分析測(cè)試技術(shù)

分析測(cè)試技術(shù)第一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日納米材料納米磁性材料納米陶瓷材料硅基納米發(fā)光材料納米碳分子材料第二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米？納米是一個(gè)長(zhǎng)度計(jì)量單位，1納米=10-9米納米結(jié)構(gòu)通常是指尺寸在100納米以下（1-100nm）的微小結(jié)構(gòu)在納米尺寸上對(duì)物質(zhì)和材料進(jìn)行研究處理的技術(shù)稱為納米技術(shù)納米技術(shù)本質(zhì)上是一種用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)第三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米？納米概念的提出與發(fā)展？人類能夠用宏觀的機(jī)器制造比其體積小的機(jī)器,而這較小的機(jī)器可以制作更小的機(jī)器,這樣一步步達(dá)到分子線度,即逐級(jí)地縮小生產(chǎn)裝置,以至最后直接按意愿排列原子,制造產(chǎn)品。那時(shí),化學(xué)將變成根據(jù)人們的意愿逐個(gè)地準(zhǔn)確放置原子的問(wèn)題。

當(dāng)2000年人們回顧歷史的時(shí)候,他們會(huì)為直到1959年才有人想到直接用原子,分子來(lái)制造機(jī)器而感到驚訝。

---RichardP.Feynman,1959第四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述七十年代，科學(xué)家開(kāi)始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想。1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工。1982年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具－－掃描隧道顯微鏡，使人類首次在大氣和常溫下看見(jiàn)原子，為我們揭示一個(gè)可見(jiàn)的原子、分子世界，對(duì)納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用。1990年7月，第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國(guó)巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生。第五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的10成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來(lái)最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開(kāi)關(guān)以及納米級(jí)電子線路等。1993年，繼1989年美國(guó)斯坦福大學(xué)搬走原子團(tuán)“寫”下斯坦福大學(xué)英文名字、1990年美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司在鎳表面用36個(gè)氙原子排出“IBM”之后，中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“中國(guó)”二字，標(biāo)志著我國(guó)開(kāi)始在國(guó)際納米科技領(lǐng)域占有一席之地。第六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述1997年，美國(guó)科學(xué)家首次成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在20年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬(wàn)倍的量子計(jì)算機(jī)。1999年，巴西和美國(guó)科學(xué)家在進(jìn)行納米碳管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)明了世界上最小的“秤”，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當(dāng)于一個(gè)病毒的重量；此后不久，德國(guó)科學(xué)家研制出能稱量單個(gè)原子重量的秤，打破了美國(guó)和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀(jì)錄。

第七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述2000年4月，美國(guó)能源部桑地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用激光微細(xì)加工技術(shù)研制出智能手術(shù)刀，該手術(shù)刀可以每秒掃描10萬(wàn)個(gè)癌細(xì)胞，并將細(xì)胞所包含的蛋白質(zhì)信息輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析判斷。2001年紐約斯隆-凱特林癌癥研究中心的戴維.沙因貝格爾博士報(bào)道了把放射性同位素錒-225的一些原子裝入一個(gè)形狀像圓環(huán)的微型藥丸中，制造了一種消滅癌細(xì)胞的靶向藥物。這些研究表明納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的進(jìn)展是十分迅速的。第八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述到1999年，納米技術(shù)逐步走向市場(chǎng)，全年納米產(chǎn)品的營(yíng)業(yè)額達(dá)到500億美元。近年來(lái)，一些國(guó)家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心，把納米技術(shù)列入新5年科技基本計(jì)劃的研發(fā)重點(diǎn)；德國(guó)專門建立納米技術(shù)研究網(wǎng)；美國(guó)將納米計(jì)劃視為下一次工業(yè)革命的核心，美國(guó)政府部門將納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資從1997年的1.16億美元增加到2001年的4.97億美元。第九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米？納米概念的提出與發(fā)展？納米材料？納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(10-9～10-7m)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料零維材料一維材料二維材料三維材料第十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述零維材料指在空間三維尺度均在納米尺度，如納米尺度顆粒、原子團(tuán)簇等一維材料指在空間有兩維處于納米尺度，如納米絲、納米棒、納米管等第十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述二維材料指在三維空間中有一維在納米尺度，如超薄膜、多層膜；超晶格等。第十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米？納米概念的提出與發(fā)展？納米材料？納米材料的性能？小尺寸效應(yīng)量子效應(yīng)表面與界面效應(yīng)宏觀量子隧道效應(yīng)

納米材料的特殊性能是由于納米材料的特殊結(jié)構(gòu)，使之產(chǎn)生四大效應(yīng)，即小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)，從而具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學(xué)性能。由于納米材料在磁、熱、光、電、催化、生物等方面具有奇異的特性，使其在諸多領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景，并已經(jīng)成為當(dāng)今世界科技前沿的熱點(diǎn)之一。第十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述小尺寸效應(yīng)當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與光波波長(zhǎng)、德布羅意波長(zhǎng)以及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，晶體周期性的邊界條件將被破壞；非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面層附近原子密度減小，導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等特性呈現(xiàn)新的小尺寸效應(yīng)。光吸收顯著增加出現(xiàn)吸收峰的等離子共振頻移磁有序態(tài)變?yōu)榇艧o(wú)序態(tài)超導(dǎo)相變?yōu)檎Ｏ嗟谑捻?yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述特殊的光學(xué)性質(zhì)

所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)都呈現(xiàn)為黑色。尺寸越小，顏色愈黑，銀白色的鉑（白金）變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。由此可見(jiàn)，金屬超微顆粒對(duì)光的反射率很低，通?？傻陀趌％，大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個(gè)特性可以作為高效率的光熱、光電等轉(zhuǎn)換材料，可以高效率地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋㈦娔?。此外又有可能?yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等。特殊的熱學(xué)性質(zhì)

固態(tài)物質(zhì)在其形態(tài)為大尺寸時(shí)，其熔點(diǎn)是固定的，超細(xì)微化后卻發(fā)現(xiàn)其熔點(diǎn)將顯著降低，當(dāng)顆粒小于10納米量級(jí)時(shí)尤為顯著。第十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述特殊的磁學(xué)性質(zhì)人們發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細(xì)菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場(chǎng)導(dǎo)航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)。磁性超微顆粒實(shí)質(zhì)上是一個(gè)生物磁羅盤，生活在水中的趨磁細(xì)菌依靠它游向營(yíng)養(yǎng)豐富的水底。人們利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已作成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡以及磁性鑰匙等。利用超順磁性，人們已將磁性超微顆粒制成用途廣泛的磁性液體。

第十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述特殊的力學(xué)性質(zhì)

陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。因?yàn)榧{米材料具有大的界面，界面的原子排列是相當(dāng)混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此表現(xiàn)出甚佳的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性質(zhì)。美國(guó)學(xué)者報(bào)道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強(qiáng)度，是因?yàn)樗怯闪姿徕}等納米材料構(gòu)成的。呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3～5倍。至于金屬一陶瓷等復(fù)合納米材料則可在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì)，其應(yīng)用前景十分寬廣。

超微顆粒的小尺寸效應(yīng)還表現(xiàn)在超導(dǎo)電性、介電性能、聲學(xué)特性以及化學(xué)性能等方面。

第十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述量子效應(yīng)當(dāng)金屬粒子尺寸下降到某一值時(shí)，金屬費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)的現(xiàn)象和納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的最高被占據(jù)分子軌道和最低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí)，能隙變寬現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。當(dāng)粒子尺寸達(dá)到納米尺寸,能級(jí)間距發(fā)生分裂,這會(huì)導(dǎo)致納米微粒的磁、光、熱、電等性能發(fā)生顯著的變化。第十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述表面與界面效應(yīng)納米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相當(dāng)大的比例。由于表面原子數(shù)增多，原子配位不足及高的表面能，使這些表面原子具有高的化學(xué)活性，催化活性，吸附活性。第十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述宏觀量子隧道效應(yīng)微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱為隧道效應(yīng)。一些宏觀量，例如微顆粒的磁化強(qiáng)度，量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效應(yīng)，成為宏觀的量子隧道效應(yīng)。不可穿越勢(shì)壘可隧穿勢(shì)壘經(jīng)典力學(xué)量子力學(xué)第二十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米材料具有很大的表面積/體積比，界面處的雜質(zhì)濃度大大降低，因而具有更好的力學(xué)性能。納米陶瓷材料：晶粒尺寸減小，強(qiáng)度增加，塑性增強(qiáng)。納米磁性材料具有很高的磁化率和矯頑力，低飽和磁矩和磁滯損耗。納米材料在較寬的譜段范圍內(nèi)顯示出均勻的光吸收特性。納米復(fù)合材料對(duì)光的反射度極低，但對(duì)電磁波的吸收性能極強(qiáng)，是隱形技術(shù)的突破第二十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米？納米概念的提出與發(fā)展？納米材料？納米材料的性能？納米材料的制備？第二十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米材料其實(shí)并不神密和新奇，自然界中廣泛存在著天然形成的納米材料，如蛋白石、隕石碎片、動(dòng)物的牙齒、海洋沉積物等就都是由納米微粒構(gòu)成的。人工制備納米材料的實(shí)踐也已有1000年的歷史，中國(guó)古代利用蠟燭燃燒之煙霧制成碳黑作為墨的原料和著色的染料，就是最早的人工納米材料。另外，中國(guó)古代銅鏡表面的防銹層經(jīng)檢驗(yàn)也已證實(shí)為納米SnO2顆粒構(gòu)成的薄膜。第二十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述惰性氣體氣氛下蒸發(fā)凝聚法化學(xué)方法水熱法：水熱沉淀、合成、分解和結(jié)晶法（納米氧化物）水解法：溶膠凝膠法，溶劑揮發(fā)分解法，乳膠法，蒸發(fā)分解法綜合方法結(jié)合物理氣相法和化學(xué)沉積法而形成的制備方法。第二十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米？納米概念的提出與發(fā)展？納米材料？納米材料的性能？納米材料的制備？納米材料的應(yīng)用前景？第二十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日概述納米復(fù)合陶瓷材料用于制作傳感器；聲波和電磁波的吸收納米磁性材料納米軟磁材料具有損耗低、高頻特性好、飽和磁化強(qiáng)度高，納米磁粉是一種理想的高紀(jì)錄密度的磁記錄材料。廣泛運(yùn)用于電子器件，精密儀器，磁頭，磁盤，微型電機(jī)及計(jì)算機(jī)等方面。碳納米管第二十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日1納米磁性材料是指材料的尺寸線度在納米級(jí)的準(zhǔn)零維超細(xì)微粉，一維超薄膜或二維超細(xì)纖維或由它們組成的固態(tài)或液態(tài)的磁性材料。納米材料的介觀磁性1、量子尺寸效應(yīng)2、超順磁性3、宏觀量子隧道效應(yīng)4、磁有序顆粒的小尺寸效應(yīng)5、磁相變溫度變化6、表面磁性（所謂介觀——介于宏觀物體和微觀分子，原子之間的狀態(tài)）第二十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日1納米磁性材料納米磁性材料的組成3d過(guò)渡元素Fe和Co，具有高的Bs和Tc，是磁性的基本元素4f稀土族元素（Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy）具有高磁晶各項(xiàng)異性和高軌道磁矩類金屬C,P,B及N是使非晶結(jié)構(gòu)在溫度高達(dá)幾百攝氏度仍能保持穩(wěn)定的元素第二十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日1納米磁性材料分類納米粉體材料納米磁性薄膜材料納米磁記錄薄膜材料(RE-TM,GMR)納米超軟磁薄膜材料(微電感，微變壓器)納米復(fù)合磁性材料納米級(jí)合成磁鐵（NdFeB中加入HfB2）納米磁致冷材料（GGG到GGIG）納米巨磁阻材料第二十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日1納米磁性材料巨磁電阻（GMR）當(dāng)鐵磁性物質(zhì)處于磁場(chǎng)中時(shí)電阻將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磁電阻效應(yīng)。比常規(guī)的鐵磁金屬薄膜的磁電阻效應(yīng)大幾倍或10倍的現(xiàn)象，稱為巨磁電阻效應(yīng)。納米巨磁電阻納米多層膜：又稱“人工格”，“成分調(diào)制膜”。磁性層與非磁性層交錯(cuò)而成的多層膜，一般表示為(A/B)n納米顆粒膜：將納米顆粒鑲嵌再互不相容的薄膜中形成的復(fù)合薄膜，通常采用磁控濺射和離子濺射工藝制備而成。第三十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日1納米磁性材料納米巨磁電阻的應(yīng)用高靈敏度磁傳感器超高密度磁電阻讀出磁頭磁電阻隨機(jī)存儲(chǔ)器（MRAM）高密度磁記錄第三十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日2納米陶瓷材料指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級(jí)尺度的陶瓷材料。制備方法化學(xué)制備法（濕化學(xué)法，化學(xué)氣相法）物理制備法（惰性氣體冷凝法，PVD）性能機(jī)械性能：隨晶粒尺寸的減小，強(qiáng)度以指數(shù)關(guān)系提高，斷裂韌性、耐磨性增強(qiáng)。具有巨大的表面和界面，對(duì)外界的變化十分的敏感?？捎^察到新的發(fā)光現(xiàn)象。第三十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日3硅基納米發(fā)光材料指在硅上制作的具有納米尺寸的發(fā)光材料。分類多孔硅發(fā)光材料硅基低維發(fā)光材料（量子點(diǎn)、量子線）硅基超晶格和量子阱發(fā)光材料第三十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料指物理尺寸為納米級(jí)的碳分子材料巴基球&納米碳管（巴基管）第三十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料1985年，發(fā)現(xiàn)了巴基球(C60)；柯?tīng)枴⒖肆_托和斯莫利在模擬宇宙長(zhǎng)鏈碳分子的生長(zhǎng)研究中，發(fā)現(xiàn)了與金剛石、石墨的無(wú)限結(jié)構(gòu)不同的，具有封閉球狀結(jié)構(gòu)的分子C60。因此，1996年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1991年，日本電氣公司的S.

Iijima在制備C60、對(duì)電弧放電后的石墨棒進(jìn)行觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)圓柱狀沉積?？盏墓軤钗镏睆?.7-30

nm，叫Carbon

nanotubes，(CNTs）。1992年，瑞士洛桑聯(lián)邦綜合工科大學(xué)的D.Ugarte等發(fā)現(xiàn)了巴基蔥(Carbonnanoonion)。2000年，北大彭練矛研究組用電子束轟擊單壁碳納米管，發(fā)現(xiàn)了Ф=0.33nm的碳納米管，但穩(wěn)定性較差。第三十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料2002年4月5日，美國(guó)紐約州的倫斯勒工業(yè)大學(xué)（RPIRensselar

PolytechnicInstitute）材料科學(xué)工學(xué)專業(yè)教授P.M.

Ajayan的研究小組報(bào)道制備出了“雛菊”2003年5月4日，日本信州大學(xué)和三井物產(chǎn)下屬的CNRI子公司研制成功Ф=0.4nm的碳納米管。同年，日本名古屋大學(xué)筱原久典教授制備出了納米電纜；2004年3月下旬,中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所趙宇亮、陳振玲、柴之芳等研究人員，利用一定能量的中子與C70分子相互作用，首次成功合成、分離、表征了單原子數(shù)目富勒烯分子C141;2004年4月30日Science雜志報(bào)道，我國(guó)科學(xué)家合成出了C50Cl10(廈門大學(xué))；第三十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米材料的分類富勒烯：碳的第四種同素異形體(金剛石、石墨和無(wú)定形碳)富勒烯包括：巴基球（C50、C60、C70、C76、C80、C82、C84、C90、C94等）、巴基管（單壁和多壁碳納米管）和巴基蔥納米金剛石第三十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料C601985年在太空碳分子實(shí)驗(yàn)室中，偶然發(fā)現(xiàn)60個(gè)碳原子組成空心的籠狀結(jié)構(gòu)的碳分子，后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)石墨碳分子經(jīng)激光、電弧等強(qiáng)高溫加熱，或又在一定的催化劑（鐵基和鎳基）的幫助下，碳原子能形成C60分子。由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形構(gòu)成。具有抗輻照，抗化學(xué)腐蝕，不與腐蝕性化合物發(fā)應(yīng)，并且在吸收或釋放電子時(shí)不受損傷。第三十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料C60結(jié)構(gòu)C60分子中每一個(gè)C原子與周圍三個(gè)C原子形成3個(gè)σ鍵，剩余的軌道和電子共同組成離域π鍵，可簡(jiǎn)單地將其表示為每個(gè)碳原子與周圍3個(gè)碳原子形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵。C60的結(jié)構(gòu)參數(shù)為C—C—C，鍵角平均為116o，雜化軌道類型為SP2.28，六邊形鍵長(zhǎng)為0.1388nm，五邊形鍵長(zhǎng)為0.1432nm，晶體型式為面心立方的分子晶體。第三十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料C60物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)黑色粉末，熔點(diǎn)>700℃，易溶于甲苯。電子親合勢(shì)2.6ev～2.8ev，傾向于得到電子抗沖擊能力強(qiáng)。具有非線性光學(xué)性能，室溫下是分子晶體，適當(dāng)?shù)慕饘贀诫s后的C60表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性和超導(dǎo)性。第四十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料C60制備方法電弧放電法1990年,Kraschmer和Huffman等人苯火焰燃燒法1991年7月,麻省理工學(xué)院教授JackHoward及其實(shí)驗(yàn)伙伴，從1000g純碳中得到3g富勒烯。高頻加熱蒸發(fā)石墨法1992年，Peter和Jansen等人，2700℃，150KPa,氮?dú)夥罩械谒氖豁?yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料C60的應(yīng)用超導(dǎo)材料有機(jī)超導(dǎo)體光電子材料光倍增器；太陽(yáng)能電池材料半導(dǎo)體材料分子算盤第四十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米管碳納米管是由碳原子按一定規(guī)則排列形成的空心籠狀管式結(jié)構(gòu)，其直徑不超過(guò)幾十納米（。導(dǎo)電性強(qiáng)、場(chǎng)發(fā)射性能優(yōu)良、強(qiáng)度是鋼的100倍、韌度高等，是一種用途廣泛的新材料。第四十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米管結(jié)構(gòu)特性納米碳管在環(huán)形方向具有周期性其電學(xué)性質(zhì)會(huì)受到管的直徑、卷繞的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、管的長(zhǎng)度以及吸附的其他極性分子的影響由于其內(nèi)徑可以小至0.2nm，故可作為一維量子管若將其他物質(zhì)填入內(nèi)徑中，即可形成特殊結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)第四十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米管物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)高機(jī)械強(qiáng)度：鋼100倍強(qiáng)度，1/6重量高長(zhǎng)徑比:103數(shù)量級(jí)高比表面:400-500m2/g金屬性半導(dǎo)體性第四十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米管的場(chǎng)發(fā)射特性碳納米管之所以可以作為場(chǎng)發(fā)射材料，取決于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和力學(xué)、電學(xué)性能。電導(dǎo)體，載流能力特別大；直徑可以小到1nm左右；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高、韌性好。第四十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米管的儲(chǔ)氫性能H2韓國(guó)Jeonbuk大學(xué)半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)及半導(dǎo)體物理研究中心的Lee等通過(guò)實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算認(rèn)為，氫以分子形式存在于碳納米管內(nèi)腔中,并且預(yù)言單壁碳納米管的儲(chǔ)氫量與管徑成正比，多壁碳納米管的儲(chǔ)氫量則與管徑無(wú)關(guān)。從而可以實(shí)現(xiàn)用氫氣為燃料驅(qū)動(dòng)無(wú)污染汽車。第四十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米管的吸附性能硝酸氧化處理后的碳納米管對(duì)鉛，銅和鎘離子顯示出了良好的吸附效果，單一金屬離子的吸附研究結(jié)果表明，碳納米管對(duì)鉛、銅和鎘離子的最大吸附容量分別為97.08，28.49和10.86mg/g；碳納米管對(duì)Pb2+的親合性最強(qiáng)，Cu2+次之，Cd2+最弱；碳納米管對(duì)3種金屬離子的吸附量隨著溶液pH值的升高和離子強(qiáng)度的減小而增加。第四十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4納米碳分子材料碳納米管的制備方法電弧放電法催化裂解法(復(fù)合電極電弧催化法、碳?xì)浠衔锎呋纸夥–VD、)---化學(xué)氣相沉積法激光蒸發(fā)（燒蝕）法等離子體法增強(qiáng)等離子熱流體化學(xué)蒸氣分解沉積法PE-HF-CVD熱解聚合物法（化學(xué)熱解法）離子