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神奇的纳米材料PPT课件

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神奇的纳米PPT 鄂教版 (共10张PPT)

神奇的纳米PPT 鄂教版 (共10张PPT)


激励学生学习的名言格言 220、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。 221、世界会向那些有目标和远见的人让路（冯两努——香港著名推销商） 222、绊脚石乃是进身之阶。 223、销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。 224、即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。 225、积极思考造成积极人生，消极思考造成消极人生。 226、人之所以有一张嘴，而有两只耳朵，原因是听的要比说的多一倍。 227、别想一下造出大海，必须先由小河川开始。 228、有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。 229、以诚感人者，人亦诚而应。 230、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。 231、出门走好路，出口说好话，出手做好事。 232、旁观者的姓名永远爬不到比赛的计分板上。 233、怠惰是贫穷的制造厂。 234、莫找借口失败，只找理由成功。（不为失败找理由，要为成功找方法） 235、如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。 236、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。 237、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。 238、回避现实的人，未来将更不理想。 239、当你感到悲哀痛苦时，最好是去学些什么东西。学习会使你永远立于不败之地。 240、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴们都睡着的时候，一步步艰辛地向上爬 241、世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。 242、坚韧是成功的一大要素，只要在门上敲得够久、够大声，终会把人唤醒的。 243、人之所以能，是相信能。 244、没有口水与汗水，就没有成功的泪水。 245、一个有信念者所开发出的力量，大于99个只有兴趣者。 246、环境不会改变，解决之道在于改变自己。 247、两粒种子，一片森林。 248、每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 249、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 250、大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。
纳米材料PPT课件

纳米材料PPT课件

微生物合成
利用微生物作为生物反应器，通过发酵或培养微生物来制备纳米材料。该方法 具有高产量、环保等优点，但需要选择合适的微生物种类和生长条件。
03
纳米材料的应用领域
能源领域
高效电池
01
利用纳米材料提高电池的能量密度和充电速度，延长电池寿命。
太阳能电池
02
通过纳米结构设计提高太阳能电池的光电转换效率，降低成本。
纳米材料分类
01
02
03
按组成分类
根据组成元素的种类，纳 米材料可分为金属、非金 属和复合材料等类型。
按维度分类
根据在纳米尺度上的维度 数，纳米材料可分为零维 （0D）、一维（1D）和 二维（2D）纳米材料。
按应用领域分类
根据应用领域，纳米材料 可分为电子、能源、环境、 生物医学等领域所需的特 定功能材料。
微乳液法
利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微乳液，然后在微乳液中加入反应物 进行化学反应，最终得到纳米材料。该方法可制备出粒径均匀、形貌可控的纳米材料，但 制备过程较为复杂。
生物法
生物分子自组装
利用生物分子间的相互作用，如氢键、离子键等，将生物分子组装成纳米结构。 该方法具有条件温和、环保等优点，但制备过程较慢且产量较低。
燃料电池
03
利用纳米材料改善燃料电池的氧电极反应性能，提高燃料电池
的效率和稳定性。
医学领域
药物传输
利用纳米材料作为药物载体，实现药物的定向传输和精确释放。
医学成像
利用纳米材料提高医学成像的分辨率和对比度，为疾病诊断提供 更准确的信息。
生物检测
利用纳米材料的高灵敏度特性，实现生物分子的快速、高灵敏度 检测。
化学法
纳米材料ppt课件

纳米材料ppt课件


02
纳米材料的制备方法
物理法
机械研磨法
通过高能球磨或振动磨的方式， 将大块材料破碎成纳米级尺寸。 这种方法简单易行，但制备的纳
米材料纯度较低。
激光脉冲法
利用高能激光脉冲在极短时间内 将材料加热至熔化或气化，然后 迅速冷却形成纳米颗粒。该方法 制备的纳米材料粒径小且均匀，
但设备成本高昂。
电子束蒸发法
磁损耗
在交变磁场中，纳米材料的磁损耗远高于宏观材料，这与其界面和 表面效应有关。
磁电阻效应
某些纳米材料表现出显著的磁电阻效应，如巨磁电阻和自旋阀效应 。这些效应可用于磁电阻传感器和磁随机存储器等领域。
04
纳米材料的应用实例
纳米材料在能源领域的应用
太阳能电池
利用纳米结构提高光电转 换效率，降低成本。
纳米材料的环保问题
纳米材料在环境中的持久性
一些纳米材料可能在环境中长时间存在，不易降解，可能造成长期的环境污染。
纳米材料的环境释放途径
生产和使用纳米材料过程中，可能通过废水、废气等途径将纳米颗粒释放到环境中。
纳米材料对生态系统的潜在影响
纳米材料可能通过食物链进入生物体，影响生物的生理功能和生态平衡。
解决纳米材料安全与环保问题的策略与建议
加强纳米材料的环境和健康影响 研究
深入研究纳米材料的环境行为和健康影响 ，为制定有效的管理措施提供科学依据。
制定严格的法规和标准
制定针对纳米材料的生产和使用的法规和 标准，限制其对环境和健康的潜在风险。
发展绿色合成方法和应用技术
提高公众意识和参与度
开发环保友好的纳米材料合成方法和应用 技术，减少纳米材料的环境释放。
生物合成法
利用微生物（如细菌）合成有机或无机纳米材料。该方法制 备的纳米材料具有生物相容性和生物活性，在生物医学领域 有广泛应用前景。
进入奇妙的纳米世界PPT(57张)

进入奇妙的纳米世界PPT(57张)


界
且不断咀嚼的磨损和压力，原因是在牙齿
的外表排列着纳米尺寸的微小晶体。
中国古代铸剑大师，可能已经创造纳米晶 体结构，使得凡铁铸成的宝剑既不锈蚀又 能削铁如泥。
23
2 纳
米 莲花效应
自 然 世 界
24
2
纳
米 自
莲花效应(Lotus Effect)
然
世
莲花效应 ( Lotus effect )：在莲花的叶子
界
上，其表面有自然的微小纳米级颗粒（大约
大小为1纳米的惧水性蜡晶体），而在这个
布满纳米级颗粒的表面结构上，水分子不易
与表面接蟹，导致水珠不会分散，让污泥、
水粒子不容易沾附表面。而这种特性更让莲
叶具有“自我洁净”的功能
25
2 最早发现莲叶上纳米级颗粒的德国人
纳
米
自
Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
纳米颗粒，这种纳米颗粒具有“罗盘”
的功用，蜜蜂在离开蜂房时，会把周围
环境图像储存起来，采蜜归来时会开启
记忆系统，把储存在记忆中的图像与眼
前看到的图像进行比对，并不断移动，
直到两个图像完全一致。
17
2
纳
米 海龟---行动导航
自
然
纳米磁性引导海龟回家
世
海龟为了寻找食物，会横渡大半个海峡，到
界
另一个海域生活，当产卵季来临时，又会再度迁
行走自如，只是亿万年来，由于地球磁
场发生多次剧烈倒转，使得螃蟹体内小
磁针粒发生严重的混乱完全失去原先的
定向作用，最后使他们失去了前后移动
的能力，变成必须“横行”天下，真是
可怜的下场啊！
19
【培训教材】神奇的纳米世界PPT

【培训教材】神奇的纳米世界PPT


颗粒尺寸变小所引起的宏观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，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列
新奇的性质。
（1） 特殊的光学性质
所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑，银白
色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微颗粒
对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米的厚度就能完全消光。
度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称
之为宏观的量子隧道效应。
ppt课件
9
纳米材料的用途
纳米材料的用途很广，主要用途有：
医药 使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在 纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功 能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便， 用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击 癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检 测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地
将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外
隐身技术等。
ppt课件
6
（2） 特殊的热学性质 固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细 微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量 级时尤为显著。 （3） 特殊的磁学性质 人们发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋 磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒，使这类生物在 地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领。磁性超微 颗粒实质上是一个生物磁罗盘，生活在水中的趋磁细菌 依靠它游向营养丰富的水底。 人们利用磁性超微颗粒 具有高矫顽力的特性，已作成高贮存密度的磁记录磁粉， 大量应用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等。利用超 顺磁性，人们已将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液 体。Fra bibliotekppt课件
纳米材料及其应用PPT课件

纳米材料及其应用PPT课件

2000s
纳米材料在各个领域得到广泛应用，成为研 究热点。
1990s
纳米技术迅速发展，出现多种制备方法。
2010s至今
纳米技术不断创新，应用领域不断拓展。
02
纳米材料的制备方法
物理法
真空蒸发冷凝法
01
在真空条件下，通过加热蒸发物质，并在冷凝过程中形成纳米
粒子。
激光诱导法
02
利用高能激光束照射物质表面，通过激光能量使物质蒸发并冷
生物法
微生物合成法
利用微生物作为模板或催化剂，通过生物反应合成具有特定结构 和性质的纳米材料。
植物提取法
利用植物中的天然成分作为原料，通过提取和纯化得到纳米材料。
酶催化法
利用酶的催化作用合成具有特定结构和性质的纳米材料。
03
纳米材料的应用领域
能源领域
01
02
03
燃料电池
纳米材料可以提高燃料电 池的效率和稳定性，降低 成本。
纳米材料及其应用 ppt课件
目录
• 纳米材料简介 • 纳米材料的制备方法 • 纳米材料的应用领域 • 纳米材料面临的挑战与前景 • 纳米材料的应用案例分析
01
纳米材料简介
纳米材料的定义与特性
定义
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。
凝形成纳米粒子。
机械研磨法
03
通过机械研磨将大块物质破碎成纳米级粒子，常见于金属、陶
瓷等硬质材料的制备。
化学法
化学气相沉积法
利用化学反应在加热条件下生成纳米粒子，通常需要使用气态反 应剂和催化剂。
溶胶-凝胶法
通过将原料溶液进行溶胶和凝胶化处理，再经过热处理得到纳米 粒子。
神奇的纳米PPT5 鄂教版

神奇的纳米PPT5 鄂教版


增强了文性与文学性 的结合。
开篇钥匙
立足现在 展望未来
纳米机器人
开篇钥匙
啊！ ……
我国成功研制纳米机器人，技术达到 世界先进水平，对细胞、染色体进行“手 术”，像摆弄棋子一样移动原子，在1/20 发丝横截面大小的面积上写字……这些精 细得只能想像的“活儿”，如今人类可以 亲手做了。中科院沈阳自动化研究所最近 研制成功一台纳米操作机器人样机，使我 国纳米微操作技术达到世界先进水平。
神奇的纳米
作者：何佳
文体知识 科学小品
开篇钥匙
神 奇 的 纳 米
开篇钥匙
筛选信息 学会读书
开篇钥匙
整体感知 理清思路 课文质疑 体会语言 立足现在 展望未来
开篇钥匙 开篇钥匙
开篇钥匙
收集资料 集卡成册
开篇钥匙
文体知识 科普小品
开篇钥匙
科学小品：是介绍自然科学知识的文艺
性说明文，是一种兼有科学与文学特点的 文体。我们学过的《牧鹅散记》《蒙娜丽 莎微笑揭秘》《尼斯湖怪被抓住啦？》等 都属于这类文体。
大家是否还记得在科幻世界里那些随 意消逝变化的人吗?还记得在神话世界里, 孙悟空的七十二变吗?现在所有这一切都不 是在疯狂的科幻世界里,不是在神奇的神话 里,而是在离我们也许只有几年之遥的纳米 时代！那么什么是纳米?什么是纳米技术? 大家想不想了解有关这方面的知识?
纳米是20世纪90年代开始兴起的一个名 词。“纳米技术”是继互联网、基因之后人 们关注的又一大热点，那么什么是“纳米技 术”，“纳米技术”对人类社会的发展有什 么好处？它神奇在哪里?要想对这个问题有 一个初步的了解，就让我们一起来阅读《神 奇的纳米》这篇文章吧。
特点：①科学性
②文学性 ③通俗性
17、神奇的纳米_课件2

17、神奇的纳米_课件2

过了中后卫布林德的头顶下落就算德罗巴不用跳起不用移动也可以顶到这个球这个球距离球门不到 的向禁区内移动抢点或者解围但是一切都太晚了布隆坎普几步来到底线附近在无人盯防的情况下右脚传出了一记漂亮的弧线球找中路的德罗巴这脚球传的速度奇快又非常舒服越 松的接到皮球把球一磕改变了方向然后快速下底这个时候阿贾克斯的球员发现了布隆坎普的动作顿时大惊失色梅尔奇奥特快速向移向边路防止布隆坎普的传中双方的球员都纷纷 慢慢移动不知不觉的已经到了几乎和禁区平行的位置就在几乎所有人都以为阿尔蒂多雷要远射的时候阿尔蒂多雷却突然把球传到了一个所有人都想不到的地方右边路布隆坎普轻 太阳穴的位置触球球直接飞出了底线顿时眼镜碎了一地谁都想不到在距离球迷 击德罗巴德罗巴庞大的身躯在德波尔有意的撞击之下发生了一点改变这一点改变就是致命的因为布隆坎普的这脚传球太快德罗巴本来是想用额头把球砸进球门这一下却变成了用 有那么强大了早就看到了这个落点却被德罗巴卡住位置的德波尔终于等到了机会老奸巨猾的德波尔也貌似要跳起头球其实他根本就不可能碰到球他只是佯装跳起用身体狠狠的撞 状的看着禁区看着德罗巴希望德罗巴不要抢到点这时候德罗巴却出人意料的起跳了他想微微跳起然后把球砸向球门如果双脚站在地面上德罗巴就是巨人安泰但是跳起之后他就没 被打丢了德罗巴沮丧的跪在草皮上不住的摇头痛骂自己是傻 呼的这时气得狠狠的蹲下捶地他不能想象在这一瞬间德罗巴那浆糊脑袋里想的是什么距离球门这么近怎么顶不不能进非要玩花样尼玛觉得是花样滑冰玩艺术了加分啊一个必进球 略了这是防守失误的起因阿贾克斯逃过一劫但是这样的错误不能再犯下一次阿尔克马尔人海会再给你们机会吗解说员指责阿贾克斯的球员在这个球的处理上太大意竟然没发现移 X啊啊啊不可思议一个必进球被德罗巴打飞这是一个打飞比打进更难的球阿尔克马尔的球员真是奇葩啊布隆坎普被忽 5米的情况下德罗巴把这个球顶飞了阿贾克斯的球迷为德罗巴发
神奇的纳米PPT4 鄂教版

神奇的纳米PPT4 鄂教版


交流学习结果
A.关键词句 切除脑垂体瘤，该如何进行呢？ 脑垂体小手术刀大，那该怎么办呢？ 医生是如何完成不流血的外科手术呢？ 什么是纳米机器人，什么又叫纳米？ 不仅仅是外科手术，总有一天，你会发 现…… 当这一天到来时，你就会发现，在某一方面 最小的的确是最好的。
交流学习结果
B.思路
层层设疑,结构精巧
研读课文,筛选信息— 制作读书卡
制作要求：卡片体例要一致；出处时间要清楚； 规格大小要适当；抄写剪贴可灵活。 根据下列提示，筛选信息,制作读书卡. A.什么是纳米? B.什么是纳米技术? C.什么是纳米机器人? D.纳米神奇在哪些方 面? E.纳米技术对于人类的发展前景如何? 展示读书卡
想象探究 1.结合课文有关内容,想象纳米时代的产 品。 2.讨论交流，互评 。（大胆，与科学依据相符等 ）
传统的外科手术——无血外科手术——纳米 机器人工作——纳米及纳米技术——应用前 景——改变人类生活思想的科技.
神 奇 的 纳 米 改变生活 纳米 （小 ） 纳 米技术 （高） 纳米机器人 （ 奇 ） 应用前景 （ 广 ）在某一方面，最小的的确 是( 最好的 )
交流学习结果
B.细致的描写
颇有点科幻小说的味道,增强了本文 的生动性和趣味性.
神奇的纳米
何
佳
学习目标
1. 抓住关键语句，有目的地筛选信息， 了解纳米的有关知识。 2. 体会深入浅出地介绍科学知识的方法。 3.激发科学兴趣,培养正确的科学观念和勇 于大胆想象的科学精神 。
学习重点
抓住关键语句，把握说明重点。
字词积累
纳米：又称毫微米，是一种长度计量单位，1 纳米等于十亿分之一米。 纳米技术：指的是0.1纳米到几百纳米的尺度 范围内对原子、分子进行观察和加工的技术。 纳米机器人：是在纳米尺寸上制造的微型机器 人。
神奇的纳米PPT6 鄂教版

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第一部分细读
1.请大家接龙式讲解1~11段的段意。
2.品析句子。 A.只见外科医生那聚精会神的面孔。
形象的写出了外科医生高度紧张，一丝不苟 的认真态度，突出外科风险大。
B.“止血钳——手术刀——纱布塞！……”
医生的语言简练，增添了手术的紧张气氛， 令人窒息。
C.第三段中“小不点”与“大”。
用脑垂体之小反衬手术刀之大，说明现代外 科手术的困难，危险。
说一说此部分的手法。
此部分运用了（
（ 突出（
）的手法，用 ）和（ ）作（ ）的先进。
），
说一说此部分的手法。
此部分运用了（对比）的手法，用（普通外
科手术）和（纳米医疗手术）作（对比）， 突出（纳米医疗）的先进。
第二部分细读
请大家回忆一下上星期中纳米的产品领域
1、电子和通讯
2、计算机 3、纳米医疗 4、化学和材料 5、能源 6、制造工业 7、飞机和汽车 8、航天 9、环境保护
纳米是20世纪90年代开始兴起的一个名词。
“纳米技术”是继互联网、基因之后人们关 注的又一大热点，那么什么是“纳米技术”， “纳米技术”对人类社会的发展有什么好处？ 它神奇在哪里?要想对这个问题有一个初步的 了解，就让我们一起来阅读《神奇的纳米》 这篇文章吧

3.结合本文，假如现在是2014年，下列绝对说谎的 是 A.我爸爸做了脑垂体切除手术，病灶已被根除，全 是纳米技术的功劳。 B.我爸爸做了脑垂体切除手术，过了几分钟就痊愈 了，全是纳米技术的功劳。 改为一段时间 C.我家的纱窗就是有纳米材料组成的。 D.我家的杯子是纳米陶瓷做的，摔到地上还可以弹 起来。

请自己出题目，在全班展示。
神奇的纳米 PPT课件

神奇的纳米 PPT课件

大家是否还记得在科幻世界里那 些随意消逝变化的人吗?还记得在神话 世界里,孙悟空的七十二变吗?现在所 有这一切都不是在疯狂的科幻世界里, 不是在神奇的神话故事里,而是就在我 们身边的纳米时代！
纳 米 儿 童
这些纳米儿童的身体由碳原子（原子是化 学变化中的最小粒子。）和氢原组成，眼睛 则为氧原子。每个分子人只有2纳米高，比真 人要矮10亿倍。
何佳
文体知识开篇钥科匙 普小品
科学小品文：是介绍自然科学知识的文
艺性说明文，是一种兼有科学性与文学性 特点的文体。我们学过的《牧鹅散记》 《写在雪地上的书》《大自然的语言》等 都属于这类文体。
特点：①科学性 ②文学性
学习方法：综合运用圈点批注、摘录、
制作卡片等方法提取文中主要信息。
自读课文，开篇钥匙整体感知
理解概念，开篇钥感匙 受“神 奇”
请计算：人的一根头发直径约0.6毫米， 它有多少纳米，感受纳米这个长度单位本身的 微小。
(约60万纳米）
一滴水（约20滴水为一毫升）所含的水 分子的个数大约有 1.67×1024个，即10亿人 同时一个一个地数，每分钟数100个，日夜不 停地数，要数3万多年，才能数完一滴水的水 分子，
一个纳米机器人在清理 血管中的有害堆积物。由于 纳米机器人可以小到在人的 血管中自由的游动，对于像 脑血栓、动脉硬化等病灶， 它们可以非常容易的予以清 理，而不再用进行危险的开 颅、开胸手术。
交流学习结果
C.细致的描写 大胆的想象
对外科手术细 致的描写，颇有点 科幻小说的味道。 通过前后对比说明 了纳米技术的神奇
段尾句
切除脑垂体瘤，该如何进行呢？（2） 这就是神奇的纳米医学技术。（8） 多么神奇！（11） 再过几年，你就会看到，纳米技术才真正是彻底改 变人类生活和思想的、最具冲击力的科技！（18）

神奇的纳米教学课件

神奇的纳米教学课件教学目标：1.抓住关键语句，有目的地筛选信息，了解纳米的有关知识。

2.体会深入浅出地介绍科学知识的方法。

3.培养正确的科学观念。

教学重点：抓住关键语句，把握说明重点。

教学过程：一.导入二.课题解读：文章主要讲了下面几个问题：(1)什么是纳米?(2)什么是纳米技术?(3)它的神奇体现在哪些方面?(4)纳米技术对人类社会发展有什么好处?文章可以分为四部分：第一部分(1—11段)：以外科手术为例，展示纳米医学技术的神奇功能，这一部分写得最为生动形象，大有先声夺人之势，篇幅也最长，可分为三个层次：第二层(4—8段)：描写用纳米医学技术切除脑垂体瘤的手术情景，突出了手术的舒适，简便安全以及良好效果。

第三层(9—11段)：交代“不流血外科手术”的进行原理及不流血、无疼痛、痊愈快的神奇功能，主要内容是介绍纳米机器人的工作过程。

第二部分(12—14段)：由纳米机器人引出对纳米，纳米技术等知识的解说。

这一部分是知识性的部分，是全文的基础和核心。

第三部分(15—17段)：列举外科手术之外的种种例子，展望纳米技术广阔的应用前景。

这一部分是第一部分的延伸和拓展。

三.结构图示神奇的纳米教学课件2[教学目标]2.了解科普文特点，体会科学小品文准确、形象生动的语言风格。

3.探索认识文物的规律，树立科学的探索观。

[教学重点]抓关键句子，理清文章结构及内容。

[教学难点]一懂得认识事物都有一个由现象到本质，再指导现实的过程。

[教学安排]1.两课时完成，课前由学生收集有关蚜虫的资料，以备交流。

2.学生自主探究，把握文章主要内容时用抓重点句的方法进行。

3.初步懂得科普文的语言特点。

4.课内课外相结合，扩展开拓学生的视野。

[教学步骤]第一课时仇春霖，当代作家，教授。

(笔名舸夫等，1930年生，江苏省盐城人。

50年代初开始业余创作，既写杂文、寓言，也写科学小品文和文艺理论。

出版的寓言集有《无花果》、《猴子刺虎》、《帆和舵》等，一些作品被改编，制成动画片。

神奇的纳米材料PPT课件


科学新视野
19
5/23/2020
• 2001年 当时美国总统Clinton建立了 National Nanotechnology Initiative ( NNI) ，以推动和协调美国的纳米研究。
The covers of the reports from the National
Nanotechnology Advisory Panel to US President.
科学新视野
20
5/23/2020
3. 观察纳米世界的主要工具
• 扫描隧道显微镜（STM） • 原子力显微镜（AFM） • 扫描电子显微镜（SEM） • 透射电子显微镜（TEM）
科学新视野
21
5/23/2020
3.1 扫描隧道显微镜(STM)
扫描隧道显微镜的照片
刻蚀的钨针尖
科学新视野 5/23/2020
科学新视野
49
5/23/2020
• 1990年 首届国际纳米技术科技会议在美国 巴尔的摩（Baltimore）举办
科学新视野
50
5/23/2020
科学新视野 5/23/2020
一道习题
Klever = 2 nN/nm Ksilicon = ∞ KZnO = ? 如果纳米线长1um，直 径100nm，请计算纳米 线的弹性模量E。
碳纳米管， 各种纳米线
薄膜
科学新视野
13
5/23/2020
科学新视野
14
5/23/2020
2. 纳米的起源和发展Fra bibliotek• 1959年 美国物理学家费曼（Richard Feynman）首先提出，组装原子或分子是 可能的。
科学新视野

神奇的纳米材料

近一段时间以来，纳米材料一词频频出现在报端，专家学者中不断有人写文章，接受采访，畅谈纳米材料的灿烂前景；很多高校、科研机构加大了对纳米材料的开发力度；聪明的商家也在商品的广告中打出纳米牌，纳米冰箱、纳米洗衣机、纳米保暖内衣纷纷登场。

甚至连“纳米股”也将成为股市中的一个新的板块。

那么到底什么是纳米材料，它与普通材料相比，为什么有那么神奇？它的开发前景又将如何？其实，纳米（nm）是个长度单位（1nm10-9m），原子的直径在零点几纳米左右，蛋白质的分子一般也不会超过20nm。

所谓的纳米材料，是指制备的材料的颗粒尺寸在1—100nm的范围内。

为什么材料的颗粒尺寸在上述范围内时，材料就会有一些奇特的性能呢？这还要从物质的构成谈起。

讲到物质的构成时，人们常常认为构成物质的所有原子（或离子分子）都是按图1所示的方式排列的，但这是一种非常理想的排列方式，是以晶体具有完美的周期性结构为基础的，即组成晶体的所有原子或离子都排列在晶格中它们自己的位置上，没有晶格空位，也没有间隙原子或离子。

晶格中的原子或离子都是化学分子式中的原子或离子，没有外来杂质；几个子晶格的格点数之比符合化学式计量数之比。

然而实际的晶体在形成时，常常会遇到一些不可避免的干扰，造成实际晶体的一些差异。

例如，晶体在形成时，常常是许多部位同时成核生长，结果形成的不是单晶而是许多细小的晶粒按不同的规则排列组合起来的多晶体；以及在外界因素的作用下，原子或离子脱离平衡位置和杂质原子的引入等。

这些晶体中原子或离子的排列偏离完整的晶体周期性的区域我们称之为缺陷。

按缺陷在空间的几何构形可将缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。

他们分别取决于缺陷的延伸范围是零维、一维、二维还是三维来近似描述，每一类缺陷都会对晶体的性能产生很大的影响，例如点缺陷会影响晶体的电学、光学和机械性能，而线缺陷会严重影响晶体的强度、电性能等。

1980年的一天，德国物理学家格兰特（Gleiter）驾驶汽车独自横穿澳大利亚大沙漠。

神奇的纳米技术PPT课件


二、观察原子世界的眼睛──扫描隧道显微镜
1、观察微观世界的工具
科学技术的进步总是与工具的 进步密切相关的。自从有了人类文 明以来，人们就一直为探索微观世 界的奥19秘8而0年不，懈美地国努科力学。家 葛·宾1尼67和4海年·，罗荷瑞兰尔科发学明家了列文·虎克
得非常近（＜1nm），情况如 2、隧何道？效应
合计
1997年
116 120 126 70
432
2000年
270 245 200 110
825
2001年
422 ~465 ~270 ~380
1492
2002年
604 ~650 ~400 ~520
2174
注：其他国家包括：澳大利亚、加拿 俄罗斯、以色列、韩国、新
Байду номын сангаас
中国纳米研究情况
20世纪80年代后期开始。 2001~2005年政府投入20亿资金用于纳米研究，资金投入领域 为纳米材料、纳米电子工程学、纳米生物学、纳米电气系统、测量及 评价技术。 中国在纳米材料的有关研究和开发上颇有特色，例如氧化锌、氧 化钛、氧化硅等纳米粒子及粉未材料。 2002年2月，中国成立了国家纳米科学中心。
1、纳米材料在电子信息领域中的应用
纳米信息材料是指用于信息领域的纳米材料与结构，它包 括纳米电子材料、光学材料和磁性材料。
单电子存储器
随着信息科学和信息技术的 发展，人们对信息的存储量越来 越大，而掌上电脑、移动电话、 数码相机等电子器件的发展更需 要高密度、低能耗的存储设备。
纳米芯片
芯片可以看作是集成电路块。
集成电路块从小规模向大规模发展 20世纪50年代末 小规模集成电路
集成度为10个元件
20世纪60年代末 中规模集成电路
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• 1nm与1m相比，相当于玻璃弹珠跟地球相比
• 当一个男人把剃须刀放下那一小段时间，胡子已经 长了大约1 nm
• 分子中原子之间间隔是 0.12-0.15 nm • DNA双螺旋结构的直径 ～2 nm • 最小的细胞（Mycoplasma细菌）长度 ～200 nm
科学新视野
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纳米技术研究的是至少在一个维度上已经进入纳米 尺度（0.1-100 nm) 范围的材料或者器件的相关现象。
Binning and Rohrer
科学新视野 5/23/2020
An STM image of a silicon surface - each bump is one 16 atom
• 1985年 美国Rice Univ. 科学家Richard Smalley等人发现了Buckminsterfullerene，
科学新视野
20
5/23/2020Leabharlann 3. 观察纳米世界的主要工具
• 扫描隧道显微镜（STM） • 原子力显微镜（AFM） • 扫描电子显微镜（SEM） • 透射电子显微镜（TEM）
科学新视野
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3.1 扫描隧道显微镜(STM)
扫描隧道显微镜的照片
刻蚀的钨针尖
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C60
科学新视野
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• 1989年 IBM科学家利用STM把35个氙 （Xenon）原子在光滑表面排列出IBM三个 字母，实现对单个原子的操纵。
科学新视野
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• 1991年 日本科学家Iijima发表了关于碳纳米 管（CNT）的研究，激起了世界范围对纳 米科技的研究热情
• 优点:
穿梭机 升降机
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有效载荷 每千克成本
22,700 千克 ~5000 美元
连续
~500 美元
Space elevator structural diagram
7
太空升降机 一个梦想? (1)
材料的角度
应力
这升降机的缆绳的性能要求很高， 必须有非常高的强度/密度比。如果 材料的密度跟石墨接近的时候，强 度需要达到 65–120 GPa。
材料
屈服强度 极限强度 密度 (MPa) (MPa) (g/cm³)
钢, ASTM A514 690
760
7.8
凯夫拉尔
3620
1.44
（Kevlar ）纤维
碳纳米管
62000 1.34
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应变
建材钢的特征 应变－应力曲线 1. 极限强度 2. 屈服强度 3. 断裂强度 4. 应变硬化阶段 5. 颈缩破坏阶段 8
扫描隧道显微镜的基本原理 量子力学起基本作用
22
3.2 原子力显微镜 （AFM）
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针尖：
原子力显微镜的示意图
接触模式下扫描样品表面
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工作原理的示意图
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展示原子力显微镜的工作情况的小电影
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主要功能－－表面成像
轻敲模式下得到的硅（111）表面的 三维形貌。单原子层台阶（0.3nm) 清楚可见。
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轻敲模式下得到的氧化锌 纳米线放在有刻槽的硅衬 底上。
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主要功能－－力学测量
典型的力学曲线
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本堂课程提纲
1. 基本概念 2. 纳米的起源和发展 3. 观察纳米世界的主要工具 4. 纳米技术包括的方面
1. 纳米材料 2. 纳米加工技术 3. 纳米生物医药
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1. 基本概念
纳米 (nanometer, nm) ＝ 十亿分之一米 （10-9 m）
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• 2001年 当时美国总统Clinton建立了 National Nanotechnology Initiative ( NNI) ，以推动和协调美国的纳米研究。
The covers of the reports from the National
Nanotechnology Advisory Panel to US President.
神奇的纳米材料和纳米技术
暨南大学 物理学系 麦文杰 博士
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纳米技术很可能是 连接粒子现象和太空现象的技术 连接童话世界和未来世界的技术
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尺寸现象 怪蟒
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太空穿梭机 Space Shuttle
现在情况:
• 总共建造了5架太空穿 梭机, Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis and Endeavour.
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内 容涉及现代科技的广阔领域。 包括了纳米材料学、纳 米机械学、纳米电子学、纳米生物学、纳米化学等学科。 从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越 来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平 提高到前所未有的高度。
0D
1D
2D
量子点， 纳米颗粒
太空升降机 一个梦想? (1)
• 碳纳米管的强度/密度比大约是钢的200－600 倍，因此可能成为太空升降机的材料。
科学新视野
单壁碳纳米管的三维模型
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把梦想变成现实
• 教导 “纳米基本知识” • 寻找机会 • 产生新想法 • 提供概念 • 制造原型 • 商业化产品 • 取得价值 • 制造工作岗位
碳纳米管， 各种纳米线
薄膜
科学新视野
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科学新视野
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2. 纳米的起源和发展
• 1959年 美国物理学家费曼（Richard Feynman）首先提出，组装原子或分子是 可能的。
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• 1981年 观察原子世界的主要工具－－扫描 隧道电子显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）诞生
• 每次有效载荷 50,000 磅 (22,700 千 克)
• 大约每年每架飞行1次
Space Shuttle Atlantis
科学新视野
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童话世界
科学新视野
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未来世界
科学新视野
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太空升降机 一个梦想? (1)
物理的角度
• 太空升降机基本设计目的 就是使人们能够连续不断 地把物质从地球表面运送 到太空