磁、远红外、负离子的医学基理
1、改善血液循环
2、软化血管、降低血脂和胆固醇
3、消除疲劳
4、镇静安神、促进睡眠
5、调节血压
6、抗衰老、消除积存的自由基
7、消炎镇痛
8、活化细胞
9、平衡内分泌
10、提高免疫力
【专题】动态光散射基本原理及其在纳米科技中的应用——Zeta电位测量 -------------------------------------------------------------------------------- 作者: 骑着蜗牛追火箭收录日期: 2009-11-28 发布日期: 2009-11-28 动态光散射基本原理及其在纳米科技中的应用——Zeta电位测量 前言：Zeta电位是纳米材料的一种重要表征参数。现代仪器可以通过简便的手段快速准确地测得。大致原理为：通过电化学原理将Zeta电位的测量转化成带电粒子淌度的测量，而粒子淌度的测量测是通过动态光散射，运用波的多普勒效应测得。 1.Zeta电位与双电层（图1） 粒子表面存在的净电荷，影响粒子界面周围区域的离子分布，导致接近表面抗衡离子（与粒子电。荷相反的离子）浓度增加。于是，每个粒子周围均存在双电层。围绕粒子的液体层存在两部分：一是内层区，称为Stern层，其中离子与粒子紧紧地结合在一起；另一个是外层分散区，其中离子不那么紧密的与粒子相吸附。在分散层内，有一个抽象边界，在边界内的离子和粒子形成稳定实体。当粒子运动时（如由于重力），在此边界内的离子随着粒子运动，但此边界外的离子不随着粒子运动。这个边界称为流体力学剪切层或滑动面（slippingplane）。在这个边界上存在的电位即称为Zeta电位。 ZETA电位是一个表征分散体系稳定性的重要指标。由于带电微粒吸引分散系中带相反电荷的粒子，离颗粒表面近的离子被强烈束缚着，而那些距离较远的离子形成一个松散的电子云，电子云的内外电位差就叫Zeta电位。也称电动电位（只有当胶粒在介质中运动时才会表现出来），实际上就是扩散层内的电位差。ξ电位较高时，粒子能保持一定距离消弱和抵消了范德华引力从而提高了颗粒悬浮系统的稳定性。反之，当ξ电位较低时，粒子间的斥力减小并逐步靠近，进入范德华引力范围内，粒子就会互相吸引、团聚。ξ电位与液体递质内的粒子质量分数有关，改变液体的pH值、增加体系的盐含量都会引起双电层压缩，改变粒子的ξ电位，降低颗粒间的静电排斥作用，从而影响颗粒悬浮系统的稳定性。 2.Zeta电位与胶体的稳定性（DLVO理论） 在1940年代Derjaguin, Landau, Verway与Overbeek 提出了描述胶体稳定的理论，认为胶体体系的稳定性是当颗粒相互接近时它们之间的双电层互斥力与范德瓦尔互吸力的净结果。此理论提出当颗粒接近时颗粒之间的能量障碍来自于互斥力，当颗粒有足够的能量克服此障碍时，互吸力将使颗粒进一步接近并不可逆的粘在一起。（图2） Zeta电位可用来作为胶体体系稳定性的指示： 如果颗粒带有很多负的或正的电荷,也就是说很高的Zeta电位,它们会相互排斥,从而达到整个体系的稳定性；如果颗粒带有很少负的或正的电荷,也就是说它的Zeta电位很低,它们会相互吸引,从而达到整个体系的不稳定性。 一般来说, Zeta电位愈高,颗粒的分散体系愈稳定，水相中颗粒分散稳定性的分界线一般认为在+30mV或-30mV，如果所有颗粒都带有高于+30mV或低于-30mV的zeta电位,则该分散体系应该比较稳定 3.影响Zeta电位的因素 分散体系的Zeta电位可因下列因素而变化: A. pH 的变化 B. 溶液电导率的变化
负离子概念 空气是由氧、氮、水蒸气、二氧化碳等多种气体组成的气体混合物，在正常情况下，气体分子不带电（显中性），但在射线受热及强电场的作用下，空气中的气体分子会失去一些电子，即所谓空气电离，这些失去的电子称为自由电子，它又会与其它中性分子相结合，而得到电子的气体分子带负电，称为空气负离子。空气电离产生的自由电子大部分被氧气获得，形成负氧离子。 负氧离子在带有正电颗粒离子的污秽空气中发生中和作用，从面可以改善空气质量。另外，负氧离子能促进人体新陈代谢，提高免疫力，调节机能平衡，令人心旷神怡，被喻为“空气维生素”。空气的正、负离子，按其迁移率大小，可分为大、中、小离子，离子迁移率大于 0.14平方厘米/伏特×秒为小离子，而只有小离子、或称之为小离子团才能进入生物体，而其中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，则有良好的生物活性，吸入人体的多是以负氧离子团的水合物和碳酸根氧离子团的结合物为主。 负离子对人体的作用 科研人员研究了小的负氧离子团对人体的作用，它主要是通过肺部呼吸的三个途径： (1) 局部的可加速呼吸道上皮纤毛运动； (2) 体液的进入血液后，放出电荷，作用于细胞、蛋白质，进而氧化、抑制血液中的5-羟色胺； (3) 反射的刺激内感受器官、神经系统传导、而作用于大脑中枢神经及植物神经系统，其电荷通过血脑屏障，进入脑脊液，直到影响神经功能。 因此，负氧离子在医疗上，对早期高血压，闭锁性、痉挛性血管病变、神经衰弱、慢性胃炎、上呼吸道炎症、气管哮喘、萎缩性鼻炎、烧伤、阿夫他口腔炎等，均有疗效。并实验证明空气负离子可降低血中5-羟色胺含量，增强神经抑制过程；有镇静、催眠、降低血压作用，使脑电波频率加快，运动感觉时值加快，血沉变慢，使血液粘稠性降低、血浆蛋白、红细胞血色素增加，使肾、肝、脑等组织氧化过程增强，使肺部吸氧、排出二氧化碳功能增加，减少血糖及肌肉中的乳酸，提高网状内皮层系统的功能，促进体内合成和储存维生素，提高基础代谢，促进蛋白质代谢，加强免疫系统，对保健、促进生物生长、发育有好的功效。空气离子用于治疗的临床经验表明，负离子对某些疾病有比较明显疗效。例如对过敏性枯草热（花粉热），支气管哮喘，上呼吸道粘膜炎，溃疡性口腔炎，萎缩性鼻炎，高血压，神经官能症，偏头痛，失眠以及烧伤等，均能起到缓解轻症状及治愈效果。 例如，西德1962年用负离子治疗3000名支气管哮喘病人，在小于20岁年龄组中，83%治愈，15%显着好转，在40～60岁组中，53%治愈，44.6%大有好转：治疗800名儿童百日咳，全部痊愈。在苏联用负离子治疗支气管哮喘，治愈率达55%，症状显着改者达35%。我国用以治疗高血压84例，单一治疗有效率达到52.4%。几乎所有报道表明，用负离子直接作用于伤患处，能使分泌量和感染数显着少，恶臭控制，疼痛制止，加速痊愈，非一般药物治疗所能相比。 负氧离子对工业卫生环境的影响 由于小的空气正、负离子与荷电及未荷电的污染物相互作用、复合、扩散而影响着污染物的变化，或作为催化剂在化学反应过程中改变痕量气体的毒性，尤其对小至0.01祄微粒，在工业上难以除去的飘尘、亦有明显的沉降去除的效果。一些皮毛制作车间、控制空气负离子浓度为 1.5×105pcs/cm3时，尘埃可由0.42mg/m3降至0.05mg/cm3。其中一些小于10祄的飘尘，几乎是永久性悬浮于大气中的微粒，对人们危害最大、而在数量上又是占大气悬浮总粒子90%的这些微粒（这些粒子不受呼吸器官的纤毛阻挡，可穿过肺泡，直到血液及至全身而带来毒害），它们在空气离子的电荷作用下容易吸附、沉降，使得空气得到很好的净化。 负氧离子对生态环境的影响 在人造空气负离子的环境中，可明显见到设备、场地上飘尘的沉降，经测定空气的霉菌、细菌数可降低90%以上，据国外报道空气负离子能预防“新城疫”（鸡瘟病毒）的传播，对肉鸡饲养、增重、产蛋、孵化率均有显着增加，并可降低饲料用量，对牛、猪疾病预防、生长、发育亦有促进作用。章太戊等对小鼠S-180肉瘤影响观察结果，空气负离子有抑制生长作用，对小鼠吸入105～107/cm3浓度的空气负离子2天，每天2次，每次3小时，在水中运动耐力试验结果，死亡时间由209分钟延长至460分钟，水中耐受
第一章电与磁综合练习题 —、选择题 1．两根外形完全相同的钢棒，一根具有磁性，另一根不具有磁性。将两根钢棒互相接触若干次，便可以辨别出哪一根有磁性，哪一根无磁性，做出以上判断需要将两根钢棒接触的最少次数是( A) A．1次 B．2次 C．3次 D．4次 2．关于磁感线的概念，下列说法中正确的是( C) A．磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线 B．磁感线总是从磁体的N极指向磁体的S极 C．磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致 D．两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交 3．物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，就应排除地磁场对实验的影响。下列关于奥斯特实验的说法中，正确的是( D) A．该实验必须在地球赤道上进行 B．通电直导线必须竖直放置 C．通电直导线应该水平东西方向放置 D．通电直导线可以水平南北方向放置 4．如图1－5－10所示，A为电磁铁，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上。当A中通有电流I时，C悬停在空中，天平保持平衡。当增大A 中电流时，绝缘磁环C将向上运动。在绝缘磁环C上升到最高点的过程中，若不考虑摩擦及空气阻力，则下列描述正确的是( B) A．天平仍保持平衡 B．天平左盘先下降后上升 C．天平左盘先上升后下降 D．天平左盘一直下降至最低点 图1－5－10 图1－5－11
图1－5－12 5．如图1－5－11所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度为( C) A．最大，垂直纸面向外 B．最大，垂直纸面向里 C．零 D．无法确定 6．—条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图1－5－12所示。若将磁体的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( C) A．F增大，f减小 B．F减小，f增大 C．F与f都增大 D．F与f都减小 图1－5－13 7．如图1－5－13所示，矩形线圈在电磁铁两极之间，线圈两端的半圆铜环分别和两个电刷接触，电刷和电磁铁线圈串联，现在P、Q之间接一个直流电源，使线圈abcd绕OO′轴转动，则线圈的转动方向是( D) A．P接正、Q接负时，顺时针方向转动；P接负、Q接正时，逆时针方向转动 B．P接正、Q接负时，逆时针方向转动；P接负、Q接正时，顺时针方向转动 C．不论P、Q接正还是接负，线圈都是逆时针方向转动 D．不论P、Q接正还是接负，线圈都是顺时针方向转动 8．直流电动机工作时，通电线圈在磁场中能连续转动是由于( A) A．靠换向器不断改变线圈中的电流方向
负离子的发展史 18 世纪，物理学家库仑实验发现，绝缘的金属导体所带的电荷会在大气中消失。物理学家伦琴和贝克勒尔研究发现，电解质溶液中的气体带有正极性或负极性的电荷微粒，由于这些带电微粒的存在，使气体具有导电的性能。物理学家艾斯特尔、盖特勒和威尔逊也用大气导电性的理论对库仑的实验结果作出解释。这种空气中的导电微粒，被物理学家法拉第称为“离子”，“空气离子”因而得名。 经历100多年后，J .Thomson第一个以公式方法来表达离子的特性，同时建立了正、负离子的模型，接着Eiseer和Geieel两人证明了离子的存在，即带有正、负电荷的粒子，其粒径略大于分子的直径。1905年Langerin在大气中发现了第二种离子称为Langerin离子或大直径带电粒子，又称为重离子。到1909年A.Pouer发现了第三种离子即中等直径的离子，称之为中离子。到20世纪30年代德国Dessauer开创了大气正、负离子生物的研究。他首先使用了电晕离子发生器，从此形成了关于负离子生物效应的第一次研究高潮，有数以百计的论文，研究和实验报告，证明了负离子对人体有明显的有益作用，而正离子则相反，特别对人的血压和新陈代谢有明显的破坏作用。这些研究由于发生第二次世界大战而终止。美国加州大学的 ALbeter Pani Kragan教授和他的研究小组开创了离子生物效应的微观研究与实验，把对空气负离子的研究推向了第二次开发与使用的高潮。 Kragan教授做了大量的动植物和人体试验，从人体的内分泌和机体内部循环及各种酶的生成反应等方面去论证负离子是如何影响人体和动植物的，是如何产生各种生物效应的。世界各国许多研究者也在他们各自研究的基础上，进行了以上的试验，认为负氧离子有明显的生物效应。目前国外已开发出不少新型负离子发生器以供实验研究与在空调房间和医疗卫生领域中使用。 从 1889年德国科学家Elster和Gertel发现了空气负离子的存在，德国物理学家Philip Leonard博士第一个在学术上证明负离子对人体的功效，到1902年Asamas等肯定了空气离子存在的生物意义.1903年俄罗斯学者发表了用空气负离子治疗疾病的论文，相继1932年美国RCA公司Hamsen发明了世界上第一台医用空气负离子发生器，半个世纪以来，空气负离子研究在欧、美、日各国已经历了很长的发展、应用阶段。我国自1978年由伊朗的沙啥瓦特博士引进一台电子仪器——生物滤器(biological filter)，即我国负离子发生器的前身，至今我国空气负离子的研究已经历了80年代初、90年代初两个发展高潮。近代生物医学进展、动物试验研究结果、环境意识的深化及空气离子测试仪器的完善，推动着空气负离子作用机理的研究、空气负离子发生器的生产、应用。负氧离子在医疗上已成为一种辅助医疗手段，在旅游生态环境评价中空气负离子浓度已列为衡量空气质量的一个重要参数。对于要建立一个舒适的环境，空气负离子存在的效应已带给人们揭开一个新的认识水平。 我国多省的气象台每天有负离子浓度预报，每个地方受地理条件特殊性影响而含量不同。公园、郊区田野、海滨、湖泊、瀑布附近和森林中含量较多。因此，当人们进入上述场地的时候，头脑清新，呼吸舒畅和爽快。进入嘈杂拥挤的人群，或进入空调房内，则使人感觉闷热、呼吸不畅等，因此它又被称为“空气维生
聚合物基纳米复合材料的研究进展 摘要:本文总结了聚合物基纳米复合材料的研究进展，主要涉及纳米复合材料的制备方法、性能介绍和应用情况等方面，对聚合物基纳米复合材料的合成技术方法、不同的类型和相应性能特点进行了重点分析。对于聚合物基纳米复合材料，纳米填料的分散性、与聚合物基体的界面性能以及基体的性质都是影响其物理、热性能、机械等性能的重要参数。最后，简要介绍了目前在聚合物基纳米复合材料研究领域存在的问题，并对中国在该领域的未来发展以及纳米复材的产业化应用提出了相关建议。 关键词：纳米复合材料；聚合物；进展 Progress in Polymer Nanocomposites Development Abstract：This article summarizes some of the highlights of newest development in polymer nanocomposites research. It focuses on the preparation, properties and applications of polymer nanocomposites. The various manufacturing techniques, analysis of kinds of polymer nanocomposites and their applications have been described in detail. In the case of polymer nanocomposites, filler dispersion, intercalation/exfoliation, orientation and filler-matrix interaction are the main parameters that determine the physical, thermal, transport, mechanical and rheological properties of the nanocomposites. Finally, the recent situation of research in polymer nanocomposites was introduced and some constructive suggestions were proposed about the industrialization of polymer nanocomposites in China. Keywords：nanocomposites; polymer; progress
八年级下第一章电与磁知识点 第一节：指南针为什么能指方向 1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。 2、磁体：具有磁性的物质叫做磁体。 3、磁极；磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，它的位置在磁体的两端。 可以自由转动的磁体，静止后恒指南北。为了区别这两个磁极，我们就把指南的磁极叫南极，或称S极；另一个指北的磁极叫北极，或称N极。 4、磁极间的相互作用是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 5、磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，通称为永磁体。 6、磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。 铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体，钢是制造永磁体的好材料。人造磁体就是永磁体。 7、磁场： 磁场的基本性质：它对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。 8、磁感线： 为了形象地描述磁体周围的磁场，英国物理学家法拉第引入了磁感线：依照铁屑排列情况，画出一些带箭头的曲线。方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致，这些曲线叫磁感应线、简称磁感线。 9、磁感线的特点： （1）在磁体外部，磁感线由磁体的北极（N极）到磁体的南极（S极）。 （2）磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的方向，也就是小磁针静止后北极所指的方向。（3）磁感线密的地方表示该点磁场强，即磁感线的疏密表示磁场的强弱。 （4）在空间每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交。 10、地磁场
“纳米材料”—开启微观世界之门 1.纳米材料及纳米技术 纳米技术界定为：在1nm～100nm尺度空间内研究电子、原子和分子运动规律和特性，通过直接操纵原子、分子或原子团和分子团使其形成所需要的物质的新技术。 纳米材料(nanometer material)是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1～100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。2.纳米材料的发展 人类对物质的认识分为两个层次：一个是宏观，另一个是微观。人们对宏观物质的研究已经很深人，研究的历史也较悠久。对于微观物质的研究，到20世纪60年代出现了团簇科学，成为凝聚态物理研究的热点。在团簇物理研究中，人们在团簇和亚微米体系之间又发现了一个十分令人注目的新体系，即纳米体系。这个体系通常研究的范畴为1～100nm，其中典型的代表是纳米粒子。由于纳米粒子的尺寸小、比表面积大和量子尺寸效应使其具有不同于常规固体的新特性，而成为材料科学、物理学和化学等学科的前沿焦点。 1959年著名的美国物理学家理查德?费曼（Richard Feynman）在美国物理学会会议上做了题为“在底部有很多空间”的演讲，预言说：“我不怀疑，如果我们对物质微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物质得到大量的可能的特性。”虽然没有使用“纳米”这个词，但他实际上介绍了纳米技术的基本概念。1974年，日本教授谷口纪男（Norio Taniguchi）在一篇题为：“论纳米技术的基本概念“的科技论文中给出了新的名词——纳米（Nano）。 1981年格尔德?宾宁（Gerd Binnig）和海因里希?罗雷尔Heinrich Rohrer 发明了扫描隧道显微镜，它使科学家第一次可以观察并操纵单个原子。 1984年Gleiter 首次采用气体冷凝的方法，成功地制备了Fe纳米粉。随后，美国、西德和日本先后研制成纳米级粉体及块体材料。 1985年赖斯大学的研究人员发现了富勒烯（fullerenes）（更为人熟知的名称是“布基球（buckyballs），由著名未来学家，多面网格球顶的发明人巴克明斯特?富勒（R. Buckminster Fuller）命名，它可以被用来制造碳纳米管，是如今使
负离子如何产生的 物理学中我们都知道，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核及围绕其旋转的电子组成，得到电子时显负电性，失去电子时显正电性，我们把正负电子运动现象称为：离子现象。自然状态下，空气分子的极性呈中性，即：不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电等作用下，空气分子会失去部分围绕原子核旋转的最外层电子，使空气发生电离，逃逸原子核束缚的电子称为：自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。以上是自然现象中产生的负离子。随着人工负离子生成技术的产生和发展，据新华社和光明日报等媒体报道，目前人工产生的负离子已达生态级负离子时代，可产生易于进入人体的小粒径负离子。 广西巴马世界长寿之乡的存在让负离子对人体的保健作用得到了最好证明，研究发现，巴马地区人口百岁率之所以高，很重要的一个原因就是当地负离子浓度高，可达3万/cm3。在巴马，几乎找不出一个糖尿病、高血压甚至癌症患者，大部分老人无疾而终，而糖尿病患者在此地居住月余，就基本上可以不用再打胰岛素。巴马负离子最高的百魔洞负氧离子浓度高达17万/cm3，很多得了癌症的病人付费在这里呼吸负离子。基于负离子的作用，它又有“空气维生素”之称。无数临床研究发现，负离子可以改善神经衰弱、失眠，通畅心脑血管，降低血液粘稠度，提高人体免疫力，对改善失眠、哮喘，缓解高血压、糖尿病等顽疾具有显著疗效，相关研究在陈景藻主编的《现代物理治疗学》以及清华大学林金明教授主编的《环境、健康与负氧离子》等著作中都有详细阐释。 空气负离子又称负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。氮占78％，氧占21％，二氧化碳占0.03％，氮对电子无亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大多数是空气负氧离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。自然界的放电(闪电)现象、光电效应、喷泉、瀑布等都能使周围空气电离，形成负氧离子。负离子具有极佳的净化除尘，减少二手烟危害、改善预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的效果，在医学界享有“维他氧”“空气维生素”“长寿素”“空气维他命”等美称。 医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子。因为只有小粒径的负离子才易于透过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。小粒径负离子具有迁移距离远，活性高的特点，空气负离子按其迁移距离和粒径大小分为大，中，小三种离子。对人有益的是小离子，也就是小粒径负离子。目前，人工生成生态级小粒径负离子主要依赖两项技术，负离子转换器技术和纳子富勒烯负离子释放器技术，这两项国际领先的技术突破了负离子行业发展的瓶颈，使人工生成小粒径负离子成为可能。 大自然中的空气负离子之所以造就众多长寿村，是因为小粒径的负离子比例高，小粒径的负离子由于活性高、迁移距离远从而在长寿地区上空形成负离子浴环境，目前很多负离子家电之所以效果不佳，是因为采用传统负离子生成技术很难生成小粒径的生态负离子。对人体的医疗保健作用一般，只有除尘降尘作用，一般用在空气净化领域较多。
纳米科学与技术的发展历史 纳米科学与技术(简称纳米科技)是80年代后期发展起来的,面向21 世纪的综合交叉性学科 领域,是在纳米尺度上新科学概念和新技术产生的基础.它把介观体系物理、量子力学、混沌物理等为代表的现代科学和以扫描探针显微技术、超微细加工、计算机等为代表的高技术相结合, 在纳米尺度上到10nm之间)研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用,以及利用原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的特性制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃。 历史背景 对于纳米科技的历史, 可以追溯到30多年前着名物理学家、诺贝尔奖获得者Richard Feynman于美国物理学会年会上的一次富有远见性的报告 . 1959 年他在《低部还有很大空间》的演讲中提出:物理学的规律不排除用单个原子制造物品的可能。也就是说, 人类能够用最小 的机器制造更小的机器。直至达到分子或原子状态, 最后可以直接按意愿操纵原子并制造产品。他在这篇报告中幻想了在原子和分子水平上操纵和控制物质.他的设想包括以下几点: (1)如 何将大英百科全书的内容记录到一个大头针头部那么大的地方; (2) 计算机微型化; (3)重新 排列原子.他提醒到, 人类如果有朝一日能按自己的主观意愿排列原子的话, 世界将会发生什么? (4) 微观世界里的原子.在这种尺度上的原子和在体块材料中原子的行为表现不同.在原 子水平上, 会出现新的相互作用力、新颖的性质以及千奇百怪的效应. 就物理学家来说, 一个原子一个原子地构建物质并不违背物理学规律.这正是关于纳米技术最早的构想。20 世纪70 年代, 科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想。美国康奈尔大学Granqvist 和Buhrman 利用气相凝集的手段制备出纳米颗粒, 提出了纳米晶体材料的概念, 成为纳米材料 的创始者。之后, 麻省理工学院教授德雷克斯勒积极提倡纳米科技的研究并成立了纳米科技研究小组。纳米科技的迅速发展是在20 世纪80 年代末、90 年代初。1981 年发明了可以直接观察和操纵微观粒子的重要仪器———扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM), 为纳米科技的发展起到了积极的促进作用。1984 年德国学者格莱特把粒径6 nm 的金属粉末压成纳米块, 经研究其内部结构, 指出了它界面奇异结构和特异功能。1987 年, 美国实验室用同样的方法 制备了纳米TiO2 多晶体。1990 年7月第一届国际纳米科学技术会议与第五届国际扫描隧道显 微学会议在美国巴尔的摩举办, 同时《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世。自1991 年, 中国开始热衷于纳米技术的研究, 到“十五”计划之后, 纳米科技呈现出快速发展的势头。1993年8月在俄罗斯,1994年11月在美国, 先后召开了第二届和第三届国际纳米科学与技术会议. 第四届国际纳米科技会议将于1996年在中国召开。1999 年上半年,
空气中的正负离子按照迁移率的大小分为大、中、小三种离子。小粒径的负离子具有良好的生物活性，易于透过人体血脑屏障，进入人体发挥其生物效应。 广西巴马世界长寿之乡的存在让负离子对人体的保健作用得到了最好证明，研究发现，巴马地区人口百岁率之所以高，很重要的一个原因就是当地负离子浓度高，可达3万/cm3。在巴马，几乎找不出一个糖尿病、高血压甚至癌症患者，大部分老人无疾而终，而糖尿病患者在此地居住月余，就基本上可以不用再打胰岛素。巴马负离子最高的百魔洞负氧离子浓度高达17万/cm3，很多得了癌症的病人付费在这里呼吸负离子。基于负离子的作用，它又有“空气维生素”之称。无数临床研究发现，负离子可以改善神经衰弱、失眠，通畅心脑血管，降低血液粘稠度，提高人体免疫力，对改善失眠、哮喘，缓解高血压、糖尿病等顽疾具有显著疗。 清华大学博导、中科院专家林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》一书中如下定义：空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。离子迁移率大于0.4 cm2/（V`s）为小离子，小于0.04 cm2/（V`s）为大离子，介于s两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团，都属于小的空气离子。这些小的空气离子具有高的运动速度，在大气中互相碰撞，又不断聚集，形成大离子或中离子。 只有小离子、或称之为小离子团才能进入生物体。而其中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，则有良好的生物活性。 负离子的产生原理主要有以下几种： 1．大气受紫外线，宇宙射线，放射物质，雷雨，风暴，土壤和空气放射线等因素的影响发生电离而被释放出的电子经过地球吸收后再释放出来很快又和空气中的中性分子结合，而成为负离子，或称为阴离子。自然界的负离子（也就是在身体内起好的作用和还原作用的负离子）有很大的抗氧化效果与还原力。 2．瀑布冲击，细浪推卷暴雨跌失等自然过程中水在重力作用下，高速流动，水分子裂解而产生负离子。物质分子形态转换过程。 3．森林的树木，叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负离子。 4．部分地壳岩石能够释放出一定的负离子。 5.通过人工负离子生成技术产生生态级小粒径空气负离子，模拟自然界雷电高压电离空气产生负电子，以空气中的氧气、二氧化碳等作为载体传播。 对于每个正负离子而言，它的寿命是短暂的，一般只存在几十分钟。空气中负离子的多少，受地理条件特殊性影响而含量不同。公园、郊区田野、海滨、湖泊、瀑布附近和森林中含量较多。因此，当人们进入上述场地的时候，头脑清新，呼吸舒畅和爽快。进入嘈杂拥挤的人群，或进入空调房内，则使人感觉闷热、呼吸不畅等。一般而言，人每天需要约130亿个负离子，而我们的居室，办公室，娱乐场所等环境，只能提供约1——20亿个。这种供求之间的巨大反差，往往容易导致肺炎，气管炎的呼吸疾病。集中采暖以及冷气设备的空调系统，负离子常被驱除。合成纤维、地毯带有正电荷易吸收负离子。钢筋、纤维板都吸收负离子。空气负离子能还原来自大气的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧（氧自由基）、减少过多活性氧对人体的危害；中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降，使空气得到净化。 负离子不仅能促成人体合成和储存维生素，强化和激活人体的生理活动，因此它又被称为"
对人体作用 简述 红外线是在所有太阳光中最能够深入皮肤和皮下组织的一种射线。由于远红外线与人体内细胞分子的振动频率接近，“生命光波”渗入体内之后，便会引起人体细胞的原子和分子的共振，透过共鸣吸收，分子之间摩擦生热形成热反应，促使皮下深层温度上升，并使微血管扩张，加速血液循环，有利于清除血管囤积物及体内有害物质，将妨害新陈代谢的障碍清除，重新使组织复活，促进酵素生成，达到活化组织细胞、防止老化、强化免疫系统的目的。所以远红外线对于血液循环和微循环障碍引起的多种疾病均具有改善和防治作用。此外，对人体内的一些有害物质，例如食品中的重金属和其它有毒物质、乳酸、游离脂肪酸、脂肪和皮下脂肪、钠离子、尿酸、积存在毛细孔中化妆品残余物等，就能够借助代谢的方式，不必透过肾脏，直接从皮肤和汗水一起排出，可避免增加肾脏的负担。 一般来说，燃料燃烧、电热器具热源等放出的红外线多属于近红外线，由于波长较短，因此产生大量的热效应，长期照射人体后会产生灼伤皮肤及眼睛水晶体等伤害。波长更短的其它电磁波如紫外线、X射线及γ射线等，会使原子上的电子产生游离，对人体更有伤害作用。远红外线则不然，由于波长较长，能量相对较低，所以使用时相对较少烫伤之危害。 远红外线也和家用电器所放射出的低频电磁波不同，家用电器所释出的低频电磁波可穿墙透壁及改变人体电流的特性，而被人们高度怀疑其危害性。远红外线在人体皮肤的穿透力仅有0.01至0.1厘米，人体本身也会放出波长约9微米的远红外线，所以和低频电磁波不可混为一谈。远红外线被用在许多疾病的辅助治疗上，例如筋骨肌肉酸痛、肌腱炎、褥疮、烫伤及伤口不易愈合等疾病，都可以利用远红外线促进血液循环的特性，而达到辅助治疗的目的。 作用 1、令水分子活性化，提高身体的含氧量 人体约70%是水分．血液的水分比率更高达80% 若血气不足，血液中的水分子便集结成惰性水（即四个氢分子和一个氧分子结合），不能通过细胞膜。远红外线能使水分子产生共振，变成独立水分子（即两个氢原子和一个氧原子结合），提高身体的含氧量，细胞因而能恢复活力，精神更畅旺、头脑更灵活．进而能提高抗病能力，延缓衰老。 2、改善微循环系统 独立水分子可自由出入细胞之间，再透过共鸣共振，转化为热能，令皮下深层的温度微升，血流速度加快，微丝血管扩张；微丝血管开放愈多，心脏的压力便可减少，微丝血管的功能是向人体60兆个细胞供应氧气和营养，同时将新陈代谢产生的废物排出体外。若微
纳米技术与未来生活 “正像七十年代微电子技术引发了信息革命一样，纳米科学技术将成 为下世纪信息时代的核心。” ——IBM的首席科学家Amotro ●纳米技术的起源与发展 1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后甚至可以根据人类的意愿，逐个排列原子或分子，制造超晶态产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 七十年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术（Nano-technology）一词描述精密机械加工。1982年，科学家发明观察纳米结构的重要工具－－扫描隧道显微镜（STM），揭示了一个可直接探测的原子、分子世界，对当时称为“介观物理”（Mesoscopic Physics）的研究和发展产生了积极的促进作用。并且，只有在介观体系中才显得那么重要的表面和界面问题也开始发展成为科学。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。 ●纳米与纳米技术 所谓纳米，它仅仅是一个长度单位，一个纳米相当于十亿分之一米，是人类毛发直径的一万分之一，是可见光最短波长的四百分之一。如果做一个纳米的小球，把它放在一个乒乓球上，就好像把乒乓球放在地球上。纳米一个比微观尺度（原子大小为0.1纳米）大，又比宏观尺度（光学显微镜分辨极限的微米尺度）小的世界。这个世界里的研究工作是从基础物理学对这个尺度上的结构（纳米结构——Nano-structure）所表现出的奇异特性开始的。如果考察电子通过纳米圆环所组成电路，它的行为将不遵守欧姆定律，而表现出彼此之间的关联性（AB效应）。在这个尺度上的物质，表面原子或分子占了相当大的比例，已经无法区分它们是长程有序（晶态）、短程有序（液态），还是完全无序（气态）了，而成为物质的一种新的状态——纳米态。并且，人们很早就注意到这种纳米态的性质不主要取决于其体内的原子或分子，而是主要取决于表面或界面上分子排列的状态。由于它们具有量子力学上的强关联性而表现出完全不同于宏观和微观世界的介观性质，这就是纳米材料。 而通常讲的纳米科技就是对待这样一个数量级的微观世界的科学技术。其精髓是从对原子分子的精确控制出发，构建具有全新分子、全新排列形式的人造结构。也就是说，纳米技术希望能够操纵一个一个原子、一个一个分子，并用这种办法来做成一些材料和器件。1959年，加州理工学院的一位教授就提出了这样一种设想：做一种万能制造机，一面放上各样的分子、原子，另一面想出来什么东西，就通过原子的组排，轻松实现。而从原理上讲，利用纳米技术，是有可能的。可见纳米技术的神奇了。 作为纳米技术，本身它并不神秘，实际上从微米技术到纳米技术，应该说啊是科学发展的一个自然的结果。我们现在生活在微米时代。在微米时代，我们用计算机，录像机、电视，都是微米技术的结晶。比如奔腾芯片已经做到了0.17-0.18个微米，相当于几百个纳米。也就是说，从尺度上来讲，微米技术已经逐渐进入到纳米尺度。所以从某种意义上讲，从诶米科技到纳米科技是科学发展的必然结果。 然而，纳米技术不仅仅是微米技术的简单延伸，实际上纳米技术是建立在人们对纳米世
2019-2020年八年级科学下册第一章电与磁教案1 （新版）浙教版 主题电与磁 教学内容 重点：1.理解磁场的基本性质，知道磁场的方向和判断方法。 2.认识通电螺线管磁场的特征，会用右手螺旋定则判断磁场方向和电流方向。 3.理解电磁继电器的结构和工作原理。知道通电导线在磁场中受到的力的方向与哪些因素有关。 难点：1.知道地磁场的存在，知道地理北极就是地磁南极。 2.能设计实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并从实验结果定性得出影响电磁铁磁性强弱的因素 及其相互关系。 3.了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。 磁体和磁极： 1、【观察实验】先用线将条形磁体悬挂起来，使它自由转动，观察它的静止方位；再支起小磁针，让它在水平方向上自由转动，观察它的静止方位。 ——小磁针在静止后的位置总是指向南北方向的。 结论：小磁针或条形磁体指向北方的一端叫北极；指向南方的一端叫南极。 2、【实验】 （1）让磁铁与铁块、木块、塑料、铝块、铜块等接近。 ——能被磁铁吸引的物体有：铁块 结论：磁体：具有磁性的物体－－能吸引铁、钴、镍等物质的物体。 （2）用条形磁铁去吸一些铁屑。 ——发现原来均匀分布的铁屑不再均匀，磁铁的两端吸附的铁屑特别多。说明磁体各部分的磁性强弱不
同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱。 结论：磁体有两个磁性最强的磁极－－南极(S极)和北极(N极) 【设问】世界最早的指南工具是什么？它是根据什么原理制成的？ ——世界最早的指南工具就是我国战国时代的指南针，叫司南，它是根据磁针静止时总是指向南北方向的原理制成的。 （3）用磁铁的一极靠近小磁针。 ——同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 3、磁体间有相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 【讨论】如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上是否仍然有南北极呢？ ——有。在水平面上有南北指向性。 【实验】铁棒的下方放些铁屑，让条形磁铁靠近铁棒。然后把条形磁铁拿开。 ——现象：条形磁铁靠近时，铁棒能吸引铁屑。说明铁棒有了磁性。 拿开条形磁铁后，铁屑又都落下。说明铁棒的磁性立即消失。 4、使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。 【实验】用一根磁铁在钢棒上沿同一方向摩擦几次。 ——钢棒有了磁性，而且能永久保持，就成了永磁体。人造磁体就是根据这一原理制成的。 【补充】铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁
选择题6题18分，填空题6题24分，名词解释或问答3题18分，简答题2题20分，论述题1题20分 一、选择题 1、纳米（nm）是一个长度单位，它等于10-9米 2、光学显微镜分辨率约为200纳米(nm) 3、属于准一维纳米材料的是碳纳米管 4、扫描隧道显微镜和原子力显微镜的英文缩写为STM和AFM 5、DNA螺旋结构的横向尺寸约为1-3nm 6、纳米粒子粒径从100nm减小至1nm，其表面原子占粒子中原子总数比例将增大 7、平均粒径为40nm的铜粒子的熔点与同一种固体材料的熔点相比降低了300℃左右 8、DNA的直径约2nm左右，SARS病毒约60--120nm，艾滋(AIDS)病毒约100nm 9、属于液相制备方法的是溶胶－凝胶法（Sol-gel） 10、一个C60分子的结构是由12个五边形和20个六边形组成的球体 二、填空题 1、最早明确提出纳米尺度上科学和技术问题的是理查德·费曼 2、纳米科学技术(NST)的英文全称为：Nano-science and technology 3、当纳米粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象以及纳米半导体粒子能隙的调制现象，均被称为量子尺寸效应 4、为制造具有特定功能的纳米产品，其技术路线可分为“自上而下”和“自下而上”两种方案。其中“自下而上”是指以原子、分子为基本单位，根据人们的意愿进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的器件或产品的方式 5、纳米结构自组装体系英文全称为Nanostructured Self-assembling system 6、从学科角度层面上划分，纳米科学技术主要包括纳米(体系)物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工与测量学、纳米力学等7个既相对独立又相互渗透的学科 7、碳材料有非晶碳(无定形碳)和晶态碳材料之分。其中晶态碳材料包括石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管；其中C-60的发现开创了碳科学的新领域，同时，三位科学家也因此分享了1996年诺贝尔化学奖 8、宏观尺度的下限是肉眼所能分辨的最小尺寸，而微观尺度的上限约为原子分子的大小，即0.1nm左右
纳米科学与技术的发展历史 物三李妍 1130060110 纳米科学与技术(简称纳米科技)是80年代后期发展起来的,面向21 世纪的综合交叉性 学科领域,是在纳米尺度上新科学概念和新技术产生的基础.它把介观体系物理、量子力学、混沌物理等为代表的现代科学和以扫描探针显微技术、超微细加工、计算机等为代表的高技术相结合, 在纳米尺度上(0.1nm到10nm之间)研究物质(包括原子、分子)的特性和相互 作用,以及利用原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的特性制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃。 历史背景 对于纳米科技的历史, 可以追溯到30多年前着名物理学家、诺贝尔奖获得者Richard Feynman于美国物理学会年会上的一次富有远见性的报告 . 1959 年他在《低部还有很大 空间》的演讲中提出:物理学的规律不排除用单个原子制造物品的可能。也就是说, 人类 能够用最小的机器制造更小的机器。直至达到分子或原子状态, 最后可以直接按意愿操纵原子并制造产品。他在这篇报告中幻想了在原子和分子水平上操纵和控制物质.他的设想 包括以下几点: (1)如何将大英百科全书的内容记录到一个大头针头部那么大的地方; (2) 计算机微型化; (3)重新排列原子.他提醒到, 人类如果有朝一日能按自己的主观意愿排列原子的话, 世界将会发生什么? (4) 微观世界里的原子.在这种尺度上的原子和在体块材 料中原子的行为表现不同.在原子水平上, 会出现新的相互作用力、新颖的性质以及千奇 百怪的效应. 就物理学家来说, 一个原子一个原子地构建物质并不违背物理学规律.这正 是关于纳米技术最早的构想。20 世纪70 年代, 科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想。美国康奈尔大学Granqvist 和Buhrman 利用气相凝集的手段制备出纳米颗粒, 提出了纳米晶体材料的概念, 成为纳米材料的创始者。之后, 麻省理工学院教授德雷克斯勒积极提倡纳米科技的研究并成立了纳米科技研究小组。纳米科技的迅速发展是在20 世纪 80 年代末、90 年代初。1981 年发明了可以直接观察和操纵微观粒子的重要仪器——— 扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM), 为纳米科技的发展起到了积极的促进作用。1984 年德国学者格莱特把粒径6 nm 的金属粉末压成纳米块, 经研究其内部结构, 指出了它界面奇异结构和特异功能。1987 年, 美国实验室用同样的方法制备了纳米TiO2 多晶体。1990 年7月第一届国际纳米科学技术会议与第五届国际扫描隧道显微学会议在美国巴尔
纳米技术是新世纪一项重要的技术，为多个行业带来了深远影响。纳米技术包含几个方面：纳米电子学，纳米生物学，纳米药物学，纳米动力学，以及纳米材料。其中，纳米材料主要集中在纳米功能性材料的生产，性能的检测。其独特性使它应用很广，那么，纳米材料用在哪方面呢 1、特殊性能材料的生产 材料科学领域无疑会是纳米材料的重要应用领域。高熔点材料的烧结纳米材料的小尺寸效应（即体积效应）使得其在低温下烧结就可获得质地优异的烧结体（如SiC、WC、BC等），且不用添加剂仍能保持其良好的性能。另一方面，由于纳米材料具有烧结温度低、流动性大、渗透力强、烧结收缩大等烧结特性，所以它又可作为烧结过程的活化剂使用，以加快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度。例如普通钨粉需在3 000℃高温时烧结，而当掺入%%的纳米镍粉后，烧结成形温度可降低到1200℃-1311℃。复合材料的烧结由于不同材料的熔点和相变温度各不相同，所以把它们烧结成复合材料是比较困难的。 纳米材料的小尺寸效应和表面效应，不仅使其熔点降低，且相变温度也降低了，从而在低温下就能进行固相反应，获得烧结性能好的复合材料。纳米陶瓷材料的制备通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。由于纳米材料粒径非常小、熔点低、相变温度低，故在低温低压下就可用它们作原料生产出质地致密、性能优异的纳米陶瓷。纳米陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能，它还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应，这些都将成为材料开拓应用的一个崭新领域，并将会对高技术和新材料的开发产生重要作用。 2、生物医学中的纳米技术应用 从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也