納米材料技術(shù)論文

納米材料技術(shù)論文

　　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(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，下面小編給大家分享一些納米材料技術(shù)論文，大家快來(lái)跟小編一起欣賞吧。

　　納米材料技術(shù)論文篇一

　　納米材料綜述

　　【摘要】 本文綜述了納米材料的發(fā)展、種類(lèi)、結(jié)構(gòu)特性、目前應(yīng)用狀況和相關(guān)的應(yīng)用前景，并對(duì)我國(guó)和國(guó)際目前的研究水平和投入做了對(duì)比分析。

　　【關(guān)鍵詞】 納米、納米技術(shù)、納米材料、納米結(jié)構(gòu)

　　1 引言

　　著名科學(xué)家費(fèi)曼于1959年所作的《在底部還有很大空間》的演講中，以“由下而上的方法”出發(fā)，提出從單個(gè)分子甚至原子開(kāi)始進(jìn)行組裝，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。他說(shuō)道，“至少依我看來(lái)，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子地制造物品的可能性。”并預(yù)言，“當(dāng)我們對(duì)細(xì)微尺寸的物體加以控制的話，將極大得擴(kuò)充我們獲得物性的范圍。”[1]

　　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(lèi)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。[2]

　　2 納米技術(shù)

　　納米技術(shù)是在單個(gè)原子、分子層次上對(duì)物質(zhì)的種類(lèi)、數(shù)量和結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行精確的觀測(cè)、識(shí)別和控制的技術(shù)，是在納米尺度范圍內(nèi)研究物質(zhì)的特性和相互作用，并利用這些特性制造具有特定功能產(chǎn)品的多學(xué)科交叉的高新技術(shù)。其最終目標(biāo)是人類(lèi)按照自己的意志直接操縱單個(gè)原子、分子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。

　　3 納米材料

　　3.1納米材料的概念

　　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(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，這大約相當(dāng)于10～100個(gè)原子緊密排列在一起的尺度。從尺寸大小來(lái)說(shuō)，通常產(chǎn)生物理化學(xué)性質(zhì)顯著變化的細(xì)小微粒的尺寸在0.1微米以下，即100納米以下。因此，顆粒尺寸在1～100納米的微粒稱(chēng)為超微粒材料，也是一種納米材料。

　　納米材料具有一定的獨(dú)特性，當(dāng)物質(zhì)尺度小到一定程度時(shí)，則必須改用量子力學(xué)取代傳統(tǒng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)描述它的行為，當(dāng)粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時(shí)，其粒徑雖改變?yōu)?000倍，但換算成體積時(shí)則將有10的9次方倍之巨，所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。

　　3.2納米材料的分類(lèi)

　　納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類(lèi)。其中納米粉末開(kāi)發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)最為成熟，是生產(chǎn)其他三類(lèi)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。

　　(1)納米粉末

　　納米粉末又稱(chēng)為超微粉或超細(xì)粉，一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料?？捎糜冢焊呙芏却庞涗洸牧?吸波隱身材料;磁流體材料;防輻射材料;單晶硅和精密光學(xué)器件拋光材料;微芯片導(dǎo)熱基片與布線材料;微電子封裝材料;光電子材料;先進(jìn)的電池電極材料;太陽(yáng)能電池材料;高效催化劑;高效助燃劑;敏感元件;高韌性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷，用于陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)等);人體修復(fù)材料;抗癌制劑等。

　　(2)納米纖維

　　納米纖維指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的線狀材料?？捎糜冢何?dǎo)線、微光纖(未來(lái)量子計(jì)算機(jī)與光子計(jì)算機(jī)的重要元件)材料;新型激光或發(fā)光二極管材料等。靜電紡絲法是目前制備無(wú)機(jī)物納米纖維的一種簡(jiǎn)單易行的方法。

　　(3)納米膜

　　納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細(xì)小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級(jí)的薄膜。可用于：氣體催化(如汽車(chē)尾氣處理)材料;過(guò)濾器材料;高密度磁記錄材料;光敏材料;平面顯示器材料;超導(dǎo)材料等。

　　(4)納米塊體

　　納米塊體是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為：超高強(qiáng)度材料;智能金屬材料等。

　　4 納米材料的應(yīng)用

　　由于納米材料是由相當(dāng)于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小單元組成，也正因?yàn)檫@樣，納米材料具有了一些區(qū)別于相同化學(xué)元素形成的其他物質(zhì)材料特殊的物理或是化學(xué)特性例如：其力學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性[8]、熱學(xué)特性等，這些特性在當(dāng)前飛速發(fā)展的各個(gè)科技領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用。

　　5 納米材料的前景

　　納米科學(xué)是一門(mén)將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。納米材料的應(yīng)用涉及到各個(gè)領(lǐng)域，21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類(lèi)面臨的許多問(wèn)題，特別是能源、人類(lèi)健康和環(huán)境保護(hù)等重大問(wèn)題。

　　21世紀(jì)初的主要任務(wù)是依據(jù)納米材料各種新穎的物理和化學(xué)特性，設(shè)計(jì)出各種新型的材料和器件。通過(guò)納米材料科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性，增加其高科技含量以及發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品，目前已出現(xiàn)可喜的苗頭，具備了形成21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)。納米材料將成為材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的明星展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料在精細(xì)化工和醫(yī)藥生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域會(huì)得到日益廣泛的應(yīng)用。

　　6 結(jié)束語(yǔ)

　　納米材料在21世紀(jì)高科技發(fā)展中占有重要地位。納米材料由于其無(wú)可挑剔的優(yōu)越性，已成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。其應(yīng)用已滲透到人類(lèi)生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，促使許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)得到改進(jìn)。世界發(fā)達(dá)國(guó)家的政府都在部署未來(lái)10～15年有關(guān)納米科技研究規(guī)劃。我國(guó)對(duì)納米材料的研究也取得了令世界矚目的、具有前沿性的科技成果。納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)，納米材料的應(yīng)用，推動(dòng)了整個(gè)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，也給市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的商業(yè)機(jī)遇。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]孫紅慶.科技天地―計(jì)劃與市場(chǎng)探索[M]，2001/05

　　[2]肖建中.材料科學(xué)導(dǎo)論[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001，43～50.

　　[3]吳潤(rùn)，謝長(zhǎng)生.粉狀納米材料的表面研究進(jìn)展與展望[J].材料導(dǎo)報(bào).2000，14(10)：43～46.

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