文档介绍：纳米技术与纳米材料
目录
一、纳米科技的诞生
二、纳米技术与纳米材料
三、纳米材料的制备
四、纳米材料的表征
五、几种典型的纳米材料
一、纳米科技诞生
1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造“产品”,这是关于纳米技术最早的梦想。七十年代,科学家开始从不同角度提出纳米科技的构想。
中国科学院化学所的科技人员石墨表面通过搬迁碳原子而绘出的世界上最小的中国地图。
1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具--扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科技的正式诞生
1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”;1991年,NEC实验室观察到碳纳米管;1993年中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“原子”二字。
朗讯公司和牛津大学: 纳米镊子
碳纳米管“秤”,称量一个病毒的重量
二、纳米技术与纳米材料
纳米材料: 在纳米量级(1~100nm)内调控物质结构制成的具有特异性能的新材料
四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大
四大效应: 小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应
纳米材料特性取决于制备方法
表面效应
小尺寸效应
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言,尺寸变小,其比表面积显著增加,从而产生如下一系列新奇的性质。(1) 特殊的光学性质(2) 特殊的热学性质(3) 特殊的磁学性质(4) 特殊的力学性质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。
量子尺寸效应
微粒尺寸下降到一定值时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级,吸收光谱阙值向短波方向移动,这种现象称为量子尺寸效应。