纳米材料考试复习
纳米材料复习题
纳米材料复习题纳米材料复习题一、纳米材料的定义和特点纳米材料是指在至少一维尺度上具有纳米级别尺寸的材料。
其特点包括：1. 尺寸效应：纳米材料的尺寸与其物理、化学性质密切相关。
例如，纳米颗粒的表面积相对较大，导致其具有更高的活性和反应性。
2. 量子效应：纳米材料的电子结构受到量子效应的影响，其光学、电学、磁学等性质与宏观材料有所不同。
3. 界面效应：纳米材料的界面处存在着相互作用和相变，这些效应对其性能和应用具有重要影响。
二、纳米材料的制备方法1. 碳纳米管的制备：碳纳米管可以通过电弧放电、化学气相沉积、热解等方法制备。
2. 金属纳米颗粒的合成：金属纳米颗粒可以通过化学还原、溶胶凝胶法、热分解等方法制备。
3. 量子点的制备：量子点可以通过溶液法、气相法、热分解法等方法制备。
4. 纳米薄膜的制备：纳米薄膜可以通过物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法等方法制备。
三、纳米材料的应用领域1. 纳米电子学：纳米材料在电子器件中的应用具有重要意义。
例如，纳米晶体管可以实现更高的电子迁移率和更小的功耗。
2. 纳米医学：纳米材料在医学领域的应用包括药物传递、生物成像和癌症治疗等。
纳米颗粒可以作为药物载体，实现精确的靶向治疗。
3. 纳米能源：纳米材料在能源领域的应用包括太阳能电池、燃料电池和储能材料等。
纳米结构可以提高能量转换效率和储存密度。
4. 纳米传感器：纳米材料可以制备成高灵敏度的传感器，用于检测环境中的化学物质、生物分子和物理参数等。
四、纳米材料的挑战和前景1. 安全性问题：纳米材料的生物毒性和环境风险需要重视。
在纳米材料的应用过程中，需要对其安全性进行评估和监测。
2. 大规模制备：纳米材料的大规模制备是一个挑战。
目前，研究人员正在探索高效、低成本的纳米材料制备方法。
3. 多功能性：纳米材料的多功能性使其在各个领域具有广泛的应用前景。
未来，纳米材料的研究将更加注重材料的设计和功能的定制。
总结：纳米材料作为一种新兴的材料，具有独特的特点和广泛的应用前景。
纳米材料考试重点
第一章概述1.简述纳米材料的四个效应。
(1)小尺寸效应(2)表面与界面效应(3)量子尺寸效应(4)宏观量子隧道效应2.纳米材料的分类（按维数来分）（1）零维（2）一维（3）二维第二章补充1.金属材料的分类?2.实际应用金属材料的形态？3.合金的分类及每种合金的特点（1）混合物合金（2）固溶体合金（3）金属间化合物合金4.铁系合金分类及每一种是怎么形成的、含碳量高低及塑性、硬度、强度等（P120）5.硅酸盐水泥的三个过程（水化、凝结和硬化）(P144)6.玻璃的形态及组分构成（对网络结构的作用）形态：？组分构成（1）形成体（2）中间体（3）改性剂7.什么是陶瓷（成分及经历什么过程形成）P1518.陶瓷的一般结构与基本性质P1519.普通陶瓷的三大原材料（各自的特点）长石黏土石英特点：？10.结构陶瓷中氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷的主晶相及晶型。
P156~P157（1）氧化铝陶瓷（2）碳化硅陶瓷（3）氮化硅陶瓷（4）氮化硼陶瓷11.复合材料的特点?(1)(2)(3)12.复合材料的组成（两部分，分别包括那些种类）（1）基体——连续相金属材料陶瓷材料聚合物材料（2）增强材料——分散相颗粒晶须纤维13.复合材料的复合原理混合法则第三章制备1.纳米材料制备技术的分类（按照纳米材料的制备方法分及纳米材料制备的体系状态分）制备方法：（1）化学法（2）物理法（3）综合法制备体系（1）气相法（2）液相法（3）固相法2.零维纳米材料的物理制备方法包括惰性气体沉淀法、机械粉碎法、非晶晶化法、氢等电弧离子体法（1）惰性气体沉淀法（2）机械粉碎法（3）非晶晶化法（4）氢等电弧离子体法3.氢电弧等离子体法中氢气的作用。
（1）释放大量热，使金属蒸发（2）降低金属表面张力4.化学沉淀法的原理和分类（细分）原理特点分类（1）直接沉淀法（2）共沉淀法（3）均相沉淀法（4）水解沉淀法5.微乳法的原理？？？6.一维纳米材料制备技术中气-固（VS）生长机理（过程）及该法常用来制备什么材料。
纳米材料考试复习
1、纳米材料：指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内或由它们作为基本单元构成的材料。
2、“自上而下”：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。
（从大到小）3、“自下而上”：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。
（从小到大）4、荷花效应：莲花出淤泥而不染，其表面的特殊结构有自我清洁功能，水珠会夹带灰尘颗粒离开叶面，莲花的这一自我清洁功能称为莲花效应。
是由粗糙表面上微米结构的乳突以及表面蜡状物的存在共同引起，认为在荷叶表面微米结构的乳突上还存在纳米结构, 这种微米结构与纳米结构相结合的阶层结构是引起超疏水表面的根本原因5、在超高分辨率电子显微镜下可以清晰看到：在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”，在山包上面长满绒毛，在“山包”顶则又长出一个个馒头状的“碉堡”凸顶。
因此，在“乳突”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“乳突”的凸顶形成几个点接触。
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”能自洁叶面的奥妙所在。
再加上叶片表面的细微结构之助，使水与叶面的面积更小而接触角变大，因此加强了疏水性，同时也降低污染颗粒对叶面的附着力。
6、荷叶效应：应用：包括防水底片、防水噴霧劑；外衣、鞋子、車子的外殼、反光鏡、安全帽鏡片、廚具、瓦斯爐等容易髒污的器具表面，甚至飛機的表面7、硅藻土：它具有一些独特的性能，如：多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性，能吸附等于自身质量1.5-4倍的水和1.1-1.5倍的油分徽墨，壁虎脚：高粘附力8、纳米材料与传统材料的主要差别：①纳米材料至少有一维处于0.1~100nm (尺寸)②因具有量子尺寸效应、界面效应、表面效应，宏观量子隧道效应等，引起光学，热学，电学，磁学，力学，化学等性质发生显著变化。
《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。
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第一章1 什么是纳米材料？它与普通材料相比有什么特殊的性质？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 纳米材料的四大效应是什么？答：(1)小尺寸效应(尺寸越小,熔点越低)(2)表面效应(颗粒越小,表面活性越高)(3)量子效应(4)宏观量子隧道效应3 什么是荷叶效应？它的原理是什么？答：荷叶叶面都具有极强的疏水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的"荷叶自洁效应"。
原理：荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。
荷叶表面上有许多微小的乳突而每个乳突有许多直径为200纳米左右的突起组成的。
在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的"小山包"，它上面长满绒毛，在"山包"顶又长出一个馒头状的"碉堡"凸顶。
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。
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"能自洁叶面的奥妙所在。
4 神秘的碳家族的成员有那些？各有什么作用？5 常见的润滑材料有那些？第二章1 什么是晶体、晶胞与空间点阵？答：晶体是在三维空间上由原子按一定排列的空间结构重复单元组成的；在空间点阵中选取一个能够代表整体的简单单元，这个单元叫晶胞；把原子作为一个点，把这些点在空间的排列用线连接起来，所形成的网络。
在空间点阵中的每个点周围的原子都是相同的原子。
2 体心立方晶格、面心立方晶格与密排六方晶格各有什么特点？答：体心立方晶格的晶胞是一个立方体，立方体的八个顶角和立方体的中心各有一个原子。
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。
(完整)纳米材料导论期末复习重点
名词解释：1、纳米：纳米是长度单位，10-9米,10埃。
2、纳米材料:指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由他们作为基本单元构成的材料。
3、原子团簇:由几个乃至上千个原子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体（原子团簇尺寸一般小于20nm）。
4、纳米技术:指在纳米尺寸范围内，通过操纵单个原子、分子来组装和创造具有特定功能的新物质。
5、布朗运动：悬浮微粒不停地做无规则运动的现象.6、均匀沉淀法：利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来，再与沉淀组分发生反应.7、纳米薄膜材料：指由尺寸在纳米量级的颗粒构成的薄膜材料或纳米晶粒镶嵌与某种薄膜中构成的复合膜且每层厚度都在纳米量级的单层或多层膜。
8、真空蒸镀：指在高真空中用加热蒸发的方法是源物质转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法。
9、超塑性：超塑性是指在一定应力下伸长率≥100％的塑性变形。
10、弹性形变：指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变,当外力撤消后,固体又恢复原状。
11、塑性形变:指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体不会恢复原状。
HAII—Petch公式：σ－－强度； H－－硬度;d－－晶粒尺寸；K－－常数纳米复合材料：指分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。
14、蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。
15、热塑性：物质在加热时能发生流动变形，冷却后可以保持一定形状的性质。
大题:纳米粒子的基本特性？（1）小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会造成颗粒性质的质变，由于颗粒尺寸的变小，所导致的颗粒宏观物理性质的改变称为小尺寸效应。
(2）表面效应：纳米粒子表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而显著增加,粒子的表面能和表面张力也随着增加，物理化学性质发生变化。
（粒度减小,比表面积增大;粒度减小，表面原子所占比例增大；表面原子比内部原子具有更高的比表面能;表面原子比内部原子具有更高的活性)(3）量子尺寸效应:当金属粒子的尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的能级由准连续变为离散能级或能隙变宽的现象。
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。
纳米材料与技术期末考试知识点总结及参考答案
1.纳米科技的含义、意义。
含义：纳米科技的核心思想是构造纳米尺度的材料或结构，发掘其不同凡响的特性并对此予以研究，以致最终能很好地被人们所应用。
将这种思想和相关方引入到各个领域，便形成形形色色的各类纳米科技研发领域，主要包括：纳米体系物理学；纳米体系化学；纳米材料学；纳米材料学；纳米生物学；纳米机械学；纳米加工制造学；纳米表征测量学；纳米医学等。
意义：纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。
它是在0.10至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。
当空间尺度足够小的时候，以分子或者更小的单位排列的时候，就会发现很多比现实世界更为奇异的事情。
这是因为运用纳米技术之后，分子或者原子等粒子的结构会发生很大的改变，当然也就会产生更多的原来不具备的特性。
比如说运用纳米技术之后，衣服脏了只需要用清水洗一下就干净了，比如玻璃杯摔不坏，当然这是普通的日常生活的应用。
对于高端的技术来讲，纳米技术更为重要。
纳米技术在超导的应用方面，集成电路的发展方面都具有重要的地位。
例如后者，大家都知道CPU是一种超大规模的集成电路，现在很普遍的P4技术是运用0.09微米的工艺来书写的；当然CPU的集成度还需要提高，运算速度还需要提高等等，这就要求在电路已经达到极限的情况下更注意电路的宽度的提高了。
未来CPU的发展还需要依靠纳米技术来改进和提高了。
纳米技术是一种新型技术，它是建立在微观的技术基础之上的，所以需要投入的资金和技术都是非常大的，但是一旦达到工业生产之后它所创造的产值往往是异常丰富的。
2.纳米材料的分类、定义、制备路径。
分类：定义：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本单元构成的材料。
制备路径：（1）从上到下把大的尺度减小到纳米尺寸：破碎球磨蚀刻光刻煅烧喷雾法（2）从下到上把分子尺寸累积成纳米尺寸：蒸发凝结气相沉积共沉淀法3.几个效应。
（1）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)由准连续变为离散能级，同时能隙变宽的现象，称为量子尺寸效应。
(完整word版)纳米材料与器件考试重点
一．符号翻译（5×2分=10分）1．PVD：Physical Vapor Deposition，物理气相沉积.2．PLD:Pulsed Laser Deposition，脉冲激光沉积。
3．CVD:Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积。
4．Template synthesis:模板法合成。
5．CMC：临界胶团浓度。
6．SEM:Scanning Electronic Microscopy，扫描电子显微镜。
7．TEM：Transmission Electron Microscopy,透射电子显微镜.8．AFM：Atomic Force Microscopy,原子力显微镜。
9．XRD:X-Ray Diffraction,X射线衍射法。
10．XPS:X—ray Photoelectron Spectroscopy，X射线光电子能谱法.11．EDX：X射线能谱仪装置.12．SAED：Selected Area Electron Diffraction，选区电子衍射。
13．CNT:Carbon Nanotube，碳纳米管。
14．EQE：External Quantum Efficiency,外量子效率。
15．IQE:Internal Quantum Efficiency，内量子效率。
16．AM:Air Mass，大气光学质量。
17．DSSC：Dye—Sensitized Solar Cells，染料敏化太阳能电池。
18．HOMO：Highest Occupied Molecular，最高已占轨道。
（价带）19．LUMO：Lowest Unoccupied Molecular,最低未占轨道。
（导带）20．QDSSC：量子点敏化太阳能电池.二．名词解释（5×3分=15分)1．纳米材料：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。
《纳米材料》复习题
《纳米材料》复习题《纳米材料》复习题一、名词解释1. 量子尺寸效应当粒子尺寸下降到一定值时, 颗粒的周期性边界条件消失，在声、光、电磁、热力学及超导性等与宏观特性显著不同.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，纳米半导体微粒存在不连续的最高能级占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级的能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。
2. 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。
3. 共沉淀在混合的金属盐溶液(含有两种或两种以上的金属离子)中加入合适的沉淀刹，反应生成组成均匀的沉淀。
沉淀热分解得到高纯超微粉体材料。
4. 压电效应没有电场作用，由机械应力的作用而使电解质晶体产生极化并形成晶体表面电荷的现象称为压电效应。
5. 机械力化学物料粒子受到机械力作用而被粉碎时，还会发生物质结构及表面物理化学性质的变化，这种因机械载荷作用导致粒子晶体结构和物理化学性质的变化称为机械力化学。
6. 小尺寸效应当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长、超导态的相干长度或(与)磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常的现象---小尺寸效应。
7. 热压烧结将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。
8. 均匀沉淀利用某一化学反应，使溶液中的构晶离子（构晶负离子或构晶正离子）由溶液中缓慢、均匀地释放出来，通过控制溶液中沉淀剂浓度，使溶液中的沉淀处于平衡状态，且沉淀能在整个溶液中均匀地出现，这种制备纳米粒子的方法称为均相沉淀法。
9. 溶胶凝胶方法溶胶凝胶法是指金属有机和无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而形成氧化物或其它化合物纳米材料的方法。
10. 纳米复合材料是指尺度为1 nm一100 nm的超微粒经压制、烧结或溅射而成的凝聚态固体。
它具有断裂强度高、韧性好，耐高温等特性。
纳米材料复习题
纳米材料复习题3、简答题、简述题1) 为什么扫描探针显微镜被称为纳米科技的“眼”和“手”？所谓“眼”即可利用ＳＰＭ直接观察原子，分子以及纳米粒子间相互作用与特性，表征纳米器件。
“手”是指SPM可用于移动原子，分子构造纳米结构，有纳米尺度，研究他们之间的相互作用。
2) 纳米微粒表面改性的方法有哪些？常见的表面修饰方法有：①物理修饰法1、物理包敷法2、机械球磨法②化学修饰法★化学偶联法★酯化反应法★表面接枝改性3）纳米结构与纳米材料有什么区别与联系？纳米材料（nano-material ），通常是指构成物质的“单元”的三维尺寸中至少有一维是纳米级的（称之为“纳米单元”）；纳米结构（Nano-Structure）：是指以纳米尺度的物质单元为基元，按一定规律排列，形成一维的、二维的及三维的阵列，这种结构体系就称为“纳米结构”。
4 ）如果合成纳米Al O 粉末，将选用哪种合成技术？如何合成纳米Al O 膜？铝铵钒和碳酸氢铵为原料，用化学法合成尺寸均一，颗粒细小分散的碱式碳酸铝铵前驱沉淀物，进而制备纳米氧化铝粉体的工艺，数据表明：反应物的混合方式对前驱沉淀物及粉体的尺寸和形貌都有很大的影响，用先缓慢滴加，在反应物充分混合且过饱和度达到一定程度的基础上，再将沉淀剂雾化加入的工艺有利于得到尺寸均一，细小分散的NH4Al(OH)2CO3胶体，经灼烧最终制得平均粒径为15nm左右的α-Al2O3粉体。
高纯铝箔( 99. 99% 以上) 经退火(N2气, 500°C) 后，依次用三氯乙烯溶液、氢氧化钠溶液、去离子水清洗干净，在氯酸中进行电化学抛光处理后，于1. 2mol/L H2SO4电解液中进行恒电位阳极氧化, 然后用去离子水冲洗，氮气吹干，即得到所需的AAO 模板。
5）什么是超导临界温度？何谓巨磁电阻效应？超导临界温度：超导体从正常态转变为超导态（零电阻）时的温度，实际上也就是把cooper 电子对解体开来的温度，对于转变温度范围较宽的超导体，临界温度可分为起始转变温度、中转变温度和零电阻温度。
纳米材料与技术期末考试复习
2017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。
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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；纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行操作和加工的技术。
3纳米材料的基本性质主要包括表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。
4 一维纳米材料中电子在2个方向受到约束，仅能在1个方向自由运动，即电子在2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，又称为量子线。
5根据原料的不同，溶胶-凝胶法可分为无机盐水解和醇盐水解。
6溶胶-凝胶是制备纳米粉体的一种湿法化学法，主要包括以下3个过程：溶胶的制备、溶胶-凝胶转化、凝胶干燥。
7在纳米粉碎加工过程中，由于受到机械力化学的作用，物料将会发生以下三种主要变化：粒子结构、粒子表面物料化学性质、化学组成。
8所谓自组装是指基本结构单元自发形成有序结构的一种技术，自组装至少有三个特征使其成为一个独特的概念，分别是()()和().9小晶体与同一种的大块晶体相比较，其饱和蒸汽压（选填大、小），熔点（选填高、低），表面张力（选填增大、不变、降低），开始烧结温度（选填增大、不变、降低）。
10微乳液是制备纳米材料的一种重要的方法，微乳液是指两种互不相容的液体形成的具有热力学稳定的、各向同性的、外观透明或不透明等性质的分散体现，由水、油、表面活性剂和助表面活性剂构成。
1纳米科技、纳米材料的基本概念纳米科技：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。
纳米材料:三维空间中至少有一维尺寸小于100nm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。
2纳米材料的物理、化学性质及分类。
物理性能:表面效应;小尺寸效应;量子尺寸效应;宏观量子隧道效应化学性能:表面活性及敏感性;催化性能纳米材料的分类 :纳米材料通常按照维度进行分类:超细粒子，团簇→ 0维材料 ;纳米线或管→ 1维纳米材料 ;纳米膜→ 2维纳米材料;纳米块体→3维纳米材料.3纳米材料的合成路线、制备方法基本原理（蒸发-冷凝法、水热合成法（工艺流程图）、溶剂热合成法、均匀沉淀法、溶胶－凝胶法、微乳液法及其构成要素、模板合成法、自组装法及其特点、VLS机制，VS机制等）蒸发-冷凝法原理：在高真空的条件下，金属试样经蒸发后冷凝。
水热合成法水热合成法原理：在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为反应介质，对反应容器加热，创造一个高温（100～350℃）、高压（1～500MPa）的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶。
溶胶－凝胶合成原理:将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶，然后使溶胶聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得到无机材料。
微乳液法基本原理：两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微乳液，在“微泡”中经成核、聚结、团聚、热处理后得到粉体。
构成要素：模板合成法原理：利用基质材料结构中的空隙或外表面作为模板进行合成。
结构基质为多孔玻璃、分子筛、大孔离子交换树脂等。
自组装法原理：基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一稳定、具有一定规则几何外观的结构。
特点：①有序性：结构比组成部分有序性高②相互作用力弱：氢键、范德华力、静电作用等③组成结构复杂：包含纳米及细观结构VLS生长机制：必须有催化剂的存在；在适宜的温度下，催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物；生长材料的组元不断地从气相中获得；当液态中溶质组元达到过饱和后,晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。
特点：催化剂的尺寸决定纳米线材料的最终直径；反应时间影响纳米线的长径比VS生长机制：通过热蒸发、化学还原或气相反应等方法产生气相；气相被传输到低温区并沉积在基底上；以界面上微观缺陷(位错、孪晶等)为形核中心生长出一维材料。
4碳纳米材料（C60、碳纳米管）的结构、合成方法、性能；一C60：结构：C60分子中每个碳原子与周围3个碳原子形成2个单键和1个双键。
合成方法：电弧放电法、苯火焰燃烧法、高频加热蒸发石墨法性能：物理性质：①黑色粉末，密度 1.65g/cm3±0.05g/cm3，熔点>700℃；②易溶于CS2、甲苯等，在脂肪烃中溶解度随溶剂碳原子数的增加而增大；③能在不裂解情况下升华；④抗冲击能力强；⑤具有非线性光学性能，室温下是分子晶体，适当的金属掺杂后的C60表现出良好的导电性和超导性。
化学性质：芳香性，倾向于得到电子，易于与亲核试剂反应。
二、碳纳米管:①单壁碳纳米管：由一层石墨烯片组成。
典型的直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。
②多壁碳纳米管：含有多层石墨烯片。
形状象个同轴电缆。
其层数从2～50不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距(0.34nm)相当。
典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。
5碳纳米管纯化、功能化的主要途径.碳纳米管提纯方法:①物理法：超声波降解、离心、沉积和过滤②化学法：碳纳米管与杂质的氧化速度不同。
功能化：1、共价功能化A：端口功能化B：侧壁功能化2、非共价功能化C：表面活化剂功能化D：聚合物功能化E：内腔功能化6复合材料及其纳米复合材料的概念、组成要素、特点复合材料的定义：由两种或两种以上具有不同的化学或物理性质的组分材料组成的一种与组分材料性质不同的新材料，且各组分材料之间具有明显的界面。
复合材料的四要素：①基体材料：金属、陶瓷基、树脂基②分散相（填料）：活性（增强、功能化）或非活性填料③复合技术：制备方法（原位复合、模板复合等）、成型加工方法（注射、模压等）④界面设计：两相界面的控制与设计纳米复合材料：是指分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。
7纳米复合材料的界面特点、形成过程。
复合材料的界面层特点：(1)具有一定的厚度；(2)性能在厚度方向上有一定的梯度变化；(3)随环境条件变化而改变。
8纳米粒子、纤维、片层增强复合材料的概念及其作用原理。
纤维增强机制：1、增强纤维因直径较小，产生裂纹的几率降低2、纤维的表面受到基体的保护，不易在承载中产生裂纹，增大承载力3、阻止裂纹扩展并改变扩展方向4、基体对纤维的粘结作用、基体与纤维之间的摩擦力，使得材料的强度大大提高。
纳米粒子增强聚合物材料的作用机理：1)强的界面作用2)纳米粒子诱导聚合物聚集态结构的改变3)纳米粒子表面活性中心较多，与基体相容性好，对基体有增韧和增强的作用。
片层增强复合材料的作用原理：9层状无机物的结构特点、有机化原理及其插层复合材料的类型、制备方法。
有机化原理：各种有机阳离子可以通过离子交换反应来置换钠型蒙脱土层间原有的水合阳离子，从而使通常亲水的蒙脱土表面疏水化。
有机阳离子可降低蒙脱土的表面能，同时改善蒙脱土与聚合物基质之间的润湿作用，因此有机蒙脱土与大多数工程塑料具有很好的相容性。
有机阳离子还可以包含各种能够同聚合物发生化学反应的官能团，进一步提高纳米蒙脱土相和聚合物基质之间的黏结作用。
插层复合材料的制备方法：插层复合法；单体插层－原位聚合；聚合物熔融插层插层10纳米材料产生团聚的主要原因、表面改性原理及其方法。
粉体产生团聚的原因：（1）凝聚体：是原级粒子间以双面相结合的，或晶面成长在一起的，结构比较紧密的、大的粒子团。
（2）附聚体：是原级粒子的边和角相连接，结合而成的，结构比较松散的，大的粒子团。
（3）软团聚体：由范德华力、静电引力等较弱的力引起的微粒团，它在外力作用下易于拆开。
（4）硬团聚体：硬团聚一般是指颗粒之间通过化学键力或氢键作用力等强作用力连接形成的团聚体。
一般外力作用难于拆开。
形成原因包括晶桥理论、毛细管理论、氢键理论、化学键理论。
纳米粉体表面改性基本原理：在颗粒表面引入一层包覆层，形成由“核层”和“壳层”组成的复合粉体。
壳层既可以是无机物质也可以是有机物质。
表面改性方法：①物理：蚀刻；超声波；高能射线照射；机械处理②化学：水溶液沉淀干燥；表面活性处理；表面化学处理；聚合物涂覆；化学气相沉积11制造纳米材料的技术路线？主要有两种技术：Top down（由上而下）的方法和Bottom up（由下而上）的方法。
Top down 由上而下的方法是一种采用物理和化学方法对宏观物质的超细化的纳米科技的研究方法。
Bottom up 由下而上的方法，以原子、分子、团簇等为基元组装具有特定功能的器件、材料。
纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去制造具有特殊功能的产品。
12惰性气体蒸发冷凝法制备粉体的原理？必须具备的5个基本要素？在蒸发过程中，蒸气中原材料的原子由于不断地与惰性气体原子相碰撞损失能量而迅速冷却，这将在蒸气中造成很高的局域过饱和，促进蒸气中原材料的原子均匀成核，形成原子团，原子团长大形成纳米粒子，最终在冷阱或容器的表面冷却、凝聚，收集冷阱或容器表面的蒸发沉积层就可获得纳米粉体。
通过调节蒸发的温度和惰性气线体的压力等参数可控制纳米粉的粒径。
5个基本要素：气源、热源、气氛、工艺参数监控系统、收集系统。
13在化妆品中加入纳米微粒（如TiO2）能起到防晒作用的基本原理是什么？量子尺寸效应使纳米光学材料对某种波长的光吸收带有蓝移现象，纳米粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象，纳米微粒紫外吸收材料就是利用这两个特性。
大气中的紫外线在 300~400nm 波段，在防晒油、化妆品中加入纳米微粒，对这个波段的紫外光线进行强吸收，可减少进入人体的紫外线，起到防晒作用。
14模板合成技术是利用基质材料结构中的空隙作为模板进行合成，可以同时解决制备纳米材料时存在的那些问题？硬模板法和软模板法合成粉体的共性及其主要区别。
、二者的共性是都能提供一个有限大小的反应空间。
区别在于前者提供的是静态的孔道,物质只能从开口处进入孔道内部,。
硬模板有分子筛、多孔氧化铝、以及经过特殊处理的多孔高分子薄膜等。
软模板者提供的则是处于动态平衡的空腔，物质可以透过腔壁扩散进出。
15利用粘土、云母等层状无机物作为无机主体，将聚合物(或单体) 作为客体插入于无机相的层间可制得聚合物基有机无机纳米复合材料，根据无机相的分散状态，可将复合材料分为哪几种类型？层状蒙脱土的结构特点？如何对其进行有机化处理？复合材料类型：硅酸盐、过渡金属二硫化物、金属氧化物、双氢氧化物、磷酸盐。
层状蒙脱土结构特点：其结构中的单位晶胞由二层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成，四面体与八面体依靠共同氧原子连接，形成厚0.96nm，宽厚比约100~1000高度有序的准二维晶片，晶胞平行叠置。
有机化处理：16在合成一维纳米结构(如纳米晶须、纳米棒和纳米线等) 时，气相合成可能是用得最多的方法，简述气相法中的气－液－固(简称VLS) 生长机制及其特点。
VLS生长机制：必须有催化剂的存在；在适宜的温度下，催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物；生长材料的组元不断地从气相中获得；当液态中溶质组元达到过饱和后,晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。