纳米材料纳米技术复习资料
纳米技术资料四年级下册EPS
纳米技术资料四年级下册EPS纳米技术是一种新型的科学技术，它是一种全新的研究领域，是一种新兴的科学。
纳米技术研究的范围非常广泛，它包括了物质的基本性质、物质之间的相互关系、生物的结构与功能等。
在物理学中的纳米点是原子的尺度。
纳米技术研究广泛是利用了纳米粒子、纳米探针等对社会产生影响。
一、纳米材料纳米材料，又称纳米颗粒，是纳米微粒的总称。
具有尺寸小、比表面积大等特点和许多物理性质。
纳米材料一般具有以下特性:(1)材料本身的纳米级尺寸小;(2)分子之间的相互作用小;(3)具有很强的超晶格能力或其他特殊性质;(4)物理与化学性质不变;(5)在一定条件下有很强的自修复能力。
二、纳米技术纳米技术是指在各种物质的纳米尺度上，采用科学方法和技术，改变纳米尺度上各种物质的结构或性能的一种新技术。
纳米技术是21世纪最重要的前沿科技之一，其发展将使人类进入一个崭新的境界，具有极大的应用前景。
(1)生物：纳米材料本身对生物功能有着重要的作用。
(2)环境：纳米材料所具有的纳米尺寸效应，能够对环境起到一定处理作用。
(3)工业：纳米材料所具有的功能有：材料的制备方法；加工工艺的改进；纳米材料的加工设备；纳米材料的制造技术；纳米技术与其他技术的结合；纳米技术与信息技术的结合等。
三、纳米探针应用纳米探针可以测定微量物质的大小和性质，是一种简便的快速的诊断方法。
例如用原子量测定仪来测定人体血液中的血红蛋白含量的实验是非常有效的。
而用离子色谱法测定人体血浆中的血红蛋白含量，也是一种简便高效的方法。
同时它还可以检测出金属离子对组织和细胞的损伤作用等等。
四、纳米计算纳米计算的原理：纳米技术能让计算机像人一样有超强的运算能力，可以实现计算机与人的“脑体”相互通信。
纳米计算又叫多通道神经网络计算，具有多个神经元和一个神经网络的处理能力，它主要利用特殊纳米粒子对各种神经网络的特殊处理原理进行模拟和分析。
纳米计算中最典型也最复杂的是超导纳米计算，它由2个二极管和10个金属纳米粒子组成。
纳米材料复习
1.纳米材料的表面效应：纳米材料微粒的表面原子数与总原子数之比随着纳米微粒尺寸的减小而大幅度增加，粒子表面结合能随之增加，从而引起纳米微粒性质变化的现象。
2.纳米材料的光致发光：指在一定波长光照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃回到低能级被空穴俘获而发射出光子的现象。
3.纳米产品的制造方式：（1）“自上而下”(top down) ：是指通过微加工或固态技术, 不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化。
如：切割、研磨、蚀刻、光刻印刷等。
(2)“自下而上”(bottom up) ：是指以原子分子为基本单元, 根据人们的意愿进行设计和组装, 从而构筑成具有特定功能的产品，这种技术路线将减少对原材料的需求, 降低环境污染。
如化学合成、自组装、定位组装等。
4.纳米材料的光催化性质：就是光触媒在外界可见光的作用下发生催化作用。
光催化一般是多种相态之间的催化反应。
光触媒在光照条件（可以是不同波长的光照）下所起到催化作用的化学反应，统称为光反应。
5.(1)物理气相沉积:在低压的惰性气体中加热可蒸发的物质，使之气化，再在惰性气氛中冷凝成纳米粒子。
（2）化学气相沉积:是指在远高于临界反应温度的条件下，通过化学反应，使反应产物蒸气形成很高的过饱和蒸气压，自动凝聚形成大量的晶核，这些晶核不断长大，聚集成颗粒，随着气流进入低温区，最终在收集室内得到纳米粉体。
1纳米微粒的蓝移和红移现象：A 蓝移（1）由于纳米粒子的量子尺寸效应导致纳米微粒的光谱峰值向短波方向移动的现象例如：纳米SiC颗粒和大块固体的峰值红外吸收频率分别是814 cm-1和794 cm-1。
蓝移了20 cm-1。
纳米Si3N4颗粒和大块固体的峰值红外吸收频率分别是949 cm-1和935 cm-1，蓝移了14 cm-1。
（2）纳米微粒吸收带“蓝移”的解释：量子尺寸效应由于颗粒尺寸下降能隙变宽，这就导致光吸收带移向短波方向。
Ball等对这种蓝移现象给出了普适性的解释：已被电子占据分子轨道能级与未被占据分子轨道能级之间的宽度(能隙)随颗粒直径减小而增大，这是产生蓝移的根本原因，这种解释对半导体和绝缘体都适用。
《纳米材料与技术》期末复习资料.docx
一纳米材料的概念1、纳米材料广义：在一维、二维、三维的空间中始终处于1〜lOOnm范围的晶体或非晶体物质。
其性质完全不同于常规材料，而具有特殊性。
狭义：具有纳米结构的材料。
纳米材料与传统材料的主要差别：尺寸差异性能差异强度、韧性、比热、导电率、扩散率等完全不同于或大大优于常规的体相材料。
2、纳米尺度临界尺寸：当颗粒的大小减小到某一尺寸时，材料的性能突变，与同样组分构成的常规材料性质不同，这个尺寸就是临界尺寸。
同一种纳米材料具有的不同性质所发生突变的临界尺寸不同；而同一种性能的不同纳米材料其临界尺寸也有很大差异。
3、纳米结构基本单元构成纳米结构块体、薄膜、多层膜以及纳米结构材料的基本单元有：团簇，纳米微粒、纳米管、纳米棒、纳米线、纳米纤维、纳米带、纳米环、纳米螺旋和同轴纳米电缆等。
它们至少一维尺寸非常小。
①团簇原子团簇是指几个至几百个原子的聚集体（粒径小于或等于lnm）o如Fen，Cu n S m, C n H m（n 和m都是整数）和碳簇（富勒烯C6o，C70等）等。
它介于单个原子与固体之间。
形状多样化：线状、层状、管状、洋葱状、骨架状、球状等。
原子团簇分类：A 一元原子团簇，如：Nan, Nin，C60, C70B 二元团簇，如：lnnPm,AgnSmC多元团簇，如:Vn（C6H6）mD原子簇化合物，是原子团簇与其它分子以配位键结合形成的化合（例如，某些含Fe-S团簇的蛋白质分子）。
②纳米微粒纳米微粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒，它的尺度大于原子簇，小于通常的微粉。
尺寸一般在1〜lOOnm之间，纳米颗粒所含原子数范围在103-107个，也称它为超微粒子。
上田良二给纳米颗粒的定义是：用电子显微镜才能看到的颗粒称为纳米微粒。
通常，分散性好的纳米粒子在良溶剂中不会沉淀，而且有透光性。
③纳米棒、纳米带和纳米线纳米棒：长径比（长度与直径的比率），J、，截面为圆形。
一般小于20。
纳米线：长径比大，截面为圆形。
纳米材料复习提纲.doc
复习提纲1纳米的概念：纳米（nanometer）是长度的一个单位，简写为nm olnm=10-3 u m=10-6min=10-9mlnm等于10个氢原子一字紧密排起来的长度。
纳米是一个极小达到尺寸，但它又代表人们认识上的一个新层次，从微米进入到纳米。
2宏观和微观:宏观：研究对象尺寸很大，下限有限，上限无限。
微观：指分子、原子及其内部的原子核（夸克、亲子、希格斯-波色子）和电子，微观冇上限而无法定义下限。
3界观体系：界观体系就是宏观和微观Z间的纳米体系。
4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或由它们作为基木单元构成的材料，即由粒径尺寸介于1 —100nm之间的超细颗粒组成的固体材料。
狭义来讲：纳米材料是有关原子团簇、纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。
广义：纳米材料是晶粒或晶界等显微构造能达到纳米尺寸水平的材料。
纳米材料是组成相或晶粒在任一维上尺寸小于100nm的材料。
也叫超分子材料。
5纳米微粒:是指颗粒尺寸为纳米量级的超微颗粒，尺度大于原子团簇，小于通常的微粉，一般指颗粒度在riOOnm Z间粒了的聚合体，是处于该几何尺寸的各种粒子聚合体的总称。
6幻数效应：构成原子团簇的原子数口按一定规律分布，形成稳定的团簇结构的集合体，称为幻数。
7团簇：是由多个原子组成的小粒子，它们比无机分子大，但比具冇平移对称性的块体材料小，其原了结构（键长、键角和对称性等）和电了结构不同于分子，也不同于块体。
8纳米碳管：纳米碳管(NTs)是管状的纳米级右墨品体。
9什么情况卜•不能够用电阻加热法制备纳米金屈粒了；10光敏剂11沉淀法12溶胶-凝胶法：13化学气相沉积法14气相分解法制备纳米粒子对原料性质的要求及反应15激光诱导气相化学反应原理13微乳液14薄膜15荷叶效应16纳米复合材料17纳米固体材料结构的研究方法18小尺寸效应19二简述1纳米粒子的基本单元结构分类2纳米科技研究的内容3纳米科技诞生的标志4简述世界上何时如何首次实现了单个原子的移动和排列5纳米材料的不同发展阶段研究的侧重点分别是什么6纳米科技的作用7纳米材料在高科技屮的地位8表面效应产生的原因分析9纳米催化剂的作用及优点10高密度纳米磁性记录材料应满足的条件？11纳米隐身材料12 C60的结构13为什么富勒烯的命名存在争议？14 C60发现的重要意义15原了团簇的性质16为什么C60溶液口J以作为光学限幅器17碳有哪些同素异型体？各有什么样的特点？18如何制备出单臂纳米碳管？19单壁纳米碳管的类型及特点20纳米碳管优异的物理性能21气体冷凝法的主要步骤22影响纳米微粒粒径的因素23粉体粒径的控制方法24气相化学反应法（化学气相沉积）25激光制备超细微粒的基木原理26影响溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的主要因索冇哪些？27纳米固体材料的结构分类28界面组元的特点29简述纳米材料的结构缺陷30纳米固体材料界面结构的研究方法31纳米材料与宏观材料的区别？32纳米复合材料在，填料与基体的作用三.论述1纳米科技研究对人类发展将产生哪些重要贡献？2为什么对纳米人们会产生有关安全性的争论？3纳米固体材料的特性4量了尺寸效应5原子团簇6机械粉碎法制备纳米粒子存在什么限制？影响机械粉碎极限的主要因素有哪些？7科技成果的滥用和纳米产品的奢侈应用8为什么说纳米科学技术将逐步改变世界？。
大学纳米材料复习
⼤学纳⽶材料复习第⼀部分1.科学发展史的三个阶段和相关尺度18世纪中叶，⼈类跨⼊了以机械代替⼈⼒的机械化⼯业时代，它的标志尺度是毫⽶。
20世纪以电⼦技术为代表，它的标志是微⽶技术的应⽤。
21世纪，以纳⽶技术为代表的新兴科技，将给⼈类带来第三次⼯业⾰命。
2.什么是纳⽶？（纳⽶粒⼦(1~ 100 nm）3.⾃然界的纳⽶现象（荷花、观⾳⼟、壁虎、徽墨、玻璃、蜘蛛、⽔黾、沙蜥、蝴蝶、蜜蜂、螃蟹、海蛇尾等）例如：荷花为什么出污泥⽽不染？（荷花⾃净与其表⾯微观结构有关，其表⾯分布很多疏⽔性的突起，使液滴⽆法浸润，顺着倾斜的表⾯滑落并带⾛灰尘）壁虎飞檐⾛壁（壁虎的脚底部长着数百万根极细的刚⽑每根刚⽑末端⼜有⼀千多根顶部呈刮铲状的更细的分⽀⽑，使得⼿掌与墙间产⽣巨⼤的分⼦引⼒）4.21世纪的三⼤⾼科技和三剑客影响21世纪的三⼤科技是：信息技术、⽣物技术和纳⽶技术。
5.纳⽶科技的最⾼境界是什么？它的最⾼境界是直接操纵原⼦、分⼦来构建具有特定功能的纳⽶结构、纳⽶材料和纳⽶器件。
6.为什么纳⽶材料产⽣特殊的性能。
（四⼤效应）这些具有特殊结构的纳⽶材料，则会产⽣包括表⾯效应、特殊的光学性质、磁性质以及⼒学性质等和往常材质不同的效应，使得相同的原料可以在加⼯后产⽣不同的⽤途。
8.纳⽶材料没有副作⽤吗？（有）9.什么是DNA芯⽚？DNA芯⽚或称作基因芯⽚(Gene chips)，实质上是⼀种⾼密度的寡聚核苷酸(DNA探针)阵列。
10.纳⽶科技的科学意义是什么？纳⽶技术将实现超⾼密度的信息存储器、量⼦光电器件、纳⽶功能材料、⾃组装⾼分⼦薄膜材料、分⼦识别型的新药物和传感器，这将对21世纪的信息科学和⽣命科学产⽣深远的影响第⼆部分1.纳⽶材料的发展⼤致划分为3个阶段（时间和具体⼯作）第⼀阶段(1990年以前)主要是在实验室探索⽤各种⼿段制备各种材料的纳⽶颗粒粉体，合成块体(包括薄膜)，研究评估表征的⽅法。
第⼆阶段(1994年前)⼈们关注的热点是如何利⽤纳⽶材料已挖掘出来的奇特物理、化学和⼒学性能，设计纳⽶复合材料。
纳米技术与纳米材料-文档资料
二、纳米技术与纳米材料的概念
1.纳米技术
纳米科技是90年代初迅速发展起来的新的前 沿科研领域。它是指在1--100nm尺度空内，研究 电子、原子和分子运动规律、特性的高新技术学 科。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵 单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
离子注入三维图像
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2.纳米材料
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科学家使用STM观测物质的纳米结构
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STM具有空间的高分辨率(横向可达0.1nm，纵向可优 于0．01nm)，能直接观察到物质表面的原子结构，把人 们带到了微观世界。它的基本原理是基于量子隧道效应 和扫描。它是用一个极细的针尖(针尖头部为单个原子) 去接近样品表面，当针尖和表面靠得很近时(＜1nm)， 针尖头部原子和样品表面原子的电子云发生重迭，若在 针尖和样品之间加上一个偏压、电子便会通过针尖和样 品构成的势垒而形成隧道电流。通过控制针尖与样品表 面间距的恒定并使针尖沿表面进行精确的三维移动，就 可把表面的信息(表面形貌和表面电子态)记录下来。由 于STM具有原子级的空间分辨率和广泛的适用性，国际 上掀起了研制和应用STM的热潮，推动了纳米科技的发 展。
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扫描隧道显微镜介绍
扫描隧道显微镜是80年代初期发展起来的新型 显微仪器，能达到原子级的超高分辨率。扫描隧道显 微镜不仅作为观察物质表面结构的重要手段，而且可 以作为在极其细微的尺度──即纳米尺度（1 nm=10-9 m）上实现对物质表面精细加工的新奇工具。目前科 学家已经可以随心所欲地操纵某些原子。一门新兴的 学科──纳米科学技术已经应运而生。
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纳米材料其实并不神密和新奇，自然界中广 泛存在着天然形成的纳米材料，如蛋白石、陨石 碎片、动物的牙齿、海洋沉积物等就都是由纳米 微粒构成的。人工制备纳米材料的实践也已有 1000年的历史，中国古代利用蜡烛燃烧之烟雾制 成碳黑作为墨的原料和着色的染料，就是最早的 人工纳米材料。另外，中国古代铜镜表面的防锈 层经检验也已证实为纳米SnO2尺寸小于15纳米的超微 颗粒在高压力下压制成型， 或再经一定热处理工序后 所生成的致密型固体材料。
2024纳米材料与技术期末考试复习
《纳米材料与技术》期末复习第一章：纳米科学技术的发展历史——1、1959年12月，美国物理学家费曼在加州理工学院召开的美物理学会会议上作了一次富有想象力的演说“最底层大有发展空间”，费曼的幻想点燃纳米科技之火。
2、1981年比尼格与罗勒尔独创了看得见原子的扫描隧道显微镜（STM）。
3、1989年在美国加州的IBM试验内，依格勒博士采纳低温、超高真空条件下的STM操纵着一个个氙原子，实现了人类另一个幻想——干脆操纵单个原子。
4、1991年，日本的饭岛澄男教授在电弧法制备C60时，发觉氩气直流电弧放电后的阴极碳棒上发觉了管状结构的碳原子簇，直径约几纳米，长约几微米碳纳米管。
5、1990年在美国东海岸的巴尔的摩召开其次届国际STM会议的期间，召开了第一届国际纳米科学技术会议，该会议标记纳米科学技术的诞生。
其次章：1、纳米材料的分类：按功能分为半导体纳米材料、光敏型纳米材料、增加型纳米材料和磁性纳米材料；按属性分为金属纳米材料、氧化物纳米材料、硫化物纳米材料、碳（硅）化合物纳米材料、氮（磷）等化合物纳米材料、含氧酸盐纳米材料、复合纳米材料。
按形态分为纳米点、纳米线、纳米纤维和纳米块状材料。
2、纳米材料的四个基本效应：小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应。
1）量子尺寸效应与纳米材料性质a.导电的金属在制成超微粒子时就可以变成半导体或绝缘体；绝缘体氧化物相反。
b.磁化率的大小与颗粒中电子是奇数还是偶数有关。
c.比热亦会发生反常变更，与颗粒中电子是奇数还是偶数有关。
d.光谱线会产生向短波长方向的移动。
e.催化活性与原子数目有奇数的联系，多一个原子活性高,少一个原子活性很低。
2)小尺寸效应的主要影响：a.金属纳米相材料的电阻增大与临界尺寸现象（电子平均自由程）动量b.宽频带强汲取性质（光波波长）c.激子增加汲取现象（激子半径）d.磁有序态向磁无序态的转变（超顺磁性）（各向异性能）e.超导相向正常相的转变（超导相干长度）f.磁性纳米颗粒的高矫顽力（单畴临界尺寸）3)表面效应及其影响：表面化学反应活性(可参加反应)、催化活性、纳米材料的（不）稳定性、铁磁质的居里温度降低、熔点降低、烧结温度降低、晶化温度降低、纳米材料的超塑性和超延展性、介电材料的高介电常数（界面极化）、汲取光谱的红移现象。
纳米材料与技术- 纳米结构单元
第一章纳米结构单元一、零维单元1．团簇（cluster）2．纳米微粒3．人造原子二、一维单元1．碳纳米管2．纳米棒、丝、线3．同轴纳米电缆4．纳米带5．纳米线研究进展一、零维单元1．团簇（cluster）（1）定义：是一类化学物种，指几到几百个原子的聚集体，粒径尺度小于1nm。
是介于单个原子与固态之间的原子集合体。
（2）组成：一元（含金属、非金属团簇），二元及多元原子团簇，原子团簇化合物（3）结构：以化学键紧密结合（除惰性气体外），球状、骨架状、四面体、葱状及线、管、层状等。
（4）物理性质：表面效应、量子尺寸、几何尺寸效应、掺杂物性等（5）研究：多学科交叉C60：寻找星际间分子而发现2．纳米微粒：超微粒子（ultra-fine particle）(1) 定义：尺寸在nm量级的超细微粒，尺度在1~100nm 之间，大于原子团簇，小于通常的微粒。
尺寸为红血球和细菌的几分之一，与病毒大小相当。
“要用TEM才能看到的微粒。
”(2) 性质：由微观到宏观世界的过渡区域，具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。
特殊的微观机制→影响宏观性质（生物活性由此产生）(3) 研究：制备、合成和应用。
3．人造原子（artificial atom, super-atom）(1) 定义：尺寸小于100nm的、由一定数量的实际原子组成的聚集体。
包括：准0维的量子点、准1维的量子棒、准2维的量子圆盘、及100nm左右的量子器件(2) 特性：（量子效应）i) 与原子相似之处：a. 离散的能级和电荷b. 电子填充服从洪德定律ii) 与原子的差别：a. 含有一定数量的原子b. 形状、对称性多种多样c. 电子间的相互作用复杂d. 电子在抛物线形的势阱中，上层电子束缚弱(3) 应用：体系的尺度与物理特征量相当量子效应→新原理、新结构二、一维单元1．碳纳米管（Bucky Tube巴基管）发现：1991年，日本电气公司（NEC）高级研究员、名城大学教授饭岛澄男（Sumio Iijima）利用透射电镜首次观察到碳纳米管。
纳米技术及材料复习资料-2012
一、填空题1、扫描探针显微镜（SPM）两大主体技术包括____________和ATM。
2、磁带中的磁记录粉利用了磁性纳米颗粒的____________特性。
3、1997年，美国科学家利用量子隧穿效应和____________首次成功地实现了单电子移动单电子。
4、界面原子的扩散速率____________应变速率时，利于陶瓷材料超塑性的产生。
5、冷冻干燥法、喷雾干燥法都属于纳米材料液相制备法中的___________。
6、显微镜法可以对纳米材料的粒度和____________进行评估。
7、纳米粉末在较低温度下就能实现高致密性烧结，主要源于其压制成块体材料后具有高的____________。
8、体系内富有油，水相以均匀的小珠滴形式分散于连续相中，形成____________微乳液。
9、Zeta电位法不适用基于____________稳定机制的分散体系。
10、引起纳米固体材料红外吸收带宽化的因素有尺寸分布效应和____________。
11、古代铜镜的防锈层采用的是____________。
12、扫描隧道显微镜隧道电流的产生是基于____________效应。
13、居里温度是铁磁体转变为____________时的温度。
14、纳米Fe微粒的高矫顽力可以采用____________模式解释。
15、在粒径分析法中，____________的测试结果为一次颗粒的粒径，且具有代表性。
16、随热处理温度的升高，纳米材料红外吸收带出现蓝移现象主要归结于____________的影响。
17、物理气相沉积法中的基本制膜技术包括蒸镀和____________。
18、____________具有比MR更高的信号变化灵敏度，将其应用在硬磁盘中可实现更高的存储密度。
19.纳米颗粒表面吸附一层可电离的聚合物以提高其在液体介质中的分散稳定性是基于____________机制。
20、超临界流体具有密度与____________接近液体、粘度和扩散速度接近气体的特性。
纳米材料复习资料
1、纳米尺度是指1-100nm。
2、纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质运动和变化的科学。
3、纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术。
4、纳米材料的定义：把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下具有特殊功能的材料称为纳米材料。
从狭义上说，就是有关原子团簇、纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。
5、纳米材料的分类：原子团簇，纳米颗粒与粉体（零维），纳米线与纳米管（一维），纳米带（二维），纳米薄膜和纳米涂层（二维），纳米固体材料，纳米复合材料(三维)。
6、纳米固体材料是具有纳米特征结构的固体材料。
7、纳米复合材料：增强相为纳米颗粒、纳米晶须、纳米晶片、纳米纤维的复合材料。
8、原子团簇是指几个至几百个原子的聚集体。
9、纳米材料的结构缺陷有三种类型：点缺陷、线缺陷、面缺陷。
10、纳米材料具有高比例的内界面，包括晶界，相界，畴界。
11、研究纳米的重要工具扫描隧道显微镜，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用。
12、化学气相反应法制备纳米微粒包括：气相分解法，气相合成法，气—固反应法。
13、液相法制备纳米微粒分为：沉淀法，水热法，溶胶凝胶法，冷冻干燥法，喷雾法。
14、在制备氧化物薄膜的溶胶—凝胶方法中，有浸渍提拉法、旋覆法、喷涂法及简单的刷涂等。
15、纳米薄膜的制备方法包括物理法包括：真空蒸发制膜，分子束外延制膜，溅射制膜。
化学法包括：化学气相沉积，溶胶-凝胶法，电镀法。
16、光致发光指在一定波长光照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程。
仅在激发过程中发射的光为荧光。
在激发停止后还继续发射一定时间的光为磷光。
17、1988年，法国的费尔在铁、铬相间的多层膜电阻中发现，微弱的磁场变化可以导致电阻大小的急剧变化，其变化的幅度比通常高十几倍，他把这种效应命名为巨磁电阻效应。
18、纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少。
纳米知识点总结
纳米知识点总结一、纳米技术的基本原理1. 纳米尺度纳米技术以纳米尺度为研究对象。
纳米尺度即一般意义上的百分之一毫微米，也就是十亿分之一米。
在纳米尺度下，物质的特性会发生显著变化，这使得纳米技术成为一门充满挑战和机遇的领域。
2. 纳米材料纳米技术常用的研究对象是纳米材料，即具有纳米级尺度的材料。
这些材料的特性和性能常常具有显著的差异，例如纳米粒子的光学、电学、热学等性质都与宏观物体不同。
3. 自组装在纳米尺度下，物质会呈现出特殊的自组装性质。
例如，纳米颗粒能够自发地组装成各种结构，如纳米线、纳米片等。
这种自组装性质为纳米技术的应用提供了便利。
4. 表面效应纳米材料的表面积相对于体积而言非常大，这导致了其表面效应的显著增强。
这种表面效应可以极大地改变材料的化学性质和反应活性，常常被用于纳米催化、纳米传感等领域。
5. 量子效应在纳米尺度下，量子效应将会对材料的电学、磁学等性质产生重要影响。
因此，在纳米技术中量子效应被广泛应用于纳米电子学、纳米光学等领域。
二、纳米技术的应用1. 纳米材料纳米技术为材料科学带来了革命性的变革。
纳米材料的研究与应用已经涉及几乎所有的工业领域，例如纳米复合材料、纳米电子材料、纳米光学材料等。
通过调控纳米材料的结构和成分，可以实现许多传统材料所不具备的性能，例如高强度、高导电性、高热传导性等。
2. 纳米医学纳米技术在医学领域的应用也备受关注。
纳米颗粒、纳米载体等纳米材料被广泛用于药物输送、靶向治疗、分子影像等方面。
纳米技术使得药物能够更精确地送达到病灶部位，从而提高了治疗效果，减少了毒副作用。
3. 纳米电子学纳米技术为电子学领域带来了前所未有的机遇。
纳米材料的独特电学性质为纳米电子学提供了丰富的资源，例如纳米线、纳米管等结构作为微电子元器件的发展前景广阔。
此外，基于纳米材料的新型电子器件也为信息存储、显示技术等领域带来了新的展望。
4. 纳米能源在能源领域，纳米技术也被广泛应用。
纳米材料概论复习要点
一、1、纳米科技：研究由尺寸在0.1—100nm之间的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。
2、纳米固体材料：又可称为纳米结构材料或纳米材料，它是由颗粒或晶粒尺寸为1~100nm的粒子凝聚而成的三维块体。
3、量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，以及纳米半导体微粒存在比连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，这些能隙变宽现象。
4、表面效应：表面原子的活性不但引起纳米粒子表面原子的变化，同时也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。
5、宏观量子隧道效应：某些宏观量如颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等具有贯穿势垒的能力，称为宏观量子隧道效应。
6、纳米材料（广义）：晶粒或晶界等显微构造能达到纳米尺寸水平的材料。
7、原子团簇：由多个原子组成的小粒子。
它们比无机分子大，但比具有平移对称性的块体材料小，它们的原子结构(键长、键角和对称性等)和电子结构不同于分子，也不同于块体。
8、Kubo理论：颗粒尺寸进入纳米级时，靠近费米面附近的能级由原来的准连续变为离散能级。
9、小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。
10、纳米结构材料：由颗粒或晶粒尺寸为1~100nm的粒子形成的三维块体称为纳米固体（结构）材料。
其晶粒尺寸、晶界宽度、析出相分布、气孔尺寸和缺陷尺寸都在纳米数量级。
二、简答题1、冷冻干燥法制备纳米颗粒的基本原理。
先使干燥的溶液喷雾在冷冻剂中冷冻，然后在低温低压下真空干燥，将溶剂升华除去，再通过热处理得到所需的物质。
2、气相合成法制备纳米颗粒的主要过程有哪些？利用两种以上物质之间的气相化学反应，在高温下合成出相应的化合物，再经过快速冷凝，从而制备各类物质的纳米粒子。
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(一)名词解释(共9个)(1)功能材料(2) 超导体临界磁场Hc(3)粒子数反转（4）非线性光学效应（5）晶格常数（6）正压电效应（7）气敏陶瓷（8）n型半导体（9）化合物半导体(10)纳米量子尺寸效应(11)近晶型液晶(12)光致抗蚀感光材料(13)增感剂(14)光聚合反应(15)液膜分离(16)渗透蒸发分离（17）异质结（18）纳米材料的量子尺寸效应（19）逆压电效应（20）光生伏特效应（21）光致诱蚀感光材料（22）超导迈斯纳效应(23)高温超导(二)填空(共19个空)(1)红宝石激光晶体(Al2O3:Cr3+)基质是刚玉单晶(α-Al2O3) ，晶体内掺有约0.05％（重量比）的Cr2O3。
发射波长为可见光—波长为694.3nm的红色光。
钕钇铝石榴石激光器(YAG:Nd3+)是一种固体激光器，其产生激光的波长为1064nm，属于红外光频段(2)在1966年，英籍华裔科学家高锟博士指出：光纤的高损耗是由材料中所含的杂质引起的。
如果降低材料中的杂质含量，可使得光纤的损耗降至20dB／km，甚至更小.目前在光纤最低损耗窗口的1.55μm 处,光纤损耗可做到0.2dB／km。
(3)将红宝石激光器发生的波长694nm的激光束聚焦在倍频晶体(石英)上，通过摄谱仪发现，输出的光束除原波长谱线外，还有倍频波长为347nm的紫外光。
磷酸钛氧钾晶体(KTiOPO4)晶体被公认为1．064μm激光倍频的首选材料，它可以把1．064μm的红外激光转换成0．53μm的绿色激光。
（4）世界上第一块气敏陶瓷是用二氧化锡和氯化钯混合再研得极细，在高温炉中烧结而成的.它颗粒极细，吸附气体能力很强，此外，它又能显半导体性质，随吸附气体多寡，可改变导电率，所以，气敏陶瓷又被称作“电子鼻”。
（5）碲镉汞(MCT)是一种连续固溶体半导体,是目前最重要的红光探测器件材料,它由碲,镉,汞三种元素组成, 化学计量式为Hg1-xCdxTe,物理性质随组份X可连续地从金属性变为半导性,X=0.17时为0eV,X=1时为1.6eV,为直接跃迁型半导体.是继硅,砷化镓之后第三代半导体中最有前途和应用最广泛的光电子材料之一。
（6）热敏陶瓷可以根据其阻温特性分为:(1)正温系数热敏陶瓷(PTC),(2) 负温系数热敏陶瓷(NTC),(3) 临界温度系数热敏陶瓷(CTR),(4) 线性阻温特性热敏陶瓷（7）第三代半导体材料是以GaN(氮化镓)材料P型掺杂的突破为起点，以高亮度蓝光发光二极管(LED)和蓝光激光器的研制成功为标志的。
它们的禁带宽度大都在3个电子伏以上，在室温下不可能将价带电子激发到导带，器件的工作温度可以很高，是制作高功率,高频率,高温“三高”器件的优良材料(8)形成溶致性高分子液晶的分子结构必须符合两个条件：①分子应具有足够的刚性；②分子必须有相当的溶解性。
然而，这两个条件往往是对立的。
这是溶致性高分子液晶研究和开发的困难所在。
(9)聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)是以六甲基磷酰（HTP）和N—甲基吡咯烷酮（NMP）混合液为溶剂，两种单体进行低温溶液缩聚而成的。
PPTA具有刚性很强的直链结构，分子间又有很强的氢健，因此只能溶于浓硫酸中。
用它纺成的纤维称为Kevlar纤维，比强度优于玻璃纤维。
(10)液晶现象是1888年奥地利植物学家莱尼茨尔（F. Reinitzer）在研究胆甾醇苯甲酯时首先观察到的现象。
现已发现许多物质具有液晶特性。
形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构。
导致液晶形成的刚性结构部分称为致晶单元。
(11)重铬酸盐水溶液＋亲水性高分子感光体系中,Cr[VI]能以酸性铬酸离子 (HCrO4－)以及铬酸离子(CrO42 -)等形式存在。
其中只有HCrO4－是光致活化的。
因此，使用的高分子化合物必须是供氢体，否则不可能形成HCrO4－。
(12)自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实现了工业化。
首先出现的分离膜是超过滤膜（简称UF膜）、微孔过滤膜（简称MF膜）和反渗透膜（简称RO膜）。
以后又开发了许多其它类型的分离膜。
(13)膜分离过程的主要特点是:以具有选择透过性的膜作为分离的手段，实现物质分子尺寸的分离和混合物组分的分离。
膜分离过程的推动力有浓度差、压力差和电位差等(14)在高分子膜分离技术中,分离溶液中分子量低于500的低分子物质，应该采用反渗透膜；分离溶液中分子量大于500的大分子或极细的胶体粒子可以选择超滤膜，而分离溶液中的直径0.1～10μm的粒子应该选微孔膜。
(15)原则上讲，凡能成膜的高分子材料和无机材料均可用于制备分离膜。
但实际上，真正成为工业化膜的膜材料并不多。
目前，在实用的有机高分子膜材料中,一半以上是纤维素酯类、1/3左右为聚砜类,其余为聚酰胺类及其他材料.(16)对于渗透蒸发膜来说，只有对所需要分离的某组分有较好亲和性的高子物质才可能作为膜材料。
如以透水为目的的渗透蒸发膜，应该有良好的亲水性，因此,聚乙烯醇（PVA）或醋酸纤维素（CA）是较好的膜材料；而当以透过醇类物质为目的时，憎水性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）则是较理想的膜材料。
（17）将超导体冷却到某一临界温度（TC）以下时电阻突然降为零的现象称为超导体的零电阻现象，不同超导体的临界温度各不相同。
（18）由于在纳米结构材料中有大量的界面，这些晶界面为原子提供了短程扩散途径，因此纳米结构材料具有具有较高的扩散率,这种性能使一些通常在较高温度才能形成的稳定相在较低温度下就可以存在，可使纳米结构材料的烧结温度大大降低（19）以BaTiO3系陶瓷为代表,是实用范围最广的PTC热敏半导体陶瓷材料. BaTiO3是典型的铁电体,为ABO3型钙钛矿结构,只有在氧化气氛中烧结和在高于900℃的氧化气氛中绶慢降温热处理才能表现出PTC效应,在还原气氛中烧结或高温直接淬火,PTC效应很低或根本没有PTC效应.（20）高分子载体药物中应包含四类基团：药理活性基团、连接基团、输送用基团和使整个高分子能溶解的基团。
（21）根据分子排列的形式和有序性的不同，液晶有三种结构类型：近晶型、向列型和胆甾型。
（22）氮化镓、碳化硅和氧化锌等都是宽带隙半导体材料(第三代电子材料)，器件的工作温度可以很高，比如碳化硅,可以工作到600摄氏度,又有较大的热导率,宽禁带, 高击穿电压等特性,是制作：高功率,高频率,高温“三高”器件的优良材料.(三)判断题(1)光学材料主要是指光介质材料,还有光功能材料,光纤材料是光介质材料，而激光材料是光功能材料。
(2)二能级的系统来做激活媒质实现粒子数反转是不可能的。
要想获得粒子数反转，必须使用多能级系统。
在现代的激光器中，第一台激光器红宝石激光器是四能级系统。
(3)形成波导传输的纤维结构有阶跃型(突变型)和梯度型(渐变型光纤)两类,入射光在阶跃型光纤的纤芯和包层的界面产生全反射，呈锯齿状曲折前进。
所以单模光纤都采用突变型, 而多模光纤多为渐变型光纤。
（4）以BaTiO3系陶瓷为代表,是实用范围最广的PTC热敏半导体陶瓷材料. BaTiO3是典型的铁电材料,为ABO3型钙钛矿结构,只有在还原气氛中烧结和在高于900℃的还原气氛中绶慢降温热处理才能表现出PTC效应,在氧化气氛中烧结或高温直接淬火,PTC效应很低或根本没有PTC效应(5)按致晶单元与高分子的连接方式，可分为主链型液晶和侧链型液晶。
主链型液晶大多数为高强度、高模量的材料，侧链型液晶则大多数为功能性材料。
(6) 胆甾型液晶都是胆甾醇及其衍生物(7)作为感光性高分子材料，应具有一些基本的性能，如对光的敏感性、成像性、显影性、膜的物理化学性能等。
但对不同的用途，要求并不相同。
如作为电子材料及印刷制版材料，感光固化速度和涂膜性能等则显得更为重要。
（8）光化学反应的可表示为光化学反应中起反应的分子数与吸收的光量子数之比, 在光化学反应中,量子收率φ值的变化范围极大，大可至上百万，小可到很小的分数。
φ≤1时是直接反应；φ＞1时是连锁反应。
(9)用波长366nm的光照射萘和二苯酮的溶液，得到萘的磷光。
但萘并不吸收波长366nm的光，而二苯酮则可吸收,此时可以认为二苯酮为猝灭剂，而萘则为增感剂。
(10)由于光聚合型感光材料是在操作中经光照固化的，因此，适用于该体系的单体必须满足一个基本前提，即在常温下必须是不易挥发的。
一切气态的或低沸点的单体都是不适用的。
(11)膜分离过程的共同优点是:成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质，特别适合于性质相似组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离，因而在某些应用中能代替蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元操作。
(12)微滤膜主要用于截留粒径在0.1～1nm，分子量为1000左右的物质，可以使一价盐和小分子物质透过，具有较小的操作压（0.5～1MPa）。
其被分离物质的尺寸介于反渗透膜和超滤膜之间（13）在光化学反应中,分子的活化有两种途径，一是分子中的电子受光照后能级发生变化而活化，二是分子被另一光活化的分子传递来的能量而活化，即分子间的能量传递。
(14)膜分离过程没有相的变化，常温下即可操作；由于避免了高温操作，所浓缩和富集物质的性质不容易发生变化，因此在膜分离过程食品、医药等行业使用具有独特的优点.(15)根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。
（16）相对于氧化物高温超导体而言，元素、合金和化合物超导体的超导转变温度较低(Tc＜30K)，其超导机理基本上能在BCS 理论的框架内进行解释。
（17）激光材料是光介质材料，光纤材料而是光功能材料。
（18）在一个原子体系中，在光和原子体系的相互作用中，自发辐射、受激辐射和受激吸收总是同时存在的。
是否能得到光的放大就取决于高、低能级的原子数量之比。
（19）根据感光基团的种类分类，感光高分子材料可分为重氮型，叠氮型，肉桂酰型，丙烯酸酯型等。
（20）纤维素酯类膜具有良好的化学、热学和水解稳定性，强度也很高，pH值适应范围为1～13，最高使用温度达120℃，抗氧化性十分优良。
因此已成为重要的膜材料之一。
（21）胆甾型液晶物质都是胆甾醇及其衍生物。
（22）红宝石激光器中，用高压氙灯作“泵浦”，受激发射的波长是694.3nm的红色激光。
(四)问答题(共3题)(1)简述材料的性能与功能的区别（2）试按能级生成理论解释半导体气敏陶瓷的导电机理（3）与其它太阳能电池相比，非晶硅太阳电池具有哪些独特的优势？(4)什么是纳米材料的小尺寸效应,试举例简单说明(5) 简述近晶型液晶和向列型液晶的特点(6)简述主链型高分子液晶中,柔性链段的含量、相对分子质量、致晶单元间的间隔基团对主链型高分子液晶的相行为的影响(7)简述微孔过滤膜的主要优缺点及主要应用领域(8)简要回答在过滤式高分子分离膜中,如何利用微粒或组分分子的大小和差别来正确选择超滤、微滤、反渗透等分离方式（9）简述近晶型液晶和向列型液晶的特点（10）晶体碲镉汞是一种连续固溶体半导体,是目前最重要的红光探测器件材料，请从结构上分析碲镉汞作为探测器材料的优势和缺点（11）请分析钕钇铝石榴石激光晶体(YAG:Nd3+)的结构，成分以及在军工，民用领域的应用。