現代納米材料教學教材

現代納米材料54納米計算機將在第四個階段中得以實現。這個階段的市場規(guī)模將達到2000億至1萬億美元在第五階段里，科學家們將研制出能夠制造動力源與程序自律化的元件和裝置，市場規(guī)模將高達6萬億美元。二.納米材料的特性

力學性質：納米結構的材料強度與粒徑成反比。應用納米技術制成超細或納米晶粒材料時，其韌性、強度、硬度大幅提高，使其在難以加工材料刀具等領域占據了主導地位。使用納米技術制成的陶瓷、纖維廣泛地應用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環(huán)境下使用。

磁學性質：利用納米粒子的隧道量子效應和庫侖堵塞效應制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導體器件。

熱學性質：納米材料的比熱和熱膨脹系數都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變弱的結果。因此在儲熱材料、納米復合材料的機械耦合性能應用方面有其廣泛的應用前景。

光學性質：由于量子尺寸效應，納米半導體微粒的吸收光譜一般存在藍移現象，其光吸收率很大，所以可應用于紅外線感測器材料。

生物醫(yī)藥材料應用：納米粒子比紅血細胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由運動，如果利用納米粒子研制成機器人，注入人體血管內，就可以對人體進行全身健康檢查和治療，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物等，還可吞噬病毒，殺死癌細胞。在醫(yī)藥方面，可在納米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品納米材料粒子將使藥物在人體內的輸運更加方便。

三.納米材料的應用納米陶瓷，是指顯微結構中的物相具有納米級尺度的陶瓷材料，也就是說晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級的水平上.陶瓷領域高壓鈉燈以及各種用于拍照、攝影的碘弧燈都要求強照明，但是電能的69％轉化為紅外線，這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉，僅有一少部分轉化為光能來照明。同時，燈管發(fā)熱也會影響燈具的壽命。如何提高發(fā)光效率，增加照明度一直是亟待解決的關鍵問題，納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑。20世紀80年代以來，人們用納米SiO2和納米TiO2微粒制成了多層干涉膜，總厚度為微米級，襯在有燈絲的燈泡罩的內壁，結果不但透光率好，而且有很強的紅外線反射能力。紅外反射材料

納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長，因此納米微粒材料對這種波的透過率比常規(guī)材料要強得多，因此大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很微弱，從而達到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3～4個數量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低，因此很難發(fā)現被探測目標，起到了隱身作用。某些幾十納米厚的固體薄膜的吸收效果與比它厚1000倍的現有吸波材料相同，美國研制的納米隱身涂料超黑粉對雷達波的吸收率達99%。隱身材料目前國內外研究的納米雷達波吸收劑有幾種類型，其中主要的一種類型是用納米氧化物吸收劑，包括Fe3O4、ZnO、NiO、MoO2等單一氧化物和LaFeO3等復合氧化物納米微粉，它們不僅吸波性能優(yōu)異，而且還建有抑制紅外輻射等數種功能。另外Al2O3、Fe2O3、SiO2和TiO2的復合粉體與高分子纖維結合對中紅外波段有很強的吸收性能。第一代隱身飛機F-117美國B2隱形轟炸機在血管中運動的納米機器人，它正在使用納米切割機和真空吸塵器來清除血管中的沉積物納米醫(yī)學的應用檢查體內疾病重慶科研人員開發(fā)的“OMOM膠囊內鏡系統”估計三年內可以上市。該醫(yī)生長得像一顆膠囊，把它吞進肚里，消化道內的情景就可以像放電影一樣在電腦屏幕上一目了然納米在機械工業(yè)的應用采用納米材料技術對機械關鍵零部件進行金屬表面納米粉涂層處理，可以提高機械設備的耐磨性、硬度和使用壽命。納米齒輪納米技術在各國發(fā)展情況納米技術在美國2010年:80萬納米科技人才,GDP1萬億美元,200萬個就業(yè)機會能源部的8項優(yōu)先研究中，6項有關納米材料本世紀前10年幾個關鍵領域之一制定了“國家納米技術倡議”(NNI):軍工:隱形飛機表面涂料、艦船表面納米涂料美國總統布什2003.12.3日簽署了《21世紀納米技術研究開發(fā)法案》，批準聯邦政府在從2005財政年度開始的4年中共投入約37億美元，用于促進納米技術的研究開發(fā)納米技術在各國發(fā)展情況納米技術在日本1962年,久保(Kubo):久保理論(量子尺寸效應)國會:21世紀前20年的立國之本著名大企業(yè):納米實用化技術的計劃三菱化工建立了(富勒烯)納米碳管生產線自潔凈玻璃、光催化凈化水或空氣納米技術在各國發(fā)展情況納米技術在中國的發(fā)展清華大學:氮化鎵納米棒中國科技大學:從四氯化碳制備出金剛石納米粉，被譽為“稻草變黃金”中科院化冶所“七五攻關”:納米碳化硅“八五863”:納米阻燃劑中科院化學所納米領帶超雙疏性界面材料

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