纳米材料及其关键技术论文
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[纳米材料与纳米技术论文]纳米技术的应用论文纳米材料是处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的超精细颗粒材料的总称,下面小编给大家分享一些纳米材料与纳米技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
纳米材料与纳米技术论文篇一纳米材料的生物安全性摘要:随着纳米科技的迅猛发展,纳米材料得到广泛应用。
本文通过对其生物安全性问题的提出及现今我国面临的问题的分析,希望纳米科技可以得到更好的发展以及纳米材料能更好地应用于生活的各个领域。
关键词:纳米材料;生物安全;应用中图分类号:G301 文献标志码:A 文章编号:1674-932409-0082-02一、什么是纳米材料纳米材料是处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的超精细颗粒材料的总称,根据物理形态划分,纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。
由于纳米尺寸的物质具有与宏观物质所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应等,因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能。
1984年,德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。
1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议上,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
二、纳米材料生物安全性问题的提出进入21世纪以来,纳米科技发展迅猛,大规模生产的各种人造纳米材料已经在生活消费品和工业产品中广泛使用。
据统计,纳米材料已经应用在近千种消费类产品中,来提高原有的功能或获得崭新的新功能,包括化妆品、食品、服装、生活日用品、医药产品等领域。
然而,近年来的研究发现,由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等,纳米材料具有很强的“双刃剑”特性,即在提高原有材料功能同时也存在巨大的安全风险。
例如,美国科学家让一组小鼠生活在含20纳米特氟隆颗粒的空气里,结果小鼠在4小时内全部死亡;而另一组生活在含120纳米特氟隆颗粒的空气里的小鼠,却安然无恙。
纳米材料科学与技术第一篇:纳米材料科学与技术介绍纳米材料科学与技术是指研究纳米级别的材料,对材料进行制备、表征和应用研究的学科领域。
纳米材料具有比传统材料更高的特殊性质,在诸多领域都有广泛的应用。
随着新材料和新技术的发展,纳米材料科学与技术对未来的发展具有重要意义。
纳米材料在物理、化学、生物学、医学、电子学、信息技术等领域都有应用。
例如,在电子学领域,纳米材料可以用于制造高效的光电转换器件、超高速晶体管等;在能源领域,纳米材料可应用于太阳能电池、储能电池、氢能储存等;在医学领域,纳米材料可用于治疗癌症、影像学诊断、药物传输等。
制备纳米材料的方法有多种,如溶胶凝胶法、气相沉积法、热分解法等,需要根据具体情况进行选择。
制备后需要对纳米材料进行表征和性质研究,如透射电镜、原子力显微镜、X射线衍射等,以便确定性质和性能。
随着纳米科学的发展,纳米材料也面临着一些挑战和问题,如纳米材料毒性、环境影响等。
因此,纳米材料的研究和应用需要考虑到其安全性和可持续性。
总之,纳米材料科学与技术是一个重要的未来发展方向,具有广泛的应用前景和挑战。
我们需要继续努力,向着更有利人类发展的方向前进。
第二篇:纳米材料的制备方法纳米材料的制备方法有多种,下面介绍几种常用的方法。
1. 溶胶凝胶法:将适量的化学原料加入溶液中,搅拌均匀后,使其在常温下自然凝胶化。
再经过高温焙烧和处理等步骤,得到所需的纳米材料。
通过改变原料种类和浓度、沉淀物的温度、溶剂、酸碱度、添加剂等条件,可以控制纳米材料的尺寸和形貌。
2. 气相沉积法:将适量的原料通过气体输送系统送入反应器中,并使其在不同温度下反应。
气体反应后沉积在基底上,构成纳米材料。
通过改变反应温度、气体组成及流量、反应时间等参数,可调控纳米材料的尺寸和形貌。
3. 热分解法:通过加热能够分解出纳米颗粒的配合物或预聚物,使其分解为纳米颗粒,并将其收集和表征。
通过改变热分解时的温度和时间等条件,可以控制纳米材料的尺寸和形貌。
纳⽶材料与技术论⽂ 纳⽶技术的开发,纳⽶材料的应⽤,推动了整个⼈类社会的发展,也给市场带来了巨⼤的商业机遇。
下⾯⼩编给⼤家分享⼀些纳⽶材料与技术论⽂,⼤家快来跟⼩编⼀起欣赏吧。
纳⽶材料与技术论⽂篇⼀ 纳⽶技术与纳⽶材料在纤维中的应⽤ 摘要: 本⽂介绍了纳⽶技术在化学纤维中的应⽤⽅式,并阐述了纳⽶技术在功能性纤维和其他特种纤维中的应⽤情况,以及纳⽶材料在应⽤中存在的问题及解决⽅法,最后展望了纳⽶技术的应⽤前景。
关键词:纳⽶技术;纳⽶材料;功能性纤维;特种纤维 近年来,纳⽶技术与纳⽶材料正引起⼈们的极⼤关注。
纳⽶材料凭借其内部所特有的表⾯效应、体积效应、量⼦尺⼨效应、宏观量⼦隧道效应等四⼤效应,从⽽拥有完全不同于常规材料的奇特的⼒学性能、光学性能、热⼒性能、磁学性能、催化性能和⽣物活性等性能。
这些都为纳⽶材料在纺织⼯业的应⽤奠定了基础。
可以说,纳⽶材料是21 世纪最有前途的材料,在功能性纺织品和⾼分⼦科学领域有着⼴阔的应⽤前景。
[1] 1 纳⽶技术在化学纤维中的应⽤⽅式 纳⽶粒⼦的奇特性质为纳⽶技术的⼴泛应⽤奠定了基础,应⽤纳⽶技术开发功能性化学纤维主要有两个途径[2]。
1.1 纤维超细化 使纤维达到纳⽶级,以满⾜特殊⽤途领域的需要。
1.2 共混纺丝法 共混纺丝法是指在化纤聚合、熔融阶段或纺丝阶段加⼊功能性纳⽶材料粉体,以使⽣产出的化学纤维具有某些特殊的性能。
此法是⽣产功能性化纤的主要⽅法。
由于纳⽶粉体的表⾯效应,其化学活性⾼,经过分散处理后,容易与⾼分⼦材料相结合,较普通微粉体更容易共熔混纺;⽽且纳⽶粉体粒径⼩,能较好地满⾜纺丝设备对添加物粒径的要求,在化纤⽣产过程中能较好地避免对设备的磨损、堵塞及纤维可纺性差、易断丝等问题;对化纤的染⾊、后整理加⼯及服⽤性能等也不会造成很⼤的影响。
该法的优点在于纳⽶粉体均匀地分散在纤维内部,因⽽耐久性好,其赋予织物的功能具有稳定性。
⽬前化纤产品中复合型纤维的⽐例不断扩⼤,如果在不同的原液中添加不同的纳⽶粉体,可开发出具有多种功能的纺织品。
纳米技术的论文(精选五篇)第一篇:纳米技术的论文纳米技术在新型建筑材料中的应用纳米技术作为一门新兴的技术,在多个范畴具有十分重要的应用,特别是极大地推进了新型建材的开展,引见了纳米技术在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护资料等方面的应用,经过阐述可知,纳米资料在新型建材范畴具有很好的开展应用前景。
纳米技术;新型建材;应用;前景 1 纳米涂料的应用通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差,耐老化、耐洗刷性差,光亮度不够等缺陷。
而纳米涂料则能较好的处理这一问题,纳米涂料具有下述优越的性能:(1)具有很好的伸缩性,可以弥盖墙体细小裂痕,具有对微裂痕的自修复作用。
(2)具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。
(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。
(4)纳米涂料的色泽鲜艳温和,手感温和,漆膜平整,改善建筑的外观等。
固然国内外对纳米涂料的研讨还处在初步阶段,但是已在工程上得到了较普遍的应用,如北京纳美公司消费的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷,效果良好。
在首体改造工程中,运用纳米涂料1700吨,涂刷6万平方米。
复旦大学教育部先进涂料工程研讨中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。
2 纳米水泥的应用普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小,同时其本身也存在一些固有的缺陷,使其在运用过程中不可防止地产生开裂并毁坏。
为理解决这一问题就必需加速对具有特殊性能混凝土的研发,而纳米混凝土就能有效的处理这样问题,纳米混凝土,与普通混凝土相比,纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显着进步,同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能,因此可用于一些特殊的建筑设备中(如国防设备)。
通常在普通混凝土中参加纳米矿粉(纳米级SiO2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已到达纳米混凝土的性能,而且经过改动纳米资料的掺量还能配置出防水砂浆等。
目前开发研制的纳米水泥资料包括纳米防水复合水泥,纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。
纳米材料范文
纳米材料
纳米材料是一种载体状的材料,具有独特的光学、电子、热性能和力学性能,而且具有可控的表面化学性质,可以用来制备复杂的特殊功能器件和系统。
纳米材料一直是材料科学家所关注的一个领域,它的研究也受到越来越多的侧重。
首先,纳米材料有很多种类,如金属纳米粒子,陶瓷纳米粒子,纳米晶,纳米结构,碳纳米管,多功能纳米材料等。
每种类型的纳米材料都有其独特的性质和功能,为特定的应用提供了机会。
纳米材料具有比较大的表面/体积比,比微米材料具有更强的活性和灵活性,因此,纳米材料在材料科学中具有特殊的地位。
纳米材料的多功能性也使它能够应用于很多方面,如生物医学、能源材料、环境保护、电子系统、食品和农业。
纳米材料在这些领域中都发挥着重要作用,给世界带来了很多好处。
比如,生物医学领域中,纳米材料可以用作有效的药物传输材料,可以帮助患者快速恢复健康,也可以作为新型医疗设备或传感器。
能源材料领域中,纳米材料可以用于储能;环境保护方面,纳米材料可以在处理废水、废气、除尘时发挥重要作用;电子系统则可以应用于电子元件和芯片的制造。
纳米材料论文篇一:纳米材料的论文纳米材料论文题目:纳米科技及纳米材料学院:专业:学号: 学生姓名:指导教师:日期: 材料与冶金学院无机非金属材料工程 202202128064 周鸣赵惠忠2022 .11.2【摘要】纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。
文章简要地概述了纳米技术,纳米材料的结构和特殊性质以及纳米纳米材料各方面的性能在实际中的应用,并展望了纳米材料的应用前景。
【关键词】纳米技术;纳米材料;结构;性能;应用;前景【Abstract】Nanotechnology is the world's most promising decisive technology. The article briefly outlines the nanometer technology, the structure and nano-materials and nano-materials special nature of the performance of various aspects of the application in practice, and the prospect of nano-materials applications.【Key words】 nanotechnology; Nano materials; Structure; Performance; Application; Prospects1.纳米科学和技术1.1 纳米科技的定义纳米科技是20世纪80年代末诞生并正在崛起的新科技,是一门在0.1~ 100 nm尺度空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。
其涵义是人类在纳米尺寸〔10-9--10-7m〕范围内认识和改造自然,最终目标是通过直接操纵和安排原子、分子而创造特定功能的新物质。
纳米科技是现代物理学与先进工程技术相结合的根底上诞生的,是一门根底研究与应用研究紧密联系的新兴科学技术。
纳米材料技术论文(2)纳米材料技术论文篇二探析纳米技术及纳米材料的应用摘要:本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望,以供与大家交流。
关键词:纳米材料;应用;前景展望中图分类号:S219.04 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)03-(页码)-页数1.纳米技术引起纳米材料的兴起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,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。
80年代初,德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后,纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。
由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能,使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的热点。
1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。
1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。
2.纳米材料及其性质表现2.1纳米材料纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
纳米材料技术论文纳米材料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,下面小编给大家分享一些纳米材料技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
纳米材料技术论文篇一纳米材料综述【摘要】本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景,并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。
【关键词】纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构1 引言著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。
他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。
”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。
”[1]1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
1982年,科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。
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。
[2]2 纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。
3 纳米材料3.1纳米材料的概念纳米材料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。
从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下,即100纳米以下。
因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。
纳米材料的应用研究论文随着纳米科学技术的发展,纳米材料作为其中的重要成果,已经得到了广泛的应用。
本文将探讨纳米材料的应用研究,并对其未来发展进行展望。
一、纳米材料的应用1. 电子行业纳米材料可用于制造微型电子器件,如纳米晶体管、纳米传感器等。
其优势在于体积小、性能高、功耗低,适合于生产高性能电子产品。
例如,石墨烯就是一种高性能电子材料,其导电性高,可以应用于电子芯片、显示屏等领域。
2. 医疗行业纳米材料在医疗领域中的应用也十分广泛。
纳米材料可以用作生物传感器、基因治疗和癌症治疗等。
例如,纳米金颗粒可以被注射到肿瘤细胞中,通过激活T细胞,使其攻击癌细胞,达到治疗癌症的目的。
3. 环保领域纳米材料也可以在环境清洁方面发挥重要作用。
例如,纳米纤维可以用于制造空气过滤器和水过滤器,能够有效降低空气和水中的污染物含量。
二、纳米材料的研究方向1. 合成方法纳米材料的大规模制备是一项需要重点研究的技术。
目前,人们已经开发出了许多纳米合成方法,如物理法、化学法、生物法等。
未来,需要进一步开发更可控、更高效且成本更低的合成方法。
2. 表面修饰纳米材料的表面往往具有独特的物理化学特性,使得其在不同应用领域中的性能和功能千差万别。
因此,对纳米材料表面的修饰和控制十分关键,可以通过化学修饰、生物修饰、物理修饰等手段实现。
3. 应用研究纳米材料的应用研究是发展纳米材料的关键。
需要进行更多的基础研究和交叉研究,寻找更多的应用领域并推广应用。
三、纳米材料的未来发展纳米材料具有广泛的应用前景和良好的经济效益,因此未来发展前景十分广阔。
未来,纳米材料的发展方向可能包括以下几个方面:1. 功能多样化随着纳米材料的研究深入,人们逐渐意识到不同类型的纳米材料在各个方面都具有不同的性质和应用,因此纳米材料的未来发展可能朝着功能多样化的方向发展,满足各种不同的应用需求。
2. 大规模生产随着纳米材料的应用需求不断增加,纳米材料的大规模生产也成为未来发展中的一个热点。
纳米复合材料与技术论文3000字纳米材料技术作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。
下面小编给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文,希望能对大家有所帮助!纳米材料与技术3000字论文篇一:《试谈纳米复合材料技术发展及前景》[摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。
纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多常规材料不可能具有的性能。
纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。
[关键词]高聚物纳米复合材料一、纳米材料的特性当材料的尺寸进入纳米级,材料便会出现以下奇异的物理性能:1、尺寸效应当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小,导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。
如当颗粒的粒径降到纳米级时,材料的磁性就会发生很大变化,如一般铁的矫顽力约为80A/m,而直径小于20nm的铁,其矫顽力却增加了1000倍。
若将纳米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力学性能,甚至还可以赋予其新性能。
2、表面效应一般随着微粒尺寸的减小,微粒中表面原子与原子总数之比将会增加,表面积也将会增大,从而引起材料性能的变化,这就是纳米粒子的表面效应。
纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044×1034022.5×1028013099从表1中可以看出,随着纳米粒子粒径的减小,表面原子所占比例急剧增加。
由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与其它原子结合。
若将纳米粒子添加到高聚物中,这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。
纳米技术论文纳米技术是一种应用于制造、材料、医疗、电子等领域的新兴技术。
该技术依靠精确控制和改变物质的尺寸和结构,使得材料和装置具备了独特的物理、化学和生物学特性,从而实现纳米级尺度的功能和性能的控制和优化。
在纳米技术的发展过程中,人们已经取得了很多重要的成果和进展。
首先,纳米技术在材料科学领域具有广泛的应用。
通过纳米技术制备的纳米材料具有高比表面积、多孔性、低密度等特点,这些特点使得纳米材料在催化剂、传感器、光电器件等领域展现出了巨大的潜力。
例如,纳米金属颗粒可作为高效催化剂应用于化学反应中,纳米碳材料可应用于超级电容器和锂离子电池中。
此外,纳米复合材料的制备和应用也是纳米技术的重要领域,通过控制纳米颗粒的尺寸和分布,可以调控材料的力学性能、耐磨性等。
其次,纳米技术在医学领域也具有重要的应用前景。
通过纳米技术制备的纳米颗粒和纳米载体可以用于药物传输、肿瘤治疗等。
纳米颗粒可以用作医药品的有效载体,可以提高药物的生物利用度,减少副作用和毒性。
同时,纳米材料的表面可以进行功能修饰,例如添加靶向分子,使药物可以准确地传递到病灶部位,提高治疗效果。
纳米技术还可以应用于生物成像、诊断等领域,通过纳米传感器和纳米探针可以对生物体进行高灵敏度和高分辨率的检测。
此外,纳米技术在电子领域也拥有广阔的应用前景。
纳米材料的尺寸效应和量子效应可以使电子材料和器件表现出特殊的电学、磁学和光学性质。
纳米技术可以用于制备高效的太阳能电池、发光二极管、场发射显示器等器件,也可以用于制备高密度存储器件。
此外,纳米技术也可以用于制备高导电性、高韧性和高强度的纳米材料,用于制备柔性电子器件。
总之,纳米技术的出现和发展为各个领域的科学研究和工程应用提供了新思路和新平台。
纳米技术的应用正在推动着各个领域的发展和进步,其前景令人期待。
纳米技术论文纳米技术:概述与应用前景纳米技术,是指在纳米尺度范围内人为地控制物质、能量和信息等的现代科技,是20世纪末以来迅速发展起来的一门新兴科技。
纳米技术的发展,能够对物质进行精确的控制和改造,从而创造出具有全新性质和性能的纳米材料和器件。
本文将从纳米技术的概念、原理和应用前景三个方面进行阐述。
首先,纳米技术的概念。
纳米技术是一门交叉学科,涵盖了物理学、化学、生物学、材料科学、电子工程等多个学科的内容。
其核心概念是“纳米”,即1纳米等于十亿分之一米。
借助纳米技术,我们可以在纳米尺度上对物质进行精确的操控,包括精确调控其结构、形态、功能等。
通过纳米技术,我们可以制造出纳米材料和纳米器件,具有出色的特性和性能。
其次,纳米技术的原理。
纳米技术的核心原理包括自组装、纳米加工和纳米测量等。
自组装是指纳米尺度的物质自行组合形成结构或功能,利用物质的特性和力学原理进行组装。
纳米加工是指使用纳米尺度的工具和装备对纳米材料进行加工和加工调整。
纳米测量是指使用纳米尺度的测量仪器和技术对纳米材料进行精确测量和表征。
最后,纳米技术的应用前景。
纳米技术具有广泛的应用前景,涵盖了多个领域,如材料科学、医学、能源、环境等。
在材料科学领域,纳米技术可以制造出具有优异性能的纳米材料,如纳米涂层、纳米管、纳米粒子等,用于改进传统材料的性能。
在医学领域,纳米技术可以用于药物传输、诊断和治疗,如纳米药物载体、纳米生物传感器等。
在能源领域,纳米技术可以用于提高能源转化效率和存储密度,如纳米太阳能电池、纳米储能材料等。
在环境领域,纳米技术可以用于水处理、空气净化等环境治理。
总之,纳米技术作为一门前沿科学技术,具有重要的理论价值和应用价值。
通过对纳米材料和纳米器件的精确控制和改造,纳米技术可以创造出具有全新性质和性能的材料和器件,为各个领域的发展带来巨大的推动作用。
纳米技术的应用前景广阔,有望在材料、医学、能源和环境等领域发挥重要作用。
纳米材料与纳米技术学院:自动化学院专业年级:2015级物联网工程4班学生姓名:梁建业摘要:纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。
文章简要了解纳米材料和纳米技术,介绍它的一些相关的应用及其在国内外的现状,并尝试预测它的发展趋势。
与此同时,也共同探讨下其存在的问题。
首先,让我们来简单地了解下纳米材料和纳米技术吧!一.什么是纳米材料?纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。
纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。
当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。
纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。
按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。
其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。
按纳米尺度在空间的表达特征,纳米材料可分为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)、纳米结构材料即纳米空间材料(如介孔材料。
按形态,纳米材料可分为纳米颗粒材料、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(如磁性液体纳米材料和纳米溶胶等)。
按功能,纳米材料可分为纳米生物材料、纳米磁性材料、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)。
二.什么是纳米技术?纳米技术(nanotechnology)是指在~100nm空间尺度上操纵原子和分子,对材料进行加工,制造具有特定功能的产品或对物质及其结构进行研究的一门综合性的高新技术学科。
其实通俗的讲就是“use?little?things?to?finish?the?big?work”。
我们在分子原子这样的微小尺度上加工材料,得到一些新型的功能性的高科技产品,他们往往具有相比于一般材料更优良的性能,具有很高的实用价值和研究价值。
纳米材料论文1. 引言纳米材料是指颗粒尺寸在1到100纳米之间的材料。
由于其独特的物理、化学和生物特性,在生物医学、电子学、光学、催化、能源和环境等领域都有广泛的应用。
本文主要讨论纳米材料在生物医学中的应用,包括纳米药物、纳米传感器和纳米影像等。
2. 纳米药物纳米药物是利用纳米技术制备的药物。
由于其比传统药物具有更好的溶解度、更高的生物利用度和更好的组织靶向性,所以在临床上具有广泛的应用。
2.1 纳米粒子药物纳米粒子药物是指将药物包裹在纳米粒子中制成的药物。
通过调整纳米粒子的大小、表面性质和结构等,可以控制纳米粒子的药物释放和药效增强效应。
纳米粒子药物可以通过口服、皮肤贴片、吸入等多种给药途径实现治疗效果。
2.2 纳米胶束药物纳米胶束药物是指将药物包裹在由表面活性剂构成的胶束中的药物。
由于纳米胶束具有良好的亲水性,所以可以在药物分子表面形成保护层,有效提高药物的稳定性和生物利用度。
2.3 纳米酶学药物纳米酶学药物是指将纳米颗粒与酶催化剂结合制成的药物。
由于纳米颗粒具有高比表面积和体积效应,所以可以大幅提高酶的活性和稳定性,从而提高治疗效果。
3. 纳米传感器纳米传感器是利用纳米技术制备的传感器。
由于其基于纳米粒子、纳米线等纳米材料的特殊物理和化学特性,所以可以对化学、生物等环境参数进行高灵敏度、高分辨率、实时性、选择性的检测。
3.1 纳米材料传感器纳米材料传感器是指利用纳米颗粒、纳米线等纳米材料作为传感元件的传感器。
由于纳米材料具有高比表面积和特殊结构,所以可以大幅提高传感器的灵敏度和选择性,实现高精度的检测。
3.2 生物传感器生物传感器是指利用生物分子(如酶、抗体等)作为传感元件的传感器。
由于纳米材料可以提高生物分子的检测灵敏度和选择性,所以在临床诊断、环境检测等领域有广泛的应用。
4. 纳米影像纳米影像是指利用纳米材料作为影像剂,从而实现对生物组织、细胞、分子等的高分辨率、高敏感度、非损伤性的成像。
纳米材料论文(优秀5篇)摘要:目前世界上上转换纳米荧光材料正处在发展阶段,材料的选择和合成有待于深入细致的研究。
本文对上转换发光纳米晶的选择和合成做了系统的讨论。
关键词:纳米材料发光材料上转换发光荧光材料双光子吸收纳米晶1.引言近年来,人们开始对荧光标记材料产生了浓厚的兴趣,特别是随着纳米技术的发展,能够进行生物标记的无机纳米晶成为人们追逐的热点,但是由于生物背底同样会产生荧光从而对荧光检测形成干扰,于是不会产生背底干扰的稀土上转换纳米发光标记材料引起了人们的注意。
1.1纳米材料简介纳术概念是1959年木,诺贝尔奖获得着理查德。
费曼在一次讲演中提出的。
他在“There is plenty of room at thebottom”的讲演中提到,人类能够用宏观的机器制造比其体积小的机器,而这较小的机器可以制作更小的机器,这样一步步达到分子尺度,即逐级缩小生产装置,以至最后直接按意愿排列原子,制造产品。
他预言,化学将变成根据人仃〕的意愿逐个地准确放置原子的技术问题,这是最早具有现代纳米概念的思想。
20世纪80年代末、90年代初,出现了表征纳米尺度的重要工具一扫描隧道显微镜(STM),原子力显微镜(AFM)一认识纳米尺度和纳米世界物质的直接的工具,极大地促进了在纳米尺度上认识物质的结构以及结构与性质的关系,出现了纳米技术术语,形成了纳米技术。
其实说起来纳米只是一个长度单位,1纳米(nm)=10又负3次方微米=10又负6次方毫米(mm)=10又负9次方米(m)=l0A。
纳米科学与技术(Nano-ST)是研究由尺寸在1-100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。
关于纳米技术,从迄今为止的研究状况来看,可以分为4种概念。
在这里就不一一介绍了。
1.2上转换纳米材料介绍稀土上转换发光材料通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换。
所谓的上转换材料就是指受到光激发时,可以发射比激发波长短的荧光的材料。
纳米科学和技术论文纳米科学和技术论文是一种创新性的论文,涉及到纳米领域内各种最新研究和技术。
它们在科学研究、工程应用和技术创新方面为我们提供了巨大的帮助。
在这篇文章中,我们将讨论纳米科学和技术论文的重要性、写作流程及其目录结构。
首先,纳米科学和技术论文对于推动科学和技术的发展至关重要。
这些论文可以帮助人们更好地理解纳米材料在各个领域中的应用。
纳米科学和技术论文不仅极为精细,同时研究内容也是非常直观的。
这样一来,人们就可以更方便地获取与纳米技术相关的信息和知识。
因此,纳米科学和技术论文的价值对于我们的社会和科技领域是不言而喻的。
接下来,我们来讨论纳米科学和技术论文的写作流程。
第一步是明确主题和目的。
作者应该在写作之前明确自己想要探索的具体的问题,并找到相关领域的文献进行阅读和了解现在的研究状况,为之后的研究打好基础。
在此基础上,作者需要确定研究的目的和方向,制定一个行之有效的研究计划。
其次,作者需要展开研究并收集相关数据。
在文献中了解相关领域信息的同时,也要在实验室或其他实地环境中进行实验,搜集数据和信息。
同时,研究过程中需要积极和他人沟通,获得更多的建议和意见,并加以实践。
最后,研究结果凝结到论文中,需要注意文章清晰流畅、排版规范、插图清晰、数学公式清晰等方面。
最后,我们来介绍一下纳米科学和技术论文的目录结构。
首先为编写论文的封面页,包括论文的题目、作者、单位、指导教师、日期等内容。
第二部分是摘要,在短短的几百字中,作者需要把自己的研究问题、目的、方法和重要结果和结论予以简要概述。
第三部分是引言,这一部分将详细阐述论文的研究背景、目的、意义和研究思路。
其次,是论文的正体部分,包括研究内容、实验方法、数据分析、结果解读等。
作者能够清晰准确地展示数据,并解读结果,让读者更好地理解研究内容。
最后,结论部分是总结全文,概括研究结果,并提出下一步实验或透视未来工作的建议。
总之,纳米科学和技术论文是纳米领域内研究最先进的成果之一,具有极高的价值。
纳米材料与技术第一篇:纳米材料的概念与应用纳米材料是指尺寸在纳米级别的材料,也就是长度、宽度和高度都不超过100纳米的材料。
因为其尺寸在纳米级别,常被称之为纳米颗粒。
纳米材料具有独特的物理、化学、电学、光学等性质,这些性质使它们在许多领域中得到了广泛的应用。
首先,纳米材料在医学领域中有着广泛的应用。
纳米颗粒可以被用作药物传递系统,帮助药物更好地进入患者的细胞。
此外,也可以用于癌症治疗,通过纳米颗粒的特殊性质,可以更有效地定位癌细胞并杀灭其癌细胞。
另外,在医学影像技术中,纳米材料的高度稳定性和生物相容性有很大的应用前景。
其次,纳米材料在能量领域中也有着重要的应用。
比如,纳米材料可以被用作太阳能电池板的材料,因为纳米材料的电子传输效率高,因此可以大大提高太阳能电池板的效率。
纳米材料还可以被用于节能灯泡和夜视器材等产品中,且在汽车生产领域中,纳米材料也用于制造轻量化和强度高的零部件,以提高汽车的燃油效率。
最后,纳米材料在环境治理中也有着广泛的应用。
纳米材料可以被用于清洁和过滤水、土壤等环境污染物,有效净化环境。
此外,纳米材料还可以通过吸附技术来降低大气污染和水污染。
要想让纳米材料发挥出更大的作用,需要进一步研究它们的性质和应用,以及其对环境和人体的影响。
这需要各方协作,加强研究,实现安全、有效地使用纳米材料。
第二篇:纳米技术的意义和发展纳米技术是一种控制和制造材料的技术,其中所有材料均在纳米尺度下操作。
纳米技术主要的一个优势是,可控制材料的物理、化学和生物性质,并且可以创建新的设备和系统。
纳米技术在诊断、治疗和控制癌症、疾病和疾病的发生等方面具有巨大的潜力。
例如,纳米技术可以通过研究生物标记物和微生物来识别和早期检测疾病。
此外,基于纳米技术的药物可以被精确地释放在患者身体中,并直接作用于患者受影响的器官。
除了医学领域之外,纳米技术还带来了其他领域的重大变革。
在电子领域中,纳米技术使得比普通电子设备更小、更快、更强大的设备成为可能。
纳米材料发展与应用论文随着科技的迅猛发展,人类对于材料的需求与日俱增。
传统的材料虽然能够满足一部分需求,但是由于其本身内部的结构和限制,我们很难从这些材料中获得更多的创新与突破进展。
因此,在这种情况下,纳米材料的出现给人类带来了无限的盼望。
作为科技领域中的新生力量,纳米材料尤其是纳米微粒子,拥有其它材料所不具备的许多优异性能,如强度、导电性、热阻、磁阻、折射率等。
与此同时,纳米材料的巨大技术发展和应用潜力引起了工业界、科研界和商业界的极大兴趣,也掀起了全球性的研究热潮。
论文的主旨是探讨和分析纳米材料研究的技术现状、发展趋势及其在不同领域的应用。
通过对现有文献资料的综合分析,我们得出如下结论:1.研究热点与发展趋势随着纳米科技领域的快速发展,越来越多的研究人员将目光瞄准了纳米材料的领域中。
目前,纳米材料研究的热点主要集中在以下几个方面:1.1 纳米复合材料和纳米多层膜技术:纳米复合材料和纳米多层膜技术是纳米材料研究的热点领域之一。
这些技术可以为材料提供更多的特性,比如力学性质、电学性质和磁学性质等,同时也能够用于纳米器件的制造和微纳制造领域的发展。
1.2 纳米材料的制备和功能化:纳米材料的制备和功能化是纳米材料研究的另一个热点领域。
它包括纳米材料的制备、改性和表面处理等技术,以及应用在传感器、硬盘、光电器件等领域。
1.3 纳米材料的智能化:纳米材料的智能化是纳米材料研究的另一个方向。
人们通过纳米材料的智能化可以实现一些特殊的性质,比如光电性能、生物功能和阻变效应等,可以为很多现代材料所无法比拟。
2.领域应用纳米材料在诸多领域中有着广泛的应用,包括汽车、建筑、医疗、电子等领域。
以下为纳米材料在不同领域的典型应用。
2.1 汽车工业:纳米材料在汽车工业中的应用主要与轻量化和增强性能有关。
比如,使用纳米碳管等目前新兴的纳米材料,可以制造出强度更高、质量更轻、耐磨损的轻量化材料,从而提升汽车自身的性能。
2.2 建筑行业:纳米材料在建筑行业中的应用,主要体现在加强材料性能、提高环保性和建筑外观等方面。
纳米材料论文纳米材料具有独特的尺度效应和界面效应,具备出色的物理、化学和生物学性能,在材料科学领域引起了广泛的关注和研究。
本文将针对纳米材料的合成、性质及其在各领域的应用进行综述,探讨其在未来的发展方向和前景。
一、纳米材料的合成方法纳米材料的制备方法多种多样,常见的包括溶液法、气相法、固相法和凝聚法等。
其中,溶液法是一种常用且有效的纳米材料合成方法,通过调控反应条件、控制反应物浓度和温度等因素,可以实现纳米颗粒的可控合成。
气相法则适用于制备高纯度和无杂质的纳米材料,通过在适当的温度和压力下使气体反应生成纳米材料。
固相法主要适用于制备纳米线或纳米晶,通过热处理、溶解、沉淀等方法得到纳米尺度的材料颗粒。
凝聚法则是通过凝聚剂的作用使纳米颗粒形成物质的凝聚态,如通过热处理使纳米材料形成块状材料。
二、纳米材料的性质研究纳米材料的性质研究是纳米科学和纳米技术的基础,通过对纳米材料的结构、形貌、成分和性能进行表征和分析,可以深入了解其特殊性质及其产生机制。
常用的表征手段包括透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)等。
透射电子显微镜可以观察到纳米颗粒的形貌和尺寸,并通过选区电子衍射(SAED)分析纳米材料的晶体结构。
扫描电子显微镜则可以获取纳米颗粒的表面形貌和形状信息。
X射线衍射用于分析纳米材料的晶体结构和晶格常数。
原子力显微镜则可以获得纳米颗粒的表面形貌和力学性质等。
纳米材料的性质主要包括光学性质、电子性质、磁性质和力学性质等。
光学性质是纳米材料研究的重要方向之一,由于其尺寸效应和界面效应的存在,纳米材料在可见光和红外光谱范围内显示出独特的吸收、发射和散射性质。
电子性质方面,纳米材料的载流子输运性质、电学性质和电磁性质都与其尺寸和结构密切相关。
磁性是纳米材料的另一个重要性质,由于表面自旋和量子尺寸效应的存在,纳米材料具有较高的磁响应性能。
力学性质主要研究纳米材料的硬度、断裂强度和弹性模量等力学特性。
纳米材料及其关键技术课程名称机械制造技术基础学院机械工程学院年级2011级专业班机自01班学生姓名陈庆学号20112352开课时间2013至2014学年第1学期【摘要】纳米技术是当今世界最优前途的决定性技术。
文章简要的概述了纳米材料主要效应、特征和特性已经纳米技术的应用前景【关键词】纳米技术;纳米材料;效应;特征;特性;应用;前景一、纳米材料主要效应、特征和特性(一)纳米材料的效应纳米材料与同质块体材料性质上有很大的差异,引起这种差异的原因可能是多方面的,甚至有些原因至今尚不清楚,但目前学术界普遍认为,纳米材料特殊的物理化学性质与纳米材料四大效应有着密切联系。
表面效应:当颗粒的直径减小到纳米尺度范围时,随着粒径减小,比表面积和表面原子数迅速增加。
量子尺寸效应:当金属或半导体从三维减小至零维时,载流子在各个方向上均受限,随着粒子尺寸下降到接近或小于某一值(激子玻尔半径)时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。
金属或半导体纳米微粒的电子态由体相材料的连续能带过渡到分立结构的能级,表现在光学吸收谱上从没有结构的宽吸收过渡到具有结构的特征吸收。
量子尺寸效应带来的能级改变、能隙变宽,使微粒的发射能量增加,光学吸收向短波长方向移动,直观上表现为样品颜色的变化,如CdS微粒由黄色逐渐变为浅黄色,金的微粒失去金属光泽而变为黑色等。
同时,纳米微粒也由于能级改变而产生大的光学三阶非线性响应,还原及氧化能力增强,从而具有更优异的光电催化活性。
小尺寸效应:当物质的体积减小时,将会出现两种情形:一种是物质本身的性质不发生变化,而只有那些与体积密切相关的性质发生变化,如半导体电子自由程变小,磁体的磁区变小等;另一种是物质本身的性质也发生了变化,当纳米材料的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,材料的磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化活性及熔点等与普通晶粒相比都有很大的变化,这就是纳米材料的体积效应,亦即小尺寸效应。
这种特异效应为纳米材料的应用开拓了广阔的新领域,例如,随着纳米材料粒径的变小,其熔点不断降低,烧结温度也显著下降,从而为粉末冶金工业提供了新工艺;利用等离子共振频移随晶粒尺寸变化的性质,可通过改变晶粒尺寸来控制吸收边的位移,从而制造出具有一定频宽的微波吸收纳米材料。
宏观量子隧道效应:微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。
近年来,人们发现一些宏观量,例如:微粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量以及电荷等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统中的势垒并产生变化,称为宏观量子隧道效应[8].利用这个概念可以定性解释超细镍粉在低温下继续保持超顺磁性。
Awachalsom等人采用扫描隧道显微镜技术控制磁性粒子的沉淀,并研究低温条件下微粒磁化率对频率的依赖性,证实了低温下确实存在磁的宏观量子隧道效应[9]宏观量子隧道效应的研究对基础研究和实际应用都有重要的意义。
它限定了磁带、磁盘进行信息存储的时间极限。
宏观量子隧道效应与量子尺寸效应,是未来微电子器件的基础,或者说确立了现有微电子器纳米材料研究与纳米技术的应用件进一步微型化的极限。
库仑堵塞与量子隧穿:当体系的尺度进入到纳米级(一般金属粒子为几个纳米,半导体粒子为几十纳米),体系是电荷“量子化”的,即充电和放电过程是不连续的,充入一个电子所需的能量Ec为e2/2C,为一个电子的电荷,为小体系的电容,eC体系越小,C越小,能量Ec越大。
我们把这个能量称为库仑堵塞能。
换句话说,库仑堵塞能是前一个电子对后一个电子的库仑排斥能,这就导致了对一个小体系的充放电过程,电子不能集体传输,而是一个一个单电子的传输。
通常把小体系中这种单电子输运行为称为库仑堵塞效应。
如果两个量子点通过一个“结”连接起来,一个量子点上的单个电子穿过能垒到另一个量子点上的行为称作量子隧穿。
利用库仑堵塞和量子隧穿效应可以设计下一代的纳米结构器件,如单电子晶体管和量子开关等。
以上几种效应都是纳米微粒和纳米固体的基本特性,它使纳米微粒和纳米固体呈现出许多奇特的物理和化学性质,出现一些不同于其它大块材料的反常现象。
这使纳米材料具有了传统材料所没有的优异性能和巨大的应用前景,成为材料科学中的一大亮点。
介电限域效应:当纳米微粒分散在异质介质中,将导致体系介电增强,从而引起微粒的介电性质与光学特性发生变化,这就是介电限域效应。
一般情况下,纳米材料被分散在一种介电常数较低的基质当中,当介质的介电常数比纳米微粒小的多时,介电限域效应将起很重要的作用,它将使电子、空穴库仑作用增大,从而使激子束缚能进一步增大。
(二)纳米材料的特征当粒子的尺寸减小到纳米量级,将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。
比方说:被广泛研究的II-VI 族半导体硫化镉,其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。
按照这一原理,可以通过控制晶粒尺寸来得到不同能隙的硫化镉,这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新的用途。
我们知道物质的种类是有限的,微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的,但通过控制制备条件,可以得到带隙和发光性质不同的材料。
也就是说,通过纳米技术得到了全新的材料。
纳米颗粒往往具有很大的比表面积,每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千平方米,这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂,在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。
(三)纳米材料的特性1 力学性能高温、高硬、高强是结构材料开发的永恒主题,纳米结构材料的硬度(或强度)与粒径成反比。
材料晶粒的细化及高密度界面的存在,必将对纳米材料的力学性能产生很大的影响。
在纳米材料中位错密度非常低,纳米材料研究与纳米技术的应用采取Frand-Reed 模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以在纳米材料中位错的滑移和增殖不会发生,此即纳米晶强化效应。
2 光学性能纳米粒子的粒径(10~100nm)小于光波的波长,因此将与入射光产生复杂的交互作用。
金属在适当的蒸发沉积条件下,可得到易吸收光的黑色金属超微粒子,称为金属黑,这与金属在真空镀膜时形成的高反射率光泽面成强烈对比。
由于量子尺寸效应,纳米半导体微粒的吸收光泽普遍存在蓝移现象,纳米材料因其光吸收率大的特色,可应用于红外线感测器材料。
此外,TiO2 超细或纳米粒子还可用于抗紫外线用品。
块状金属具有各自的特征颜色,但当其晶粒尺寸减小到纳米量级时,所有金属便都呈黑色,且粒径越小,颜色越深,即纳米晶粒的吸光能力越强。
纳米晶粒的吸光过程还受其能级分离的量子尺寸效应和晶粒及其表面上电荷分布的影响。
由于纳米材料的电子往往凝集成很窄的能带,因而造成窄的吸收带。
半导体硅是一种间接带隙半导体材料,通常情况下发光效率很弱,但当硅晶粒尺寸减小到5nm及以下时,其能带结构发生了变化,带边向高能带迁移,观察到了很强的可见发射。
4nm以下的Ge晶粒也可发生很强的可见光发射。
3 电学性能由于纳米材料晶界上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导,金属向绝缘体转变,在磁场中材料电阻的减小非常明显。
电学性能发生奇异的变化,是由于电子在纳米材料中的传输过程受到空间维度的约束从而呈现出量子限域效应。
在纳米颗粒内,或者在一根非常细的短金属线内,由于颗粒内的电子运动受到限制,电子动能或能量被量子化了。
结果表现出当金属颗粒的两端加上电压,电压合适时,金属颗粒导电;而电压不合适时金属颗粒不导电。
这样一来,原本在宏观世界内奉为经典的欧姆定律在纳米世界内不再成立了。
金属银会失去了典型金属特征;纳米二氧化硅比典型的粗晶二氧化硅的电阻下降了几个数量级;常态下电阻较小的金属到了纳米级电阻会增大,电阻温度系数下降甚至出现负数;原来绝缘体的氧化物到了纳米级,电阻却反而下降,变成了半导体或导电体。
纳米材料的电学性能决定于其结构。
如随着纳米碳管结构参数的不同,纳米碳管可以是金属性的、半导体性的。
4 磁学性能当晶粒尺寸减小到纳米级时,晶粒之间的铁磁相互作用开始对材料的宏观磁性有重要的影响。
纳米颗粒由于尺寸超细,一般为单畴颗粒,其技术磁化过程由晶粒的磁各向异性和晶粒间的磁相互作用所决定。
纳米晶粒的磁各向异性与晶粒的形状、晶体结构、内应力以及晶粒表面的原子有关,与粗晶粒材料有着显著的区别,表现出明显的小尺寸效应。
5 热学性能由于纳米材料界面原子排列比较混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱,因此纳米材料的比热和膨胀系数都大于同类粗晶和非晶材料的值。
如金属银界面热膨胀系数是晶内热膨胀系数的2.1倍;纳米铅的比热比多晶态铅增加25%~50%;纳米铜的热膨胀系数比普通铜大好几倍;晶粒尺寸为8nm 的纳米铜的自扩散系数比普通铜大1019 倍。
6 烧结性能纳米材料不同于块状材料是由于其表面积相对增大,也就是超微粒子的表面占据在部分的结构空间,该结构代表具有高表面能的不安定原子。
这类原子极易与外来原子吸附键结合,同时因粒径细小而提供大表面的活性原子。
纳米材料中有大量的界面,这些界面为原子提供了短程扩散途径。
7 纳米陶瓷的超塑性能超塑性是指材料在断裂前能产生很大的伸长量的性能。
这种现象通常发生在经历中等温度,中等至较低的应变速率条件下的细晶材料中,主要是由晶界及原子的扩散率起作用引起的。
一般陶瓷材料属脆性材料,它们在断裂前的形变率很小。
二、纳米技术的应用(一)发展趋势(1)信息产业中的纳米技术:信息产业不仅在国外,在我国也占有举足轻重的地位。
2000年,中国的信息产业创造了GDP5800 亿人民币。
纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面:①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。
因为不管通讯、集成还是显示器件,都要原器件,美国已经着手研制,现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件,这种器件已经在实验室研制成功,而且可能在2001 年进入市场。
②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件,这方面我国还很落后,但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间,所以,中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。
③网络通讯的关键纳米器件,如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面,我国的研究水平不落后,在安徽省就有。
④压敏电阻、非线性电阻等,可添加氧化锌纳米材料改性。
(2)环境产业中的纳米技术:纳米技术对空气中20 纳米以及水中的200 纳米污染物的降解是不可替代的技术。
要净化环境,必须用纳米技术。
我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备,可使空气中的大于10ppm 的有害气体降低到0.1ppm,该设备已进入实用化生产阶段;利用多孔小球组合光催化纳米材料,已成功用于污水中有机物的降解,对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物,有很好的降解效果。