通俗纳米学

合集下载

纳米科学

纳米科学

一纳米科学1 纳米含义即毫微米,简写为nm。

1nm为10的-9次方即十亿分之一米。

形象地讲,1纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。

这就是纳米长度的概念。

2 人类对客观世界认知的三个领域(1) 宏观领域:指以人的肉眼可见的最小物体开始为下限,上至无限大的宇宙天体。

(2) 微观领域:指以分子、原子为最大起点,下限是无限的领域。

(3) 介观领域:指介于宏观和微观之间的领域。

包括了从微米、亚微米、纳米到团簇尺寸的范围。

广义上,介观体系包括亚微米体系、纳米体系和团簇;狭义上,介观范围通常分为:介观领域3 纳米科技与纳米技术纳米科学技术简称纳米科技,是二十世纪八十年代末刚刚诞生并正在崛起的新科技,它的基本涵义是:在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创制新的物质。

纳米科技是研究由尺寸在0.1-100nm 之间的物质组成的体系的运动规律、相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。

纳米技术是单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度内研究物质的特征和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的高新技术。

通常,人们把在1-100nm空间内制备、研究和工业化纳米材料,以及利用纳米尺度(1-100nm)物质进行交叉研究和工业化的综合技术叫做纳米技术。

4 纳米科技的主要内容纳米科学研究领域的是人类过去从未涉及的非宏观、非微观的中间领域,从而开辟了人类认识世界的新层次,也使人们改造自然的能力延伸到分子、原子水平,标志着人类的科学技术进入了一个新时代,即纳米科技时代。

纳米科技是 21 世纪科技的产业革命的重要内容之一,可以与产业革命相比拟,是高度交叉的综合性学科,主要包括以下七个部分内容,并相对独立。

(1)纳米体系物理学;(2)纳米化学;(3)纳米材料学;(4)纳米生物学;(5)纳米电子学;(6)纳米加工学;(7)纳米力学。

化学中的纳米科学与技术知识点

化学中的纳米科学与技术知识点

化学中的纳米科学与技术知识点在化学领域中,纳米科学与技术已成为研究的热点和前沿。

纳米科学的发展使得人们能够在纳米尺度上控制和利用物质的性质,这为新材料的设计与制备、能源的储存与传输、环境治理等方面提供了新的途径和方法。

本文将介绍化学中的纳米科学与技术的基本概念、应用领域以及前景展望。

一、纳米科学与技术的基本概念纳米科学是研究纳米尺度下物质的性质、制备、调控和应用的一门跨学科科学。

纳米尺度通常指的是1到100纳米的范围,其中1纳米等于十亿分之一米。

在纳米尺度下,物质的性质常常呈现出与宏观尺度不同的特殊性质,如光学、电学、磁学、力学等性质的变化。

纳米技术是一种通过控制和操纵物质的最小单元——原子和分子,实现对物质结构和性能的精确控制的技术和方法。

通过纳米技术,人们能够制备出纳米颗粒、薄膜、纳米线等纳米结构材料,并利用其特殊性质开展各种应用。

二、纳米科学与技术的应用领域1. 纳米材料的设计与制备纳米科学与技术为新材料的设计与制备提供了新的思路与方法。

纳米材料具有较大的比表面积和较小的粒径,这使得纳米材料具有独特的化学、物理、光学等性质。

通过控制纳米材料的结构与性质,可以实现材料的多功能化、高性能化以及可控制备。

2. 纳米催化与化学反应纳米科学与技术在催化领域有着广泛的应用。

纳米催化剂具有高比表面积、独特的晶体结构和特殊的表面性质,可以提供更多的反应活性位点和更好的反应选择性。

纳米催化剂在有机合成、环境治理、能源转化等领域发挥重要作用。

3. 纳米传感器和纳米电子器件纳米科学与技术为传感器和电子器件的制备提供了新的思路和方法。

通过纳米材料的特殊性质,可以制备出高灵敏度、高选择性的传感器,并应用于生物医学、环境监测、食品安全等领域。

同时,纳米电子器件可以实现更小型化、更高性能的电子器件,推动电子信息技术的发展。

三、纳米科学与技术的前景展望纳米科学与技术作为一门新兴学科,具有广阔的前景和潜力。

随着纳米材料的不断研究和应用,人们对纳米尺度下物质的性质和行为有了更深入的认识,纳米科学也得到了快速发展。

纳米技术的基础知识

纳米技术的基础知识

纳米技术的基础知识纳米技术概述纳米技术是一种以纳米尺度为特征的科学、技术和工程领域。

纳米技术涉及到处理和制造材料、设备和系统,其尺寸通常在1到100纳米之间。

在纳米尺度上,物质的性质和行为与宏观尺度上有着显著的不同,这使得纳米技术成为许多领域的研究热点和创新方向。

追溯纳米技术的起源,可以回溯到20世纪80年代。

然而,纳米技术的进一步发展和应用则是在1990年代末和21世纪初被广泛认识和关注的。

纳米技术的应用领域包括材料科学、生物医学、电子学、能源、化学和环境等,对于科学研究、技术革新和产业发展都具有重要意义。

纳米技术的基本原理是通过控制和操纵材料的结构和性质,实现对其性能和功能的改善和提升。

在纳米尺度下,物质的性质会发生显著的变化,例如导电性、光学性质、磁性等都会发生变化。

通过利用纳米技术,可以制备出具有特殊性能和功能的纳米材料、纳米器件和纳米结构,从而推动科学研究和工程应用的进步。

纳米材料与纳米结构纳米材料是指在纳米尺度下具有特殊性质和性能的材料。

纳米材料可以是纳米颗粒、纳米晶体、纳米管、纳米线、纳米薄膜等。

纳米材料的尺寸通常在1到100纳米之间,具有高比表面积、强化的力学性能、改变的光学和电磁性质等特点。

纳米材料广泛应用于材料科学、电子学、能源学、生物医学等领域。

纳米结构是指在纳米尺度下具有特殊结构和形态的材料。

纳米结构可以是纳米线阵列、纳米孔洞、纳米孪晶、纳米层状结构等。

纳米结构的形成受到物理、化学和生物因素的影响,具有与尺寸相似的特殊性质和应用潜力。

纳米结构在材料科学、化学和生物医学等领域显示出了独特的优势和应用前景。

纳米技术的制备方法纳米技术的制备方法包括自下而上和自上而下两种主要方法。

自下而上的制备方法是通过原子、分子或聚合物等基本单元的自组装或聚集,逐步构建出纳米材料和纳米结构。

自下而上的方法包括溶液法、气相法、凝胶法、磁控溅射等。

这些方法能够实现针对性地合成具有特定性质和功能的纳米材料和结构。

纳米材料基本概念和分类

纳米材料基本概念和分类
释制冷机的热交换器效率较相应的非纳米材料高30%。

磁性液体(magnetic liquids)是一种液态的磁性材料。该 材料既具有固体的磁性又具有液体的流动性。它是由粒径为 纳米尺寸(几个到几十个纳米)的磁性微粒,依靠表面活性 剂的帮助,均匀分散、悬浮在载液(基液加表面活性剂)中 ,构成的一种固液两相的胶体混合物,这种材料即使在重力 、离心力或电磁力作用下也不会发生固液分离,是一种典型 的纳米复合材料。
横行霸道
亿万年前,螃蟹并非如此“横行”。因其第一对触 角里有几颗磁性纳米微粒,螃蟹便拥有了用于定向 的几只小“指南针”。靠这种高精度的“指南针” ,螃蟹的祖先堂堂正正地前进后退,行定自如。后 来,由于地球的磁场发生多次剧烈倒转,螃蟹触角 里的那几颗珍贵的纳米小磁粒发生错乱,失去了正 确指示方向的功能。于是,晕晕乎乎的螃蟹便开始 横行,从此落得个蛮横的名声。


1厘米(centimetre)=10毫米(miillimetre)
1毫米(miillimetre)=1000微米(micrometre) 1微米(micrometre)=1000纳米(nanometre) 1纳米(nanometre)=1000皮米(picometre) 1皮米(picometre)=1000飞米(femtometre)

研究表明,包括蜜蜂、海龟等在内的许多生物体内都 存在着纳米尺寸的磁性颗粒。这些磁性纳米颗粒对于 生物的定位与运动行为具有重要意义。最新的科学研 究发现,蜜蜂的腹部存在着磁性纳米粒子,这种磁性 的纳米粒子具有类似指南针的功能,蜜蜂利用这种“ 罗盘”来确定其周围环境,利用在磁性纳米粒子中存 储的图像来判明方向。当蜜蜂采蜜归来时,实际上就 是把自己原来存储的图像和所见到的图像进行对比, 直到两个图像达到一致,由此来判断自己的蜂巢。利 用这种纳米磁性颗粒进行导航,蜜蜂可以完成数公里 的旅程。

纳米学基本理论

纳米学基本理论
• The energies of these levels En are then negative (i.e., the electrons are bound to the atom) and are proportional to 1/n2.
• 更复杂的原子模型必须考虑电子的波动性。每 个电子用波函数ψ来描述 ‫。 ׀‬ψ2 ‫ ׀‬表示电子在某 一点出现的可能性。
N(E), 对于能量低于E的状态数有
3
N'
V
3 2

2m 2
E2
lnN'3lnEcotnastsn 2
dN' 3 dE N' 2 E
• 状态密度为
NE dN3n
• σ :平行于键轴方向上原子轨道重叠
• Very simply a σ MO is formed from the overlap of AOs parallel to the bond axis,
• π :垂直于键轴方向上原子轨道重叠
• whereas a π MO results from the overlap of AOs perpendicular to the bond axis.
对于含有少量传导电子的纳米金属颗粒来说,低温 下能级的离散性会凸现出来。
热激发 kBT波及 范围
热运动能
能级间隔 ~kBT
自由电子气能量示意图
****
• §4.1 电子能级的不连续性
• 纳米粒子体积极小,所包含的原子物质的性质 加以说明,这种特殊的现象通常称之为体积效应。
宏观金属材料电子以能带的形式存在,《kBT。 服从费密-狄拉克统计
态密度
Au
宏观尺度的金属材料在高温条件下,其能 带可以看作是连续的。

关于纳米的知识资料

关于纳米的知识资料

关于纳米的知识资料嘿,朋友们!今天咱们来唠唠纳米这个超酷的东西。

纳米啊,就像是微观世界里的小精灵,小得超乎你的想象。

如果把一纳米比作一个小不点,那咱们平常看到的一粒沙子在它面前就像一座巨大无比的山峰,那差距简直比蚂蚁和大象之间还要夸张无数倍呢!纳米到底有多小呢?这么说吧,要是把一米的长度看作是从地球到月亮那么远,那纳米就是在这遥远距离里一粒灰尘大小的存在。

它就像那种超级神秘的小魔法粒子,隐藏在我们周围的一切事物之中。

纳米技术可不得了。

这就像是给科学家们一把超级微小的手术刀,他们能拿着这把“刀”在微观世界里搞各种大事情。

比如说,在医疗领域,纳米粒子就像一个个小小的快递员。

它们可以带着药物,直接精准地冲到生病的细胞面前,大喊一声:“嘿,病魔,我来收拾你啦!”然后把药物妥妥地送到,这可比那些在身体里乱逛的传统药物靠谱多了。

在材料科学里,纳米材料就像是拥有超能力的变形金刚。

普通的材料要是纳米化了,那性能就像开了挂一样。

就像本来是个普普通通只能慢慢走路的小蜗牛,一下子变成了能在微观世界里飞速奔跑的超级跑车。

比如说,纳米涂层让东西变得超级防水,水在上面就像热锅上的蚂蚁,根本站不住脚,只能骨碌碌地滚下去。

再看看纳米在电子设备里的表现。

那些纳米级的晶体管就像是微观世界里的超级舞者,它们在芯片这个舞台上欢快地跳着舞,用极小的空间展现出强大的计算能力。

要是没有它们,咱们现在那些超薄超酷的手机和平板电脑就只能是个梦想,说不定还得扛着个像大衣柜一样的电脑到处跑呢。

而且啊,纳米技术在环保方面也像个默默工作的小英雄。

它能像超级小滤网一样,把那些微小的污染物都抓住,就像小蜘蛛抓住小飞虫一样轻松。

让我们的环境变得更干净,空气更清新,就像给地球做了一场超级舒服的大扫除。

不过呢,纳米虽然小,但它的潜力就像一个永远挖不完的宝藏。

科学家们还在不断探索这个微观小世界,就像探险家在寻找神秘的魔法岛一样。

说不定在未来,纳米技术会给我们带来更多像科幻电影里一样酷炫的东西,什么能自动修复的衣服啦,吃一粒就能补充一天营养的纳米食物啦。

关于纳米 科普知识

关于纳米 科普知识

关于纳米科普知识《嘿,聊聊纳米那点事儿》咱今天来唠唠这纳米的科普知识哈。

你说这纳米,听着好像挺高深莫测的,但其实啊,就在咱生活里处处藏着呢。

先说说这纳米到底是啥玩意儿吧。

简单点说,纳米就是特别特别小的长度单位,小到啥程度呢?打个比方哈,一根头发丝的直径大概是5 万纳米,你就想想那得多小吧!这么小的东西,能干啥呢?嘿嘿,用处可大了去了。

你看咱家里用的那些不粘锅,好多就是因为涂了纳米涂层,所以才不粘的。

还有那些高级的防晒产品,也有纳米技术在里面呢,能更好地帮咱阻挡紫外线。

再比如说,有些衣服说自己防水防污,其实也是纳米在起作用呢!咱就说,这纳米是不是还挺神奇的?这纳米材料还特别厉害,它的性能和普通材料那可不一样。

就像同样是块铁,纳米级的铁说不定就能有好多普通铁没有的本领。

科学家们就在那研究啊,怎么让这些纳米材料为咱人类服务得更好。

想象一下,以后能有纳米机器人在咱身体里巡逻,一发现病菌啥的就给干掉,那多牛啊!我记得我第一次听说纳米的时候,还心想:“这是啥高科技,咱也不懂啊。

”后来慢慢了解才发现,原来这高科技也没那么遥不可及。

就好像咱普通人接触的好多东西都已经有纳米技术的影子了,只是咱不知道而已。

不过呢,这纳米技术也不是完美的。

比如说生产纳米材料可能会对环境有影响啦,还有这纳米产品有时候价格也不便宜呢。

但是咱不能因为这些小问题就否定纳米技术呀,毕竟它给咱带来的好处还是很多的。

总之呢,纳米技术就像一个隐藏在生活中的小魔术,给咱带来惊喜的同时,也让咱对未来充满了期待。

咱就等着看,这小小的纳米还能给咱的生活变出多少花样来!说不定哪天咱家里的啥东西都跟纳米沾边了,到时候咱就能真正享受到纳米科技的便利啦!你说呢?。

关于纳米的科普

关于纳米的科普

关于纳米的科普嘿,你可知道纳米呀!纳米这玩意儿,就像是一个小小的魔法世界。

咱先来说说纳米有多小吧。

你想想啊,一根头发丝儿就已经够细的了吧,可纳米比头发丝儿还要小得多得多呢!就好像一只小蚂蚁站在大象旁边,那差距简直没法比。

要是把一个东西用纳米技术来处理,那可就变得特别神奇啦!比如说纳米材料吧,那可不得了。

它的性能啊,跟普通材料比起来,就像是孙悟空和普通猴子的区别。

强度高得吓人,就像钢铁侠的盔甲一样坚固;又或者是有特别厉害的导电性,就跟电线似的能让电流顺畅通过。

你说神奇不神奇?纳米技术在我们生活中也有好多用处呢。

就拿医疗来说吧,以后说不定就能用纳米机器人在我们身体里巡逻,发现病毒啥的就直接给消灭掉,那可比吃药打针厉害多了。

这就好比身体里有了一群小卫士,时刻保护着我们的健康。

再看看电子产品,纳米技术能让那些小玩意儿变得更小巧、更强大。

手机啊、电脑啊,会变得更加轻便好用。

这就像是给电子产品施了魔法,让它们变得更酷更厉害。

哎呀,你说这纳米技术是不是很牛?它就像一个隐藏在科技世界里的秘密武器,一点点地改变着我们的生活。

那未来,纳米技术还会给我们带来多少惊喜呢?会不会有能飞的纳米汽车,或者可以自动做饭的纳米厨具呢?真的很难想象啊!你可别小瞧这小小的纳米,它蕴含的能量可是巨大无比的。

就好像一颗小小的种子,能长成参天大树一样。

纳米技术现在已经在很多领域崭露头角了,以后肯定会发挥更大的作用。

我们生活在这个充满科技的时代,纳米就是其中一颗闪耀的星星。

我们应该好好去了解它、利用它,让它为我们的生活增添更多的精彩。

难道不是吗?所以啊,让我们一起期待纳米技术给我们带来更多的奇迹吧!。

(四年级)四年级《纳米技术就在我们身边》知识点总结

(四年级)四年级《纳米技术就在我们身边》知识点总结

四年级纳米技术就在我们身边知识点总结这是一篇介绍纳米、纳米技术的科普说明文,说明思路清晰,逻辑性强。

以大胆的想象,通俗易懂的语言,向我们介绍了纳米技术的神奇,展示了纳米技术在应用上的美妙前景。

这里给大家分享一些四年级纳米技术就在我们身边知识点,欢送阅读!四年级纳米技术就在我们身边原文纳米技术是20世纪90年代兴起的高新技术。

如果说20世纪是微米的世纪,21世纪必将是纳米的世纪。

什么是纳米技术呢这得从纳米说起。

纳米是非常非常小的长度单位,1纳米等于10亿分之一米。

如果把直径为1纳米的小球放到乒乓球上,相当于把乒乓球放在地球上,可见纳米有多么小。

纳米技术的研究对象一般在1纳米到100纳米之间,不仅肉眼根本看不见,就是普通的光学显微镜也无能为力。

这种小小的物质拥有许多新奇的特性,纳米技术就是研究并利用这些特性造福于人类的一门学问。

纳米技术就在我们身边。

冰箱里面用到一种纳米涂层,具有杀菌和除臭功能,能够使食物保质期和蔬菜保鲜期更长。

有一种叫作“碳纳米管〞的神奇材料,比钢铁结实百倍,而且非常轻,将来我们有可能坐上“碳纳米管天梯〞到太空旅行。

在最先进的隐形战机上,用到一种纳米吸波材料,能够把探测雷达波吸收掉,所以雷达根本看不见它。

纳米技术可以让人们更加健康。

癌症很可怕,但如果在只有几个癌细胞的时候就能够发现的话,死亡率会大大降低。

利用极其灵敏的纳米检测技术,可以实现疾病的早期检测与预防。

未来的纳米机器人,甚至可以通过血管直达病灶,杀死癌细胞。

生病的时候,需要吃药。

现在吃一次药最多管一两天,未来的纳米缓释技术,能够让药物效力缓慢地释放出来,服一次药可以管一周,甚至一个月。

纳米技术将给人类的生活带来深刻的变化。

在不远的将来,我们的衣食住行都会有纳米技术的影子。

四年级纳米技术就在我们身边知识点我会写:纳:纳米接纳容纳吐故纳新拥:拥有拥抱拥挤蜂拥而至箱:冰箱信箱邮箱箱子臭:除臭臭气臭味遗臭万年蔬:蔬菜果蔬时蔬瓜果菜蔬碳:低碳碳酸二氧化碳钢:钢铁钢笔钢琴百炼成钢隐:隐蔽隐藏隐患假设隐假设现健:健康强健健身健忘康:健康康乐小康康庄大道胞:细胞胞衣胞兄侨胞同胞疾:疾病顽疾疾驰疾恶如仇防:预防防御国防防微杜渐灶:灶台灶王病灶另起炉灶需:需要必需军需各取所需书写指导:“臭〞上下结构,上面是个“自〞下面是个“犬〞,不要少写“自〞里的一横和“犬〞上的一点。

纳米的科技术语的理解

纳米的科技术语的理解

纳米的科技术语的理解
1.纳米颗粒:直径在1到100纳米之间的微小颗粒,具有大比表面积、高反应活性和特殊的物理化学性质。

2. 纳米材料:具有至少一维尺寸在纳米尺度范围内的材料,例如纳米管、纳米线、纳米片等。

3. 纳米电子学:利用纳米尺度的材料和器件来研究和制造电子元件和电路,以实现更高的性能和更小的体积。

4. 纳米生物技术:利用纳米尺度的技术和材料来研究和应用生物过程和生物系统,例如纳米传感器、纳米药物等。

5. 纳米光学:利用纳米尺度的材料和结构来研究和应用光学现象,例如纳米光学材料、纳米光学器件等。

6. 纳米加工技术:利用纳米尺度的加工技术来制造纳米尺度的物体和结构,例如纳米压印、纳米刻蚀、纳米自组装等。

纳米科技的发展正在深刻地改变着我们的生活和未来。

随着纳米科技的不断进步和应用,我们有理由相信,它将为人类创造更加美好和繁荣的未来。

- 1 -。

纳米的科学术语

纳米的科学术语

纳米的科学术语
纳米科学是量子力学和纳米技术的交叉学科,研究物质的属性和行为在尺寸为纳米(10^-9米)级别下的变化。

以下是纳米科学中常用的一些术语:
1. 纳米粒子:直径在1到100纳米之间的颗粒。

2. 纳米材料:由纳米粒子组成的材料,具有特殊的物理、化学和机械性质。

3. 纳米技术:利用纳米尺度下的物理、化学和生物学原理来制造和控制物质的技术。

4. 纳米电子学:利用纳米尺度下的材料和结构来设计和制造电子器件的学科。

5. 纳米生物学:研究生物体内的纳米结构和纳米材料的应用,如纳米药物和纳米传感器。

6. 纳米光学:研究纳米尺度下的光学现象和纳米材料的光学性质。

7. 纳米机器人:利用纳米技术制造的机器人,可以进行微小的操作、检测和修复等任务。

8. 纳米电池:利用纳米材料制造的电池,具有高能量密度、长寿命和高效率等特点。

9. 纳米传感器:利用纳米材料和结构来检测、监测和识别不同的物质和现象。

10. 纳米晶体:由几千个原子组成的晶体,具有特殊的光学、电
学和磁学性质。

科学探究课中的纳米科技入门介绍

科学探究课中的纳米科技入门介绍

科学探究课中的纳米科技入门介绍在当今科技飞速发展的时代,纳米科技无疑是一颗璀璨的明星。

当我们在科学探究课中接触到纳米科技时,就仿佛打开了一扇通往微观世界的神奇大门。

那么,什么是纳米科技?它又有着怎样令人惊叹的应用和潜力呢?让我们一起来揭开纳米科技的神秘面纱。

纳米,是一个极小的长度单位,一纳米等于十亿分之一米。

想象一下,一根头发丝的直径大约是 6 万到 8 万纳米,而一个红细胞的直径约为7000 纳米。

在这样微小的尺度下,物质的性质会发生奇妙的变化。

纳米科技就是在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性来创造新材料、新器件和新系统的一门交叉学科。

它涵盖了物理学、化学、生物学、材料科学等多个领域,是一门极具综合性和创新性的科学。

在纳米尺度下,物质的表面积与体积之比会大大增加。

这意味着表面效应变得非常显著,物质的化学活性、催化性能等都会发生巨大改变。

例如,纳米级的金属颗粒具有更高的催化活性,可以加速化学反应的进行。

同时,量子效应也开始发挥作用。

在纳米尺度下,电子的能量状态变得离散化,这会影响物质的电学、光学等性质。

比如,纳米级的半导体材料会表现出独特的发光特性。

纳米科技的应用广泛而多样。

在医疗领域,纳米药物载体可以更精准地将药物输送到病变部位,提高治疗效果,减少副作用。

纳米机器人甚至有可能在未来进入人体,直接对病变细胞进行修复和治疗。

在材料科学方面,纳米材料具有高强度、高韧性、超疏水等优异性能。

纳米陶瓷比传统陶瓷更加坚韧耐用,纳米涂料可以使物体表面具有自清洁功能。

电子信息领域也是纳米科技大显身手的地方。

纳米级的芯片可以实现更高的集成度和更快的运算速度,推动电子设备不断向着更小、更强大的方向发展。

然而,纳米科技的发展也并非一帆风顺。

在研究和应用过程中,我们面临着许多挑战。

首先是纳米材料的制备和控制。

要在纳米尺度上精确地合成和调控材料的结构和性能并非易事,需要先进的技术和设备。

其次,纳米材料的安全性问题也引起了人们的关注。

纳米技术科普知识

纳米技术科普知识

纳米技术科普知识
哎哟,各位看官,今儿咱来摆摆龙门阵,聊聊这个高科技的纳米技术。

别听着纳米就觉得高大上,其实啊,它跟咱们生活还挺近的呢。

首先说说纳米是啥玩意儿。

纳米啊,就是个长度单位,跟咱们平常说的厘米、毫米差不多,就是更小了点儿,1纳米就是10的负9次方米,嗯,就是那么小。

纳米技术呢,就是在这么小的尺度上搞研究、搞应用的技术。

咱们四川这边的人,都晓得个道理,就是小处见大。

纳米技术就是这个道理,别看它尺度小,但作用可大了去了。

就像咱们四川的火锅,辣椒花椒虽小,但凑在一起就能煮出让人回味无穷的火锅。

再说说贵州那边,贵州的山山水水都特别美,这就跟纳米技术有点像。

纳米技术能在微观世界里搞出很多新花样,就像贵州的山水,虽然看起来平平无奇,但仔细一瞧,哎呀,美不胜收啊。

陕西的老少爷们儿,都知道兵马俑的威名。

那兵马俑,每一个都精雕细琢,跟纳米技术一样精细。

纳米技术就是能在这么小的尺度上,把材料做得跟兵马俑一样精细,你说厉害不厉害?
还有咱们北京的老大哥们儿,都讲究个实在。

纳米技术也是一样,它不只是个花架子,它真真切切地能改善咱们的生活。

比如说,在医疗上,纳米技术能帮忙治疗癌症;在环保上,它能帮忙净化水源;在科技上,它还能帮忙制造更先进的电子设备。

所以啊,别看纳米技术听起来高大上,其实它跟咱们生活息息相关。

咱们得好好了解它,让它更好地服务于咱们的生活。

这就是今儿个咱要摆的龙门阵,希望大家喜欢,别忘了给咱点个赞,下回再见!。

关于纳米的知识

关于纳米的知识

关于纳米的知识
什么是纳米?
纳米(nm)是长度单位,一纳米等于十亿分之一米。

纳米技术是研究由尺寸在0.1至100纳米之间的物质组成的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。

纳米技术的起源
纳米技术的概念起源于物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)在1959年的一次演讲中,他描述了科学家能够操纵和控制单个原子和分子的过程。

1981年,随着扫描隧道显微镜(STM)的发展,现代纳米科技开始出现。

纳米技术的应用
纳米技术的应用范围非常广泛,包括但不限于以下几个领域:
材料科学:纳米材料具有特殊的物理和化学性质,如更高的强度、更轻的重量和更大的化学反应性。

生物医学:纳米技术在药物递送、疾病诊断和治疗等方面有重要应用。

电子技术:纳米电子器件可以实现更小、更快、更节能的电子产品。

环境保护:纳米技术在水处理、空气净化等方面也有广泛应用。

纳米材料
纳米材料是指在纳米尺度上具有特殊性能的材料,如纳米纤维、纳米颗粒等。

这些材料在纳米尺度上表现出与宏观材料不同的特性,如导电性、磁性等。

纳米知识点高一

纳米知识点高一

纳米知识点高一纳米科学是现代科学与技术的新兴交叉学科之一,研究对象是介于原子和宏观物质之间的纳米级物质。

纳米尺度下的物质表现出与宏观物质不同的性质和行为,具有独特的电子、光学、力学、热学等特性,因此纳米科学引发了人们对新材料、新技术的广泛关注。

高一阶段是学生开始接触纳米知识的时候,本文将介绍纳米知识的基本概念、应用领域以及一些有趣的案例,以引发学生对纳米科学的兴趣和好奇心。

1. 纳米的概念与历史纳米是一个长度单位,表示一米的十亿分之一。

纳米科学的发展源于人类对物质结构和性质的追求。

1959年,著名物理学家理查德·费曼在一次演讲中首次提出了“有趣的事情发生在非常小的尺度上”这个思想。

随着科学仪器的进步和技术的发展,纳米科学逐渐成为一个独立的学科。

2. 纳米材料的制备与性质纳米材料是物质在纳米尺度下的集合体,具有独特的物理、化学和生物性质。

制备纳米材料的方法有物理法、化学法和生物法等。

常见的纳米材料包括纳米颗粒、纳米管、纳米片、纳米线等。

纳米材料因其特殊的尺寸效应、表面效应和量子效应,具有改变物质性质的能力,广泛应用于材料科学、能源、医药、电子等领域。

3. 纳米技术的应用领域纳米技术已经在众多领域展现出巨大的应用潜力。

在材料科学领域,纳米技术被用于制备高性能材料,改善材料的强度、导电性、磁性等。

在能源领域,纳米技术可以提高太阳能电池的光电转化效率,制备高效的储能材料。

在医药领域,纳米技术可以制备靶向输送药物的纳米载体,提高药物的治疗效果。

此外,纳米技术还在环境保护、电子器件等领域展现出广阔的应用前景。

4. 纳米科学的创新与挑战纳米科学作为一门交叉学科,面临着许多科学、技术和伦理等方面的挑战。

首先,纳米材料的制备和表征技术需要不断创新和发展。

其次,纳米材料的安全性和环境影响需要引起重视和研究。

此外,纳米科学还需要与其他学科的知识进行融合,促进纳米技术在更广泛领域的应用。

5. 纳米科学的奇妙案例在纳米科学领域,有许多令人惊叹的案例。

纳米 科学术语

纳米 科学术语

纳米科学术语
纳米科学术语是指用于描述和研究纳米领域的专业术语,这些术语常常涉及到纳米材料、纳米技术、纳米医学等方面。

以下是一些常见的纳米科学术语:
1. 纳米颗粒:具有纳米级尺寸的微粒子,其大小通常在1到100纳米之间。

2. 纳米技术:利用纳米级材料和技术来制造和控制物质的过程,可应用于各种领域,如电子、医药、环境等。

3. 纳米材料:指在至少一个维度上具有纳米级尺寸的材料,如纳米管、纳米颗粒、纳米线等。

4. 纳米医学:利用纳米技术和纳米材料来治疗和预防疾病,如纳米药物、纳米传感器等。

5. 纳米电子学:研究在纳米尺度下的电子学现象,如纳米电路、纳米器件等。

6. 纳米加工:利用纳米技术和纳米材料来制造微小的器件、结构和模板,如纳米印刷、纳米雕刻等。

7. 纳米生物学:研究在纳米尺度下的生物学现象,如纳米生物传感器、纳米孔等。

8. 纳米光学:研究在纳米尺度下的光学现象,如纳米结构光学、纳米光学器件等。

9. 纳米模拟:利用计算机模拟和建模技术来研究和预测纳米材料和纳米结构的性质和行为。

10. 纳米安全性:研究纳米材料的毒性、环境影响和安全性问题。

纳米知识点与问题详解

纳米知识点与问题详解

第一章1、纳米科学技术概念纳米科学技术是研究在千万分之一米(10–7)到十亿分之一米(10–9米),原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学;同时在这一尺度围对原子、分子等进行操纵和加工的技术,又称为纳米技术。

2、纳米材料的定义把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料。

即三维空间中至少有一维尺寸小于100 nm的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料。

“功能”概念,即“量子尺寸效应”。

3、纳米材料五个类(维度)0维材料,1维材料,2维材料,体相纳米材料,纳米孔材料4、0、1、2维材料定义、例子0维材料—尺寸为纳米级(100 nm)以下的颗粒状物质。

富勒烯、胶体微粒、半导体量子点1维材料—线径为1—100 nm的纤维(管)。

纳米线、纳米棒、纳米管、纳米丝2维材料—厚度为1 —100 nm的薄膜。

薄片、材料表面相当薄的单层或多层膜5、纳米材料与传统材料的主要差别尺寸:第一、这种材料至少有一个方向是在纳米的数量级上。

比如说纳米尺度的颗粒,或者是分子膜的厚度在纳米尺度围。

性能:第二、由于量子效应、界面效应、表面效应等,使材料在物理和化学上表现出奇异现象。

比如物体的强度、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。

6、金属纳米粒子随粒径的减小,能级间隔增大7、与块体材料相比,半导体纳米团簇的带隙展宽,展宽量与颗粒尺寸成反比8、纳米材料的四大基本效应尺寸效应,介电限域效应,表(界)面效应,量子效应9、什么是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;纳米半导体颗粒存在不连续的最高被占据分子轨道(HOMO)和最低未被占据分子轨道能级(LUMO),能隙变宽的现象,均称为量子尺寸效应。

10、什么是小尺寸效应当超细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;非晶态纳米颗粒的颗粒表面层附近原子密度减小,导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的小尺寸效应。

纳米的相关知识及应用领域

纳米的相关知识及应用领域

纳米的相关知识及应用领域纳米科学是研究和应用于纳米尺度材料的科学领域,其中纳米尺寸的材料具有特殊的物理、化学和生物学性质。

纳米尺度通常被定义为1到100纳米之间的范围。

在这个尺度上,材料的物理、化学和生物学性质与宏观尺度下的材料有很大的不同,这使得纳米科学具有广泛的应用前景。

以下是纳米的一些相关知识和应用领域的简要介绍。

纳米材料:纳米材料是指至少在一个维度上的尺寸小于100纳米的材料。

纳米材料可以分为纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜等。

由于其小尺寸效应和量子效应的影响,纳米材料具有优异的光学、电学、磁学、力学和化学性质。

例如,纳米颗粒的表面积大大增加,使得催化剂的活性增强;纳米线的导电性能出色,可用于制造高性能电子器件。

纳米技术:纳米技术是控制和制造纳米材料的技术。

通过纳米技术,可以精确地操纵材料的结构和功能,实现特定的性能和性质。

纳米技术包括纳米制备、纳米测量、纳米加工和纳米尺度的表面修饰等。

例如,纳米制备技术可以制备纳米颗粒、纳米线等纳米材料;纳米加工技术可以实现纳米尺度的加工和纳米器件的制造。

纳米电子学:纳米电子学是利用纳米材料和纳米技术研究和制造电子器件的学科。

纳米电子器件具有尺寸小、速度快、功耗低等特点。

通过纳米技术,可以制造出尺寸小于100纳米的晶体管、传感器、存储器等纳米电子器件。

纳米电子学的研究和应用领域包括新型显示器、高密度存储器、灵敏传感器等。

纳米药物:纳米药物是利用纳米材料和纳米技术研究和制造药物的学科。

通过纳米技术,可以将药物包裹在纳米颗粒或纳米载体中,以提高药物的传输、释放和治疗效果。

纳米药物具有高度靶向性、低剂量和减少副作用等优点,已经在肿瘤治疗、药物输送等方面取得了重要的应用进展。

纳米药物的研究和应用领域还包括靶向药物输送、控释技术、药物抗性等。

纳米能源:纳米能源是利用纳米材料和纳米技术提高能源的产生、转换和利用效率的学科。

通过纳米技术,可以制备纳米尺度的能源材料和器件。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

白话纳米学
中国科学技术大学纳米学院李景伟
有人说在这个世界上最珍贵的东西都是最朴素的,就像空气、阳光、水,人类一分一秒也离不开,但是芸芸众生却能免费享用。

对于科学,我想说最尖端的往往是最简单的,比如纳米学,这个名词一出现就被冠以高科技、尖端技术名号,披上了神奇的外衣。

殊不知,中国古代甚至远古时代用到的陶瓷烧结技术就是纳米技术。

还有,考古过程中
出土的秦剑、越王剑等古代
兵器中科学家门发现青铜剑
表面有一层致密的铬盐氧化
层,这正是这些神兵利器历
经千年不腐不蠹的原因。


盐氧化技术是一项先进的科
学工艺,属于纳米技术的范
畴,但是中国劳动人民却在
2000多年前已经开始使
用。

认识事物应该从简单思考开始,烧水的孩子发明了蒸汽机、数星星的孩子开启了天文学,最了不起的事物总是被人用最天真的眼睛发现。

人类在上千年的封建文明里裹足不前,近代科技却在几百年中突飞猛进。

主要原因就是人类不再把自然界的事物神化,不再把事物的关系归于复杂“高深”的玄学,而是把事物看成可知的,从简单的角度一步步认识它们。

对于纳米学也一样,普通人不应该神化纳米学或者夸大它的复杂性,而应该从简单的角度开始,然后才能深入了解。

下面我想用最白话、最市井语言谈谈我对纳米学中一些纳米特性的认识,可能不准确,但毕竟是认识的开始。

1、厨房中的纳米学
纳米像厘米、千米一样是长度单位,国际上用nm表示,1nm=10-9m,在此尺度上物质都可以称为纳米材料,在此尺度上进行的一切科学研究和操作都
可以被称作纳米科学或纳米技术。

这样说来我们平时烧菜的锅里每天都在进行着纳米尺度上的化学反应或者是有机提取,我们在锅里放上食醋放上料酒,加热之后生成有芳香气味的酯类,这里面涉及到了醇和有机酸的反应。

我们还可以用生姜、大葱去除腥味(这利用了一些酮类物质易挥发的特性);用八角、胡椒、辣椒等增加食物口感(加热过程中这些佐料中的有机分子会溶入到油中)。

可见,一个好的家庭主妇,之所以能够烹饪出色香味俱全的佳肴,是因为她在不知不觉中竟如此精妙的控制了众多纳米分子之间的碰撞。

2、黑色的秘密
众所周知,金属都有自己特殊的色泽,比如黄金、白银、青铜,但是一旦加工到纳米量级,这些金属粉末的颜色却全
部都是黑色的。

首先,我们看到的金属的颜
色是由于光源打到金属的表面,未被吸收的
那部分反射回来进入我们的眼睛呈现出来
的。

就像是不同颜色的豆子打到筛板上一样
(如右图所示),不能透过筛板的就被弹回
来,那粒豆子的颜色就是我们能看到的颜色。

但是如果把金属加工成纳米粉末,颗粒的直径都在纳米量级上,这与可见光的波长几乎处在同一个量级,光波很容易直接通过颗粒间隙或间接衍射进入粉末内部,这样就不会有任何的光子被反射回来(这个可以到建筑工地上用小石子砸石板,然后用小石子砸石子堆验证一下),我们也就看不到任何颜色所以,所以纳米粉末也就只能呈现出黑色。

试想一下,既然光照是一种能量,而纳米粉末却能把光能固定起来,如果人类能够加以利用,这不就是一种很神奇的能源吗?目前人们至少可以把这种在光照下获得的能量在黑暗中慢慢释放出来,这就是美丽的荧光材料。

再试想一下,除了光波以外,电磁波、声波的波长也处在纳米量级上,如果把我们的材料加工成纳米涂料,涂在居民建筑上是不是可以消除恼人的噪声?如果涂在我们的战机上是不是可以让我们的飞机从敌人的眼中“消失”?未来我们的发电站是不是可以通过电磁波把电能输送到千家万户用纳米电容器固定起来供居民使用,把纵横交错的电线从天空中抹去?
3、永不褪色的霓虹
纳米金即指金的微小颗粒,其直径在1~100nm,之所以选择金是因为金是惰性很高的金属,要知道在纳米量级上,金属最大程度的暴露在环境中,其他金属难免因氧化而变得不稳定。

纳米金在溶液中其颜色依直径大小而呈红色至紫色,颗粒越小俘获光子的能力就越强,溶液颜色也就越暗。

我们可以控制金颗粒的大小来使溶液显示不同的颜色。

既然金是非常稳定的金属,那么有它所呈现出的颜色一定是光彩亮丽,而又永不褪色的,用它做成的染料一定能在现实世界中绽放出异样的光彩。

4、宝石外衣
上面我们提到纳米颗粒由于相对表面积非常大,所以极易被氧化,比如铝,我们都知道铝是非常活泼的金属,自然界中都没有单晶铝的存在,以致于到了拿破仑时代科学家才从实验室中获得它,拿破仑甚至用铝星换下了他战旗上的银星,直到电解冶金普及以后它才进入了寻常百姓家。

但是我们在生活中看到的铝都是亮晶晶的似乎没有想象的那么容易氧化。

其实,由于铝制器皿极易被氧化在它的表层早就因氧化而覆盖上了一层氧化铝薄膜,恰恰是这层薄膜阻止了铝制品的继续氧化。

我们知道氧化铝、氧化钛等氧化物是自然界中宝石的主要成分,那么,如果用纳米技术在我们使用的工具表面上镀一层金属氧化层,那它岂不是具有了宝石的品质?
5、刺客一样的药物
是药三分毒,普通药进入机体以后物就像一群
亡命的士兵,有时候枉杀一千个平民(正常细胞)
才能杀死一个敌人(病原体或病变细胞),对机体
造成很大损伤;有时候药物因缺乏掩护还未到达病
灶就被机体免疫系统或消化系统消灭在路上,兵力
和战斗力(药量药效)大打折扣。

而纳米药物,是在细胞甚至在分子水平上对药
物进行修饰,一方面让它更了解自己的敌人,另一
方面让它更好的保护自己,真正做到像刺客一样于万军丛中取上将首级。

6、吹毛利刃
纳米刀具之所以锋利而且清洁是因为它是纳米颗粒聚集在一起,再经重新烧结,天衣无缝的结合在一起的,刀刃是致密的,导体上也不存在藏污纳垢的微小凹槽,而普通刀具上的空隙或瑕疵通常是毫米级的,这与纳米级的缝隙相比,何止百万倍的差距,恐怕将传统刀具比作旧石器也毫不为过。

7、纳米——变的不只是尺寸
风吹石头,石头还是石头,搬起来照样砸死人,如果石头变成沙子,风再吹,就变成了沙尘暴,却再也砸不死人。

普通的物体一旦变成纳米量级的颗粒以后,原本看上去微不足道的影响却却变得非常明显,比如静电力、磁力、万有引力、光照、共振、缓慢氧化……,而那些原本主要的影响却神奇的消失了,比如重力。

所以,对于纳米学我们普通人要从简单的角度去理解,科学家却不能用老的眼光去看。

相关文档
最新文档