高能所的纳米材料怎么样

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  871087430 2008-10-31 00:00:00

  纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。diyi个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。

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  liyaxuan0808 2008-10-23 00:00:00

  纳米材料的特性 2．1 纳米材料的基本分类 近年来，纳米材料由于其独特的性能以及诱人的发展前景，相关研究取得了长足发展。为了认识纳米材料的特性，首先有必要对纳米材料所包括的内容有较清晰的理解。纳米材料是一个比较笼统的概念，根据纳米尺度的粒子在终端纳米制品中存在的形式不同，纳米材料可以分为三类，即纳米粒子、纳米块体材料和纳米组装体系。对于纳米粒子，主要是发挥单个纳米粒子的性能。对于纳米块体材料，制品性能不仅同单个纳米粒子的特性有关，还同纳米粒子间或相互作用有关。对于纳米组装体系，则是对纳米粒子间的相互作用和排列结构进行更为精确的调控，从而得到特定的自组装结构和性能。目前，此三类纳米材料的理论和应用研究的发展都非常迅速，使纳米材料科学不断取得新的突破。 2．1，1 纳米粒子 纳米粒子指线度处于1～100nm之间的聚合体，它是处于该几何尺寸的各种粒子的总称。纳米粒子的形态并不限于球形，还有板状、棒状、角状、海绵状等。当粒子尺寸进入纳米级时，具有量子尺寸效应，小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，因而展现出许多特有的性质，在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面有广阔的应用前景。例如，录音带、录像带和磁盘等都采用磁性微粒作为磁记录介质。随着社会的信息化，要求信息存储量大、信息处理速度快，促使磁记录用的磁性颗粒尺寸趋于超微化。目前用金属磁粉(20nm左右的超微磁性颗粒)制成的金属磁带， 第15页 磁盘，国外已经商品化，其记录密度可达4×106～4×107位／cm，即每厘米可记录400万～4000万的信息单元，与普通磁带相比，它具有高密度、低噪声和高倌噪比等优点。 2．1．2 纳米块体材料 从几何形态的角度可将纳米块体材料划分为纳米块状材料、纳米薄膜材料、纳米纤维材料。纳米块状材料通常是指由表面清洁的纳米微粒经高压形成的三维凝聚体，纳米薄膜则是指二维的纳米固体，常用的制备方法有化学气相沉积法、溶胶—凝胶法、溅射镀膜法等。纳米固体材料的主要特征是具有巨大的颗粒间界面，如5nm颗粒所构成的固体将含1019个／cm3晶界，原子的扩散系数要比大块材料高10TM～1016倍，从而使得纳米材料具有高韧性。通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蚀等优点，但又具有脆性和难以加工等缺点，纳米陶瓷在一定程度上却可增加韧性，改善脆性。 纳米薄膜又可分为两类：一类是由纳米粒子组成的薄膜；另一类是在纳米微粒间有许多的孔隙、无序原子或其他种材料的薄膜，如纳米微粒镶嵌在另一种基体材料的薄膜就属此类。纳米薄膜材料有诸多应用。例如，作为光的传感器，金颗粒膜从可见光到红外线的范围内，光的吸收效率与波长的依赖性甚小，从而可作为红外线传感元件。铬—三氧化二铬颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，可以有效地将太阳能转变为热能；硅、磷、硼颗粒膜可以有效地将太阳能转变为电能；氧化锡颗粒膜可制成气体—湿度多功能传感器，通过改变工作温度，可以用同一种膜有选择地检测多种气体。颗粒膜传感器的优点是高灵敏度、高响应速度、高精度、低能耗和小型化，通常用作传感器的膜质量仅为o．5gg，因此单位成本很低。当材料的线度只在二维方向上被限制在纳米量级时，就形成了纳米纤维，也称为一维纳米材料或一维量子线。纳米纤维的制备至今仍然是件具有挑战性的工作，现已有模板合成法、利用碳纳米管限制反应法以及对碳纳米管的填充或包覆等方法的报道。 2．1．3 纳米组装体系 由人工组装合成的且具有纳米结构的材料称为纳米组装体系，

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