文档介绍：纳米微(颗)粒材料(Nanoparticle Materials)
第八章材料化学在先进材料制备中的应用
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一、纳米微(颗)粒材料简述
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纳米微粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒,它的尺度大于原子族(cluster),小于通常的微粒。
通常,把仅包含几个到数百个原子或尺度小于1nm的粒子称为“簇cluster”,它是介于单个原子与固态之间的原子集合体。其研究从70年代中期开始。纳米微粒一般在1~100nm之间,有人称它为超微粒子(ultra fine particle),也有人把超微粒范围划为1~1000nm。
纳米微粒是肉眼和一般显微镜看不见的微小粒子。大家知道,血液中的红血球的大小为6000~9000nm,一般细菌(例如大肠杆菌)长度为2000~3000nm,引起人体发病的病毒尺寸一般为几十纳米,因此,纳米微粒的尺寸比红血球小1000多倍,比细菌小几十倍。和病毒大小相当或略小些,这样小的物体只能用高倍的电子显微镜进行观察。日本名古屋大学上田良二教授给纳米微粒下了一个定义:用电子显微镜(TEM)能看到的微粒称为纳米微粒。
纳米微粒的基本概念
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零维纳米材料:
具有原子簇和原子束结构,在空间三维方向均为纳米尺度的颗粒、原子团簇等
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一维纳米材料:
具有纤维结构,如纳米丝、纳米棒、纳米管等
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二维纳米材料:
具有层状结构,如超薄膜、多层膜等
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三维纳米材料:
晶粒尺寸至少在一个方向在几个纳米范围内
纳米材料的分类
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一维纳米材料
左图:在这张扫描电子显微镜照片中,直径为200纳米的纯镍纳米丝随机分布在硅基体上
右图:当含有纳米丝的水滴在硅基体上干燥后,镍纳米丝在外加磁场(磁场强度为200高斯)的作用下,显示出取向性
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一维纳米材料
图解: 复合氢氧化物溶剂法在低温常压下合成的应用于铁电、铁磁、巨磁阻、压电,和燃料电池的复合氧化物一维和零维单晶纳米材料: BaTiO3; BaTixMn1-xO3, BaCeO3和Pb2V2O7
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一维纳米材料
上图:镉离子同巯基乙酸所形成的配位聚合物纳米线(a)及聚丙烯酸对此纳米线的尺寸调节效应(b,c);
下图:以上述配位聚合物纳米线为模板得到的不同管径的超长CdTe纳米管
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