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纳米材料
Chapter10 Nanomaterials
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Chapter 10 Nanomaterials
本章内容
纳米材料的种类
纳米材料的特性
纳米材料的制备
纳米材料的应用
Chapter10 Nanomaterials
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学习目的
了解材料的种类
了解纳米效应及其对纳米材料性质的影响
理解纳米材料的制备原理及方法
了解纳米材料的应用
Chapter10 Nanomaterials
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What does Nano mean?
“Nano”– derived from an ancient Greek word “Nanos” meaning DWARF.
“Nano”= One billionth of something
“A Nanometer”= One billionth of a meter
10 hydrogen atoms shoulder to shoulder
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Chapter10 Nanomaterials
Definition
Nanomaterials——materials having at least one spatial dimension in the size range 1–100 nm.
纳米材料——微观结构至少在一维方向上受纳米尺度(1nm~100nm)调制的各种固体超细材料,或由它们作为基本单元构成的材料。
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Chapter10 Nanomaterials
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纳米材料的发展
最早的纳米材料:
中国古代的铜镜的保护层:纳米氧化锡
中国古代的墨及染料
1857年,法拉第制备出金纳米颗粒
1861年,胶体化学的的建立
1962年,久保(Kubo)提出了著名的久保理论
上世纪七十年代末至八十年代初,开始较系统的研究
1985年,Kroto和Smalley等人发现C60
1990年7月,在美国巴尔的摩召开第一届纳米科技会议
1994年,在波士顿召开的MRS秋季会议上正式提出纳米材料工程
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Chapter10 Nanomaterials
第一阶段(1990年以前)
在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜),研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的性能。
第二阶段(1994年以前)
如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料。
第三阶段(1994至现在)
纳米组装体系。
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二维
指在空间中有一维
在纳米尺度,
如超薄膜、多层膜等
按照维数划分
零维
指在空间三维方向
均为纳米尺度的颗粒、原子团簇等
一维
指在空间有维处于纳米尺度,
如纳米丝、纳米棒、纳米管等
纳米材料的种类
原子团簇 atomic clusters
介于单个原子与固态块体之间的原子集合体,其尺寸一般小于1nm,约含几个到几百个原子。
“幻数”个原子稳定性
气、液、固态的并存与转化
极大的表面/体积比
异常高的化学活性和催化活性
结构的多样性和排列的非周期性
其它奇特性质
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