纳米材料概述的课件.ppt

第一节概述一、什么是纳米二、纳米材料与纳米技术三、纳米材料的分类四、纳米科技研究的重要性纳米(nm)实际上是一种长度单位,1纳米仅等于十亿分之一米,人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米。纳米小得可爱,却威力无比,它可以对材料性质产生影响,并发生变化,使材料呈现出极强的活跃性。科学家们说,纳米这个“小东西”将给人类生活带来的震憾,会比被视为迄今为止影响现代生活方式最为重要的计算机技术更深刻、更广泛、更持久。1m=1000mm1mm=1000μm1μm=1000nm原子如果确实有这样的工具,能一直截下去的话,那么,一尺木棍每天截去一半,到第三天只剩八分之一尺;第十天只剩1千零二十四分之一尺;到第三十天,剩下十亿分之一尺,这时木棍已经比纤维分子还小;到第三十二天,只剩下四十亿分之一尺,相当于原子大小了。科学家发现,不同的原子,大小也不同。原子的直径一般是一亿分之一厘米。一个最小的细菌里面大约可以容纳20亿个原子。氢原子的直径为1埃。化学家常常自豪地说:“化学是一门在原子分子水平上研究物质的结构、性质、变化规律和应用的科学。”但是真正“看见”原子和分子却是20世纪80年代后期的事,距离道尔顿提出原子论的时间差不多有2个世纪。原子小于光的波长,单个原子对光是透明的。光学显微镜怎么改进都不可能看到原子。十个氢原子紧密排列——1nm颗粒——乒乓球——地球纳米材料其实并不神密和新奇,自然界中广泛存在着天然形成的纳米材料,如蛋白石、陨石碎片、动物的牙齿、海洋沉积物等就都是由纳米微粒构成的。人工制备纳米材料的实践也已有1000年的历史,中国古代利用蜡烛燃烧之烟雾制成碳黑作为墨的原料和着色的染料,就是最早的人工纳米材料。另外,中国古代铜镜表面的防锈层经检验也已证实为纳米SnO2颗粒构成的薄膜。蜜蜂、海龟不迷路----体内用纳米磁性微粒(相当于生物罗盘)。二、纳米技术与纳米材料的概念纳米就在我们身边空间尺度的划分宇观(Cosmoscopic)遥观(Remotesensoscopic)宏观(Macroscopic)显微观(Optico-microscopic)介观(Mesoscopic)或纳米观(Nanoscopic):1~100nm微观(Microscopic)皮米观(Picosopic)飞米观(Fentoscopic)亚飞米观(。它是指在1--100nm尺度内,研究电子、原子和分子运动规律、特性的高新技术学科。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。注意——单纯的某一纳米材料若没有特殊的结构和性能表现,还不能称为纳米技术。如香烟的烟灰粉末或自然土壤中存在的纳米粉末,虽然它们也能够达到一百个纳米以内的尺度,但是,因为它们没有特殊的结构和技术性能表现,所以这些材料还不能称为纳米技术。,由纳米粒子组成,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。纳米材料可分为两个层次:纳米超微粒子与纳米固体材料。纳米超微粒子是指粒子尺寸为1-100nm的超微粒子,纳米固体是指由纳米超微粒子制成的固体材料。而人们****惯于把组成或晶粒结构控制在100纳米以下的长度尺寸称为纳米材料。三、:零维纳米材料:指空间三维尺度均在纳米尺度以内的材料,如纳米粒子、原子团簇等一维纳米材料:有两维处于纳米尺度的材料,如纳米线纳米管二维纳米材料:在三维空间有一维在纳米尺度的材料,如超薄膜三维纳米材料(纳米固体材料):指由尺寸小于15nm的超微颗粒在高压力下压制成型,或再经一定热处理工序后所生成的致密性固体材料。纳米固体材料的主要特征是具有巨大的颗粒间界面,如5nm颗粒所构成的固体每立方厘米将含1019个晶界,从而使得纳米材料具有高韧性。扫描隧道显微镜下的纳米团簇