文档介绍：纳米技术在新材料
出现上的应用
From:丁**、陈**
纳米技术
1、1纳米技术的概念与主要研究内容
纳米技术是用单个原子、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、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。
纳米技术主要包括:纳米级测量技术;纳米级表层物理力学性能的检测技术;纳米级加工技术;纳米粒子的制备技术;纳米材料;纳米生物学技术;纳米组装技术等。
1、2纳米技术的研究现状
纳米技术虽然正处于研究阶段,但它目前已在生物医药、工业制造、环境治理、光学器件、平面显示系统和日常生活等领域有了些初步的应用。实质性的大面积的应用有待于纳米技术的进一步成熟。可以看到,纳米技术在未来最有突破性、具有最广泛用途的可能集中在纳米生物医药技术、纳米信息存储处理技术、纳米军事应用技术上。
纳米技术使得人们能容易的装配原子,因而科学家已经预测利用纳米技术可以修补基因。纳米技术将在军事应用上具有很大的用场,利用纳米技术可制作超高密度信息存储及处理芯片。
纳米材料
2、1 材料发展史
(1)石器材料----对自然界天然物质作简单的打、磨加工。
陶器材料----人类通过加工技术以一定的工艺制造非天然物质材料的起点。
(2)青铜、铁器材料----加工、冶炼技术和工艺的改进。
(3)20世纪末主要的新材料----塑料、合成橡胶、化纤等各种高分子材料,特种陶瓷、特种玻璃、特种水泥、光导纤维、碳纤维、硼纤维等硅酸盐和无机功能新材料,记忆合金、非晶态金属、晶须、超导材料、超塑性金属、超弹性合金等型金属材料,以及纤维增强、弥散粒子、叠层复合等新型复合材料。
(4)第四代、第五代材料----超微粒子、超晶格膜、超纯材料等“极限材料”和“分子设计”材料等。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说,,即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。
纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。下图为纳米材料图。
图2-1复合氧化物一维和零维单晶纳米材料
材料是能够供人类制造有用器件的物质。材料的利用极大地影响着人类生活的质量和社会形态,被看成是人类社会进步的里程碑。新材料是高新技术发展的物质基础和突破口,是推动科技进步的动力。
纳米材料学是纳米技术发展的基础。通过物理或化学方法,将物质粉碎成"纳米级"微粒,然后再合成为新的材料,从而改善材料的性能,这就是纳米材料技术。纳米技术为研制新材料开辟了新途径。

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米