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納米材料分類

日期:2015/10/13 16:47:21 閱讀次數:作者: 品諾

納米材料經過多年的研究發展,已經在人類生活中得到較為廣泛的應用,例如醫學上,在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品;家電 用納米材料制成的納米材料多功能塑料,具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用;環境科學領域出現功能獨特的納米膜,能夠探測到由化學和生物制劑造成的污染,并能夠對這些制劑進行過濾,從而消除污染......

納米材料的發現者德國物理學家格萊特在1980年旅游時,有了關于“組成材料的物質顆粒變小了,“小不點”會不會與“大個子”的性質很不相同”的想法,而后經過四年的實驗,于1984年制得了只有幾個納米大小的超細粉末,包括各種金屬、無機化合物和有機化合物的超細粉末。

隨后,著名的美國阿貢國家實驗室制備出了一種納米金屬,居然使金屬從導電體變成了絕緣體。另外,用納米大小的陶瓷粉末燒結成的陶瓷制品再也不會一摔就破了。1991年,美國科學家成功地合成了碳納米管,并發現其質量僅為同體積鋼的1/6,強度卻是鋼的10倍,因此稱之為超級纖維.這一納米材料的發現標志人類對材料性能的發掘達到了新的高度。1999年,納米產品的年營業額達到500億美元。

至此,納米材料開始在人類的生活中廣泛利用。

1、什么是納米材料

納米(nm)是長度單位,1納米是10-9米(十億分之一米),對宏觀物質來說,納米是一個很小的單位,比如,人的頭發絲的直徑一般為7000-8000nm,人體紅細胞的直徑一般為3000-5000nm,一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小,金屬的晶粒尺寸一般在微米量級;對于微觀物質如原子、分子等以前用埃來表示,1埃相當于1個氫原子的直徑,1納米是10埃。

納米材料全稱為納米級結構材料,是指其結構單元的尺寸介于1納米~100納米范圍之間。由于它的尺寸已經接近電子的相干長度,它的性質因為強相干所帶來的自組織使得性質發生很大變化。并且,其尺度已接近光的波長,加上其具有大表面的特殊效應,因此其所表現的特性,例如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等等,往往不同于該物質在整體狀態時所表現的性質。 

所以,一般認為納米材料應該包括兩個基本條件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之間,二是材料此時具有區別常規尺寸材料的一些特殊物理化學特性。

 

2、納米結構

納米結構是以納米尺度的物質單元為基礎按一定規律構筑或營造的一種新體系。它包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系。目前對納米陣列體系的研究集中在由金屬納米微;虬雽w納米微粒在一個絕緣的襯底上整齊排列所形成的二位體系上。而納米微粒與介孔固體組裝體系由于微粒本身的特性,以及與界面的基體耦合所產生的一些新的效應,也使其成為了研究熱點,按照其中支撐體的種類可將它劃分為無機介孔復合體和高分子介孔復合體兩大類,按支撐體的狀態又可將它劃分為有序介孔復合體和無序介孔復合體。在薄膜嵌鑲體系中,對納米顆粒膜的主要研究是基于體系的電學特性和磁學特性而展開的。


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