有机无机纳米杂化材料.ppt

有机无机纳米杂化材料.ppt有机/无机纳米杂化材料纳米技术●纳米概念的提出●纳米技术定义●纳米微粒的特性●纳米粒子的制备方法●纳米科技的研究领域有机/无机纳米杂化●有机/无机杂化的发展●杂化材料的合成方法●有机/无机纳米杂化材料展望纳米科技概念的提出与发展最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼。1959年他在一次著名的讲演中提出如果人类能够在原子/分子的尺度上来加工材料、制备装置,我们将会有许多激动人心的新发现。1974年,raniguchi最早使用纳米技术(nanotechnology)一词描述精细机械加工。纳米科技概念的提出与发展纳米科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。80年代初发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器一一扫描隧道显微(STM)、原子力显微镜等微观表征和操纵技术,它们对纳米科技的发展起到了积极的促进作用。与此同时,纳米尺度上的多学科交叉展现了巨大的生命力,迅速形成为一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究域。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩与第五届国际扫描隧道显微学会议同时举办,《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世,一门崭新的科学技术一一纳米科技从此得到科技界的广泛关注。纳米科技:是指在纳米尺度(1nm到100nm之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。纳米科技的定义量子尺寸效应Kubo理论,当粒子尺寸下降到某一最低值时,费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级,电子能级间距d与粒子直径a的关系为:d=4EF/(3N)∞a-3纳米粒子的光、电、磁、热、声及超导电性与宏观特性有显著差异,纳米粒子的电子数奇偶性将导致物性的改变,20nm银微粒在1K时由导体变为绝缘体。小尺寸效应微粒尺寸与光波的波长、传导电子的得布罗意波长、超导态的相干波长或穿透深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件被破坏,导致光、电、磁、热、声、力学等特性的变化,如:光吸收显著增加,并产生吸收峰的等离子共振频移。纳米微粒的特性纳米微粒的特性表面效应:纳米微粒尺寸小,表面积大,表面能高,位于表面的原子占相当大的比例,易与其他原子结合。宏观量子隧道效应:微观粒子具有贯穿势垒的作用,称为隧道效应。一些宏观量,如微粒的磁化强度,量子干涉器中的磁通量等也具有隧道效应。它限定了磁带、磁盘进行信息存储的时间极限。纳米尺寸〈1纳米个别原子的直径;;~;~;;双螺旋DNA结构的直径为2nm;病毒直径为几十纳米>100纳米血红细胞直径为200~300nm;细菌(大肠杆菌)长度为200~600nm1959年12月“美国物理学会年会”,:“我认为物理学的原理并不排斥一个一个地安排原子来制造物质,这样做不违反任何定律,因而在原则上是可行的。当我们得以对细微尺度的事物加以操纵的话,将大大地扩充我们可能获得物性的范围……”物理方法化学方法纳米粒子的制备方法真空冷凝法物理粉碎法机械球磨法溶胶凝胶法微乳液法水热合成法气相沉积法沉淀法纳米科技(Nano-ST)的研究领域纳米科技(Nano-ST)纳米材料纳米器件纳米结构的加工、检测、与表征物理学,化学,材料学,生物学,电子学,机械学,计算机纳米电子学,纳米物理学,纳米化学,纳米生物学,纳米机械学,纳米表征测量学