《納米材料及其應(yīng)用2010》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《納米材料及其應(yīng)用2010（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、,,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),,?#?,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,LOGO,,,,納米材料及其應(yīng)用,邱廟春 張榮榮,目錄,,,什么是納米材料,1,,,納米材料的特性,2,,,納米材料的應(yīng)用,4,,,納米材料的發(fā)展,3,1.,什么是納米材料,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,(1-100nm),或由它們作為,基本單元,構(gòu)成的材料，這大約相當(dāng)于,10~100,個(gè),原子,緊密排列在一起的尺度。,,從尺寸大小來(lái)說(shuō)，通常產(chǎn)生物理,化學(xué)性質(zhì),顯著變化的細(xì)小微粒的尺寸在０,.,１微米以下，即１００納米以下。因此，顆粒尺寸在１～１００納米的微粒稱為超微
2、粒材料，也是一種,納米,材料。,,,,,,,,,,納米,粉末,納米,纖維,納米,膜,納米,塊,,納米粉末： 又稱為超微粉或超細(xì)粉，一般指粒度在,100,納米以下的粉末或顆粒，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料。,納米鐵粉,納米銅粉,納米鋁粉,納米纖維： 指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的線狀材料。,二氧化鈦納米纖維的,電子顯微鏡照片,Ultra-Web,納米纖維電鏡照片,納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細(xì)小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級(jí)的薄膜。,納米塊： 是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料,2.,納米材
3、料的特性,,表面效應(yīng),體積效應(yīng),量子尺寸效應(yīng),納米材料,表面效應(yīng),：,,從圖中可以看出，粒徑在,10nm,以下，將迅速增加表面原子的比例。當(dāng)粒徑降到,1nm,時(shí)，表面原子數(shù)比例達(dá)到約,90%,以上，原子幾乎全部集中到納米粒子的表面。由于納米粒子表面原子數(shù)增多，表面原子配位數(shù)不足和高的表面能，使這些原子易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來(lái)，故具有很高的化學(xué)活性。,,,體積效應(yīng),由于納米粒子體積極小，所包含的原子數(shù)很少，相應(yīng)的質(zhì)量極小。因此，許多現(xiàn)象就不能用通常有無(wú)限個(gè)原子的塊狀物質(zhì)的性質(zhì)加以說(shuō)明，這種特殊的現(xiàn)象通常稱之為體積效應(yīng)。其中有名的久保理論就是體積效應(yīng)的典型例子。隨著納米粒子的直徑減小，能級(jí)間隔
4、增大，電子移動(dòng)困難，電阻率增大，從而使能隙變寬，金屬導(dǎo)體將變?yōu)榻^緣體。,,量子尺寸效應(yīng),當(dāng)粒子尺寸下降到某一數(shù)值時(shí)，,費(fèi)米能級(jí),附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)或者能隙變寬的現(xiàn)象。當(dāng)能級(jí)的變化程度大于熱能、光能、電磁能的變化時(shí)，導(dǎo)致了納米微粒磁、光、聲、熱、電及超導(dǎo)特性與常規(guī)材料有顯著的不同。,納米技術(shù)的發(fā)展,,,,,,,,,,,,,,,,,第一階段,第二階段,第三階段,第四階段,第五階段,,,,,,,,,2,,,,,,,,,,,,3,,,,,,,,,,,1,第一階段的發(fā)展重點(diǎn)是要準(zhǔn)確地控制原子數(shù)量在,100,個(gè)以下的納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)。這需要使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)／制造技術(shù)和現(xiàn)有工廠的設(shè)備和超精密電子裝
5、置。這個(gè)階段的市場(chǎng)規(guī)模約為,5,億美元。,第二個(gè)階段是生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)。在這個(gè)階段，納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)和納米復(fù)合材料的制造將達(dá)到實(shí)用化水平。其中包括從有機(jī)碳酸鈣中制取的有機(jī)納米材料，其強(qiáng)度將達(dá)到無(wú)機(jī)單晶材料的,3000,倍。該階段的市場(chǎng)規(guī)模在,50,億至,200,億美元之間。,在第三個(gè)階段，大量制造復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)將成為可能。這要求有高級(jí)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)／制造系統(tǒng)、目標(biāo)設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和組裝技術(shù)等。該階段的市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá),100,億至,1000,億美元。,,,,,,,,,5,,,,,,,,,,,,4,納米計(jì)算機(jī)將在第四個(gè)階段中得以實(shí)現(xiàn)。這個(gè)階段的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到,2000,億至,1,萬(wàn)億美元,在第
6、五階段里，科學(xué)家們將研制出能夠制造動(dòng)力源與程序自律化的元件和裝置，市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá),6,萬(wàn)億美元。,4.,納米材料的應(yīng)用,納米陶瓷，是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級(jí)尺度的陶瓷材料，也就是說(shuō)晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級(jí)的水平上,陶瓷領(lǐng)域,微電子領(lǐng)域,——,納米電子學(xué),,納米技術(shù)與醫(yī)學(xué),研究納米技術(shù)在生命醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，可以在納米尺度上了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系，獲取生命信息?？茖W(xué)家們?cè)O(shè)想利用納米技術(shù)制造出分子機(jī)器人，在血液中循環(huán)，對(duì)身體各部位進(jìn)行檢測(cè)、診斷，并實(shí)施特殊治療，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動(dòng)脈脂肪沉積物，甚至可以用其吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。這樣，在不久的將來(lái)，被視為當(dāng)今疑難病癥的愛滋病、高血壓、癌癥等都將迎刃而解，從而將使醫(yī)學(xué)研究發(fā)生一次革命。,視頻,結(jié)束語(yǔ),納米科技由于其無(wú)可挑剔的優(yōu)越性，已成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。其應(yīng)用已滲透到人類生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，促使許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)得到改進(jìn)。,但是納米技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)許多潛在的危害，比如環(huán)境以及健康方面的問(wèn)題?？傊?，科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，如何利用納米技術(shù)為人類服務(wù)，是未來(lái)科學(xué)研究的主題。,
納米材料及其應(yīng)用2010
