非金属原子簇化学
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纳米材料的结构特征一、概论纳米材料是新型结构材料的一种,主要是指材料的基本结构单元至少有一维处于纳米尺度范围(一般在11100 nm),并由此具有某些新特性的材料。
纳米材料相对于其他材料而言有五大物理效应即:体积效应、表面效应、量子尺寸效应、量子隧道效应和介电限域效应,这五大效应成就了纳米材料的诸多优势,这里就不一一介绍了。
纳米材料相对于其他材料的优势正是因为其结构的特点,下面讲述纳米材料的结构特征。
二、自然界中存在的纳米材料早在宇宙诞生之初,纳米材料和纳米技术就已经存在了,比如,那些溶洞中的石笋就是一纳米一纳米的生长起来的,所以才千奇百怪;贝壳和牙齿也是一纳米一纳米的生长的,所以才那样坚硬;植物和头发是一纳米一纳米生长的,所以才那样柔韧;荷叶上有用纳米技术生长出来的绒毛,所以才能不沾水,就连人类的身体,也是一纳米一纳米生长起来的,所以才那样复杂。
在地球的漫长演化过程中,自然界的生物,从亭亭玉立的荷花、丑陋的蜘蛛,到诡异的海星,从飞舞的蜜蜂、水面的水黾,到海中的贝壳,从绚丽的蝴蝶、巴掌大的壁虎,到显微镜才能看得到细菌…应该说,它们个个都是身怀多项纳米技术的高手。
它们通过精湛的纳米技艺,或赖以糊口,或赖以御敌,一代一代,在大自然中地顽强存活着,不仅给人们留下了深刻的印象,而且给现代的纳米科技工作者带来了无数灵感和启示。
三、纳米材料的概论1、纳米材料:纳米材料是指三维空间尺度上至少有一维处于纳米量级或由它们作为基本单元构成的材料。
2、纳米科技:纳米科技(纳米科学技术)是指在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用以及利用这种特性开发新产品的一门科学技术。
3、纳米结构单元:构成纳米材料的结构单元包括限定的团簇或人造原子团簇、纳米微粒、纳米管、纳米棒、纳米丝、同轴纳米电缆、纳米单层膜及多层膜等。
(1)原子团簇指几个至几百个原子的聚集体,如Fen,CunSm,CnHm(n和m都是整数)和碳簇(C60,C70和富勒烯等)等。