纳米科技概论期末试卷
纳米材料科学与技术期末考试题答案
催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂
提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究,是未来催化剂科学不可忽视的重
要研究课题。很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。
(1)零维纳米材料(量子点):空间三个维度上尺寸均为纳米尺度(载流子在三维方向上的
运动都受到限制)——纳米颗粒、原子团簇(富勒烯)
由于电子在三个维度上的运动都受到限制,在k空间中只能存在离散的态(kx, ky, kz),相
当于倒空间中的一个点。最终能带变成类似原子的能态,仅仅存在离散的能级。
与体材料相比,量子点的带隙明显变宽,能量呈现量子化,电子态向高能方向移动。
形成隧道电流。
隧道电流对针尖与样品间的距离十分敏感。若控制隧道电流不变,则探针在垂直于样品
方向上的高度变化就能反映样品表面的起伏。因为隧道电流对针尖与样品间的距离十分敏
感。若控制针尖高度不变,通过隧道电流的变化可 得到表面电子态密度的分布。
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北京大学工学院课程试卷
8. 你觉得纳米材料最有可能在哪个领域获得应用?或举例你看到的纳米材料的应用实例?
TiO2 对紫外光几乎不吸收。这些纳米氧化物对紫外光的吸收主要来源于它们的半导体性质,
即在紫外光照射下,电子被激发,由价带向导带跃迁引起的紫外光吸收。
(2)蓝移和红移现象
蓝移:与大块材料相比,纳米微粒的吸收带普遍存在“蓝移”现象,即吸收带移向短波长方向。
红移: 在一些情况下,粒径减小至纳米级时光吸收带相对粗晶材料呈现“红移”现象。即吸收
7. 什么是量子隧道效应?扫描隧道显微镜的隧道结是怎么形成的?
《纳米科学与技术导论》复习题(第一版)
《纳米科学与技术导论》复习题(第一版)1、纳米材料有哪些危害性?答:纳米技术对生物的危害性:1)在常态下对动植物体友好的金,在纳米态下则有剧毒;2)小于100nm的物质进入动物体内后,会在大脑和中枢神经富集,从而影响动物的正常生存;3)纳米微粒可以穿过人体皮肤,直接破坏人体的组织及血液循环。
纳米技术对环境的危害性:美国研究人员证明,足球烯分子会限制土壤细菌的生长,而巴基球则对鱼类有毒,这说明纳米技术对生态平衡和生态安全都有一定的破坏性。
2、什么是纳米材料、纳米结构?答:纳米材料:纳米级结构材料简称为纳米材料(nano material),是指其结构单元的尺寸介于1纳米~100纳米范围之间。
纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。
纳米结构:以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系。
3、什么是纳米科技?答:纳米科技是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工。
4、什么是纳米技术的科学意义?答:纳米尺度下的物质世界及其特性,是人类较为陌生的领域,也是一片新的研究疆土。
在宏观和微观的理论充分完善之后,再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现,这也是新技术发展的源头;纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现,我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的学科领域。
而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的,在这一尺度下,充满了原始创新的机会。
因此,对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题,科学家有着极大的好奇心和探索欲望。
5、纳米材料有哪4种维度?举例说明。
答:零维:团簇、量子点、纳米粒子一维:纳米线、量子线、纳米管、纳米棒二维:纳米带、二维电子器件、超薄膜、多层膜、晶体格三维:纳米块体6、请叙述什么是小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应、库伦堵塞效应。
《纳米科学与技术导论》复习题(第二版)
《纳米科学与技术导论》复习题(第二版)1、什么是纳米材料?结构材料?答:纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度水平,并且具有特殊性能的材料。
其主要类型为:纳米颗粒与粉体、碳纳米管和一维纳米材料、纳米薄膜、纳米块材。
纳米结构2、什么是纳米科技?答:纳米科技是指在纳米尺度(1~100nm之间)上研究物质组成体系的运动规律和相互作用,以及在应用中实现特有功能和智能作用的多学科交叉的科学和技术。
3、纳米技术的科学意义。
答:<1>纳米科技将促使人类认知的革命。
<2>纳米科技将引发一场新的工业革命。
<3>纳米科技将影响未来人类的生活方式和思维方式。
4、纳米材料有哪4种维度?举例说明。
答:纳米块体(三维纳米材料)、纳米薄膜(二维纳米材料)、纳米线(一维纳米材料)、量子点(O维纳米材料)。
5、随颗粒的直径的减小,材料的熔点有什么改变?原因是什么?纳米材料的稳定性有什么改变?答:下降。
原因:由于颗粒小,纳米微粒的表面能高,表面原子数多。
这些表面原子近邻配位不全,火星大,纳米粒子融化时所需增加内能小,致熔点急剧下降。
热稳定性变差。
6、电子在纳米材料中的传播特点是什么?答:晶界存在使电子的散射增加,晶界原子更混乱,导致界面热垒升高,电阻增加。
7、什么是巨电导振荡?答:现象描述:用脉冲激光照射微米或毫米金属丝,没有电导变化。
用脉冲激光照射金属丝的纳米窄收缩处,因热效应使收缩处的直径发生变化,从而引起电导的强烈振荡。
8、激子定义是什么?答:电子和空隙通过库伦相互作用力而束缚在一起,形成的电子——空隙对。
9、什么是超顺磁性?答:纳米微粒尺寸小到一定临界值时进入超顺磁状态。
粒子的磁化方向表现为磁的“布朗运动”,粒子集合体的总磁化强度为零,称为超顺磁性。
10、名词解释STM、AFM、SEM、XRF、TEMSTM:扫描隧道显微镜AFM:原子力显微镜XRF:X射线荧光分析SEM:扫描电子显微镜TEM:透射电子显微镜11、简述STM和AFM工作原理及对纳米技术的影响。
纳米技术期末试题及答案
纳米技术期末试题及答案一、选择题1. 下列哪个选项描述了纳米技术的特点?a) 利用微观尺度材料的特性和行为;b) 利用纳米级制造工艺制造器件;c) 利用高分辨率显微镜观察微小物体;d) 利用计算机模拟纳米级材料的行为。
答案:a) 利用微观尺度材料的特性和行为;2. 纳米技术的应用领域包括以下哪些方面?a) 医疗保健;b) 环境治理;c) 电子设备;d) 灭火器材。
答案:a) 医疗保健;b) 环境治理;c) 电子设备;3. 纳米颗粒的特点是:a) 直径在1-100纳米之间;b) 可以裹挟其他物质进入细胞;c) 不会和细胞发生相互作用;d) 只能应用在制造业领域。
答案:a) 直径在1-100纳米之间;b) 可以裹挟其他物质进入细胞;4. 下列哪个选项描述了纳米技术与传统技术的区别?a) 纳米技术更安全;b) 纳米技术更经济;c) 纳米技术更高效;d) 纳米技术更环保。
答案:c) 纳米技术更高效;5. 纳米材料的优越性体现在哪些方面?a) 机械强度更高;b) 光学性质更佳;c) 磁性能更强;d) 电导率更大。
答案:a) 机械强度更高;b) 光学性质更佳;c) 磁性能更强;d) 电导率更大;二、简答题1. 纳米技术在医疗保健领域的应用有哪些?请简要介绍一种应用,并说明其优势。
答案:纳米技术在医疗保健领域的应用包括药物传递、肿瘤治疗、生物传感器等。
以药物传递为例,纳米材料可以作为药物的载体,通过调整纳米材料的性质,如尺寸、表面性质等,可以实现药物的进一步优化,提高药物的溶解性和生物利用度。
此外,纳米粒子还可以定向输送药物到靶位点,减轻药物对正常组织的损伤,提高治疗效果。
优势:纳米药物传递系统具有高度选择性和生物相容性,可以提高药物的吸收率和药物靶向性,减少给药剂量和副作用,提高患者的生活质量。
2. 简要介绍纳米材料在环境治理中的应用。
答案:纳米材料在环境治理中具有广泛的应用,包括重金属污染治理、水处理和空气净化等方面。
纳米科技概论期末试卷精编版
选择题6题18分,填空题6题24分,名词解释或问答3题18分,简答题2题20分,论述题1题20分一、选择题1、纳米(nm)是一个长度单位,它等于10-9米2、光学显微镜分辨率约为200纳米(nm)3、属于准一维纳米材料的是碳纳米管4、扫描隧道显微镜和原子力显微镜的英文缩写为STM和AFM5、DNA螺旋结构的横向尺寸约为1-3nm6、纳米粒子粒径从100nm减小至1nm,其表面原子占粒子中原子总数比例将增大7、平均粒径为40nm的铜粒子的熔点与同一种固体材料的熔点相比降低了300℃左右8、DNA的直径约2nm左右,SARS病毒约60--120nm,艾滋(AIDS)病毒约100nm9、属于液相制备方法的是溶胶-凝胶法(Sol-gel)10、一个C60分子的结构是由12个五边形和20个六边形组成的球体二、填空题1、最早明确提出纳米尺度上科学和技术问题的是理查德·费曼2、纳米科学技术(NST)的英文全称为:Nano-science and technology3、当纳米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粒子能隙的调制现象,均被称为量子尺寸效应4、为制造具有特定功能的纳米产品,其技术路线可分为“自上而下”和“自下而上”两种方案。
其中“自下而上”是指以原子、分子为基本单位,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器件或产品的方式5、纳米结构自组装体系英文全称为Nanostructured Self-assembling system6、从学科角度层面上划分,纳米科学技术主要包括纳米(体系)物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工与测量学、纳米力学等7个既相对独立又相互渗透的学科7、碳材料有非晶碳(无定形碳)和晶态碳材料之分。
其中晶态碳材料包括石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管;其中C-60的发现开创了碳科学的新领域,同时,三位科学家也因此分享了1996年诺贝尔化学奖8、宏观尺度的下限是肉眼所能分辨的最小尺寸,而微观尺度的上限约为原子分子的大小,即0.1nm左右9、国家纳米技术(推进)计划,英文全称为National Nanotechnolgy Initiative10、纳米生物材料工程主要集中在6个方面,即生物分子操作和组装、可控室温活性的功能分子膜、生物分子芯片、生物分子识别专家系统、自组装生物膜、生物分子机器三、名词解释或问答1、纳米科学技术:是指在纳米尺度上研究物质组成体系的运动规律和相互作用,以及在应用中实现特有功能和智能作用的、多学科交叉的科学和技术2、小尺寸效应(亦称体积效应)由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化现象称为纳米材料的小尺寸效应3、纳米材料:是指在三个维度上至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本组元构成的材料。
2015-2016年纳米材料科学与技术期末考试题(答案)
课程名称:纳米材料科学与技术
2015-2016 学年第(1)学期期末
(A卷)
本试卷共10道大题,满分100分
(考试结束后请将试卷、大体本一起交给监考老师)
1. 纳米材料根据受限的维度不同可以分为哪几类?请以碳材料为例说明他们的能态密度
有什么差别?(画图,说明,纳米/量子~均可)
带移向长波长。
“蓝移”的解释
①量子尺寸效应
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。
可以做AES mapping看元素在制定区域的整体分布,形貌表征可以借助AFM测边缘的厚度,
STM获得原子尺度的形貌结构和原子分辨图像。
11. 纳米材料的光学特性
光学特性主要表现为如下几方面:
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(1)宽频带强吸收
大块金属具有不同颜色的光泽。表明对可见光(各种颜色或波长)的反射和吸收能力不同。
电子密度恒定,不论颗粒大小, 不变。所以最后能级间距随的减小而增大。
根据相邻电子能级间隔和颗粒直径的关系,金属纳米粒子粒径减小,能级间隔增大,费
米能级附近的电子移动困难,电阻率增大,从而使能隙变宽,金属导体将变为绝缘体。
3. 什么是化学气相沉积制备法?常用的化学气相沉积方法有哪些?优缺点分别是什么?
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北京大学工学院课程试卷
以此,在导带形成光生电子,在价带形成光生空穴。利用光生电子-空穴对的还原氧化性能,
空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的OH反应生成氧化性很高的OH自由基,活泼的OH自由
基可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和水等无机物;可以降低周围环境中的有机污染以
纳米材料与技术期末考试复习
2018年《纳米材料与技术》期末复习一、填空题(每空格0.5分,共15分)二、选择题(单项,每题1分,共15分)第一章:纳米科学技术概论一、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年比尼格与罗勒尔发明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实验内,依格勒博士采用低温、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——直接操纵单个原子。
4、1991年,日本的饭岛澄男教授在电弧法制备C60时,发现氩气直流电弧放电后的阴极碳棒上发现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第二届国际STM会议的期间,召开了第一届国际纳米科学技术会议,该会议标志纳米科学技术的诞生。
二、纳米科学技术基本概念——纳米、纳米技术及其分支、纳米科学技术及其分支:纳米技术主要包括纳米材料的制造技术、微机械和微电机的制造技术、纳米器件的制造技术和纳米生物器件及纳米药物的制造技术。
1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米科学技术划分为6个分支学科,分别是纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学。
纳米组装体系是以纳米颗粒或纳米丝、纳米管及纳米尺寸的孔洞为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。
根据纳米结构体系构筑过程中的驱动力是靠外因,还是靠内因来划分,大致可分为两类:一是人工纳米结构组装体系,二是纳米结构自组装体系。
第二章:纳米材料学一、纳米材料的分类:❶按功能分为半导体纳米材料、光敏型纳米材料、增强型纳米材料和磁性纳米材料;❷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。
纳米材料与技术试卷
方向移动,即
。
13. 光致发光指在
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
。
在激发停止后还继续发射一定时间的光为
。
14. 根 据 碳 纳 米 管 中 碳 六 边 形 沿 轴 向 的 不 同 取 向 , 可 将 其 分 成 三 种 结
构:
、
、和
*线 装
的技术。
4. 当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时,可将此类材料称
为
。
5. 一维纳米材料中电子在
个方向受到约束,仅能在
个方向自由运动,即
电子在
个方向的能量已量子化。一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广
泛关注的,又称为
。
6. 1997 年以前关于 Au、Cu、Pd 纳米晶样品的弹性模量值明显偏低,其主要原因
二、简答题:(每题 5 分,总共 45 分)
1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些? 2、纳米材料的分类? 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别? 4、简述 PVD 制粉原理。 5、纳米材料的电导(电阻)有什么不同于粗晶材料电导的特点? 6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象。 7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么? 8、解释纳米材料熔点降低现象。 9、AFM 针尖状况对图像有何影响?画简图说明。
。
15. STM 成像的两种模式是
和
。
订
装
***********
2
*
线* * * * * * * ** ** ** ** ** * * * * * * *
* * * * * * * ** ** ** ** ** * * * * * * *
纳米科学考试试题及答案
纳米科学考试试题及答案第一部分:选择题1. 纳米科学是研究哪个尺度的物质和现象?A) 纳米尺度以下B) 微观尺度C) 宏观尺度D) 厘米尺度以上2. 纳米颗粒与宏观物体相比,具有哪些特殊性质?A) 比表面积大B) 具有量子效应C) 具有独特的光电磁性能D) 以上都是3. 纳米材料的制备方法中,下列哪种属于“底部向上”方法?A) 气相沉积B) 溶液法合成C) 碳纳米管生长D) 水热合成4. 纳米颗粒的发散性质可以用下列哪个参数来描述?A) 带电状态B) 表面形貌C) 形态尺寸D) 化学组成5. 纳米材料的应用领域包括下列哪些方面?A) 电子学B) 医学C) 能源D) 环境治理E) 以上都是第二部分:填空题1. 纳米是一种特殊的_________。
2. CFN是纳米科学中的常用缩写,它代表的是_________。
3. 纳米颗粒的光学性质会受到_________的影响。
4. 纳米材料常用的制备方法有_________。
5. 纳米科学在_________方面有广泛应用。
第三部分:问答题1. 纳米科学有哪些重要的研究内容?答:纳米科学的研究内容包括纳米材料的制备与表征、纳米尺度的物理学和化学等。
研究人员主要关注纳米尺度下材料的特殊性质和应用潜力。
2. 纳米颗粒的表面性质为什么重要?答:纳米颗粒的表面性质是其与周围环境相互作用的关键因素。
由于纳米颗粒具有高比表面积,其表面性质可以对材料的化学反应、光学性质和生物相容性等方面产生显著影响。
3. 简述一种常见的纳米材料制备方法。
答:一种常见的纳米材料制备方法是溶液法合成。
该方法通常通过在溶剂中溶解金属盐或有机物,并加入还原剂或表面活性剂来控制反应的速率和尺寸,从而得到纳米颗粒。
第四部分:答案第一部分:选择题1. A) 纳米尺度以下2. D) 以上都是3. C) 碳纳米管生长4. A) 带电状态5. E) 以上都是第二部分:填空题1. 特殊的尺度或尺寸范围2. Center for Functional Nanomaterials3. 表面形貌和尺寸4. 气相沉积、溶液法合成、碳纳米管生长、水热合成等5. 电子学、医学、能源、环境治理等第三部分:问答题1. 纳米科学的重要研究内容包括纳米材料的制备与表征、纳米尺度的物理学和化学等。
纳米技术与应用考试试题
纳米技术与应用考试试题第一部分:选择题(共40题,每题2分,共80分)1. 纳米技术是指在_____水平上进行材料制备、加工和研究的技术。
A. 微米B. 纳米C. 亚纳米D. 皮米2. 纳米级颗粒具有很强的_____效应,具有比传统材料更高的比表面积和活性。
A. 光电B. 磁C. 量子D. 热3. 纳米技术的应用领域包括以下哪些方面?A. 医疗保健B. 环境保护C. 能源D. 所有答案都正确4. 纳米颗粒的组装可以通过以下哪种方法实现?A. 化学合成B. 生物合成C. 物理制备D. 所有答案都正确5. 纳米材料的导电性和热导率通常_____。
A. 增强B. 减弱C. 不变D. 取决于具体材料6. 纳米技术在药物输送中具有以下哪些优势?A. 提高药物的溶解度B. 增大药物的比表面积C. 控制药物的释放速度 D. 所有答案都正确7. 纳米材料的磁性主要来源于_____。
A. 磁性材料的微观结构B. 磁性材料的晶体结构C. 纳米材料的形状和尺寸D. 纳米材料的表面修饰8. 纳米技术在环境保护中的应用包括以下哪些方面?A. 水处理B. 大气污染治理C. 土壤修复D. 所有答案都正确9. 纳米材料的独特光学性质主要与以下哪些因素有关?A. 晶格结构B. 尺寸和形状C. 化学组成D. 所有答案都正确10. 纳米材料的表面性质与其_____密切相关。
A. 形貌B. 尺寸C. 成分D. 光学性质11. 纳米技术在能源领域的应用包括以下哪些方面?A. 太阳能电池B. 燃料电池C. 超级电容器D. 所有答案都正确12. 纳米传感器具有以下哪些特点?A. 快速响应B. 高灵敏度C. 选择性识别D. 所有答案都正确13. 纳米材料在塑料增强中可以_____材料的力学性能。
A. 提高B. 降低C. 不变D. 取决于具体材料14. 纳米技术在电子器件制备中可以实现以下哪些功能?A. 尺寸微小化B. 功能集成化C. 电子迁移速率提高D. 所有答案都正确15. 纳米药物的制备中可以应用以下哪些方法?A. 共沉淀法B. 水热法C. 电化学法D. 所有答案都正确16. 纳米技术的安全性主要涉及以下哪些方面?A. 对人体的生物毒性B. 对环境的影响C. 对生物多样性的影响D. 所有答案都正确17. 纳米材料的发展受到以下哪些因素的限制?A. 制备成本B. 分散稳定性C. 安全性D. 所有答案都正确18. 纳米显示技术可以实现以下哪些功能?A. 高清晰度显示B. 低功耗C. 抗光照干扰D. 所有答案都正确19. 纳米材料与生物体的相互作用主要涉及以下哪些方面?A. 细胞毒性B. 细胞摄取C. 基因表达D. 所有答案都正确20. 纳米技术的未来发展方向包括以下哪些方面?A. 纳米器件B. 纳米材料C. 纳米生物学D. 所有答案都正确第二部分:判断题(共10题,每题2分,共20分)判断下列句子的真假,正确的打✓,错误的打×21. 纳米技术是一种全新的技术,没有相关的应用领域。
纳米技术考试试题
纳米技术考试试题一、选择题(每题 5 分,共 30 分)1、纳米是一个()单位。
A 长度B 面积C 体积D 质量2、下列哪项不是纳米技术的应用领域()A 医疗B 航天C 农业D 考古3、纳米材料的特性不包括()A 高强度B 高韧性C 高透明度D 高磁性4、纳米颗粒的尺寸通常在()范围内。
A 1-100 纳米B 1-1000 纳米C 10-100 纳米D 10-1000 纳米5、下列哪种方法不能制备纳米材料()A 物理气相沉积法B 化学气相沉积法C 机械搅拌法D 溶胶凝胶法6、纳米技术在环保领域的应用不包括()A 污水处理B 空气净化C 土壤修复D 能源开发二、填空题(每题 5 分,共 30 分)1、纳米技术是指在______尺度上研究和应用物质的特性和相互作用的技术。
2、纳米材料按维度可分为______、______和______。
3、纳米技术的发展使得人们能够操纵单个______和______。
4、纳米药物具有______、______和______等优点。
5、常见的纳米检测技术有______、______和______。
6、纳米技术在电子领域的应用包括______、______和______。
三、简答题(每题 10 分,共 20 分)1、简述纳米技术的定义和主要研究内容。
2、举例说明纳米技术在医疗领域的应用,并阐述其优势。
四、论述题(20 分)论述纳米技术的发展对未来社会可能产生的影响,包括正面和负面的影响,并提出相应的应对策略。
参考答案:一、选择题1、 A 纳米是长度单位,1 纳米等于 10⁻⁹米。
2、 D 考古领域较少直接应用纳米技术,而医疗、航天和农业领域都有较多的纳米技术应用。
3、 C 高透明度不是纳米材料的普遍特性,高强度、高韧性和高磁性是常见的特性。
4、 A 纳米颗粒的尺寸通常在 1 100 纳米范围内。
5、 C 机械搅拌法一般不能用于制备纳米材料,常见的制备方法有物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法等。
纳米试题】
纳米试题一、填空题1、1990年纳米科技正式有了自己的名称——Nano Science and Technology。
其标志是美国巴尔的摩首届NST会议和两种专业国际刊物“”和“”的出版。
2、随着纳米微粒粒径的减小,微粒中总原子数,而表面原子占总原子的比例却显著。
3、19世纪末,著名物理家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性,就是当磁石加热到一定温度时,原来的磁性就会,人们把这个温度叫“居里点”或“居里温度”。
纳米微粒的居里温度随其粒度的下降而有所。
4、作为加工聚合物纳米有序结构的主要手段,纳米压印技术主要包括、和3种。
5、有序大孔材料通常采用来合成。
三、多项选择题1. 从侠义上说,纳米材料是()的总称A. 原子团簇;B. 纳米颗粒和纳米线;C. 纳米薄膜;D. 纳米碳管;E 纳米固体材料2. 对于金属和合金材料,其结构的纳米化可通过多种途径实现,下面选项中可行的方法有()A. 惰性气体蒸发(凝聚)、原位加压法;B. 机械球磨法;C. 非晶晶化法;D. 原子排布法;E机械研磨结合加压成块法3. 制备一维纳米材料的方法多种多样,下列哪种方法制备的纳米线的一端会有残留的的小液滴,并构成该方法的典型形貌特征()A. VLS生长法;B. VS生长法;C. self-catalytic VLS法;D. SLS法;E. 阳极氧化铝模板法4 自组装技术是一类制备有序纳米阵列的重要方法,其中不同方法的微观机制(或驱动力)各不相同,下列选项中可为自组装技术所利用的是()A. 润湿性;B. 范德华力;C. 静电力;D. 毛细管力和表面张力;E. 取向搭接5. 利用LB膜法自组装可以得到下列哪种有序纳米结构()四、简答题1.纳米材料两个基本条件(须同时满足):1)、三维空间至少一个维数处于纳米尺度,或由它们作为基本单元而构建的材料2)、与块体材料比,在性能上有突变或者大幅度提高2. 异相成核异相成核:以进入蒸气中的外来离子、粒子等杂质或固体表面上的台阶等缺陷作为核心,进行微粒的成核和长大3. 软模板是指没有固定组织结构而在一定空间范围内具有限域能力的分子体系,主要包括表面活性剂分子形成的胶束模板、聚合物模板、单分子层模板、液晶模板、囊泡、LB 膜以及生物大分子等。
纳米科技概论期末试卷
选择题6题18分,填空题6题24分,名词解释或问答3题18分,简答题2题20分,论述题1题20分一、选择题1、纳米(nm)是一个长度单位,它等于 10-9 米2、光学显微镜分辨率约为 200纳米(nm)3、属于准一维纳米材料的是碳纳米管4、扫描隧道显微镜和原子力显微镜的英文缩写为 STM和 AFM5、DNA螺旋结构的横向尺寸约为 1-3nm6、纳米粒子粒径从100nm减小至1nm,其表面原子占粒子中原子总数比例将增大7、平均粒径为40nm的铜粒子的熔点与同一种固体材料的熔点相比降低了300℃左右8、DNA的直径约2nm左右,SARS病毒约60--120nm,艾滋(AIDS)病毒约 100nm9、属于液相制备方法的是溶胶-凝胶法(Sol-gel)10、一个C60分子的结构是由 12个五边形和20个六边形组成的球体二、填空题1、最早明确提出纳米尺度上科学和技术问题的是理查德·费曼2、纳米科学技术(NST)的英文全称为: Nano-science and technology3、当纳米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粒子能隙的调制现象,均被称为量子尺寸效应4、为制造具有特定功能的纳米产品,其技术路线可分为“自上而下”和“自下而上”两种方案。
其中“自下而上”是指以原子、分子为基本单位,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器件或产品的方式5、纳米结构自组装体系英文全称为Nanostructured Self-assembling system6、从学科角度层面上划分,纳米科学技术主要包括纳米(体系)物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工与测量学、纳米力学等7个既相对独立又相互渗透的学科7、碳材料有非晶碳(无定形碳)和晶态碳材料之分。
其中晶态碳材料包括石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管;其中 C-60的发现开创了碳科学的新领域,同时,三位科学家也因此分享了1996年诺贝尔化学奖8、宏观尺度的下限是肉眼所能分辨的最小尺寸,而微观尺度的上限约为原子分子的大小,即0.1nm左右9、国家纳米技术(推进)计划,英文全称为National Nanotechnolgy Initiative10、纳米生物材料工程主要集中在6个方面,即生物分子操作和组装、可控室温活性的功能分子膜、生物分子芯片、生物分子识别专家系统、自组装生物膜、生物分子机器三、名词解释或问答1、纳米科学技术:是指在纳米尺度上研究物质组成体系的运动规律和相互作用,以及在应用中实现特有功能和智能作用的、多学科交叉的科学和技术2、小尺寸效应(亦称体积效应)由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化现象称为纳米材料的小尺寸效应3、纳米材料:是指在三个维度上至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本组元构成的材料。
纳米技术_哈尔滨工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
纳米技术_哈尔滨工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.石墨烯是___键形成的单层二维晶体。
参考答案:sp2杂化C-C2.在STM中,当针尖顶端完好,且曲率远远小于样品表面所测部分的曲率半径时,得到的形貌图为。
参考答案:样品表面形貌图像3.由久保理论,从超微颗粒中取出或放入一个电子所做的功与其热涨落能之间的关系为:W kBT(从下面选出正确答案)参考答案:>>4.在三种干法刻蚀中各向异性效果优劣排序:离子铣>RIE>等离子体刻蚀。
参考答案:正确5.关于GMR磁头下列那种说法不正确:参考答案:自由层磁矩不受外磁场控制6.透射电子显微镜以二次信号为主要成像信号参考答案:错误7.外界条件(如电场、光照等)发生变化时分子的导电性在低导态与高导态之间发生可逆转换,这样的分子就被称为分子。
参考答案:双稳态8.若在光刻胶上光刻出纳米空洞图形,就需要制备暗场光刻版。
参考答案:正##%_YZPRLFH_%##正性9.AFM属于探针类电子显微镜。
参考答案:正确10.关于GMR效应下列那种说法正确:参考答案:两铁磁层磁矩反平行时电阻最大_它产生于铁磁/非铁磁/铁磁交替叠合而成的纳米多层膜结构11.对比GaN/InGaN/GaN结构的LED和激光器,下列哪种说法正确:参考答案:二者都可采用MOCVD工艺来制备量子阱结构_激光器的发射功率较高12.关于弹道导体下面那种说法正确:参考答案:导体实际测电阻来自不同材料界面_导体尺度小于载流子输运的平均自由程13.关于光刻和压印两种图形复制技术下列哪种说法正确:参考答案:两者都可用于制备纳米图形_有些纳米压印法可采用柔性材料来制备模板_纳米压印技术可以在圆柱形衬底上制备图形14.关于ALD下面那种说法正确:参考答案:生成膜的厚度可以精确控制到原子尺度_可用于制备多组分纳米膜15.采取下面哪种方法能增大量子阱材料势阱中两相邻能级的间隔:参考答案:减薄禁带窄材料的厚度16.随着纳米粒子粒径的减小,_____迅速增大,吸附能和催化性能也随之增强。
纳米技术及其应用考题
1、纳米:长度单位2、纳米科技:在纳米尺度(1-100nm)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。
3、要搞清楚纳米科技的真正内涵,必须明确哪3个方面的问题:纳米科技包括3个研究领域:纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。
其中纳米材料是纳米科技的基础;纳米器件的研制水平和应用程度是我们是否进入纳米时代的重要标志;纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。
4、纳米科技的起源是什么?起源于一个天才物理学家的大胆设想。
1959年,诺贝尔奖获得者。
5、纳米材料的概念:是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的材料,它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。
6、纳米材料依据纳米材料的形态分为:1 纳米颗粒型材料,2 纳米固体材料,3 颗粒膜材料,4 纳米磁性液体材料。
7.纳米材料的基本性质有哪几项?1、纳米材料的表面效应;2、纳米材料的体积效应;3、纳米材料的量子尺寸效应;4、纳米材料的的宏观量子隧道效应;5、纳米材料的库仑堵塞效应;6、纳米材料的光学性质;7、纳米材料的热学性质;8、纳米材料的磁学性质;9、纳米材料的力学性质。
8.纳米复合材料的定义:指由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
9、请对以下纳米复合材料命名:分散相为纳米氧化锌,基体材料为环氧树脂:环氧树脂基纳米复合材料。
分散相为纳米氧化铁,基体材料为聚氯乙烯:聚氯乙烯纳米复合材料10.请分别按用途、性能、形态对纳米复合材料进行分类。
1、高聚物/粘土纳米复合材料;2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料;3、高聚物/碳纳米管复合材料;4、高聚物/金属(金属氧化物)纳米粉复合材料。
11.请说出纳米复合材料的基本性质和特殊性质:体积效应,表面与界面效应,宏观量子隧道效应,特殊的光吸收特性,电化学性质等;12.什么是纳米复合橡胶:由两种或两种以上的固相至少在1纳米大小(1~100nm) 复合而成的复合材料。
纳米技术期末试题
3/6) 一、选择题 (3/6)
原子的直径在0.1 0.3nm之间 0.1~ 之间, 5、原子的直径在0.1~0.3nm之间,原子核的大小约 几个费米( )。人类的遗传物质DNA是纳 人类的遗传物质DNA 几个费米(1fm=10-15m)。人类的遗传物质DNA是纳 米科学技术的重要研究对象,DNA螺旋结构的横向尺 米科学技术的重要研究对象,DNA螺旋结构的横向尺 寸约为 。 ①1-3nm ②3~5μm ③100μm ④200μm 研究表明,纳米粒子粒径从100nm减小至1nm 100nm减小至1nm, 6、研究表明,纳米粒子粒径从100nm减小至1nm,其 表面原子占粒子中原子总数的比例将 。 ①减小
20122012-3-30
8
• 有趣的是,Heiner M ller-Merbach所描述的 有趣的是, Müller Merbach所描述的 ller跨学科通才的要求与钱学森心目中的社会主 义新人的要求有相当多的吻合之处。 义新人的要求有相当多的吻合之处。钱学森 认为, 认为,新时代我们国家培养出来的人才应当 符合“面向现代化,面向世界,面向未来” 符合“面向现代化,面向世界,面向未来” 的教育目标和“有理想、有道德、有文化、 的教育目标和“有理想、有道德、有文化、 有纪律”的社会主义新人的要求。 有纪律”的社会主义新人的要求。
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• 司法:拥有关于立法制度和司法过程的知识。 司法:拥有关于立法制度和司法过程的知识。 能够从法律的观点来评判结构与过程。 能够从法律的观点来评判结构与过程。满足于 在法律框架下寻求决策方案。 在法律框架下寻求决策方案。 • 艺术:对和谐、张力、审美与美有敏锐的感 艺术:对和谐、张力、 受力。具有在判断过程中融入美学侧面的才能。 受力。具有在判断过程中融入美学侧面的才能。 欣赏美。 欣赏美。 • 哲学:明白是哪些权力、理想、价值观和信 哲学:明白是哪些权力、理想、 念在维系着社会。能感受到因果性、终极性、 念在维系着社会。能感受到因果性、终极性、 伦理学和美学之间的相互依存关系。 伦理学和美学之间的相互依存关系。乐于探究 哲学的根源。 哲学的根源。
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选择题6题18分,填空题6题24分,名词解释或问答3题18分,简答题2题20分,论述题1题20分
一、选择题
1、纳米(nm)是一个长度单位,它等于10-9米
2、光学显微镜分辨率约为200纳米(nm)
3、属于准一维纳米材料的是碳纳米管
4、扫描隧道显微镜和原子力显微镜的英文缩写为STM和AFM
5、DNA螺旋结构的横向尺寸约为1-3nm
6、纳米粒子粒径从100nm减小至1nm,其表面原子占粒子中原子总数比例将增大
7、平均粒径为40nm的铜粒子的熔点与同一种固体材料的熔点相比降低了300℃左右
8、DNA的直径约2nm左右,SARS病毒约60--120nm,艾滋(AIDS)病毒约100nm
9、属于液相制备方法的是溶胶-凝胶法(Sol-gel)
10、一个C60分子的结构是由12个五边形和20个六边形组成的球体
二、填空题
1、最早明确提出纳米尺度上科学和技术问题的是理查德·费曼
2、纳米科学技术(NST)的英文全称为:Nano-science and technology
3、当纳米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粒子能隙的调制现象,均被称为量子尺寸效应
4、为制造具有特定功能的纳米产品,其技术路线可分为“自上而下”和“自下而上”两种方案。
其中“自下而上”是指以原子、分子为基本单位,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器件或产品的方式
5、纳米结构自组装体系英文全称为Nanostructured Self-assembling system
6、从学科角度层面上划分,纳米科学技术主要包括纳米(体系)物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工与测量学、纳米力学等7个既相对独立又相互渗透的学科
7、碳材料有非晶碳(无定形碳)和晶态碳材料之分。
其中晶态碳材料包括石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管;其中C-60的发现开创了碳科学的新领域,同时,三位科学家也因此分享了1996年诺贝尔化学奖
8、宏观尺度的下限是肉眼所能分辨的最小尺寸,而微观尺度的上限约为原子分子的大小,即0.1nm左右
9、国家纳米技术(推进)计划,英文全称为National Nanotechnolgy Initiative
10、纳米生物材料工程主要集中在6个方面,即生物分子操作和组装、可控室温活性的功能分子膜、生物分子芯片、生物分子识别专家系统、自组装生物膜、生物分子机器
三、名词解释或问答
1、纳米科学技术:
是指在纳米尺度上研究物质组成体系的运动规律和相互作用,以及在应用中实现特有功能和智能作用的、多学科交叉的科学和技术
2、小尺寸效应(亦称体积效应)
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化现象称为纳米材料的小尺寸效应
3、纳米材料:
是指在三个维度上至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本组元构成的材料。
主要包括纳米粒子或纳米粉体材料,一维纳米材料、纳米薄膜、纳米块材
4、纳米器件:
利用量子效应而工作的电子器件通称为纳米器件。
通常分为三类,即纳米电子器件、光电子器件和分子电子器件
5、纳米生物材料工程:
是通过生物大分子操作,研究和开发生物功能材料、生物分子芯片及生物分子识别和检测、纳米分子机械等方面的技术
6、宏观量子隧道效应:
微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应
四、简答题
1、我国近年来纳米科技基础研究计划的科学目标是什么?
1.综合运用现代物理学、生命科学、信息科学、化学的理论和方法,以纳米科技所涉及的新概念、新结构、新方法、新技术以及新材料为突破口,在理论和实验的源头创新上有所突破,提高我们在纳米科技研究领域的整体创新能力;
2.解决对我国的科学技术进步和国民经济发展以及国防建设具有重大意义的纳米科学问题,为国家科技长远发展做储备;
3.通过重大研究计划的实施,稳定支持一批具有创新意识、思维活跃、立足国内的科研人才队伍,培养和造就一批在纳米科技研究领域国内外公认的我国科研人员队伍。
2、美国纳米技术计划(NNI)优先发展的领域有哪些?
(1)长期基础性的纳米科学和纳米工程。
目的是要发现和理解新的现象工具和手段(指测量、建模、模拟和操纵)。
(2)根据意愿设计、合成和加工纳米材料结构单元以及系统组件,充分运用分子的自组装概念;
(3)利用纳米器件和特性和纳米系统的原理,把构筑分子结构与微型化结合起来;(4)纳米结构材料和系统在制造、电子系统、能源、环境、国家安全和保健等方面的应用;
(5)人才的教育与培训,并研究纳米技术对社会所产生的影响。
3、生物芯片技术
生命芯片技术主要包括四个基本点:芯片方阵的构建、样品的制备、生物分子反应和信息的检测与分析。
生物芯片的分类根据用途分类:(1)生物电子芯片(2)生物分析芯片一般情况下所指的生物芯片主要为生物分析芯片
根据作用方式分类:(1)主动式芯片(2)被动式芯片和组织芯片。
根据固定在载体上的物质成分:(1)基因芯片(2)蛋白质芯片(3)细胞芯片(4)组织芯片
生物芯片的主要特点:高通量、微型化、自动化
生物芯片的应用领域:1.最大用途在于疾病检测2.基因表达水平的检测3.基因诊断4.药物筛选5.个体化医疗6.测序7.生物信息学研究
4、单电子晶体管
是根据库仑堵塞效应和单电子隧道效应的基本物理原理设计和制造的一种新型纳米结构器件,它在未来的微电子学和纳电子学领域将占有重要的地位。
五、论述题
1、浅析纳米科技对人类社会进步和产业革命的影响。
(1)纳米科技将促进人类认知的革命,进一步探索和理解新现象、新理论、新发现;
(2)未来学家预测,在新的时代里,纳米科技将会从根本上改变人类的生活方式、思维方式和生存条件;
(3)纳米科技将引领下一场产业革命:根据历史经验和最新的科技发展预测,决定一个国家在21世纪地位的产业就是纳米产业;以纳米技术为突破口的高科技群有可能改变
几十年来使很多国家困惑的经济“滞胀”现象;纳米科技和纳米产业将使人类在可持续发展上迈出更大的步伐。
2、浅析纳米(结构)薄膜的制备方法
溶胶—溶胶法;电沉积法;高速超微粒子沉积法;等离子体化学气相沉积技术;溅射法;化学气相沉积法;惰性气体蒸发法。
3、试论我国发展纳米科技的意义和存在的问题、对策
(1)意义三个方面:
a、纳米科技在21世纪将对我们的社会、经济以及国家安全产生影响;
b、发展纳米科技将极大提高我国科技竞争力;
c、纳米科技将促进我国传统产业的改造。
(2)我国纳米科技存在的问题主要表现在多学科交叉融合程度不够,缺乏重要的实验设施,基础研究薄弱、信息交流少。
(3)对策:
1.应在国家层次上确定我国纳米科技的发展战略,制定我国纳米产科技发展的近期、中长期规划、兼顾基础研究、应用研究和开发研究的协调发展,推动科技成果产业化,协助有关部门尽快制定与纳米科技相关的产品技术标准;
2.成立国家级“纳米科技专家咨询小组”,协助政府制定纳米科技战略和监控研究开发工作;
3.成立国家纳米科技研究和工程中心,集中力量建设为纳米科技发展提供服务的技术平台,并组织协调科研机构、大学、国家实验室、产业界的共同参与。
4.坚持“有所为,有所不为”的方针,发挥优势,突出特点;
5.加强信息网络平台建设,促进国内外纳米科技的信息交流;
6.以国家纳米研究和工程中心为载体,建立培养和吸引纳米科技人才的新模式。
4、试论纳米材料在环保和能源领域的技术进展和应用
(1)纳米材料在环保领域中的应用涉及纳米粒子光催化原理,纳米材料在空气净化中的应用;纳米材料在污水处理中的应用以及自清洁表面
(2)在能源领域中的技术发展与应用应包括纳米能源材料和绿色化学能源等方面。