神奇的纳米世界.ppt

神奇的纳米世界
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纳米科学技术（nanotechnology）：
纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂。研究表明，人的牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3～5倍。至于金属一陶瓷等复合纳米材料则可在更大的范围内改变材料的力学性质，其应用前景十分宽广。超微颗粒的小尺寸效应还表现在超导电性、介电性能、声学特性以及化学性能等方面。
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③宏观量子隧道效应 各种元素的原子具有特定的光谱线，如钠原子具有黄色的光谱线。原子模型与量子力学已用能级的概念进行了合理的解释，由无数的原子构成固体时，单独原子的能级就并合成能带，由于电子数目很多，能带中能级的间距很小，因此可以看作是连续的，从能带理论出发成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系与区别，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级；能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，称之为量子尺寸效应。
电子具有粒子性又具有波动性，因此存在隧道效应。近年来，人们发现一些宏观物理量，如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观的量子隧道效应。
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纳米材料的用途
　　纳米材料的用途很广，主要用途有：　　医药　使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。　　家电　用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料。　　电子计算机和电子工业　可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。
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环境保护　环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。　　纺织工业　在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。　　***　采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。
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制备硅纳米晶体新的有效方法
美国Minnesota 大学的工程人员发明了一种室温下在等离子体中制造硅纳米颗粒的新方法。新方法解决了现有的基于等离子体的制备方法中的问题，可以制造出尺寸相同的纳米颗粒。研究人员说这种晶体颗粒可以用到新的电子器件中
譬如说 单个纳米颗粒晶体管 。
相对于非晶态（无定型）硅来说，晶态硅有许多好的特性，可以用于高速电子学中，不过现有的等离子体合成技术总是得到非晶态（无定型）硅。并且得到的纳米颗粒或者存在很多缺陷，或者尺寸变化范围很大。Uwe Kortshagen和他的同事们所发展的新技术没有这些缺点，可以得到真正意义上的无缺陷晶态纳米颗粒，并且颗粒的尺寸只在一个较小的范围内变化。
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纯碳纳米管能成为超强材料  
以色列和美国的材料学家发现，碳纳米管的强度大约比其他纤维的强度高200倍，原因是碳纳米管可以经受约100万个大气压的压力而不破裂，这一结果比类似的纤维高两个数量级。这一发现可能导致利用碳纳米管作为加强材料制造强度更高的复合材料，届时，人们将可利用这种复合材料生产轻便且刀枪不入的防弹背心或服装。 碳纳米管是由60个碳原子组成的一种足球状分子的变种，之所以强度极高，是因为碳纳米管中的碳－碳键非常稳定和细管中存在少量缺陷。研究人员希望将碳纳米管作为复合材料的加强材料，目前有待解决的问题是碳纳米管的尺寸太小，难以直接测量其结构性能。
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用空气氧化法高效纯化炭纳米管
使用碱对炭纳米管进行了预处理，由于碱是一种分散剂，可以加强炭纳米颗粒和氧化剂的反应，使炭纳米管和其它形式的炭相分离。以下