大自然中有哪些纳米功能材料
纳米材料在现实生活中的应用
纳米材料属于纳米技术中的一种,是一种很特殊的材料。
物质到纳米尺度以后,大约是在0.1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。
纳米材料指的就是这种尺度达到纳米单位的、具备特殊性能的材料。
它在现实生活中的应用广泛,包含以下几点:1、纳米磁性材料在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。
纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质,纳米粒子尺寸小,具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性,用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好,而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。
超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体,用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。
2、纳米陶瓷材料传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动,材料质脆,烧结温度高。
纳米陶瓷的晶粒尺寸小,晶粒容易在其他晶粒上运动,因此,纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性,这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。
如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形,然后做表面退火处理,就可以使纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性,而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。
3、纳米传感器纳米二氧化锆、氧化镍、二氧化钛等陶瓷对温度变化、红外线以及汽车尾气都十分敏感。
因此,可以用它们制作温度传感器、红外线检测仪和汽车尾气检测仪,检测灵敏度比普通的同类陶瓷传感器高得多。
4、纳米倾斜功能材料在航天用的氢氧发动机中,燃烧室的内表面需要耐高温,其外表面要与冷却剂接触。
因此,内表面要用陶瓷制作,外表面则要用导热性良好的金属制作。
但块状陶瓷和金属很难结合在一起。
如果制作时在金属和陶瓷之间使其成分逐渐地连续变化,让金属和陶瓷“你中有我、我中有你”,便能结合在一起形成倾斜功能材料,它的意思是其中的成分变化像一个倾斜的梯子。
当用金属和陶瓷纳米颗粒按其含量逐渐变化的要求混合后烧结成形时,就能达到燃烧室内侧耐高温、外侧有良好导热性的要求。
5、纳米半导体材料将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料,具有许多优异性能。
纳米磁性材料
纳米磁性材料在大自然中,许多生物体内都存在着天然的纳米磁性粒子,例如:鸽子,海豚,石鳖,蜜蜂,人类大脑中平均含有20微克(约500万粒)的磁性纳米粒子,这些存在的纳米磁性微粒能够起到引导方向的作用,但是是如何和神经系统所联系至今还是个谜。
纳米材料又称纳米结构材料,是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内的材料(1-10nm)。
磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱和基础,广泛应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域。
而现代社会信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向发展,因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。
所以纳米磁性材料的特殊磁性是属于纳米磁性,而纳米磁性材料和纳米磁性又分别是纳米科学和纳米物性的一个组成部分。
一、磁性纳米材料简介磁性纳米材料的特性不同于常规的磁性材料,其原因是关联于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级,例如:磁单畴尺寸,超顺磁性临界尺寸,交换作用长度,以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级,当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时,就会呈现反常的磁学性质。
磁性纳米材料可以大体分为固体磁性材料和磁流体。
固体磁性材料中又包含铁磁材料。
具有铁磁性的纳米材料如纳米晶Ni,γ-Fe2O3等可作为磁性材料。
铁磁材料可分为软磁材料和硬磁材料。
软磁材料的主要特点是磁导率高饱和磁化啊强度大、电阻高、损耗低、稳定性好。
硬磁材料的主要特点是剩磁要大矫顽力也要大,不易去磁。
对温度、时间、振动等干扰的稳定性要好。
磁流体作为一种特殊的功能材料,是把纳米数量级(10纳米左右)的磁性粒子包裹一层长链的表面活性剂,均匀的分散在基液中形成的一种均匀稳定的胶体溶液。
磁流体由纳米磁性颗粒、基液和表面活性剂组成。
一般常用的有Fe3O4、Fe2O3、Ni、Co 等作为磁性颗粒,以水、有机溶剂、油等作为基液,以油酸等作为活性剂防止团聚。
二、磁性纳米材料的特点1. 量子尺寸效应:材料的能级间距是和原子数N 成反比的,因此,当颗粒尺度小到一定的程度,颗粒内含有的原子数N 有限,纳米金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散,纳米半导体微粒则存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道,能隙变宽。
纳米生活中的例子
纳米生活中的例子纳米生活是指在纳米尺度下的生活方式和应用。
纳米技术的发展已经渗透到人们的日常生活中,带来了许多改变和便利。
下面列举了10个纳米生活的例子。
1. 纳米防晒霜:纳米颗粒能够使防晒霜更容易被皮肤吸收,提供更好的防晒效果。
同时,纳米颗粒能够使防晒霜更加透明,不会在皮肤上留下白色痕迹。
2. 纳米洗衣液:纳米颗粒在洗涤过程中能够更好地渗透到衣物纤维中,去除污渍,使衣物更干净。
同时,纳米洗衣液还可以抑制细菌繁殖,保持衣物的清洁和卫生。
3. 纳米空气净化器:纳米材料能够吸附和分解空气中的有害物质,如甲醛、苯等。
纳米空气净化器能够提供更好的空气质量,保持室内空气清新。
4. 纳米面膜:纳米颗粒能够更好地渗透到皮肤深层,提供更好的滋养和保湿效果。
纳米面膜能够使皮肤更加光滑细腻,延缓皮肤老化。
5. 纳米健康监测器:纳米传感器能够检测人体的健康指标,如心率、血压等。
纳米健康监测器可以实时监测人体健康状况,提醒人们采取相应的健康措施。
6. 纳米食品包装:纳米材料能够延长食品的保质期,防止细菌和霉菌的生长。
纳米食品包装可以保持食品的新鲜和营养。
7. 纳米药物传递系统:纳米颗粒能够在体内精确地释放药物,减少药物的副作用。
纳米药物传递系统能够提高药物的治疗效果,减少药物的用量。
8. 纳米智能材料:纳米材料能够响应外界刺激,如光、温度等,实现智能控制。
纳米智能材料可以应用在智能家居、智能穿戴设备等领域。
9. 纳米电池:纳米材料能够提高电池的储能密度和充电速度。
纳米电池可以应用在移动设备、电动车等领域,提供更长的使用时间和更快的充电速度。
10. 纳米涂层:纳米涂层能够提高材料的耐磨、耐腐蚀等性能。
纳米涂层可以应用在汽车、建筑等领域,提供更好的保护和使用寿命。
这些例子只是纳米生活中的一小部分,纳米技术的应用还有很多潜力待发掘。
随着纳米技术的进一步发展,我们可以期待更多创新和改变带给我们的生活。
天然纳米材料
天然纳米材料天然纳米材料是指存在于自然界中的尺寸小于100纳米的材料。
这些材料具有特殊的物理、化学和生物学特性,在各个领域具有广泛的应用潜力。
下面就几种常见的天然纳米材料进行介绍。
1. 纳米黄金:纳米黄金是指黄金颗粒的尺寸小于100纳米。
由于其特殊的光学性能,纳米黄金在生物医学、传感器和纳米电子学等领域具有广泛应用。
例如,纳米黄金可用于制备高效的抗癌药物载体和生物分子探针,还可用于纳米颗粒增强光电转化效率等。
2. 纳米二氧化硅:纳米二氧化硅是一种常见的天然纳米材料,其存在于植物、动物和微生物体内。
纳米二氧化硅具有高比表面积、良好的稳定性和生物相容性。
它可用于制备载药纳米颗粒、纳米生物传感器和高效分离纯化材料等。
3. 纳米石墨烯:纳米石墨烯是一种由碳原子构成的薄层材料,具有优异的导电性和热导性。
它在电子器件、能源储存和分离膜等领域有广泛应用。
纳米石墨烯还可以与其他材料结合,制备出具有特殊功能的复合材料。
4. 纳米蛋白质:蛋白质是生命体内重要的功能分子,具有多样性的结构和功能。
纳米蛋白质是指通过特定方法制备出的尺寸小于100纳米的蛋白质颗粒。
纳米蛋白质可用于制备生物传感器、药物递送系统和组织工程材料等。
5. 纳米硅藻土:硅藻土是一种富含二氧化硅的天然矿物质,其形状呈碎末状。
经过特殊处理,硅藻土可以制备成纳米尺寸的颗粒。
纳米硅藻土具有优异的吸附性能和孔隙结构,广泛应用于环境修复、催化剂和生物医学等领域。
这些天然纳米材料不仅具有独特的结构和特性,还具有良好的生物相容性和可持续性。
它们在纳米科技领域的应用将为我们带来更多的机遇和挑战,推动科学技术的发展。
生物体中存在的纳米材料及其特性
生物体中存在的纳米材料及其特性摘要:本文简单罗列了一些生物界中常见的动植物中的纳米结构及其特性,通过这些简介可以清晰地体现出纳米材料的重要性,也可以直观的为我们展现自然界中的纳米材料及其特性,更加可以通过这些让我们联想到现实生活中纳米技术的应用。
关键词:纳米材料生物体结构原因自然界中,纳米材料和它的形成过程早已存在。
只是先前人们不认识而已。
在地球的漫长演化过程中,在自然界的生物中,存在许多通过纳米技术形成的纳米材料。
亭亭玉立的荷花、丑陋的蜘蛛,到诡异的海星,从飞舞的蜜蜂、水面的水黾,到海中的贝壳,从绚丽的蝴蝶、巴掌大的壁虎,到显微镜才能看得到细菌… 个个都是身怀多项纳米技术的高手。
它们通过精湛的纳米技艺,或赖以糊口,或赖以御敌,一代一代,顽强存活着。
只是在现代科学技术发展起来之后,人们才对自然界中的纳米技术和纳米材料有了一些认识。
例如,知道了石灰岩溶洞中的石笋是一纳米一纳米生长起来的,它们的形状才会那么千奇百怪。
贝壳和牙齿是一纳米一纳米生长的,才会那么坚硬。
植物茎和头发也是一纳米一纳米生长的,才那么柔韧。
那么什么是纳米材料呢?纳米(nm)和米、微米等单位一样,是一种长度单位,一纳米等于十的负九次方米,约比化学键长大一个数量级。
纳米科技是研究由尺寸在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。
可衍生出纳米电子学、机械学、生物学、材料学加工学等。
纳米材料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。
由于其组成单元的尺度小,界面占用相当大的成分。
因此,纳米材料具有多种特点,这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。
纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层次,它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节,是人们过去从未探索过的新领域,实际上由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中,在结构上有序度的变化,在状态上的非平衡性质,使体系的性质产生很大的差别,对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。
自然界的纳米材料及荷叶效应
四、贝类——娴熟的粘合高手
• 普通的贝类,堪称纳米粘合技术的高手。 当它想把自己贴在一块岩石上时,就会打 开贝壳,把触角贴到岩石上,它将触角拱 成一个吸盘,然后通过细管向低压区注射 无数条黏液和胶束,释放出强力水下胶粘 剂。这些黏液和胶束瞬间形成泡沫,起到 小垫子的作用。贝类通过弹性足丝停泊在 这个减震器上,这样,它们就可以随波起 伏,而不至于受伤。这种牢固的胶粘效果 就来自黏液和岩石纳米尺度下分子之间的 相互作用。
线透过。这便决定了不同的颜色。
•
三、会吐丝的蜘蛛
• 自然界中的蜘蛛丝直径有100纳米左右,是真正 的纯天然纳米纤维。如果用蜘蛛丝制成和普通 钢丝绳一样粗细的绳索,那么它可以吊起上千 吨重的体,其强度可与钢索相媲美。除了用于 捕捉飞虫外,几乎所有的蜘蛛都还用蛛丝作为 指路线、安全绳、滑翔索。蜘蛛的腹部通常有 几种腺体,被称为吐丝器。各种腺体产生不同 类型蛛丝,腺体顶端有喷丝头,其上有数千只 小孔,喷出的液体一遇空气即凝结成黏性强、 张力大的蜘丝。蜘丝由丝纤朊蛋白质组成。通 常,一千根蜘丝合并后比人的头发丝还要细十 分之一。
复杂的多重纳米和微米级的超微结构。
• 荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”(每两个小山包之间的距离约 为20-40μm)在山包上面长满了绒毛,在山包顶又长出了一个个馒头状的“碉 堡”凸顶。整个表面被微小的蜡晶所覆盖(大约200nm-2μm)。因此,在“山 包”间的凹陷部份充满着空气,这样就在紧贴叶面上形成一层极薄、只有纳米 级厚的空气层。这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面 上后,隔着一层极薄的空气,只能同叶面上“山包”的凸顶形成几个点接触, 由于空气层、“山包”状突起和蜡质层的共同托持作用,使得水滴不能渗透, 而能自由滚动。雨点在自身的表面张力作用下形成球状,水球在滚动中吸附灰 尘,并滚出叶面,这就是"荷叶效应"能自洁叶面的奧妙所在。
自然界(例如生物体)存在的纳米材料及其特性功能
自然界(例如生物体)存在的纳米材料及其特性功能摘要:纳米是一个长度单位,指的是一米的十亿分之一。
纳米技术技,则是在纳米尺度(1到1000纳米之间)上研究物质的特性和相互作用,以及利用这些特性的技术。
在纳米技术中,纳米材料是其主要的研究对象与基础。
事实上,纳米技术并不神秘,也并不是人类的专利。
早在宇宙诞生之初,纳米材料和纳米技术就已经存在了,比如,那些溶洞中的石笋就是一纳米一纳米的生长起来的,所以才千奇百怪;贝壳和牙齿也是一纳米一纳米的生长的,所以才那样坚硬;植物和头发是一纳米一纳米生长的,所以才那样柔韧;荷叶上有用纳米技术生长出来的绒毛,所以才能不沾水,就连人类的身体,也是一纳米一纳米生长起来的,所以才那样复杂。
在地球的漫长演化过程中,自然界的生物,从亭亭玉立的荷花、丑陋的蜘蛛,到诡异的海星,从飞舞的蜜蜂、水面的水黾,到海中的贝壳,从绚丽的蝴蝶、巴掌大的壁虎,到显微镜才能看得到细菌… 应该说,它们个个都是身怀多项纳米技术的高手。
它们通过精湛的纳米技艺,或赖以糊口,或赖以御敌,一代一代,在大自然中地顽强存活着,不仅给人们留下了深刻的印象,而且给现代的纳米科技工作者带来了无数灵感和启示。
关键词 :纳米材料;生物纳米材料;仿生材料。
一,纳米材料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。
1861年,随着胶体化学的建立,科学家们开始了对直径为1~100nm的粒子体系的研究工作。
真正有意识的研究纳米粒子可追溯到20世纪30年代的日本的为了军事需要而开展的“沉烟试验”,但受到当时试验水平和条件限制,虽用真空蒸发法制成了世界第一批超微铅粉,但光吸收性能很不稳定。
到了20世纪60年代人们开始对分立的纳米粒子进行研究。
1963年,Uyeda用气体蒸发冷凝法制的了金属纳米微粒,并对其进行了电镜和电子衍射研究。
生活中最常见纳米技术
生活中最常见纳米技术纳米技术是现在很多人都比较关系的科技,也有很多学生逐渐接触到这些。
那么,你知道生活中最常见纳米技术有哪些?不用担心,让我们来看看纳米技术举十个例子的相关介绍吧!1、生活中最常见纳米技术有哪些纳米材料在我们日常生活中还是挺常见的,虽然我们看不到单个纳米粒子,但我们可以看到他们的团聚物不过很多真正的、好的纳米材料目前都应用在高科技领悟,民用也有,相对少些。
比如,有些装修用的纳米涂料,这些涂料和常规的涂料相比就是添加了纳米颗粒物,比如说二氧化硅、二氧化钛、碳化硅等,具体添加什么颗粒,还要看人们想要什么样的用途,纳米涂料就是有较好的硬度和疏水性。
再比如说,你可能在网上见过这样的广告。
就是把鞋子和衣服放在泥水里,取出后衣服依然干净如初,没有任何污物。
这点就利用了纳米颗粒的疏水性。
(下图为碳纳米管)再比如说,现在有些新出的吸附甲醛等有害气体的东西。
这些东西也叫纳米矿物晶体,说白了,就是把某一物质做成特定的纳米结构,进行团聚后这个东西有着较大的比表面积和孔隙率,从而有较强的物理吸附,当然有的又添加的物质,可进一步进行化学吸附,甚至分解有害物质。
2、纳米技术举十个例子纳米材料是一种新型材料,在生命和生产中都有许多应用。
例如:在电子和通信方面,使用纳米薄层和纳米点来制造纳米电子设备(内存,显示器,传感器等),以使设备尺寸更小,运行速度更快,能耗更低;在医学领域,制造纳米结构药物和生物传感器,研究生物膜和DNA的精细结构,并在生命科学领域取得技术突破;在机械方面,例如纳米陶瓷发动机,它可以承受高温,并且不需要像现有发动机那样的水冷。
3、纳米技术可以干什么五十字纳米科学技术是基于许多现代先进科学技术的科学技术,它是动态科学(动态力学)和现代科学(混沌物理学,智能量子,量子力学,介观物理,分子生物学)和现代技术(计算机)技术,微电子学和扫描隧道显微镜技术,核分析技术)。
纳米科学技术将带来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。
生活中的纳米材料有哪些
生活中的纳米材料有哪些纳米材料是指至少有一维尺寸在纳米量级的材料,由于其特殊的尺寸效应和表面效应,纳米材料在生活中有着广泛的应用。
下面我们来看看生活中常见的纳米材料有哪些。
首先,纳米银是一种常见的纳米材料,它具有优异的抗菌性能。
在生活中,我们可以看到许多抗菌洗涤剂、抗菌面膜、抗菌衣物等产品都含有纳米银,这些产品可以有效地抑制细菌的生长,保持物品的清洁卫生。
其次,纳米二氧化硅也是一种常见的纳米材料。
纳米二氧化硅具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点,因此被广泛应用于化妆品、食品、医药等领域。
比如,一些防晒霜、护肤品中含有纳米二氧化硅,它可以起到良好的防晒和吸油的作用。
此外,纳米氧化锌也是一种常见的纳米材料。
纳米氧化锌具有优异的光催化性能和抗紫外线性能,因此被广泛应用于环保材料和防晒产品中。
比如,一些自清洁玻璃、空气净化器、防晒霜中都含有纳米氧化锌,它们可以起到净化空气和防晒的作用。
此外,纳米碳管也是一种常见的纳米材料。
纳米碳管具有优异的力学性能和导电性能,因此被广泛应用于材料强化、导电材料等领域。
比如,一些高强度复合材料、导电油墨、导电塑料中都含有纳米碳管,它们可以起到增强材料强度和提高导电性能的作用。
最后,纳米氧化铝也是一种常见的纳米材料。
纳米氧化铝具有优异的耐高温性能和耐腐蚀性能,因此被广泛应用于陶瓷材料、涂料、催化剂等领域。
比如,一些高温陶瓷制品、耐腐蚀涂料、催化剂中都含有纳米氧化铝,它们可以起到耐高温和耐腐蚀的作用。
综上所述,生活中常见的纳米材料包括纳米银、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米碳管和纳米氧化铝等。
这些纳米材料在生活中有着广泛的应用,为我们的生活带来了诸多便利和舒适。
希望随着科技的不断发展,纳米材料能够在更多领域发挥作用,为人类创造更美好的生活。
天然纳米材料
天然纳米材料天然纳米材料是指存在于自然界中的具有纳米级尺寸特征的物质,它们可以是天然产生的,也可以是人工合成的。
这些材料因其特殊的纳米尺度特征,具有许多独特的物理、化学和生物学性质,广泛应用于材料科学、生物医学、环境保护等领域。
本文将对天然纳米材料的特点、来源、应用以及未来发展进行介绍。
天然纳米材料的特点主要包括尺寸小、比表面积大、量子效应明显等。
由于其尺寸处于纳米级别,天然纳米材料具有特殊的物理和化学性质。
比如,纳米尺寸的金属颗粒具有较大的比表面积,使其在催化、传感等领域具有独特的应用价值;纳米级粒子的量子效应也使得一些纳米材料在光电、磁性等方面表现出与宏观材料不同的特性。
天然纳米材料的来源多种多样,包括矿石、植物、动物等。
例如,矿石中的石墨烯是一种天然纳米材料,具有优异的导电性和机械性能;某些植物的细胞壁中含有纳米级的纤维素,具有良好的生物相容性和可降解性;一些海洋生物体内含有纳米级的矿物颗粒,具有抗菌、抗氧化等功能。
天然纳米材料在材料科学、生物医学、环境保护等领域有着广泛的应用前景。
在材料科学领域,天然纳米材料可以用于制备高性能的传感器、催化剂、纳米复合材料等;在生物医学领域,天然纳米材料可以用于制备药物载体、生物成像剂、组织工程支架等;在环境保护领域,天然纳米材料可以用于水处理、污染物吸附等方面。
未来,随着纳米技术的不断发展,天然纳米材料的研究和应用将会得到进一步推动。
人们可以通过仿生合成、生物修饰等手段,实现天然纳米材料的精准控制和定向设计,以满足不同领域的需求。
同时,人们也需要关注天然纳米材料可能带来的环境、生态等方面的影响,加强对其安全性、毒性等方面的研究和评估。
综上所述,天然纳米材料具有独特的特点和广泛的应用前景,其研究和开发将对材料科学、生物医学、环境保护等领域产生深远的影响。
我们期待着在未来能够看到更多基于天然纳米材料的创新产品和技术,为人类社会的可持续发展做出贡献。
日常生活中的纳米
日常生活中的纳米纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,简写是nm,通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细。
纳米材料有很多种,现其在生活中的存在和应用也很普遍。
1.纳米材料的莲花效应。
莲花虽生长于池塘的淤泥中,但它露在水面上的莲花荷叶却出污泥而不染,美丽而洁净,它可说是运用自然的纳米科技来达成自我洁净的最佳实例。
利用了莲花效应,中国是在世界上第一个做出仿荷叶结构的防水纳米布的国家,是中科院化学所做出来的。
用颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯水分散液,浸轧,光照。
使颗粒粘结在纤维表面上,形成凸凹不平的表面结构,成为双疏材料,即疏水又疏油。
如优锆纳米利用多种纳米氧化物:纳米氧化钛VK-T30, 纳米氧化铝VK-L30, 纳米氧化锆VK-R20 等组成的一种多功能涂层材料具有优异的耐酸、耐碱、抗腐蚀、耐候性和摩擦系数小、憎水、憎油、抗粘、抗污染等优异性能。
2.纳米阻燃剂。
纳米阻燃剂可分为无机纳米微粒阻燃剂和纳米复合物阻燃剂两种。
无机阻燃剂是应用最早的阻燃剂,它具有无毒、低烟、不产生腐蚀性气体、无二次污染的优点。
无机阻燃剂通常通过填充方式添加到高分子材料中,制备成高分子阻燃材料。
传统的无机阻燃剂的粒径较大,而且不均匀,直接影响其阻燃性和其他性能,因此,为更好地发挥阻燃效果,无机阻燃剂的超细化将是今后的发展方向。
采用纳米技术将无机阻燃剂微粒细化,使其粒径在纳米级范围,使微粒的大小和形态都更均匀,就能大大地减少阻燃剂的添加量,从而减轻对织物性能的影响,克服无机阻燃剂的最大缺点。
超细化的氢氧化镁、二氧化二锑以及氢氧化铝、硼酸锌等无机阻燃剂,均已广泛应用于阻燃材料中。
用其做窗帘,墙纸,遇上着火,既不会燃烧,也可以防患与未然。
3.纳米技术电池。
所谓的纳米技术电池,就是在电池的制造过程中,采用纳米技术材料或者制造工艺,生产制造出具有特别高性能的电池产品。
随着电子技术的高速发展,人们对电池的需求量愈来愈多,人们总是希望得到一种容量大、功率高、性能优、价格廉的电池。
纳米材料的例子
纳米材料的例子
纳米材料是一种具有微小尺寸的材料,通常指的是粒径小于100纳米的材料。
虽然纳米材料的尺寸很小,但它们具有独特的物理、化学和生物学特性,因此在许多领域都得到了广泛的应用。
以下是一些纳米材料的例子:
1. 纳米银
纳米银是一种具有优异抗菌性能的材料。
它可以用于医疗器械、食品包装、纺织品等领域,可以有效抑制细菌和病毒的生长。
2. 纳米二氧化钛
纳米二氧化钛是一种具有优异光催化性能的材料。
它可以用于环境治理、水处理、空气净化等领域,可以降解污染物、去除异味。
3. 纳米碳管
纳米碳管是一种具有高强度、高导电性、高导热性的材料。
它可以用于电子器件、能源储存、生物医学等领域,具有广阔的应用前景。
4. 纳米氧化铁
纳米氧化铁是一种具有优异磁性的材料。
它可以用于医学成像、磁性分离、储能等领域,具有很高的应用价值。
5. 纳米黄金
纳米黄金是一种具有优异光学性能的材料。
它可以用于生物医学、化学分析、光电器件等领域,可以用于检测分子、细胞等微小物质。
这些纳米材料的应用领域广泛,未来还有更多可能的应用。
然而,纳米材料的安全性和环境影响问题也需要引起重视,需要加强研究和
监管。
纳米材料的例子
纳米材料的例子
纳米材料是一种尺寸在1到100纳米之间的材料,其特殊的结构和性质使其在许多领域有广泛的应用。
以下是一些常见的纳米材料的例子:
1. 碳纳米管:碳纳米管是由碳原子组成的管状结构,具有非常高的强度和导电性能。
它们可以用来制造电子元件、传感器和催化剂等。
2. 金属纳米粒子:金属纳米粒子具有较大比表面积和高度可调节的光学、电学和磁学性质。
它们可以用于制造催化剂、生物传感器和纳米电子学器件等。
3. 纳米药物:纳米药物是一种使用纳米技术来制造和传递药物的方法。
它们可以更精确地将药物输送到特定的细胞或组织中,从而提高药物疗效并减少副作用。
4. 石墨烯:石墨烯是由单层碳原子组成的二维晶体结构,具有优异的导电性、导热性和力学性能。
它们可以用于制造电子元件、催化剂和生物传感器等。
5. 量子点:量子点是一种微小的半导体结构,具有较强的光学性质。
它们可以用于制造高效的光电转换器件、生物标记物和荧光探针等。
这些纳米材料的例子只是冰山一角,随着纳米技术的不断发展和应用,我们相信会有越来越多的纳米材料被发现和使用。
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自然界中的“纳米”
五彩斑斓的蝴蝶
蝴蝶翅膀上炫目 的色彩来自一种微小 的鳞片状物质,它们就 像圣诞树上小小的彩 灯,在光线的照耀下能 折射出斑斓的色彩。
蝴蝶翅膀由两层仅有3~4微米厚的鳞片组成,上面一层鳞片像微 小的屋瓦一样交替,每个鳞片的构造也很复杂。而下一层则比较光滑。 蝴蝶翅膀这种井然有序的安排形成了所谓的光子晶体,也就是纳米结 构。通过这种结构,蝴蝶翅膀能捕捉光线。仅让某种波长的光线透过。 这便决定了不同的颜色。
蛛丝的潜力
蜘蛛网常常出现在 长久没有清扫的房间角 落。对于普通人而言,蜘 蛛网并不是什么了不起 的东西,用扫帚轻轻一拂, 蛛网就被扫掉了。但是 蜘蛛丝本身确实是大自 然的奇迹。自然界中的 蜘蛛丝直径有100纳米 左右,是真正的纯天然纳 米纤维。如果用蜘蛛丝 制成和普通钢丝绳一样 粗细的绳索,可以吊起上 千吨重的物体,其强度能 与钢索相媲美。
飞檐走壁的壁虎
专家说,“壁虎漫步”靠 的不是吸盘,而是脚趾上数以 万计的细小刚毛。刚毛根部 有几十微米粗,顶端分成很多 更细更弯的绒毛,每根绒毛的 直径仅几百纳米,其末梢延展 成扁平形。此种精细结构,使 得壁虎以几纳米的距离大面 积地贴近墙面。尽管这些绒 毛很纤弱,但足以使所谓的范 德华键(有些物质的分子具有 极性,其中分子的一部分带有 正电荷,而分子的另一部分带 有负电荷,一个分子的正电荷 部位和另一分子的负电荷部 位间,以微弱静电引力相互吸 引,使两者结合在一起,称为 范德华键或分子键)发挥作用, 为壁虎提供数百万个的附着 点,从而支撑其体重。 这种附着力可通过“剥落”轻 易打破,就像撕开胶带一样,因 此壁虎能够自由穿过天花板。
贝类——娴熟的黏合高手
当贝类想把自己贴在一块岩石上时,就会打开贝壳,把触角贴到岩石 上,它将触角拱成一个吸盘,然后通过细管向低压区注射无ห้องสมุดไป่ตู้条黏液和 胶束:释放出强力水下胶粘剂。这些黏液和胶束瞬间形成泡沫,起到小 垫子的作用。贝类通过弹性足丝停泊在这个“减震器”上。这样,它们 就可以随波起伏,而不至于受伤。这种牢固的胶粘效果就来自黏液和岩 石纳米尺度下分子之间的相互作用。
生物纳米材料种类
生物纳米材料种类
一、碳基生物纳米材料
碳纳米管可酷啦,它就像超级小的空心管,是由碳原子组成的。
这东西在生物医学方面可有用啦,比如说可以用来当药物载体,就像小快递员一样把药送到身体里需要的地方呢。
还有富勒烯,长得像个小足球一样,圆滚滚的,在抗氧化方面表现很出色,在对抗一些因为氧化引起的疾病方面有很大的潜力哦。
石墨烯也是碳基生物纳米材料的一员,它薄薄的一层,导电性又好,在生物传感器方面有很多探索,能检测生物体内的一些物质的变化呢。
二、金属基生物纳米材料
金纳米粒子那是金光闪闪的小颗粒,它特别稳定,而且生物相容性不错。
在生物成像方面是个小能手,可以帮助医生更清楚地看到身体内部的情况。
银纳米粒子也不示弱,它有抗菌的特性,像在一些伤口敷料的研究里就经常被用到,防止伤口感染。
还有铁基的纳米材料,像磁性氧化铁纳米粒子,因为有磁性,在靶向给药和磁共振成像方面都有很大的发展空间。
三、高分子生物纳米材料
像聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物(PLGA)这种高分子材料做成的纳米粒子,是可降解的,对环境很友好。
在药物缓释方面表现优秀,能够让药物慢慢地释放,延长药效。
还有壳聚糖纳米材料,它来源丰富,而且有抗菌性和生物黏附性,在药物递送和组织工程方面都有很多研究在进行呢。
四、复合生物纳米材料
把不同类型的纳米材料组合起来就成了复合生物纳米材料啦。
比如说把碳纳米管和金属纳米粒子结合,就可能会兼具两者的优点,在生物检测、治疗等多方面发挥更好的作用。
还有高分子和金属的复合,能够改善材料的性能,比如提高稳定性、增强生物活性等。
一种天然纳米材料——埃洛石纳米管
一种天然纳米材料——埃洛石纳米管一种天然纳米材料——埃洛石纳米管大家对纳米管的概念不陌生吧?纳米管比人的头发丝还要细1万倍。
本文介绍一种天然纳米管材料—埃洛石纳米管,包括它的结构特点,并举例介绍它在吸附、催化方面的应用原理,供一线高中教师选用于教学。
一、一种硅铝酸盐矿物埃洛石(Halloysite,常缩写为HNTs)是一种硅酸盐矿物,分子式可以表示为Al2Si2O5(OH)4·nH2O,n=0或2,分别代表脱水和水化状态。
埃洛石具有球形、片状和管状结构,管状结构最为普遍[2]。
分子中的硅酸盐组成埃洛石纳米管的管层,管层向内卷二十几层形成管状结构(如图1所示)[3]。
管内径一般为15~100 nm,管长一般为500~1000 nm[4],层间距为10 ?[2]。
分子含有的水分子位于层间。
在100 ℃下,层间水分子可脱去,脱水埃洛石纳米管的层间距缩小为7 ?。
这个过程不可逆。
图1 管层内卷形成的管状结构二、独特的管状结构埃洛石纳米管管层的内部结构如图2所示,管层细分还可分为a,b两层[5]。
a层中,每4个O原子堆积形成1个四面体,Si原子填充在四面体中心,形成以Si原子为中心的硅氧四面体(如图2右上角所示)。
这种四面体上方的3个O原子分别与相邻的3个硅氧四面体共用顶点,这样四面体之间彼此连接(如图2上部俯视图所示),形成一个平面层。
四面体的另一个O原子朝下,参与b层的形成。
b层中,每6个O原子排列形成1个八面体,Al原子填充在八面体中心,形成以Al原子为中心的铝氧八面体(如图2右下角所示)。
每个铝氧八面体通过共用3条边与旁边的3个铝氧八面体连接,形成铝氧八面体层(如图2下部俯视图所示)。
a层中硅氧四面体向下的O原子与b层的铝氧八面体共用顶点(如图2左侧下部所示),两层就这样形成一个完整的埃洛石层。
在b层中每个铝氧八面体的下方,有3个顶点上的氧连有H原子,形成Al—OH羟基基团,氢指向层间(如图2左侧上部所示)。
大自然中有哪些纳米功能材料
大自然中有哪些纳米功能材料
1.大自然中有哪些纳米功能材料?
洁身自好的莲花壁虎贝类水黾蝴蝶利用罗盘定位的蜜蜂蜘蛛丝
2.在日常生活中你见到哪些人造纳米材料?
碳纳米管,石墨烯,各种金属,金属氧化物、半导体纳米线
量子点,等等,
1.可以通过哪些因素调控电放纳米纤维的直径?
2.如何评价电放纳米纤维的质量?
1.说说你身边可以用电放工艺处理制备纳米纤维膜的材料?
2.举一个列子,说明材料经过电纺形成纳米纤维膜后将产生更好的效果?
1.高压静电纺丝技术为什么会大热?
2.高压静电纺丝与传统纺丝异同点有哪些?
1.什么是改进型同轴电纺?
2.相比于普通电纺,改进型同轴电纺有什么优势?1.如何应用芯鞘纤维模板制备其他功能材料?2.如何通过芯鞘纤维模板获得药物的俩相控释功能?。
纳米用于生活的具体例子
纳米用于生活的具体例子
纳米技术在生活中的应用非常广泛,以下是几个具体的例子:
1. 纳米防晒霜:纳米颗粒能够在肌肤表面形成一个保护层,防止紫外线的伤害。
2. 纳米水箱:由于纳米材料的超级吸水性,一种利用纳米技术的水箱可以将雨水收集并过滤后储存,用于浇灌绿化。
3. 纳米空气净化器:利用纳米颗粒迅速吸附空气中的污染物,可以有效净化空气。
4. 纳米服装:纳米技术能够使纤维更加柔软,舒适,同时也可以提高衣服的防水性、抗菌性能。
5. 纳米药物:通过利用纳米技术制作出更精准的药物,能够在特定的位置释放药物。
例如,治疗肿瘤的纳米技术药物能够直接靶向肿瘤细胞,减少对健康细胞的影响。
总之,纳米技术在生活的各个方面都有着广泛的应用,可以大大提高生活质量和健康水平。
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1.大自然中有哪些纳米功能材料?
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碳纳米管,石墨烯,各种金属,金属氧化物、半导体纳米线
量子点,等等,
1.可以通过哪些因素调控电放纳米纤维的直径?
2.如何评价电放纳米纤维的质量?
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2.举一个列子,说明材料经过电纺形成纳米纤维膜后将产生更好的效果?
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1.什么是改进型同轴电纺?
2.相比于普通电纺,改进型同轴电纺有什么优势?1.如何应用芯鞘纤维模板制备其他功能材料?2.如何通过芯鞘纤维模板获得药物的俩相控释功能?。