纳米材料与技术作业

作业设计：《纳米技术就在我们身边》
作业目的
本次作业旨在让学生了解纳米技术在日常生活中的应用，增加对纳米技术的认识和理解。

作业要求
学生需要完成以下任务：
.阅读指定的文章《纳米技术就在我们身边》；
.根据文章内容，选择一个日常生活中应用纳米技术的例子，并进行详细描述；
.分享自己对纳米技术的看法，并说明对其应用的观点；
.提出一个自己关于纳米技术的问题，并尝试回答。

作业提交方式
学生可以选择以下一种或多种方式提交作业：
.书面报告：将作业内容整理成一篇书面报告，包括选择的应用例子的描述、个人观点的说明和问题的提出与回答；
.口头演讲：将作业内容以口头演讲的形式呈现，可以结合图片、视频等辅助材料；
.小组讨论：组成小组，进行作业内容的讨论和展示，可以采用课堂展示、小组报告等形式。

评分标准
作业将根据以下标准进行评分：
.对选择的应用例子进行准确、详细描述；.对个人观点的说明合理、清晰；
.对问题的提出与回答的深度和全面性；.报告或演讲的表达清晰、逻辑性强。

《纳米材料导论》作业1、什么是纳米材料？怎样对纳米材料进行分类？答：任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料称作纳米材料。

它包括体积分数近似相等的两部分：一是直径为几或几十纳米的粒子，二是粒子间的界面。

纳米材料通常按照维度进行分类。

原子团簇、纳米微粒等为0维纳米材料。

纳米线为1维纳米材料，纳米薄膜为2维纳米材料，纳米块体为3维纳米材料，及由他们组成的纳米复合材料。

按照形态还可以分为粉体材料、晶体材料、薄膜材料。

2、纳米材料有哪些基本的效应？试举例说明。

答：纳米材料的基本效应有：一、尺寸效应，纳米微粒的尺寸相当或小于光波波长、传导电子的德布罗意波长、超导态的相干长度或投射深度等特征尺寸时，周期性的边界条件将被破坏，声、光、电、磁、热力学等特征性即呈现新的小尺寸效应。

出现光吸收显著增加并产生吸收峰的等离子共振频移；磁有序态转为无序态；超导相转变为正常相；声子谱发生改变等。

例如，纳米微粒的熔点远低于块状金属；纳米强磁性颗粒尺寸为单畴临界尺寸时，具有很高的矫顽力；库仑阻塞效应等。

二、量子效应，当能级间距δ大于热能、磁能、静磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时，必须考虑量子效应，随着金属微粒尺寸的减小，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和半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道，能隙变宽的现象均称为量子效应。

例如，颗粒的磁化率、比热容与所含电子的奇、偶有关，相应会产生光谱线的频移，介电常数变化等。

三、界面效应，纳米材料由于表面原子数增多，晶界上的原子占有相当高的比例，而表面原子配位数不足和高的表面自由能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，从而具有很高的化学活性。

引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化；纳米微粒表面原子运输和构型的变化。

四、体积效应，由于纳米粒子体积很小，包含原子数很少，许多现象不能用有无限个原子的块状物质的性质加以说明，即称体积效应。

第7课纳米技术就在我们身边分层作业姓名：__________ 班级：__________完成用时（分钟）：__________【基础巩固篇】一、用“√”画出加点字的正确读音。

乒．乓（pīn pīng）杀菌．（jūn jùn）癌．症（ái ǎi）病灶．（zào zhào）需．要（xū xǖ）死亡率．（lǜ shuài）二、读拼音，写汉字。

1.bīnɡ xiānɡ（）里面用到一种纳米涂层，具有杀菌和chú chòu（）功能，能够使食物bǎo zhì qī（）更长。

2.纳米技术可以实现jí bìnɡ（）的早期检测与yù fánɡ（），让人们更加jiàn kānɡ（）。

未来的纳米机器人可以通过血管直达bìnɡ zào（），杀死癌细胞。

三、拼写词语我最棒。

nà mǐ yōng yǒu bīng xiāng gōng nénggāng tiě yǐn xíng jiàn kāng jí bìng四、比一比，再组词。

性胞隐住姓抱稳往五、根据解释写词语。

1.是指通过一平面图形或立体(如圆、圆锥截面、球、立方体)中心到边上两点间的距离。

（）2.通常是指在电磁、可见光、红外、声学等方面难以探测或跟踪的战斗机，其中最主要的就是电磁隐形。

（）3.测定目标位置的无线电装置或系统。

（）4.不能施展力量，指使不上劲或没有能力去做好某件事情、解决某个问题。

（）六、在括号里填上一个字使前后词语搭配适当。

改（）——环境、面貌改（）——生活、关系改（）——工作、技术改（）——缺点、错误严（）——神情、态度严（）——要求、执行严（）——训斥、批评严（）——考验、局势七、根据一定的顺序排列下列词语。

1.公里分米纳米厘米米毫米2.亚洲太阳系地球银河系宇宙3.元宵节春节端午节除夕中秋节4.起跳过杆助跑落地腾空【能力提升篇】一、填空。

部编人教版小学四年级语文下册第二单元第7课《纳米技术就在我们身边》课后作业及答案一、读句子，用“√”给加点字选择正确的读音，根据拼音写词语。

1.纳米技术在我们身边。

bīng xiāng（）里面用到一种纳米涂层，具有杀菌．（jūn jǔn）和除臭．（chòu xiù）的功能；还有一种叫作“tàn（）纳米管”的神奇 cái liào（），比钢管结实百倍。

2.纳米技术可以让我们更加jiàn kāng（）。

如果在只有几个癌细胞．（bāo pāo）的时候就能发现的话，死亡率．（lù lǜ）会大大降低，实现疾．（jī jí）病的早期检测和yù fáng（）。

3.那个亿．（yí yì）万富翁没有yōng bào（）孩子，他把情感yǐn cáng（）在了内心深处。

二、照样子，写一写。

示例：匡框（画框）（门框）才______（）（）方______（）（） ______（）（） ______（）（）建______（）（）包______（）（） ______（）（） ______（）（）三、根据要求完成练习。

1.“鲜”用部首查字法，应该查______部，再查______画。

“鲜”字的解释有：①新鲜；②鲜美；③（花朵）没有枯萎；④鲜明。

在“鲜嫩”中应选第______种意思。

在“鲜艳”中应选第______种意思。

2.给下列句中的“直”选择恰当的解释。

直：①公正的，正义的；②一个劲儿，不断地；③成直线的（跟“曲”相对）；④一直，径直，直接（1）他看着我直．笑，让我觉得有点莫名其妙。

（）（2）未来的纳米机器人，甚至可以通过血管直．到病灶。

（）（3）他理直．气壮地说：“凭什么让我认错呢！”（）四、选词填空。

深厚深重深刻1.纳米技术将给人类的生活带来（）的变化。

2.这一时期，民族危机和社会危机空前（）。

纳米材料与技术作业1.纳米材料按维度划分，可分为几类？(1) 0维材料quasi-zero dimensional—三维尺寸为纳米级(100 nm)以下的颗粒状物质。

(2) 1维材料—线径为1—100 nm的纤维(管)。

(3) 2维材料—厚度为1 — 100 nm的薄膜。

(4) 体相纳米材料(由纳米材料组装而成)。

(5)纳米孔材料(孔径为纳米级)2. 详细说明纳米材料有那几大特性？这几大特性的特点是什么？为什么纳米材料具有这些特性？(1) 表面效应：我们知道球形颗粒的比表面积是与直径成反比的，故颗粒直径越小，比表面积就会越大，因此，纳米颗粒表面具有超高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧，也正是基于表面活性大的原因，纳米金属颗粒可以看成新一代的高效催化剂，储气材料和低熔点材料；(2) 小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变会引起颗粒宏观物理性质的质变。

特殊的光学性质：所有的金属在超微颗粒状态都呈现为玄色。

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。

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；特殊的热学性质：固体颗粒在超微细化后其熔点将明显降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为明显；特殊的磁学性质：超微的磁性颗粒可以使鸽子、海豚等生物在微弱的地磁场中辨别方向，利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，可以做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，可以将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体；特殊的力学性质：由于纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很轻易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性。

(3)宏观量子隧道效应：处于分子、原子与大块的固体颗粒之间的超微纳米颗粒具有量子隧道效应，例如：在知道半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子的波长时，电子就会通过隧道效应溢出器件，使器件无法正常工作。

碳纳米材料的性能及应用Z09016114 蔡排枝摘要:纳米材料被誉为21 世纪的重要材料,而作为新型纳米材料的碳纳米材料因其本身所拥有的潜在优越性,在化学、物理学及材料学领域具有广阔的应用前景。

本文依据目前碳纳米材料的研究发展现状,阐述了碳纳米材料碳60、碳纳米管及石墨烯的结构性能,并对其应用特性进行了初步探讨和分析。

.引言碳纳米材料是指材料微观结构在0-3 维内其长度不超过100nm;由碳原子组成, 材料中至少有一维处于纳米尺度范围0-100nm;具有纳米结构。

它有四种基本类型:a. 纳米粒子原子团如 C 60 (零维 b. 碳纳米纤维和碳纳米管(1维 c. 碳纳米层或膜材料石墨烯(2 维 d.块体纳米材料如金刚石(3 维。

由于碳纳米材料的独特结构,使其具有不同于常规材料和单个分子的性质如量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等,从而导致了碳纳米材料的力学性能、电磁性能、光学性能、热学性能等的改变,并使之在电子学、光学、化工陶瓷、生物、医药、日化诸多方面有重要价值,得到广泛的应用。

由于石墨,金刚石并不是常用的碳纳米材料。

碳纳米材料中,目前应用最成熟的就是碳纳米管。

碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料,由石碳原子层卷曲而成,管直径一般为几纳米到几十纳米,管厚度仅为几纳米,长度可达数微米。

由于拥有潜在的优越能,碳纳米管无论在物理、化学还是在材料科学领域都将有大发展前景。

比如在材料科学领域,碳纳米管的长度是直的几千倍,被称为“超级纤维”其,性质随直径和螺旋角的同有明显变化。

近年来,美国、日本、德国和中国等国家相成立了纳米材料研究机构,使碳纳米管的研究进展随之加快并在制备及应用方面取得了突破性进展。

.碳纳米材料的性能2.1C60的主要性质及应用C60具有缺电子烯的性质,同时它又兼备给电子能力,六元环间的6:6 双键为反应的活性部位,可发生诸如氢化、卤化、氧化还原、环加成、光化与催化及自由基加成等多种化学反应,并可参与配合作用。

部编人教版四年级语文下册第7课《纳米技术就在我们身边》教学设计含课后作业设计一. 教材分析《纳米技术就在我们身边》是人教版四年级语文下册第七课的课文。

这篇课文主要介绍了纳米技术的概念、特点和应用，通过生动的例子让学生感受到纳米技术在生活中的重要作用。

课文内容丰富，语言浅显易懂，适合四年级学生的认知水平。

本文旨在引导学生了解纳米技术，激发他们对科学的兴趣和探索精神。

二. 学情分析四年级的学生已经具备了一定的科学常识和阅读理解能力，他们对新事物充满好奇。

但学生在纳米技术方面的知识较为匮乏，因此需要在教学过程中引导学生了解纳米技术的基本概念，并通过实例让学生感受到纳米技术在日常生活中的应用。

三. 教学目标1.知识与技能：了解纳米技术的概念、特点和应用，学会相关词汇。

2.过程与方法：通过阅读、讨论、展示等方式，提高学生的阅读理解和表达能力。

3.情感态度与价值观：激发学生对科学的兴趣和探索精神，培养学生的创新意识。

四. 教学重难点1.重点：纳米技术的概念、特点和应用。

2.难点：纳米技术的相关词汇和实例分析。

五. 教学方法1.情境教学法：通过生活实例，让学生感受纳米技术的魅力。

2.互动式教学法：引导学生参与讨论，提高学生的阅读理解能力。

3.展示法：鼓励学生展示自己的成果，培养学生的表达能力。

六. 教学准备1.课文课件或黑板报。

2.与纳米技术相关的实物或图片。

3.学生分组名单。

七. 教学过程1.导入（5分钟）利用纳米技术相关的实物或图片，引导学生关注纳米技术，激发学生的学习兴趣。

如：“你们听说过纳米技术吗？它有什么特别之处呢？今天我们就要学习一篇关于纳米技术的课文。

”2.呈现（10分钟）学生自读课文，了解纳米技术的概念、特点和应用。

教师引导学生关注课文中的关键词语，如“纳米”、“微观世界”等。

3.操练（10分钟）学生分小组讨论，选取一个纳米技术应用的实例进行分析。

各小组展示自己的讨论成果，其他小组成员提问、评价。

问题：1、微机械制造材料大致分为几类而常用的制造微机电产品的材料有哪些，MEMS装置为何大多选用硅材料制造2、纳米材料与常规的材料相比，有哪些优点答：1、（1）微机械制造材料大致分为结构材料、功能材料和智能材料三大类。

（2）常用的制造微机电产品的材料有：a，结构材料：是以力学性能为基础，具有一定强度，对物理或化学性能也有一定要求，一般用于构造微机械器件结构机体的材料，如硅晶体。

b，功能材料：指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。

如压电材料、光敏材料等。

c，智能材料：一般具备传感、致动和控制3个基本要素。

如形状记忆合金、磁/电致伸缩材料、导电聚合物、电流变/磁流变材料等。

（3）由于硅材料具有众多优点，所以MEMS装置大多选用硅材料制造。

其优点如下：①优异的机械特性：在集成电路和微电子器件生产中，主要利用硅的电学特性；在微机械结构中，则是利用其机械特性。

或者同时利用其机械特性和电学特性，即具有机电合一的特性，便于实现机电器件的集成化。

②储量丰富，成本低。

硅是地壳中含量最多的元素之一，自然界的硅元素通常以氧化物如石英（sio2）的形式存在，使用时要提纯处理，通常加工成为单晶形式（立方晶体，各向异性材料）③便于批量生产微机械结构和微机电元件。

硅材料的制造工艺与基层电路工艺有很好的兼容性，便于微型化、集成化和批量生产。

硅的微细加工技术比较成熟，且加工精度高，容易生成绝缘薄膜。

④具有多种传感特性，如压电阻效应、霍尔效应。

⑤纯净的单晶硅呈浅灰色，略具有金属性质。

可以抛光加工，属于硬脆材料，热传导率较大，对温度敏感。

2、纳米材料内部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。

对纳米体材料，可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。

①“更轻”是指借助于纳米材料和技术，可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体积，使其更轻盈。

语文部编版4年级下册第2单元第7课纳米技术就在我们身边分层作业（提升版）一、书写1．看词语写拼音乒乓拥有杀菌除臭蔬菜癌症疾病病灶死亡率碳纳米管二、填空题2．给下列生字注音并组词。

纳_____( )康_____( )疾_____( )灶_____( )需_____( )蔬_____( )3．看拼音，写词语。

shōu nàzhǐ xiāng shū cài yǐn yuējiàn kāng fáng zhǐ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )4．按要求写词语。

（1）近义词。

如果——_____普通——_____结实——_____缓慢——_____（2）反义词。

新奇——_____先进——_____降低——_____深刻——_____5．写出下列句子所使用的说明方法。

①纳米是非常非常小的长度单位，1纳米等于十亿分之一米。

_____①如果把直径为1纳米的小球放到乒乓球上，相当于把乒乓球放在地球上。

_____三、选择题6．下列选项中加点字的读音有误的一项是（）A．兵兵（pānɡ）B．杀菌（jǔn）C．病灶（zào）D．死亡率（lǜ）7．根据材料选一选。

（填序号）（选做题）根据对纳米技术的介绍，我认为要制作一个不易碎的杯子需要用到（）A．纳米传感器：一种检测装置，具有良好的敏感性，精度很高。

B．纳米陶瓷：一种复合型材料，能克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有金属般的柔韧性和可加工性。

C．纳米磁性材料：具有十分特别的磁学性质，制成的磁记录材料不仅音质、图像好，而且记录密度高。

8．“将来我们有可能坐上‘碳纳米管天梯’到太空旅行。

”这一句中引号的作用是（）A．表示直接引用。

B．表示特殊含义。

C．表示着重强调。

9．下列引号的作用与其他不同类的一项是（）A．有一种叫作“碳纳米管”的神奇材料，比钢铁结实百倍。

B．在中国的古代，早就流传着“嫦娥奔月”的神话。

C．“嫦娥四号”这次成功的探月活动，成为我国航天事业的又一座里程碑。