）十米（decametre）＝100分米（decimetre）1分米（decimetre）＝10厘米（centimetre）1厘米（centimetre）＝10毫米（miillimetre）1毫米（miillimetre）＝1000微米（micrometre）1微米（micrometre）＝1000纳米（nanometre）1纳米（nanometre

6、）＝1000皮米（picometre）1皮米（picometre）＝1000飞米（femtometre）1飞米（femtometre）＝1000阿米（attometre）纳米材料定义纳米材料，是指在结构上具有纳米尺度特征的材料，纳米尺度一般是指1-100nm。广义定义：材料的基本单元至少有一维的尺寸在1-100nm范围内。同时具备的两个基本特征：纳米尺度和性能的特异变化。纳米材料的定义及发展纳米材料的分类按材质纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。按形态纳米颗粒材料、纳米固体材料（也称纳米块体材料）、纳米膜材料以及纳米液体材料。按功能纳米生物材料、纳米磁性材料

7、、纳米药物材料、纳米催化材料、纳米智能材料、纳米吸波材料、纳米热敏材料以及纳米环保材料等。纳米材料的分类按纳米尺度在空间的表达特征零维纳米材料，即纳米颗粒材料一维纳米材料，如纳米线、棒、丝、管和纤维等二维纳米材料，如纳米膜、纳米盘和超晶格等三维纳米材料，指在三维空间中含有上述纳米材料的块体，如纳米陶瓷材料，如介孔材料等。第二章纳米材料的特性当材料的结构进入纳米尺度调制范围时，会表现出小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等纳米效应。2.1纳米材料的