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  871087430 2008-10-31 00:00:00

  納米是英文namometer的譯音，是一個(gè)物理學(xué)上的度量單位，1納米是1米的十億分之一；相當(dāng)于45個(gè)原子排列起來的長度。通俗一點(diǎn)說，相當(dāng)于萬分之一頭發(fā)絲粗細(xì)。就象毫米、微米一樣，納米是一個(gè)尺度概念，并沒有物理內(nèi)涵。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在1—100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)尺度范圍的性能。diyi個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們在20世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，象鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料。

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  liyaxuan0808 2008-10-23 00:00:00

  納米材料的特性 2．1 納米材料的基本分類 近年來，納米材料由于其獨(dú)特的性能以及誘人的發(fā)展前景，相關(guān)研究取得了長足發(fā)展。為了認(rèn)識(shí)納米材料的特性，首先有必要對納米材料所包括的內(nèi)容有較清晰的理解。納米材料是一個(gè)比較籠統(tǒng)的概念，根據(jù)納米尺度的粒子在終端納米制品中存在的形式不同，納米材料可以分為三類，即納米粒子、納米塊體材料和納米組裝體系。對于納米粒子，主要是發(fā)揮單個(gè)納米粒子的性能。對于納米塊體材料，制品性能不僅同單個(gè)納米粒子的特性有關(guān)，還同納米粒子間或相互作用有關(guān)。對于納米組裝體系，則是對納米粒子間的相互作用和排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為精確的調(diào)控，從而得到特定的自組裝結(jié)構(gòu)和性能。目前，此三類納米材料的理論和應(yīng)用研究的發(fā)展都非常迅速，使納米材料科學(xué)不斷取得新的突破。 2．1，1 納米粒子 納米粒子指線度處于1～100nm之間的聚合體，它是處于該幾何尺寸的各種粒子的總稱。納米粒子的形態(tài)并不限于球形，還有板狀、棒狀、角狀、海綿狀等。當(dāng)粒子尺寸進(jìn)入納米級(jí)時(shí)，具有量子尺寸效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，因而展現(xiàn)出許多特有的性質(zhì)，在催化、濾光、光吸收、醫(yī)藥、磁介質(zhì)及新材料等方面有廣闊的應(yīng)用前景。例如，錄音帶、錄像帶和磁盤等都采用磁性微粒作為磁記錄介質(zhì)。隨著社會(huì)的信息化，要求信息存儲(chǔ)量大、信息處理速度快，促使磁記錄用的磁性顆粒尺寸趨于超微化。目前用金屬磁粉(20nm左右的超微磁性顆粒)制成的金屬磁帶， 第15頁 磁盤，國外已經(jīng)商品化，其記錄密度可達(dá)4×106～4×107位／cm，即每厘米可記錄400萬～4000萬的信息單元，與普通磁帶相比，它具有高密度、低噪聲和高倌噪比等優(yōu)點(diǎn)。 2．1．2 納米塊體材料 從幾何形態(tài)的角度可將納米塊體材料劃分為納米塊狀材料、納米薄膜材料、納米纖維材料。納米塊狀材料通常是指由表面清潔的納米微粒經(jīng)高壓形成的三維凝聚體，納米薄膜則是指二維的納米固體，常用的制備方法有化學(xué)氣相沉積法、溶膠—凝膠法、濺射鍍膜法等。納米固體材料的主要特征是具有巨大的顆粒間界面，如5nm顆粒所構(gòu)成的固體將含1019個(gè)／cm3晶界，原子的擴(kuò)散系數(shù)要比大塊材料高10TM～1016倍，從而使得納米材料具有高韌性。通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但又具有脆性和難以加工等缺點(diǎn)，納米陶瓷在一定程度上卻可增加韌性，改善脆性。 納米薄膜又可分為兩類：一類是由納米粒子組成的薄膜；另一類是在納米微粒間有許多的孔隙、無序原子或其他種材料的薄膜，如納米微粒鑲嵌在另一種基體材料的薄膜就屬此類。納米薄膜材料有諸多應(yīng)用。例如，作為光的傳感器，金顆粒膜從可見光到紅外線的范圍內(nèi)，光的吸收效率與波長的依賴性甚小，從而可作為紅外線傳感元件。鉻—三氧化二鉻顆粒膜對太陽光有強(qiáng)烈的吸收作用，可以有效地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽还?、磷、硼顆粒膜可以有效地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽谎趸a顆粒膜可制成氣體—濕度多功能傳感器，通過改變工作溫度，可以用同一種膜有選擇地檢測多種氣體。顆粒膜傳感器的優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高響應(yīng)速度、高精度、低能耗和小型化，通常用作傳感器的膜質(zhì)量僅為o．5gg，因此單位成本很低。當(dāng)材料的線度只在二維方向上被限制在納米量級(jí)時(shí)，就形成了納米纖維，也稱為一維納米材料或一維量子線。納米纖維的制備至今仍然是件具有挑戰(zhàn)性的工作，現(xiàn)已有模板合成法、利用碳納米管限制反應(yīng)法以及對碳納米管的填充或包覆等方法的報(bào)道。 2．1．3 納米組裝體系 由人工組裝合成的且具有納米結(jié)構(gòu)的材料稱為納米組裝體系，

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