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什么是納米材料,納米數(shù)量級?

feiwu011 2013-08-29 13:01:07 721  瀏覽
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  • lexinyu456 2013-08-30 00:00:00
    納米是長度單位 1nm=10(-9)m 1納米=10的-9次方米 當(dāng)材料中的單元為納米級(幾到幾百納米)時,材料會呈現(xiàn)出不同于它本來的性質(zhì), 比如,金是無磁性的,但是當(dāng)它的Z小單元為納米團簇時(而不是金原子),金就會有磁性。 所謂納米材料的神奇之處也就是因為它跟原來的材料性質(zhì)不同,而且有一些性質(zhì)是很好的。

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  • 877474941 2013-08-30 00:00:00
    納米是長度單位,原稱毫微米,就是10^-9米(10億分之一米),即10^-6毫米(100萬分之一毫米)。納米科學(xué)與技術(shù),有時簡稱為納米技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米效應(yīng)就是指納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學(xué)特性,如原本導(dǎo)電的銅到某一納米級界限就不導(dǎo)電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時開始導(dǎo)電。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點,以及其特有的三大效應(yīng):表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。 納米技術(shù)的含義-1 . 所謂納米技術(shù),是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內(nèi)的運動規(guī)律和特性的一項嶄新技術(shù)。科學(xué)家們在研究物質(zhì)構(gòu)成的過程中,發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數(shù)原子或分子,顯著地表現(xiàn)出許多新的特性,而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù),就稱為納米技術(shù)。 . 納米技術(shù)與微電子技術(shù)的主要區(qū)別是:納米技術(shù)研究的是以控制單個原子、分子來實現(xiàn)設(shè)備特定的功能,是利用電子的波動性來工作的;而微電子技術(shù)則主要通過控制電子群體來實現(xiàn)其功能,是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發(fā)納米技術(shù)的目的,就是要實現(xiàn)對整個微觀世界的有效控制。 . 納米技術(shù)是一門交叉性很強的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年,國際納米科技指導(dǎo)委員會將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計量學(xué)等6個分支學(xué)科。其中,納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ),而納米電子學(xué)是納米技術(shù)Z重要的內(nèi)容。 納米技術(shù)的含義-2 納米技術(shù)(納米科技nanotechnology) 納米技術(shù)其實就是一種用單個原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。 從迄今為止的研究狀況看,關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念。diyi種,是1986年美國科學(xué)家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機器》一書中提出的分子納米技術(shù)。根據(jù)這一概念,可以使組合分子的機器實用化,從而可以任意組合所有種類的分子,可以制造出任何種類的分子結(jié)構(gòu)。這種概念的納米技術(shù)未取得重大進展。 第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級的加工技術(shù),也使半導(dǎo)體微型化即將達到極限?,F(xiàn)有技術(shù)即便發(fā)展下去,從理論上講終將會達到限度。這是因為,如果把電路的線幅變小,將使構(gòu)成電路的絕緣膜的為得極薄,這樣將破壞絕緣效果。此外,還有發(fā)熱和晃動等問題。為了解決這些問題,研究人員正在研究新型的納米技術(shù)。 第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來,生物在細(xì)胞和生物膜內(nèi)就存在納米級的結(jié)構(gòu)。 所謂納米技術(shù),是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內(nèi)的運動規(guī)律和特性的一項嶄新技術(shù)。科學(xué)家們在研究物質(zhì)構(gòu)成的過程中,發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數(shù)原子或分子,顯著地表現(xiàn)出許多新的特性,而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù),就稱為納米技術(shù)。 納米技術(shù)是一門交叉性很強的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。 納米科技現(xiàn)在已經(jīng)包括納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米機械學(xué)、納米化學(xué)等學(xué)科。從包括微電子等在內(nèi)的微米科技到納米科技,人類正越來越向微觀世界深入,人們認(rèn)識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國科學(xué)家錢學(xué)森也曾指出,納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個ZD,會是一次技術(shù)革命,從而將引起21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命。 雖然距離應(yīng)用階段還有較長的距離要走,但是由于納米科技所孕育的極為廣闊的應(yīng)用前景,美國、日本、英國等發(fā)達國家都對納米科技給予高度重視,紛紛制定研究計劃,進行相關(guān)研究

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納米服裝,真的有納米材料嗎?

 

越來越多的高科技已經(jīng)進入到我們?nèi)粘I钪?,比如納米服裝。將納米級的微粒覆蓋在纖維表面或鑲嵌在纖維甚至分子間隙間,利用納米微粒表面積大、表面能高等特點,在物質(zhì)表面形成一個均勻的、厚度極薄的(肉眼觀察不到、手摸感覺不到)、間隙極小(小于100nm)的‘氣霧狀’保護層。使得常溫下尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100nm的水滴、油滴、塵埃、污漬甚至細(xì)菌都難以進入到布料內(nèi)部而只能停留在布料表面,從而產(chǎn)生了防水、防油、防紫外線等特殊效果。

但是這些衣物經(jīng)過洗滌,直到ZZ被丟棄,其中的納米顆粒又會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。如何測定和評價納米科技紡織品的納米顆粒數(shù)量和尺寸分布,是紡織行業(yè)面對的新課題。

 二氧化鈦(TiO2)納米顆粒具有紫外線防護功能和抗 菌特性,并且能夠提高織物的親水性并減少異味,因此被越來越多的應(yīng)用到紡織行業(yè)。本應(yīng)用報告使用單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法(SP-ICP-MS),研究了幾種商業(yè)紡織產(chǎn)品中TiO2納米顆粒的釋放情況。

樣品

用于評估的五種紡織樣品均從當(dāng)?shù)厣痰曩徺I,如表1所述。40%TiO2納米顆粒(30-50 nm)懸浮液購自美國研究納米材料公司(US Research Nanomaterials?,位于美國德克薩斯州休斯頓市)。為了促使納米顆粒分散,將Triton X-100(購自西格瑪奧德里奇公司Sigma- Aldrich?,位于美國密蘇里州圣路易斯)添加到所有溶液中,ZZ濃度為0.0001%。

 

實驗

測量總鈦時,將0.25g的每種紡織樣品切成小片,放入5mL濃硝酸(65%)和1mL的濃氫氟酸(49%)中,放入微波爐中消解。消解后,每個樣品添加6mL 10%H3BrO3(v/v),放入微波爐中與HF絡(luò)合15分鐘。然后,用去離子水將樣品定容至50mL,并采用常規(guī)ICP-MS進行分析。

檢查TiO2納米顆粒從織物中的釋放情況時,每個樣品取400cm2,浸入200mL去離子水中。對容器超聲處理15分鐘,然后將其放在搖床上(每分鐘150次)24小時。對容器進行第二次超聲處理,然后取出等分液體進行分析。向空白去離子(DI)水中摻入2.7μg/L TiO2納米顆粒,作為對照品。如有必要,用去離子水進一步稀釋樣品,并在兩次稀釋之間進行超聲處理,以zui大程度地減少納米顆粒團聚。

所有分析均在珀金埃爾默(PerkinElmer)的NexION?電感耦合等離子體質(zhì)譜儀上進行,該質(zhì)譜儀上運行Syngistix?以用于ICP-MS軟件。進行納米顆粒分析時,使用Syngisitix納米應(yīng)用模塊進行數(shù)據(jù)收集和處理。表2示出了進行TiO2納米顆粒分析的NexION工作條件。

 

實驗結(jié)果

圖1示出了TiO2納米顆粒(對照品)和三個樣品的信號。這些圖表清晰地顯示了樣品之間的差異:雖然TiO2納米顆粒對照品顯示出可重復(fù)的、均勻的粒度分布,但樣品的納米顆粒粒度分布更大,高達200nm。此外,同一類型的樣品之間也存在差異,如樣品A和D所示。樣品B和樣品C不含大量TiO2納米顆粒。

 

下面的表3和表4,分別為A~E樣品中的總Ti含量和TiO2納米顆粒的尺寸和濃度。嬰兒連體衣A和B形成了有意思的對比:A含有的基本全是TiO2納米顆粒,而B含有的基本都是其他形態(tài)的Ti離子。


 

結(jié)論

本研究表明,SP-ICP-MS能夠檢測和測定紡織品中釋放的TiO2納米顆粒。使用SP-ICP-MS可以快速分析大量顆粒,能夠提供單個顆粒的信息,克服了常規(guī)納米顆粒分析技術(shù)的局限性。本研究結(jié)果表明,各個紡織產(chǎn)品都含有粒度和濃度不等的TiO2納米顆粒。

了解更多應(yīng)用資料和產(chǎn)品信息,掃描下方二維碼,下載珀金埃爾默單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法(SPICP-MS)表征織物中TiO2納米顆粒的釋放相關(guān)資料。

 


2020-08-11 13:19:11 407 0

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