納米科技與納米材料材料(作業(yè)一)

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1、學(xué)號(hào)：20081003954班級(jí)：034082-27姓名：黃果納米科技與納米材料摘要:介紹了納米、納米結(jié)構(gòu)的基本概念和涵義，闡述了納米技術(shù)的內(nèi)涵，并對(duì)納米材料的定義和分類作了簡(jiǎn)要論述，介紹了納米材料的獨(dú)特性能，最后描述了納米材料的制備方法、研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)健詞:納米，納米材料，納米科技，性能，現(xiàn)狀，趨勢(shì)Abstract:Nano,nano-structureofthebasicconceptsandmeanings,explainedthemeaningofnanotechnology,

2、andnanomaterialswerebrieflydiscussedthedefinitionandclassification,introducedtheuniquepropertiesofnanomaterials,andfinallydescribesthepreparationofnano-materialstostudythesituationanddevelopmenttrend.Keywords:nano,nanomaterials,nanotechnology,perform

3、ance,status,trends目錄前言3⒈納米和納米結(jié)構(gòu)3⒉納米技術(shù)3⒊納米材料3⒋納米材料的特性4⒌納米材料的制備方法4⒍研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)4前言納米科學(xué)是一門(mén)將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué),主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代,隨著其制備和改性技術(shù)的不斷發(fā)展,納米材料在諸多領(lǐng)域?qū)?huì)得到日益廣泛的應(yīng)用,在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有關(guān)廣泛的應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)的誕生,將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,并有可能從根本上解決人類面臨的許多

4、問(wèn)題,特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問(wèn)題。⒈納米和納米結(jié)構(gòu)納米(nanorneter)是一個(gè)長(zhǎng)度單位，lnm=10-3μm=10-9μm，通常界定1nm~100nm的體系為納米體系。由于這個(gè)微尺度空間約等于或略大于分子的尺寸上限，恰好能體現(xiàn)分子間強(qiáng)相互作用，因此具有這一尺度的物質(zhì)粒子的許多性質(zhì)均與常規(guī)物質(zhì)的相異，甚至發(fā)生質(zhì)變。正是這種性質(zhì)特異性引起了人們對(duì)納米的廣泛關(guān)注。納米結(jié)構(gòu)定義為以具有納米尺度的物質(zhì)單元為基礎(chǔ)，按一定規(guī)律構(gòu)筑或營(yíng)造的一種新物系，包括一維，二維及三維的體系，或至少有一維

5、的尺寸處在1nm~100nm區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)。這些物質(zhì)單元包括納米微粒、穩(wěn)定的團(tuán)簇或人造原子、納米管、納米棒、納米絲及納米尺寸的孔洞。通過(guò)人工或自組裝，這類納米尺寸的物質(zhì)單元可組裝或排列成維數(shù)不同的體系，它們是構(gòu)筑納米世界中塊體、薄膜、多層膜等材料的基礎(chǔ)構(gòu)件。⒉納米技術(shù)納米技術(shù)是20世紀(jì)80年代末延生并崛起的高科技，它的基本涵義是指在納米尺寸范圍內(nèi)研究物質(zhì)的組成，通過(guò)直接操縱和安排原子、分子而創(chuàng)造新物質(zhì)。納米技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著人類的認(rèn)知領(lǐng)域已拓展至原子、分子水平，標(biāo)志著人類科學(xué)技術(shù)的新時(shí)代—納米科技時(shí)

6、代的來(lái)臨。納米技術(shù)是一門(mén)以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。納米技術(shù)在不斷滲透到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域的同時(shí)，形成了許許多多的與納米技術(shù)相關(guān)的研究納米自身規(guī)律的新興學(xué)科，如:納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)及納米力學(xué)等，正是這些新興學(xué)科構(gòu)成了納米科技的主要內(nèi)容。⒊納米材料納米材料是納米科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是納米科技最為重要的研究對(duì)象。廣義上，納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，

7、即納米材料是物質(zhì)以納米結(jié)構(gòu)按一定方式組裝成的體系，或納米結(jié)構(gòu)排列于一定基體中分散形成的體系，包括納米超微粒子、納米塊體材料和納米復(fù)合材料等。組成納米材料的基本單元在維數(shù)上可分為三類:①零維。指在空間三維尺寸均在納米尺度內(nèi)。如納米尺度顆粒、原子簇等;②一維。指在空間有兩維處于納米尺度，如納米絲、納米棒、納米管等;③二維。是指在三維空間中有一維處于納米尺度，如超薄膜、多層膜、超晶格等。構(gòu)成納米材料的物質(zhì)的類別可以有多種，分為金屬納米材料、半導(dǎo)體納米材料、納米陶瓷材料、有機(jī)一無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料及納米介孔

8、固體與介孔復(fù)合體材料等。⒋納米材料的特性處于納米尺度下的物質(zhì)，其電子的波性以及原子之間的相互作用將受到尺度大小的影響，諸如熔點(diǎn)、磁學(xué)性能、電學(xué)性能、光學(xué)性能、力學(xué)性能和化學(xué)活性會(huì)出現(xiàn)與傳統(tǒng)材料迥然不同的性質(zhì)，表現(xiàn)出的獨(dú)特性能無(wú)法用傳統(tǒng)的理論體系解釋。導(dǎo)致納米材料表現(xiàn)獨(dú)特性能的5種基本效應(yīng)是表面與界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)（或體積效應(yīng)）、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和介電限域效應(yīng)。⒌納米材料的制備方法納米材料具有諸多制備方法。若將其制備方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類，可分為物理法和化學(xué)法以及氣相法和液相法。具體分