纳米结构与纳米材料25个题目+完整答案
纳米材料与纳米结构21个题目+完整答案
1.简单论述纳米材料的定义与分类。
2.什么是原子团簇? 谈谈它的分类.3.通过Raman 光谱中任何鉴别单壁和多臂碳纳米管? 如何计算单壁碳纳米管直径?4.论述碳纳米管的生长机理。
5.论述气相和溶液法生长纳米线的生长机理。
6.解释纳米颗粒红外吸收宽化和蓝移的原因。
7.论述光催化的基本原理以及提高光催化活性的途径。
8.什么是库仑堵塞效应以及观察到的条件？9.写出公式讨论半导体纳米颗粒的量子限域效应和介电限域效应对其吸收边，发光峰的影响。
10.纳米材料中的声子限域和压应力如何影响其Raman 光谱。
11.论述制备纳米材料的气相法和湿化学法。
12.什么是纳米结构，并举例说明它们是如何分类的，其中自组装纳米结构形成的条件是什么。
13.简单讨论纳米颗粒的组装方法14.论述一维纳米结构的组装，并介绍2种纳米器件的结构。
15.论述一维纳米结构的组装，并介绍2种纳米器件的结构。
16.简单讨论纳米材料的磁学性能。
17.简述“尺寸选择沉淀法”制备单分散银纳米颗粒的基本原理18.简述光子晶体的概念及其结构19.目前人们已经制备了哪些纳米结构单元、复杂的纳米结构和纳米器件。
并说明那些纳米结构应该具有增强物理和化学性能。
20.简单论述单电子晶体管的原理。
21.简述纳米结构组装的工作原理。
1.简单论述纳米材料的定义与分类。
答：最初纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。
现在广义: 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围，或由他们作为基本单元构成的材料。
如果按维数，纳米材料可分为三大类：零维：指在空间三维尺度均在纳米尺度，如：纳米颗粒，原子团簇等。
一维：指在空间有两处处于纳米尺度，如：纳米丝，纳米棒，纳米管等。
二维：指在三维空间中有一维处在纳米尺度，如：超薄膜，多层膜等。
因为这些单元最具有量子的性质，所以对零维，一维，二维的基本单元，分别又具有量子点，量子线和量子阱之称。
3.通过Raman光谱中如何鉴别单壁和多壁碳纳米管？如何计算单壁碳纳米管的直径？答：利用微束拉曼光谱仪能有效地观察到单臂纳米管特有的谱线，这是鉴定单臂纳米管非常灵敏的方法。
纳米结构与纳米材料25个题目+完整答案
1.什么是纳米材料？其内涵是什么？（从零、一、二、三维考虑）2.纳米材料的四大效应是什么？对每一效应举例说明。
3.纳米材料的常用的表征方法有哪些？4.用来直接观察材料形态的SEM、TEM、AFM对所测定的样品有哪些特定要求？从它们的图像中能够得到哪些基本信息？5.纳米颗粒的高表面活性有何优缺点？如何利用？6.在纳米颗粒的气相合成中涉及到哪些基本环节？气相合成大致可分为哪四种？气相成核理论的机制有哪两种？7.溶胶-凝胶法制备纳米颗粒的基本过程是怎样的？8.用溶胶-凝胶技术结合碳纳米管的生长机理，可获得密度不同的碳纳米管阵列（也叫纳米森林），简要阐述其主要步骤及如何控制碳纳米管的分布密度？9.改变条件可制备不同晶粒大小的二氧化钛，下图分别为两种晶粒尺寸不同的二氧化钛的XRD图与比表面积数据。
请用Scherrer 方程、BET比表面积分别估算这两种二氧化钛的晶粒尺寸（XRD测试时所用的 = 1.5406Å，锐钛矿相二氧化钛的密度是3.84 g/cm3）（默写出公式并根据图中的数据来计算）。
10.氧化物或者氮化物纳米材料具有许多特殊的功能，请以一种氧化物或者氮化物为例，举出其三种主要的制备方法（用到的原料、反应介质、主要的表征手段）、主要用途（与纳米效应有关的用途）、并介绍这种物质的至少两种晶相。
11.举出五种碳的纳米材料，阐述其一维材料与二维材料的结构特点、用途。
12.简述纳米材料的力学性能、热学性能与光学性能有怎样的变化？13.什么叫化学气相沉积法，它与外场结合又可衍生出哪些方法？简述VLS机制。
14.纳米半导体颗粒具有光催化性能的主要原因是什么？光催化有哪些具体应用15.利用机械球磨法制备纳米颗粒的主要机制是什么？有何优、缺点？16 何为“自催化VLS生长”？怎样利用自催化VLS生长实现纳米线的掺杂？17.液相合成金属纳米线，加入包络剂(capping reagent)的作用是什么？18.何为纳米材料的模板法合成？它由哪些优点？合成一维纳米材料的模板有哪些？19.试结合工艺流程图分别说明氧化铝模板的制备过程以及氧化铝模板合成纳米线阵列的过程20.从力学特性、电学特性和化学特性来阐述碳纳米管的性质，它有哪些主要的应用前景？21.如何提高传统光刻技术中曝光系统的分辩率？22.试比较电子束刻蚀和离子束刻蚀技术的异同点和优缺点。
纳米材料与材料管理技术考试 选择题 64题
1. 纳米材料是指至少有一维尺寸在多少纳米以下的材料？A. 100纳米B. 1000纳米C. 10纳米D. 1纳米2. 纳米技术最早是由谁提出的？A. 理查德·费曼B. 阿尔伯特·爱因斯坦C. 尼古拉·特斯拉D. 斯蒂芬·霍金3. 纳米材料的特性主要由什么决定？A. 材料的大小B. 材料的形状C. 材料的表面效应D. 材料的颜色4. 下列哪项不是纳米材料的特性？A. 量子效应B. 表面效应C. 体积效应D. 尺寸效应5. 纳米材料在医学领域的应用不包括以下哪项？A. 药物输送B. 肿瘤治疗C. 食品加工D. 生物成像6. 纳米材料在电子学中的应用主要体现在哪些方面？A. 传感器B. 电池C. 显示器D. 以上都是7. 纳米材料的环境应用不包括以下哪项？A. 水处理B. 空气净化C. 土壤修复D. 食品包装8. 纳米材料的安全性问题主要涉及哪些方面？A. 生物毒性B. 环境影响C. 职业健康D. 以上都是9. 纳米材料的制备方法不包括以下哪项？A. 化学气相沉积B. 物理气相沉积C. 生物合成D. 机械加工10. 纳米材料的质量控制主要关注哪些方面？A. 尺寸分布B. 纯度C. 形态D. 以上都是11. 纳米材料的管理技术不包括以下哪项？A. 库存管理B. 风险评估C. 性能测试D. 市场营销12. 纳米材料的供应链管理主要涉及哪些方面？A. 供应商选择B. 物流管理C. 信息流管理D. 以上都是13. 纳米材料的法律法规不包括以下哪项？A. 安全标准B. 环境标准C. 质量标准D. 价格标准14. 纳米材料的国际标准主要由哪个组织制定？A. ISOB. IECC. IEEED. ASTM15. 纳米材料的知识产权保护主要涉及哪些方面？A. 专利B. 商标C. 版权D. 商业秘密16. 纳米材料的研发趋势不包括以下哪项？A. 多功能化B. 智能化C. 大规模化D. 个性化17. 纳米材料的未来应用前景不包括以下哪项？A. 能源领域B. 交通领域C. 农业领域D. 娱乐领域18. 纳米材料的可持续发展策略不包括以下哪项？A. 资源节约B. 环境友好C. 经济效益D. 社会效益19. 纳米材料的伦理问题不包括以下哪项？A. 人类健康B. 动物福利C. 环境影响D. 经济利益20. 纳米材料的国际合作不包括以下哪项？A. 技术交流B. 资源共享C. 市场竞争D. 政策协调21. 纳米材料的创新模式不包括以下哪项？A. 开放式创新B. 闭环创新C. 跨界创新D. 自主创新22. 纳米材料的商业模式不包括以下哪项？A. 产品销售B. 技术服务C. 知识付费D. 资源开采23. 纳米材料的市场分析不包括以下哪项？A. 需求分析B. 竞争分析C. 风险分析D. 政治分析24. 纳米材料的战略规划不包括以下哪项？A. 目标设定B. 资源配置C. 风险管理D. 市场推广25. 纳米材料的组织结构不包括以下哪项？A. 研发部门B. 生产部门C. 销售部门D. 政治部门26. 纳米材料的人力资源管理不包括以下哪项？A. 招聘B. 培训C. 考核D. 政治审查27. 纳米材料的资金管理不包括以下哪项？A. 预算编制B. 资金筹集C. 资金使用D. 政治捐赠28. 纳米材料的信息管理不包括以下哪项？A. 数据收集B. 数据分析C. 数据存储D. 政治宣传29. 纳米材料的设备管理不包括以下哪项？A. 采购B. 维护C. 更新D. 政治审查30. 纳米材料的文档管理不包括以下哪项？A. 文件编制B. 文件归档C. 文件检索D. 政治审查31. 纳米材料的项目管理不包括以下哪项？A. 项目规划B. 项目执行C. 项目监控D. 政治审查32. 纳米材料的合同管理不包括以下哪项？A. 合同签订B. 合同履行C. 合同变更D. 政治审查33. 纳米材料的客户管理不包括以下哪项？A. 客户关系B. 客户服务C. 客户反馈D. 政治审查34. 纳米材料的供应商管理不包括以下哪项？A. 供应商选择B. 供应商评估C. 供应商合作D. 政治审查35. 纳米材料的库存管理不包括以下哪项？A. 库存控制B. 库存优化C. 库存盘点D. 政治审查36. 纳米材料的物流管理不包括以下哪项？A. 运输管理B. 仓储管理C. 配送管理D. 政治审查37. 纳米材料的质量管理不包括以下哪项？A. 质量控制B. 质量保证C. 质量改进D. 政治审查38. 纳米材料的风险管理不包括以下哪项？A. 风险识别B. 风险评估C. 风险控制D. 政治审查39. 纳米材料的合规管理不包括以下哪项？A. 法律法规遵守B. 行业标准遵守C. 国际标准遵守D. 政治审查40. 纳米材料的环境管理不包括以下哪项？A. 环境影响评估B. 环境监测C. 环境治理D. 政治审查41. 纳米材料的安全管理不包括以下哪项？A. 安全培训B. 安全检查C. 安全应急D. 政治审查42. 纳米材料的健康管理不包括以下哪项？A. 健康监测B. 健康促进C. 健康干预D. 政治审查43. 纳米材料的职业管理不包括以下哪项？A. 职业规划B. 职业发展C. 职业培训D. 政治审查44. 纳米材料的知识管理不包括以下哪项？A. 知识收集B. 知识共享C. 知识创新D. 政治审查45. 纳米材料的创新管理不包括以下哪项？A. 创新激励B. 创新评估C. 创新实施D. 政治审查46. 纳米材料的战略管理不包括以下哪项？A. 战略制定B. 战略执行C. 战略评估D. 政治审查47. 纳米材料的组织管理不包括以下哪项？A. 组织设计B. 组织变革C. 组织文化D. 政治审查48. 纳米材料的人力管理不包括以下哪项？A. 人才招聘B. 人才培训C. 人才激励D. 政治审查49. 纳米材料的资金管理不包括以下哪项？A. 资金筹集B. 资金使用C. 资金监控D. 政治审查50. 纳米材料的信息管理不包括以下哪项？A. 信息收集B. 信息分析C. 信息存储D. 政治审查51. 纳米材料的设备管理不包括以下哪项？A. 设备采购B. 设备维护C. 设备更新D. 政治审查52. 纳米材料的文档管理不包括以下哪项？A. 文档编制B. 文档归档C. 文档检索D. 政治审查53. 纳米材料的项目管理不包括以下哪项？A. 项目规划B. 项目执行C. 项目监控D. 政治审查54. 纳米材料的合同管理不包括以下哪项？A. 合同签订B. 合同履行C. 合同变更D. 政治审查55. 纳米材料的客户管理不包括以下哪项？A. 客户关系B. 客户服务C. 客户反馈D. 政治审查56. 纳米材料的供应商管理不包括以下哪项？A. 供应商选择B. 供应商评估C. 供应商合作D. 政治审查57. 纳米材料的库存管理不包括以下哪项？A. 库存控制B. 库存优化C. 库存盘点D. 政治审查58. 纳米材料的物流管理不包括以下哪项？A. 运输管理B. 仓储管理C. 配送管理D. 政治审查59. 纳米材料的质量管理不包括以下哪项？A. 质量控制B. 质量保证C. 质量改进D. 政治审查60. 纳米材料的风险管理不包括以下哪项？A. 风险识别B. 风险评估C. 风险控制D. 政治审查61. 纳米材料的合规管理不包括以下哪项？A. 法律法规遵守B. 行业标准遵守C. 国际标准遵守D. 政治审查62. 纳米材料的环境管理不包括以下哪项？A. 环境影响评估B. 环境监测C. 环境治理D. 政治审查63. 纳米材料的安全管理不包括以下哪项？A. 安全培训B. 安全检查C. 安全应急D. 政治审查64. 纳米材料的健康管理不包括以下哪项？A. 健康监测B. 健康促进C. 健康干预D. 政治审查答案1. A2. A3. C4. C5. C6. D7. D8. D9. D10. D11. D12. D13. D14. A15. A16. C17. D18. D19. D20. C21. B22. D23. D24. D25. D26. D27. D28. D29. D30. D31. D32. D33. D34. D35. D36. D37. D38. D39. D40. D41. D42. D43. D44. D45. D46. D47. D48. D49. D50. D51. D52. D53. D54. D55. D56. D57. D58. D59. D60. D61. D62. D63. D64. D。
纳米材料复习内容答案
纳米材料复习题1、简单论述纳米材料的定义与分类。
2、什么是原子团簇? 谈谈它的分类。
3、通过Raman 光谱中任何鉴别单壁和多臂碳纳米管? 如何计算单壁碳纳米管直径?4、论述碳纳米管的生长机理（图）。
答：碳纳米管的生长机理包括V-L-S机理、表面（六元环）生长机理。
（1）V-L-S机理：金属和碳原子形成液滴合金，当碳原子在液滴中达到饱和后开始析出来形成纳米碳管。
根据催化剂在反应过程中的位置将其分为顶端生长机理、根部生长机理。
①顶端生长机理：在碳纳米管顶部，催化剂微粒没有被碳覆盖的的部分，吸附并催化裂解碳氢分子而产生碳原子，碳原子在催化剂表面扩散或穿过催化剂进入碳纳米管与催化剂接触的开口处，实现碳纳米管的生长，在碳纳米管的生长过程中，催化剂始终在碳纳米管的顶端，随着碳纳米管的生长而迁移；②根部生长机理：碳原子从碳管的底部扩散进入石墨层网络，挤压而形成碳纳米管，底部生长机理最主要的特征是：碳管一末端与催化剂微粒相连，另一端是不含有金属微粒的封闭端；（2）表面（六元环）生长机理：碳原子直接在催化剂的表面生长形成碳管，不形成合金。
①表面扩散机理：用苯环坐原料来生长碳纳米管，如果苯环进入催化剂内部，会被分解而产生碳氢化合物和氢气同时副产物的检测结果为只有氢气而没有碳氢化化物。
说明苯环没有进入催化剂液滴内部，而只是在催化剂表面脱氢生长，也符合“帽式”生长机理。
5、论述气相和溶液法生长纳米线的生长机理。
（1）气相法反应机理包括：V-L-S机理、V-S机理、碳纳米管模板法、金属原位生长。
①V-L-S机理：反应物在高温下蒸发，在温度降低时与催化剂形成低共熔液滴，小液滴相互聚合形成大液滴，并且共熔体液滴在端部不断吸收粒子和小的液滴，最后由于微粒的过饱和而凝固形成纳米线。
②V-S机理：首先沉底经过处理，在其表面形成许多纳米尺度的凹坑蚀丘，这些凹坑蚀丘为纳米丝提供了成核位置，并且它的尺寸限定了纳米丝的临界成核直径，从而使生长的丝为纳米级。
纳米材料科学考试试题及答案
纳米材料科学考试试题及答案考试题目：一、选择题1. 下列哪个不属于纳米材料的特征？A. 尺寸范围在纳米级别B. 具有特殊的物理、化学性质C. 可在常规材料制备工艺中得到D. 表面积较大，因而具有特殊功能2. 纳米颗粒的尺寸范围约为：A. 0.1 - 1 微米B. 1 - 10 纳米C. 10 - 100 纳米D. 100 - 1000 纳米3. 纳米材料的制备方法中，溶胶-凝胶法属于：A. 物理方法B. 化学方法C. 机械方法D. 生物方法4. 下列哪种材料能被应用于纳米技术中的磁性材料？A. 铁B. 铝C. 铜D. 锌5. 纳米材料最主要的应用领域是：A. 电子技术B. 化学工业C. 生物医学D. 机械制造二、简答题1. 简述纳米材料的特殊性质，并举例说明。
2. 请简要介绍纳米材料的常见制备方法，并比较它们的优缺点。
3. 纳米颗粒在生物医学领域的应用有哪些？请列举几个例子。
4. 简述纳米材料在环境保护方面的应用，并说明其优势。
5. 纳米技术对能源领域有何贡献？举例说明。
答案：一、选择题1. C2. C3. B4. A5. A二、简答题1. 纳米材料的特殊性质包括量子尺寸效应、表面效应和量子限域效应等。
以金属纳米颗粒为例，由于尺寸效应，金属纳米颗粒的电子结构将发生改变，使其具有独特的光电性能。
此外，纳米材料的超高比表面积也使其具有更强的催化活性和吸附能力。
2. 常见的纳米材料制备方法包括溶胶-凝胶法、磁控溅射法、气相沉积法和水热合成法等。
溶胶-凝胶法通过溶解金属盐和聚合物等原料，形成胶体溶胶后进行凝胶，最后通过热处理得到纳米材料。
这种方法制备简单，可以得到形态多样的纳米材料。
然而，其过程中可能存在副产物和长周期振荡等问题。
其他方法各有其特点，如磁控溅射法可以得到纯净的纳米薄膜，但设备复杂且制备速度较慢。
3. 纳米颗粒在生物医学领域的应用有诊断、治疗和药物传递等方面。
例如，纳米粒子可以用作医学影像的对比剂，通过控制纳米颗粒的大小和表面修饰，可以实现针对性的细胞成像。
纳米材料考试答案
1、（1）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他们作为基本单元构成的材料。
按形状，纳米材料可以分为：原子团簇、纳米颗粒和粉体、纳米管、纳米线、纳米带、纳米片、纳米薄膜、介孔等。
（2）纳米科技：在纳米尺度（l~100纳米）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。
是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术结合的产物。
纳米科技的主要研究内容创造和制备优异性能的纳米材料、制备各种纳米器件和装置、探测和分析纳米区域的性质和现象。
（1）纳米电子学（2）纳米物理学（3）纳米化学（4）纳米生物学（5）纳米加工学（6）纳米计量学2、吸收光谱蓝移的原因：（1）量子尺寸效应：即颗粒尺寸下降导致能隙变宽，从而导致光吸收带移向短波方向。
Ball 等的普适性解释是：已被电子占据的分子轨道能级(HOMO)与未被电子占据的分子轨道能级之间的宽度（能隙）随颗粒直径的减小而增大，从而导致蓝移现象。
这种解释对半导体和绝缘体均适用。
（2）由于纳米微粒颗粒小，大的表面张力使晶格畸变，晶格常数变小，对纳米氧化物和氮化物小粒子研究表明第一邻近和第二邻近的距离变短，键长的缩短导致纳米微粒的键本征振动频率增大，结果使光吸收带移向了高波数。
3、纳米印刷摒弃了传统感光成像思路，无需暗箱操作而且制版流程简单，不仅消除了环境的污染同时大大降低了成本，并且使图文质量大幅提高。
该技术吸纳了纳米技术、精细加工技术、接触印刷技术、界面科学及新材料等众多科学技术之精华，并深入研究才开发出来的。
所谓纳米图像印刷技术，说到底是一种新型的压印转印技术，它将被广泛用于纳米凹凸图形的加工制作。
纳米图像印刷技术就是将具有纳米凹凸图像的模具作“印版”，用预先涂有聚合物涂层的硅片或玻璃片等作基板（被印物），在相应的设备和器具配合下，通过精确压印并定型以后，再把模具与基板分离开来。
纳米新材料试题一(含答案)
1.纳米材料：答：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(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
2. 纤维素纤维：答：即植物纤维，它是植物失去生长机能的细胞，其组成的主要成分是葡萄糖大分子链构成的纤维素，分子式为(C6H10O5)n，而其他纤维不属于此类。
3.纳米技术：答：是指1nm～100nm尺寸内的研究物质（包括原子、分子操纵）的结构、特性和相互作用，以及其应用的多学科交叉的科学技术。
4. 涂料：答：涂布于物体表面，在一定的条件下能形成薄膜而起到保护装潢或其他特殊功能（绝缘、防锈、防霉、耐热）的物质。
5. 橡胶：答：提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料，高弹性的高分子化合物。
1.纳米材料的化学制备方法有哪些？答：水热法，包括水热沉淀、合成、分解和结晶法；水解法，包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等。
2.涂料的分类答：（1）按涂料的形态可分为水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料、高固体分涂料等；（2）按施工方法可分为刷涂涂料、喷涂涂料、辊涂涂料、浸涂涂料、电泳涂料等；（3）按施工工序可分为底漆、中涂、漆（二道底漆）、面漆、罩光漆等；（4）按功能可分为装饰涂料、防腐涂料、导电涂料、防锈涂料、耐高温涂料、示温涂料、隔热涂料等（5）按用途可分为建筑涂料、罐头涂料、汽车涂料、飞机涂料、家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料等。
（6）家用油漆可分为内墙涂料、外墙涂料、木器漆、金属用漆、地坪漆。
3. 纳米材料的五大效应是什么？答：体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应4.列举几类天然纤维，并说明其主要化学成分？答：(一)植物纤维：由植物的种籽、果实、茎、叶等处得到的纤维。
从植物韧皮得到的纤维如亚麻、黄麻、罗布麻等；从植物叶上得到的纤维如剑麻、蕉麻等。
纳米30题
1.简述纳米材料的定义、含义与分类。
任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料称为纳米材料。
纳米材料可有晶体、准晶、非晶组成。
纳米材料的基本单元或组成单元可由原子团簇、纳米微粒、纳米线或纳米膜组成，它既可以包括金属材料，也可以包括无机非金属材料和高分子材料。
纳米材料通常按照维度进行分类。
原子团簇、纳米颗粒等为零维纳米材料，纳米线为一维纳米材料，纳米薄膜为二维纳米材料，纳米块体为三维纳米材料。
2.试述纳米材料的结构特征纳米材料的结构不同于常规物质，属于物质由宏观世界向微观世界的过渡区域，许多传统的物理化学理论在这种非宏观与非微观的领域已不再使用。
由于粒子的表面能和表面张力随粒径的减小而增加，纳米微粒的比表面积大以及由于表面原子的最近邻数低于体内而导致非键电子对的排斥力降低，必然引起颗粒内部特别是表面层晶格的畸变，原子在外力作用下，很容易迁移，因此表现出很好的韧性与一定的延展性，与界面状态有关的吸附、催化、扩散、烧结等物理、化学性质将与传统的大颗粒材料显著不同。
3、量子隧道效应宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。
纳米粒子的磁化强度等也有隧道效应，它们可以穿过宏观系统的势垒而产生变化，这种被称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。
库仑堵塞与量子隧穿：当体系的尺度进入到纳米级（一般金属粒子为几个纳米，半导体粒子为几十纳米），体系是电荷“量子化”的，即充电和放电过程是不连续的，充入一个电子所需的能量Ec为e2/2C，e为一个电子的电荷，C为小体系的电容，体系越小，C越小，能量Ec越大。
我们把这个能量称为库仑堵塞能。
换句话说，库仑堵塞能是前一个电子对后一个电子的库仑排斥能，这就导致了对一个小体系的充放电过程，电子不能集体传输，而是一个一个单电子的传输。
通常把小体系中这种单电子输运行为称为库仑堵塞效应。
如果两个量子点通过一个“结”连接起来，一个量子点上的单个电子穿过能垒到另一个量子点上的行为称作量子隧穿。
纳米材料习题
一、选择题1、纳米（nm）是一个长度单位，它等于B。
A.10-6 米B.10-9 米C.10-10 米D.10-3米2、一般而言，光学显微镜由于受到光学衍射的限制，其分辨率约为200 nm。
①200纳米(nm)②1毫米(mm)③10微米(μm)④3～5纳米(nm).3、准一维纳米材料是指在两个维度上为纳米尺度，长度约为微米级、毫米级的新型纳米材料。
下列各选项中，属于准一维纳米材料的是碳纳米管。
A.纳米粒子B.纳米结构薄膜C.碳纳米管D.储氢合金粉末4、1981年美国IBM公司的科学家们发明了扫描隧道显微镜和原子力显微镜，极大地推动了纳米科技的发展。
这两种微观表征和操纵技术的英文缩写为ＳＴＭ和ＡＦＭ。
A.SEM和STMB.SPM和AFMC.SEM和SPMD.STM和AFM5、原子的直径在0.1～0.3nm之间，原子核的大小约几个费米（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螺旋结构的横向尺寸约为1-3nm 。
①1-3nm②3～5μm③100μm④200μm6、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增大。
①减小②不变③尚无定论④增大7、固体物质随着晶粒尺寸的细化，其熔点将表现出明显变化。
差热分析(DTA)实验表明，平均粒径为40nm的纳米铜粒子的熔点与同一种固体材料的熔点相比，（由3000℃左右降到1000℃）。
①降低了300℃左右②无明显变化③升高了300ºС左右④由3000℃左右降到1000℃。
8、科学研究发现，从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在纳米尺度范围，即纳米结构也是生命现象中基本的东西，例如DNA的直径约2nm左右，SARS病毒约60--120nm，艾滋(AIDS)病毒约100nm 。
①100埃②100nm ③100μm ④1～3μm9、下述所列纳米材料制备技术或方法中，属于液相制备方法的是溶胶—凝胶法（Sol-gel ）。
纳米材料与纳米结构复习内容
1.简单论述纳米材料的定义与分类。
2.什么是原子团簇? 谈谈它的分类.3.通过Raman 光谱中任何鉴别单壁和多臂碳纳米管? 如何计算单壁碳纳米管直径?4.论述碳纳米管的生长机理。
5.论述气相和溶液法生长纳米线的生长机理。
6.解释纳米颗粒红外吸收宽化和蓝移的原因。
7.论述光催化的基本原理以及提高光催化活性的途径。
8.什么是库仑堵塞效应以及观察到的条件？9.写出公式讨论半导体纳米颗粒的量子限域效应和介电限域效应对其吸收边，发光峰的影响。
10.纳米材料中的声子限域和压应力如何影响其Raman 光谱。
11.论述制备纳米材料的气相法和湿化学法。
1.简单论述纳米材料的定义与分类。
答：最初纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。
现在广义: 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围，或由他们作为基本单元构成的材料。
如果按维数，纳米材料可分为三大类：零维：指在空间三维尺度均在纳米尺度，如：纳米颗粒，原子团簇等。
一维：指在空间有两处处于纳米尺度，如：纳米丝，纳米棒，纳米管等。
二维：指在三维空间中有一维处在纳米尺度，如：超薄膜，多层膜等。
因为这些单元最具有量子的性质，所以对零维，一维，二维的基本单元，分别又具有量子点，量子线和量子阱之称。
3.通过Raman光谱中如何鉴别单壁和多壁碳纳米管？如何计算单壁碳纳米管的直径？答：利用微束拉曼光谱仪能有效地观察到单臂纳米管特有的谱线，这是鉴定单臂纳米管非常灵敏的方法。
100-400cm-1范围内出现单臂纳米管的特征峰，单臂纳米管特有的环呼吸振动模式；1609cm-1，这是定向多壁纳米管的拉曼特征峰。
单臂管的直径d与特征拉曼峰的波数成反比，即d = 224/wd：单壁管的直径，nm；w：为特征拉曼峰的波数cm-14.论述碳纳米管的生长机理。
答：采用化学气相沉积（CVD)在衬底上控制生长多壁碳纳米管。
原理：首先，过镀金属(Fe ,Co, Ni)催化剂颗粒吸收和分解碳化合物，碳与金属形成碳-金属体，随后碳原子从过饱和的催化剂颗粒中析出，为了便于碳纳米管的合成，金属纳米催化剂通常由具有较大的表面积的材料承载。
纳米材料考试参考答案
纳米材料考试参考答案1. 纳米科学技术(Nano-ST): 20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米(10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、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•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。
•纳米材料有两层含义：其一，至少在某一维方向，尺度小于100nm，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜，或构成整体材料的结构单元的尺度小于100nm，如纳米晶合金中的晶粒;其二，尺度效应：即当尺度减小到纳米范围，材料某种性质发生神奇的突变，具有不同于常规材料的、优异的特性。
量子尺寸效应3 巨磁电阻效应： 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4 “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。
5 “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。
6 量子器件:利用量子效应而工作的电子器件称为量子器件7 纳米材料与传统材料的主要差别：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范围内。
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。
8 纳米科技的分类纳米科技从研究内容上可以分为三个方面：•纳米材料纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度, 并且具有特殊性能的材料。
纳米材料与技术基础知识单选题100道及答案解析
纳米材料与技术基础知识单选题100道及答案解析1. 纳米材料的尺度范围通常是（）A. 1-100 纳米B. 1-1000 纳米C. 10-100 纳米D. 10-1000 纳米答案：A解析：纳米材料的尺度范围通常是 1 - 100 纳米。
2. 下列不属于纳米材料特性的是（）A. 量子尺寸效应B. 表面效应C. 宏观量子隧道效应D. 超导效应答案：D解析：超导效应不是纳米材料特有的特性。
3. 纳米技术在以下哪个领域应用最广泛（）A. 医疗B. 电子C. 能源D. 以上都是答案：D解析：纳米技术在医疗、电子、能源等众多领域都有广泛的应用。
4. 纳米颗粒的制备方法不包括（）A. 物理气相沉积法B. 化学气相沉积法C. 溶胶- 凝胶法D. 电解精炼法答案：D解析：电解精炼法通常不是用于制备纳米颗粒的方法。
5. 以下哪种材料不属于纳米复合材料（）A. 聚合物/纳米黏土复合材料B. 金属/陶瓷纳米复合材料C. 纯金属材料D. 碳纳米管增强复合材料答案：C解析：纯金属材料一般不属于纳米复合材料的范畴。
6. 纳米材料的光学性质表现为（）A. 蓝移现象B. 红移现象C. 不发生移动D. 随机移动答案：A解析：纳米材料的光学性质常表现为蓝移现象。
7. 纳米材料的热学性质主要体现在（）A. 比热容降低B. 比热容升高C. 热导率不变D. 热膨胀系数不变答案：A解析：纳米材料的比热容通常降低。
8. 下列哪种仪器常用于纳米材料的表征（）A. 扫描电子显微镜B. 红外光谱仪C. 原子吸收光谱仪D. 气相色谱仪答案：A解析：扫描电子显微镜常用于观察和表征纳米材料的形貌和结构。
9. 纳米材料的磁学性能与常规材料相比（）A. 相同B. 更弱C. 更强D. 不确定答案：D解析：纳米材料的磁学性能受多种因素影响，不能简单地与常规材料比较确定其强弱。
10. 碳纳米管属于（）A. 零维纳米材料B. 一维纳米材料C. 二维纳米材料D. 三维纳米材料答案：B解析：碳纳米管在空间上只有一个维度在纳米尺度，属于一维纳米材料。
《纳米材料与纳米结构》课程复习题
《纳米材料与纳米结构》课程复习题1.纳米颗粒有哪些基本的效应？久保理论;尺寸效应;表面与界面效应;体积效应;量子尺寸效应;宏观量子隧道效应2.什么是超顺磁性？讨论产生超顺磁性的原因。
磁性材料的磁性随温度的变化而变化，当温度低于居里点时，材料的磁性很难被改变；而当温度高于居里点时，材料将变成“顺磁体”（paramagnetic），其磁性很容易随周围的磁场改变而改变。
如果温度进一步提高，或者磁性颗粒的粒度很小时，即便在常温下，磁体的极性也呈现出随意性，难以保持稳定的磁性能，这种现象被就是所谓超顺磁效应。
超顺磁状态的起源可归为以下原因：在小尺寸下，当各向异性能减小到与热运动能可相比拟时，磁化方向就不再固定在一个易磁化方向，易磁化方向做无规律的变化，结果导致超顺磁性的出现。
不同种类的纳米磁性微粒显现超顺磁的临界尺寸是不相同的3.用机械法来制备纳米颗粒有什么优点和缺点？优点：过程简单，大规模生产容易，花费少，不污染环境，没有后续过程的问题缺点：能源消耗高，难以控制粒子形貌，夹有杂质4.纳米颗粒材料与相同块体材料的光学性质有何差异？纳米固体的光吸收具有常规粗晶不具备的一些新特点。
金属纳米固体等离子共振吸收峰变得很弱，甚至消失。
半导体纳米固体中粒子半径小于或等于激子玻尔半径时，会出现激子（Wannier激子）光吸收带（例如，粒径为4.5 nm的CdSexS 1-x，在波长约450 nm处呈现一光吸收带）。
相对常规粗晶材料，纳米固体的光吸收带往往会出现蓝移或红移。
例如，纳米NiO块体的4个光吸收带（3.30，2.99，2.78，2.25 eV）发生蓝移，三个光吸收带（1.92，1.72，1.03 eV）发生红移，与纳米粉体相类似。
纳米结构材料由于颗粒很小，这样由于小尺寸会导致量子限域效应，界面结构的无序性使激子，特别是表面激子很容易形成；界面所占的体积很大，界面中存在大量缺陷，例如悬键，不饱和键和杂质等，这就可能在能隙中产生许多附加能隙；纳米结构材料中由于平移周期的破坏，在动量空间（k空间）常规材料中电子跃迁的选择定则对纳米材料很可能不适用，这些就会导致纳米结构材料的发光不同于常规材料，有自己新的特点。
纳米考试题答案
hν =kα 1= EL3- EK 92% kα 2= EL2- EK 8%
三、property Nano 1)纳米材料的定义：1nm< ……<100nm
2）two kinds: nano 是纳米材料弄到一起
FCC：atomic number :N=(10n3-15n2+11n-3)/3 Surf N=10n2-20n+12
而目前飞机上用的是 500MPa 的 Al
Carbon Nanotubers(碳纳米管)……CNT
Amorpous (活性剂)
Graphite 电极，润滑(SP2 杂化，σ 键，π 键，Lσ =1.42A，Lπ =3.35A)
Diamond Fiber
钻石（SP3 杂化，4σ bond,Lσ =1.56A）
②θ不等于 0 也不等于 30 度 :chirl semi=conductor
三层 C 纳米管：Lσ =2.34A
Make: 1) laser evaporation 2) larbon arc
3) CVD 化学气象沉淀 Application 1) AFM,TEM tip(枪尖) 2) 生物化学，biochemical weapon senser 3) 电子屏幕，flat panel display
STM : scanning tunnel microscope
扫描隧道显微镜
TEM: Transmission Electron Microscope 透射电子显微镜[术]
AFM : Atomic Force Microscope
原子力显微镜
MFM: Magnetic force microscopy
纳米考题答案
1.什么是纳米科技:纳米科技是指在纳米尺度(1 nm 到100 nm 之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用（主要是量子特性），以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。
它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。
纳米科技的最终目标是以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。
纳米科技的重要意义:随着人类对客观世界认知的革命，纳米科技将引发一场新的工业革命。
纳米科技的研究领域:因为纳米科技的研究对象涉及诸多领域，它的基础研究问题又往往与应用密不可分，我们可以根据纳米科技与传统学科领域的结合而细分纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米化学、纳米机械学与纳米加工等等，但这种把纳米科技与学科紧密联系的分类方式并不科学，原因在于各自都有一个交叉，无法那么严格。
如果以研究对象和工作性质来区分，纳米科技必须包括纳米材料，纳米器件和纳米尺度的检测与表征。
材料是基础，器件是应用水平的标志，检测和表征是纳米科技研究与发展的实验基础和必要条件。
纳米科技就是在物理学发展的基础上兴起的，研究纳米科技首先就要了解纳米体系物理学。
a 经典物理学b 量子物理基础c 量子统计简介d 介观物理2.纳米材料体系物理是研究纳米尺度范围内出现的物理现象和物理效应。
一、电子能级的不连续性 二、量子尺寸效应 三、小尺寸效应 四、表面效应 五、量子隧穿效应3. 久保指出：金属超微粒子在费米面能级附近电子能级产生离散现象。
对小微粒的电子能态作两点假设：简并费米液体假设 把超微粒子靠近费米面附近的电子状态看作是受尺寸限制的简并电子气，并且它们的能级是准量子态的不连续能级。
超微粒子呈电中性 从一个超微粒子中取走一个电子或加进一个电子都是十分困难的，并提出公式：超微粒子的粒径d 越小，从中取走或加进一个电子克服库仑力所需做的功W 越大。
纳米金（Au ）微粒的导电性变化，能带理论表明，宏观尺寸的金属费米能级附近电子能级一般是连续的。
纳米技术考试题答案
纳米材料和纳米机构纳米材料分析。
1一纳米技术的内容和定义（2-2 ）纳米技术（nanotechnology ）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1 至100 纳米范围内材料的性质和应用。
纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等二纳米技术三个层面概念的理解从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念：第一种，是1986 年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。
根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。
这种概念的纳米技术还未取得重大进展。
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。
也就是通过纳米精度的"加工" 来人工形成纳米大小的结构的技术。
这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。
现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。
此外，还有发热和晃动等问题。
为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。
本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。
DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。
三纳米技术的发展史，起源和发展方向（2-9）四我国的纳米发展史1. “中国实验室国家认可委员会”是负责实验室和检查机构认可及相关工作的认可机构，为规范纳米产品市场、推动制定相关纳米材料及产品的标准，“国家纳米科学中心”和“中国实验室国家认可委员会”会商多次，联合成立“纳米技术专门委员会”，挂靠在“国家纳米科学中心”。
纳米材料与纳米技术智慧树知到课后章节答案2023年下鲁东大学
纳米材料与纳米技术智慧树知到课后章节答案2023年下鲁东大学鲁东大学第一章测试1.壁虎可以头朝下在垂直墙面自由爬行是因为（）的作用。
A:粘液B:吸盘C:范德华力D:超能力答案:范德华力2.DNA是由两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕，构成双螺旋结构，DNA的直径约为（）A:2 nm B:100 nm C:20 nm D:0.2 nm答案:2 nm3.1999年巴西坎皮纳斯大学的达尼埃尔·乌加尔特教授和美国佐治亚技术研究中心的沃特·希尔教授发明了世界上最小的“秤”，它是由（）材料制造的。
A:硅 B:石墨烯 C:碳纳米管 D:金答案:碳纳米管4.蓝闪蝶的翅膀呈现出耀眼的蓝色是因为其鳞片具有（）A:蓝色绒毛 B:复杂的纳米结构 C:蓝色色素 D:黑色色素答案:复杂的纳米结构5.荷叶的自清洁效应是因为荷叶表面具有（）A:亲水性 B:两亲性 C:疏水性 D:排斥性答案:疏水性6.1990年，IBM公司用扫描隧道显微镜（STM)S实现了“让原子排队”，把35个（）原子排成“IBM”。
A:氙 B:氦 C:氧 D:氢答案:氙7.原子力显微镜（atomic force microscope，简称AFM）也称（），是由IBM苏黎士研究实验室的Gerd Binning、Calvin Quate和Christoph Gerber于1986年发明的。
A:扫描电子显微镜 B:扫描力显微镜 C:扫描透射显微镜 D:扫描隧道显微镜答案:扫描力显微镜8.“C60分子”包含有( )个五边形和（）个六边形。
A:12；12 B:12；20 C:20；12 D:16；20答案:12；209.二维纳米材料是指两个维度方向上为纳米尺寸的材料。
A:错 B:对答案:错10.纳米微粒属于零维纳米材料，其形态是球形。
A:对 B:错答案:错第二章测试1.球形纳米颗粒的比表面积是指（）A:表面积/直径 B:体积/直径 C:表面积/体积 D:体积/表面积答案:表面积/体积2.纳米材料相比常规材料的表面积增加，表面能（）A:增加 B:不一定 C:减少 D:不变答案:增加3.在制造变压器的铁芯或电磁铁时，需要选择矫顽力（）材料？以使电流切断后尽快消失磁性。
纳米新材料试题二卷含答案
1、什么是纳米材料？2、什么是纤维？3、谈谈何为纳米体系4、谈谈你知道的橡胶（至少5例）5、涂料的含义1、谈谈纳米在各个领域的应用（至少举出5例）以及纳米的制备方法（物理和化学方法至少3例）2、纳米材料的基本单元可分为几类及解释。
3、通用塑料有五大品种4、天然橡胶的优点及缺点？5、橡胶和塑料的区别？（至少2点不同）1、论述一下纳米技术与微电子技术的主要区别是什么？2、、以上图是表示什么意思，主要用于生活中，举出例子答案：1、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(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
2、柔韧纤细具有相当长度强度弹性和吸湿性的丝状物，大多数是不溶于水的有机高分子化合物，少数是无机物。
3、纳米体系是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造的一种新体系。
它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。
4、天然橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶丁腈橡胶乙丙橡胶5、涂于物体表面能形成具有保护装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的固态涂膜的一类液体或固体材料之总称。
二、1、、医药、化工、军事、微电子、生物、陶瓷等制备方法：物理：(1)真空冷凝法 (2)物理粉碎法 (3)机械球磨法化学：(1)气相沉积法 (2)水热合成法 (3)溶胶凝胶法2、零维、一维、二维。
零维，指在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等。
一维，指在空间中有两维处于纳米尺度，如纳米四、纳米管、纳米棒等。
二维，指在三维空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。
3、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物（ABS）4、优点：有很好的弹性，具有较高的力学强度，具有良好地耐屈挠疲劳的作用，具有良好地气密性，防水性，电绝缘性和绝热性，并且加工性能好。
缺点：耐油性、耐臭氧老化和耐热氧老化性差。
纳米材料期末测试题及答案
纳米材料期末测试题及答案第一节：选择题1. 纳米材料是指尺寸在多少纳米范围内的材料？A. 1 nm以上B. 100 nm以上C. 1000 nm以上D. 10 nm以下答案：D2. 下列哪个不是纳米材料的特征？A. 具有较大的比表面积B. 具有尺寸效应C. 具有显著的量子效应D. 具有无限可延伸的形状变化能力答案：D3. 纳米材料的表面效应与体效应相比，具有什么特点？A. 表面效应主要体现在光学性质上B. 表面效应主要体现在电学性质上C. 表面效应主要体现在力学性质上D. 表面效应主要体现在化学性质上答案：D4. 下列哪种方法不适合纳米材料的制备？A. 气相沉积法B. 溶胶-凝胶法C. 机械合金化法D. 铸造法答案：D5. 纳米材料在哪个领域应用最为广泛？A. 医学领域B. 环境保护领域C. 能源领域D. 信息技术领域答案：D第二节：简答题1. 请简述纳米材料的尺寸效应和量子效应，并说明它们的主要区别。
答案：纳米材料的尺寸效应是指材料尺寸减小到纳米级别后，由于表面积增大，表面原子和分子之间的相互作用增强，导致材料性能发生变化的现象。
量子效应是指纳米尺寸范围内的材料由于尺寸接近电子波长，电子在材料中的行为受到量子力学规律的支配，展现出与宏观材料截然不同的特性。
尺寸效应主要来源于表面效应，而量子效应主要来源于尺寸和结构对电子的限制和调控效应。
2. 简述纳米材料的应用领域及其优势。
答案：纳米材料广泛应用于信息技术、能源领域、医学领域和环境保护领域等。
在信息技术领域，纳米材料可以用于制造高性能的传感器、存储介质和显示器件，具有小尺寸、高灵敏度和低功耗的优势。
在能源领域，纳米材料可以用于制造高效的太阳能电池、储能材料和催化剂，具有提高能源转化效率和降低成本的优势。
在医学领域，纳米材料可以应用于疾病的早期诊断、治疗和药物传输等方面，具有靶向性、控释性和生物相容性的优势。
在环境保护领域，纳米材料可以用于净化水和空气，降解有害物质，具有高效、环保的优势。
纳米新材料试题三卷 含答案
1.纳米材料：2.橡胶老化：3.涂料：4.纤维：5.涂料：1.纳米材料效应有哪些？2.纳米材料的制备方法（化学法）都有那些？3.纳米微粒和纳米材料的应用有哪些？4.涂料的包装主要分为哪两种？5.橡胶在文教体育上的应用？第三题论述题1.试论纳米科技对人类社会和产业革命的影响？2.讨论塑料袋给人类生活带来的利与弊？第一题答案：1.答：尺寸大小处于1-100 nm含有范围内的物质就是纳米物质,含有纳米结构的材料就是纳米材料。
2.答：橡胶及其制品在加工，贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏，最后丧失使用价值，这种变化叫做橡胶老化。
3.答：涂于物体表面能形成具有保护装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称。
4.答：聚合物经一定地机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软地细丝,形成纤维。
纤维具有弹性模量大,受力时形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。
5.答：涂料是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化使物体表面形成美观而有一定强度的连续性保护膜、或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细化工产品。
第二题答案：1.答：(1)小尺寸效应(2)表面效应(3)量子尺寸效应(4)宏观量子隧道效应（5）介电域效应（6）量子限域效应（7）量子遂穿效应2.答：气体冷凝法、微乳液法、氢电弧等离子体法、化学气相沉积法、沉淀法、溶胶-凝胶法与水热法3.答：它的应用领域包括化工、机械、生物工程、电子、航天、陶瓷等方面。
4.答：桶装和袋装5.答：常见的各种球胆、乒乓球拍海绵胶面、游泳足躁、玩具皮球、金笔笔胆、橡皮、橡胶困、橡皮线、橡胶印、橡皮布、气球以及海绵胶垫等，广泛用于文教机关、办公室、设计绘图以及体育运动器材等第三题答案：1.a.它是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。
b.它会从根本上改变人类的生活方式、思维方式和生存条件。
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1.什么是纳米材料？其内涵是什么？〔从零、一、二、三维考虑〕2.纳米材料的四大效应是什么？对每一效应举例说明。
3.纳米材料的常用的表征方法有哪些？4.用来直接观察材料形态的SEM、TEM、AFM对所测定的样品有哪些特定要求？从它们的图像中能够得到哪些基本信息？5.纳米颗粒的高外表活性有何优缺点？如何利用？6.在纳米颗粒的气相合成中涉及到哪些基本环节？气相合成大致可分为哪四种？气相成核理论的机制有哪两种？7.溶胶-凝胶法制备纳米颗粒的基本过程是怎样的？8.用溶胶-凝胶技术结合碳纳米管的生长机理，可获得密度不同的碳纳米管阵列〔也叫纳米森林〕，简要阐述其主要步骤及如何控制碳纳米管的分布密度？9.改变条件可制备不同晶粒大小的二氧化钛，下列图分别为两种晶粒尺寸不同的二氧化钛的XRD图与比外表积数据。
请用Scherrer 方程、BET比外表积分别估算这两种二氧化钛的晶粒尺寸〔XRD测试时所用的 ，锐钛矿相二氧化钛的密度是3.84 g/cm3〕〔默写出公式并根据图中的数据来计算〕。
10.氧化物或者氮化物纳米材料具有许多特殊的功能，请以一种氧化物或者氮化物为例，举出其三种主要的制备方法〔用到的原料、反应介质、主要的表征手段〕、主要用途〔与纳米效应有关的用途〕、并介绍这种物质的至少两种晶相。
11.举出五种碳的纳米材料，阐述其一维材料与二维材料的结构特点、用途。
12.简述纳米材料的力学性能、热学性能与光学性能有怎样的变化？13.什么叫化学气相沉积法，它与外场结合又可衍生出哪些方法？简述VLS机制。
14.纳米半导体颗粒具有光催化性能的主要原因是什么？光催化有哪些具体应用15.利用机械球磨法制备纳米颗粒的主要机制是什么？有何优、缺点？16 何为“自催化VLS生长”？怎样利用自催化VLS生长实现纳米线的掺杂？17.液相合成金属纳米线，加入包络剂(capping reagent)的作用是什么？18.何为纳米材料的模板法合成？它由哪些优点？合成一维纳米材料的模板有哪些？19.试结合工艺流程图分别说明氧化铝模板的制备过程以及氧化铝模板合成纳米线阵列的过程20.从力学特性、电学特性和化学特性来阐述碳纳米管的性质，它有哪些主要的应用前景？21.如何提高传统光刻技术中曝光系统的分辩率？22.试比较电子束刻蚀和离子束刻蚀技术的异同点和优缺点。
23.比较极紫外光刻技术和X射线光刻技术的异同。
24.何为纳米材料的自组装？用于制备纳米结构的微乳液体系一般有几个组成部分？25 何谓“取向搭接Oriented attachment”“奥斯德瓦尔德熟化Ostwald ripening”?1、什么是纳米材料？其内涵是什么？〔从零、一、二、三维考虑〕广义地，纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为单元构成的材料。
几十个到几万个原子的纳米颗粒〔零维〕一维量子线〔线、管、棒、电缆〕二维量子面〔超薄膜, ultrathin films 〕三维纳米固体〔体材料，bulk materials〕2、纳米材料的四大效应是什么？对每一效应举例说明。
1.小尺寸效应：指纳米粒子尺寸减小，体积缩小，粒子内的原子数减少而造成的效应。
举例：小尺寸的Au/TiO2具有低温氧化催化活性。
2.外表效应：粒径逐渐接近于原子直径时，外表原子的数目及其作用不能忽略，这时晶粒的外表积、外表能和外表结合能等都发生了很大的变化，人们把由此而引起的种种特异效应通称为外表效应。
举例：金属的纳米粒子在空气中会燃烧，无机的纳米粒子暴露在空气中会吸附气体，并与气体进行反应。
3.量子尺寸效应：当纳米粒子的尺寸下降到某一值时，金属粒子费米面附近电子能级由准连续变为离散能级的；即可看作由连续能级变成不连续能级的现象称为纳米材料的量子尺寸效应。
举例：①在某一温度下，半径为纳米级的Ag变成半导体或者绝缘体4.宏观量子隧道效应：当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。
举例：○1宏观量子隧道效应限定了磁带、磁盘进行信息存储的时间极限。
5 库伦阻塞效应：3、纳米材料的常用的表征方法有哪些？答：①透射电子显微镜(TEM)，扫描电子显微镜(SEM)，原子粒显微镜(AFM)②X射线衍射仪(XRD)，比外表积测定仪③光谱分析：红外光谱，紫外光谱，拉曼光谱等。
4、用来直接观察材料形态的SEM、TEM、AFM对所测定的样品有哪些特定要求？从它们的图像中能够得到哪些基本信息？三者都是固体样品。
要求：TEM：超薄切片SEM：要求样品外表导电，如不导电则需镀白金、黄金或碳AFM：样品要求外表较平整，过于凹凸针尖易断。
提供的信息：TEM：晶粒大小与分布，包括晶界，甚至能看到晶格条纹SEM：颗粒的大小与分布AFM：主要观察薄膜外表粗糙度5.纳米颗粒的高外表活性有何优缺点？如何利用？优点:①外表活性高可以吸附储氢.②制备高效催化剂③实现低熔点材料缺点:①容易吸附团聚②容易失活③易被氧化而燃烧。
应用：外表吸附储氢、制备高效催化剂、实现低熔点材料等。
6.在纳米颗粒的气相合成中涉及到哪些基本环节？气相合成大致可分为哪四种？气相成核理论的机制有哪两种？a在纳米微粒的气相法合成中，涉及过饱和蒸气的产生、粒子成核和长大、团聚、凝结、转移和收集等过程b蒸发法、溅射法、化学气相反应法和化学气相凝聚法c〔１〕蒸气的异相成核：以进入蒸气中的外来离子、粒子等杂质或固体外表上的台阶等缺陷为成核中心，进行微粒的形核及长大。
〔２〕蒸气的均相成核：无任何外来杂质或缺陷的参与，过饱和蒸气中的原子因相互碰撞而失去动能，因小范围内温度和物质浓度不同，开始聚集成小核。
当小核半径大于临界半径Rc时就可以成核生长，最终形成微粒。
7. 溶胶-凝胶法制备纳米颗粒的基本过程是怎样的？过程：前驱体+溶剂→均匀溶液→在一定条件下溶质水解/醇解→水解产物〔缩合聚集〕→1nm左右的胶体粒子〔溶胶〕→溶胶粒子〔聚合生长〕→凝胶【〔SSG法〔溶液－溶胶－凝胶法〕】→凝胶陈化、干燥、焙烧去除有机成分，最后得到所需的无机纳米微粒。
8.用溶胶-凝胶技术结合碳纳米管的生长机理，可获得密度不同的碳纳米管阵列〔也叫纳米森林〕，简要阐述其主要步骤及如何控制碳纳米管的分布密度？步骤：①制备FeCl3-SiO2溶胶②溶液做成薄膜〔浸渍提拉法或悬浮法〕③用氢气将Fe3+复原成为Fe④通入含碳的烃类，CNTs催化生长控制：通过控制FeCl3的浓度来改变Fe的含量；改变H2的复原温度来改变Fe纳米晶的大小，及控制气流量。
9.改变条件可制备不同晶粒大小的二氧化钛，下列图分别为两种晶粒尺寸不同的二氧化钛的XRD图与比外表积数据。
请用Scherrer方程、BET比外表积分别估算这两种二氧化钛的晶粒尺寸〔XRD测试时所用的 Å，锐钛矿相二氧化钛的密度是3.84 g/cm3〕〔默写出公式并根据图中的数据来计算〕。
10.氧化物或者氮化物纳米材料具有许多特殊的功能，请以一种氧化物或者氮化物为例，举出其三种主要的制备方法〔用到的原料、反应介质、主要的表征手段〕、主要用途〔与纳米效应有关的用途〕、并介绍这种物质的至少两种晶相。
答：氧化钛TiO2俗称钛白粉，它主要有两种结晶形态：锐钛型〔A型〕和金红石型〔R型〕〔1〕制备方法①四氯化钛水解法原料：四氯化钛反应介质：水主要表征手段：XRD〔看晶相〕，SEM〔看外表微观结构，颗粒大小与分布〕，TEM〔看晶粒大小〕②气相法原料：金属钛、钛的醇盐或无机盐反应介质：H2/O2主要表征手段：XRD〔看晶相〕，TEM〔看晶粒大小〕③溶胶-凝胶法原料：酞酸丁酯反应介质：乙醇主要表征手段：XPS〔看外表化学态〕，SEM〔看外表微观结构，颗粒大小与分布〕，TEM〔看晶粒大小〕，AFM〔看外表形貌，计算外表粗糙度〕〔2〕主要用途：光催化材料，太阳能电池，污水处理用太阳能光反应器，空气净化器，防雾及自清洁涂层，抗菌材料〔3〕锐钛矿：构成锐钛矿的八面体通过共顶点的方式连接成一张网。
八面体层之间通过共边的方式而构成三维网络。
这样，每4个八面体层，相同的结构就会重复一次。
金红石：以Ti-O八面体的排列看，金红石结构由Ti-O八面体以共棱的方式排列成链状，晶胞中心的链和四角的Ti-O八面体链的排列方向相差90°。
链与链之间是Ti-O八面体以共顶相连。
11.举出五种碳的纳米材料，阐述其一维材料与二维材料的结构特点、用途。
答：纳米石墨石墨烯富勒烯〔C60〕碳纳米管纳米金刚石薄膜其中石墨烯是二维结构，碳纳米管是一维结构。
①一维材料：碳纳米管结构特点：六边形网格翻卷而成的管状物，管子两端一般有含五边形的半球面网格封口。
用途：碳纳米管超级电容器、碳纳米管储氢材料、碳纳米管吸波剂、碳纳米管异质结构。
大规模集成电路。
②二维材料：石墨烯结构特点：sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。
原子厚的碳薄膜片，C-C键之间以sp2键相连。
用途：透明导电薄膜、液晶显示材料、晶体管集成电路。
12.简述纳米材料的力学性能、热学性能与光学性能有怎样的变化？力学性能：由于纳米晶体材料由很大的外表积/体积比，杂质在界面的浓度便大大降低，从而提高了材料的力学性能，强度变低，塑性变好,韧性变好。
热学性能：纳米微粒由于颗粒小，外表能高，比外表原子数多，活性大。
因此，熔点降低，烧结温度降低、晶化温度降低。
光学性能：①纳米颗粒存在量子尺寸效应和界面效应；②宽频带吸收：对可见光反射率低；③蓝移现象：吸收波向短波移进；④纳米微粒发光：尺寸小于某定值时，特定波长激发下发光；⑤在溶胶中，胶体的高分散性和不均匀性使其具有特殊的光学性质。
13.什么叫化学气相沉积法，它与外场结合又可衍生出哪些方法？简述VLS机制。
答：〔1〕化学气相沉积法，是指反应物经过化学反应和凝结过程，生成特定产物的方法。
〔2〕衍生方法：等离子体增强CVD法〔PECVD〕，微波CVD法〔MWCVD〕，激光辅助CVD法〔LCVD〕，超声波CVD法〔UWCVD〕。
〔3〕VLS生长机理：加热成V 冷凝形成L 过度饱和析出生成S以制备CNTs为例，在800～1000℃的高温下呈液态的催化剂微粒是反应的活性点，它传输CNTs生长原料，吸收气体中的碳原子簇直至过饱和状态，过饱和的碳原子簇沉淀析出形成CNTs。
16.纳米半导体颗粒具有光催化性能的主要原因是什么？光催化有哪些具体应用原因：①半导体纳米颗粒粒径的减小使量子尺寸效应增强、能隙增大，价带电位变得更正、导带电位变得更负，使光生电子－空穴对的复原－氧化能力提高，增强了催化降解有机物的活性；②对半导体纳米颗粒而言，其粒径通常小于空间电荷层的厚度，因此可忽略空间电荷层的影响，光生载流子可通过简单的扩散运动从颗粒的内部迁移到外表，与电子给体或受体发生氧化或复原反应。