纳米材料考试参考答案教学提纲

合集下载

纳米复习提纲

复习提纲一. 概念题1 纳米的概念纳米（nanometer）是长度的一个单位，简写为nm。

1nm=10-3μm=10-6mm=10-9m 1nm等于10个氢原子一个挨一个排起来的长度。

纳米是一个极小达到尺寸，但它又代表人们认识上的一个新层次，从微米进入到纳米。

纳米科技是科技发展的“制高点”，是经济发展的衡量标准。

2 宏观和微观宏观：研究对象尺寸很大，下限有限，上限无限。

微观：指原子、分子，以及原子内部的原子核和电子，微观有上限而无法定义下限。

3 界观体系是研究0.1-100nm范围内，物质的状态、性能、特点及应用，又称为纳米科技。

4 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，即由粒径尺寸介于1－100nm 之间的超细颗粒组成的固体材料。

①力学或机械性质（声光电磁热）至少有一样发生明显变化②至少有一维尺寸小于100nm③形态结构分为零维、一维、二维（三维为常规材料）5纳米微粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超微颗粒，尺度大于原子团簇，小于大分子或具平移对称性的晶体（通常的微粉），一般在1～100 nm之间。

这样小的物体只能用高分辨的电子显微镜观察。

物质颗粒体积效应和表面效应两者之一显著变化者或两者都显著出现的颗粒叫做纳米颗粒或纳米微粒。

6 幻数效应构成原子团簇的原子数目按一定规律分布，形成稳定的团簇结构的集合体，称为幻数。

有限个基本粒子（原子、分子、离子）组成的相对稳定的微粒。

7 团簇是由多个原子组成的小粒子，它们比无机分子大，但比具有平移对称性的块体材料小，其原子结构(键长、键角和对称性等)和电子结构不同于分子，也不同于块体。

尺寸在0.1～1.0nm之间。

8 纳米碳管管状的纳米级石墨晶体，是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管，每层的C是SP2杂化，形成六边形平面的圆柱面。

碳原子按一定规律排列形成的管状物，其直径在1～100nm范围内，分多壁（层）、单壁（层）两大类。

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。

纳米材料复习提纲.doc

复习提纲1纳米的概念：纳米（nanometer）是长度的一个单位，简写为nm olnm=10-3 u m=10-6min=10-9mlnm等于10个氢原子一字紧密排起来的长度。

纳米是一个极小达到尺寸，但它又代表人们认识上的一个新层次，从微米进入到纳米。

2宏观和微观:宏观：研究对象尺寸很大，下限有限，上限无限。

微观：指分子、原子及其内部的原子核（夸克、亲子、希格斯-波色子）和电子，微观冇上限而无法定义下限。

3界观体系：界观体系就是宏观和微观Z间的纳米体系。

4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木单元构成的材料，即由粒径尺寸介于1 —100nm之间的超细颗粒组成的固体材料。

狭义来讲：纳米材料是有关原子团簇、纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。

广义：纳米材料是晶粒或晶界等显微构造能达到纳米尺寸水平的材料。

纳米材料是组成相或晶粒在任一维上尺寸小于100nm的材料。

也叫超分子材料。

5纳米微粒:是指颗粒尺寸为纳米量级的超微颗粒，尺度大于原子团簇，小于通常的微粉，一般指颗粒度在riOOnm Z间粒了的聚合体，是处于该几何尺寸的各种粒子聚合体的总称。

6幻数效应：构成原子团簇的原子数口按一定规律分布，形成稳定的团簇结构的集合体，称为幻数。

7团簇：是由多个原子组成的小粒子，它们比无机分子大，但比具冇平移对称性的块体材料小，其原了结构（键长、键角和对称性等）和电了结构不同于分子，也不同于块体。

8纳米碳管：纳米碳管(NTs)是管状的纳米级右墨品体。

9什么情况卜•不能够用电阻加热法制备纳米金屈粒了；10光敏剂11沉淀法12溶胶-凝胶法：13化学气相沉积法14气相分解法制备纳米粒子对原料性质的要求及反应15激光诱导气相化学反应原理13微乳液14薄膜15荷叶效应16纳米复合材料17纳米固体材料结构的研究方法18小尺寸效应19二简述1纳米粒子的基本单元结构分类2纳米科技研究的内容3纳米科技诞生的标志4简述世界上何时如何首次实现了单个原子的移动和排列5纳米材料的不同发展阶段研究的侧重点分别是什么6纳米科技的作用7纳米材料在高科技屮的地位8表面效应产生的原因分析9纳米催化剂的作用及优点10高密度纳米磁性记录材料应满足的条件？11纳米隐身材料12 C60的结构13为什么富勒烯的命名存在争议？14 C60发现的重要意义15原了团簇的性质16为什么C60溶液口J以作为光学限幅器17碳有哪些同素异型体？各有什么样的特点？18如何制备出单臂纳米碳管？19单壁纳米碳管的类型及特点20纳米碳管优异的物理性能21气体冷凝法的主要步骤22影响纳米微粒粒径的因素23粉体粒径的控制方法24气相化学反应法（化学气相沉积）25激光制备超细微粒的基木原理26影响溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的主要因索冇哪些？27纳米固体材料的结构分类28界面组元的特点29简述纳米材料的结构缺陷30纳米固体材料界面结构的研究方法31纳米材料与宏观材料的区别？32纳米复合材料在，填料与基体的作用三.论述1纳米科技研究对人类发展将产生哪些重要贡献？2为什么对纳米人们会产生有关安全性的争论？3纳米固体材料的特性4量了尺寸效应5原子团簇6机械粉碎法制备纳米粒子存在什么限制？影响机械粉碎极限的主要因素有哪些？7科技成果的滥用和纳米产品的奢侈应用8为什么说纳米科学技术将逐步改变世界？。

(完整word版)纳米材料(选修课考试资料)(word文档良心出品)

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。

纳米材料与技术试卷参考答案

中国海洋大学命题专用纸（首页） 06-07学年第2学期试题名称：纳米材料与技术期末考试题(A卷)答案共4页第1页一、填空：每空1分，总共30分 1. 1~100nm 。

2. 运动和变化。

3. 操纵和加工。

4. 低维材料。

5. 2，1，2。

量子线。

6. 材料的密度偏低。

7. 纳米晶粒容易长大，相变。

8. 晶界、相界、畴界。

9. 水溶液溶胶-凝胶法，醇盐溶胶-凝胶法。

10. |Q| > e/2。

11. 磁性颗粒、表面活性剂，基液。

12. 短波，蓝移。

13. 一定波长光。

荧光。

磷光。

14. 扶手椅型、锯齿型、螺旋型。

15. 恒电流模式，恒高度模式。

二、简答题：每题5分，总共45分 1、答：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（2分）； 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。

授课教师命题教师或命题负责人签字院系负责人签字 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 装订线 * * * * * * * * ** * *中国海洋大学命题专用纸（附页） 06-07学年第2学期试题名称：纳米材料与技术期末考试题(A卷共4页第2页 2、答：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、答： 1）尺度上：分别为10-9~10-7m, 10-7~10-5m, <10-9m 2）物理与化学性质上：（1）微细颗粒不具有量子效应，纳米颗粒有量子效应；（2）团簇有量子效应和幻术效应，而纳米颗粒不具有幻数效应。

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。

四川大学纳米材料与纳米技术期末提纲及问题

第一章纳米技术的基本概念1 什么是纳米？什么是纳米技术？纳米=10^-9米，大约等于十个氢原子并列一直线的长度。

纳米科学技术（Nano-ST）是20世纪80年代末期诞生并正在崛起的新科技，它的基本涵义是在纳米尺寸（0.1nm∽100nm）范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新物质。

纳米科技是研究由尺寸0.1∽100nm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：是20世纪80年代末期兴起的新技术，其基本含意是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操纵和安排原子、分子而获得新结构和新材料的技术。

2 按照材料维度分，纳米材料可以分成几维？三维空间中,至少有一维处于纳米尺度（介于1～100 nm之间）范围内的材料，都可归属于纳米材料范畴。

按维数的不同，纳米材料可分类为：零维—一维—(直线运动)二维—(平面运动)三维—纳米晶体(纳米分子筛)度中的三维中自由活动3 纳米技术涉及的研究领域有哪些？纳米材料、纳米器件和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人类是否进入纳米科技时代的重要标志；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 纳米材料涉及哪些基本效应？产生的原因是什么？小尺寸效应：当微粒分割到达一定程度时，其性质将会发生根本性的变化。

量子效应：电子能级由准连续变为离散能级的现象。

界面效应：纳米材料由于大量的原子存在于晶界和局部的原子结构不同于大块晶体材料，使纳米材料的自由能增加，纳米材料处于不稳定状态。

表面效应：纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子或分子所占的比例非常大。

四个特点：尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大5 为什么金属纳米粉呈现黑色？这是小尺寸效应的表现，当金属粒径小到光波波长以下，金属的反射率极低，故呈现黑色。

6 STM、AFM工作原理是什么？STM扫描隧道显微镜就是根据量子力学中的隧道效应与原理，通过探测固体表面原子中的电子的隧道电流来分辨固体表面形貌的新型显微装置。

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。

功能纳米材料与环境保护教学提纲

2.2 用作纳米净水剂
一种新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力。它的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10~20倍。它能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀下来, 然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置, 有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味等。再经过由带有纳米孔径的处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后, 可以除去水中的细菌、病毒, 得到高质量的纯净水。这是因为细菌、病毒的直径比纳米大, 在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时, 会被过滤掉, 水分子及水分子直径以下的矿物质、元素则保留下来。
纳米净水剂处理电镀废水
纳米材料在其它环保方面中明, 新装修的房间内空气中有机物浓度高于室外, 甚至高于工业区。对室内主要的气体污染物甲醛、甲苯等的研究结果表明, 光催化剂可以很好地降解这些物质, 其中纳米TiO2的降解效率最好, 几乎接近达到100%。
结束！
随着纳米技术的悄然崛起, 人类利用资
源和保护环境的力能也得到拓展。纳米技
术为彻底改善环境和从源头上控制新的污染源产生, 创造了有利条件。纳米技术与环境保护和环境治理的进一步有机结合, 将会有助于许多环保难题的解决, 诸如大气污染、
污水处理、城市垃圾等问题的解决。可以预言,不久的将来, 随着纳米技术的进一步发展将有可能推行“ 纳米环保” 。
电子可以在其三价和四价离子之间传递, 因此具有极强的电子得失能力和氧化还原性, 在氧化CO的同C动O时机2和还汽N原缸2。N里O而发X更,挥使新催它一化们代作转的用化纳, 为使米对汽催人油化体在剂和燃, 将环烧在境时汽无就车害不发的产生CO和NOX , 无需进行尾气净化处理。
城市汽车尾气污染
3.3处理城市垃圾
纳米TiO2可以加速城市生活垃圾的降解, 其降解速度是大颗粒TiO2的10倍以上, 从而可解决大量生活垃圾给城市环境带来的压力, 避免了因焚烧处理而带来的二次环境污染问题。

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。

纳米材料参考答案.

纳米材料与纳米结构复习题1.简单论述纳米材料的定义与分类。

答：广义上讲：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。

按维数，纳米材料可分为三类：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，二维的基本单元又分别具有量子点，量子线和量子阱之称2.什么是原子团簇? 谈谈它的分类。

答：原子团簇: 指几个至几百个原子的聚集体（粒径一般等于或小于1nm）例如: C n H m（n与m都是整数）；碳簇（C60、C70和富勒烯等）原子团簇的分类：a 一元原子团簇：即同一种原子形成的团簇，如金属团簇，非金属团簇，碳簇等。

b二元原子团簇：即有两种原子构成的团簇，例如Zn n P m, Ag n S m等。

c 多元原子团簇：有多种原子构成的团簇，例如V n(C6H6)m等d原子簇化合物：原子团簇与其它分子以配位键形成的化合物。

例如(Ag)n(NH3)m等。

3.通过Raman 光谱中如何鉴别单壁和多臂碳纳米管? 如何计算单壁碳纳米管直径? 答：利用微束拉曼光谱仪能有效观察到单壁纳米管特有谱线，这是鉴定单壁纳米管非常灵敏的方法。

100-400cm-1范围内出现单壁纳米管特征峰，单壁纳米管特有的呼吸振动模式；1609cm-1是定向多壁纳米管的拉曼特征峰。

单臂管的直径d与特征拉曼峰波数成反比，即：d=224/w。

式中的d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；最后，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。

纳米材料答案

1.试论述纳米材料的基本特性及主要应用领域。

答：纳米材料的特性：小尺寸效应，体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应；当颗粒的尺寸与光波的波长、传导电子的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，晶体原有的周期性及边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒表面层附近原子密度减小，导致光、电、声、磁、热、力等物性发生严重的变化，呈现出一种新的体积效应。

量子尺寸效应是指纳米粒子尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为分散能级的现象。

表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减少而大幅度地增加，比表面积（表面积/体积）增大，粒子的表面能和表面张力也会随之增加，从而引起纳米粒子性质的变化。

隧道效应是指微观粒子具有贯穿势垒的能力,人们发现一些宏观量,如磁化强度、量子相干器中的磁通量等具有隧道效应,称之为宏观量子隧道效应。

1.纳米粒子在催化方面的应用2..纳米材料在传感器领域的应用3. 纳米材料在涂料方面的应用4. 纳米材料在计算机领域的应用5．纳米材料在环保和能源利用的应用6.纳米材料在其他地方的应用：纳米粉体可用于改善陶瓷的性能，在润滑油中加入适当的纳米添加剂有助于提高润滑油的性能。

在医学上我们可以用纳米材料将药物运送到指定的地方，这样就可以提高药物的性能及降低副作用。

另外，纳米粉末具有极强的储能特性，将其作为添加剂加入到燃料中可大大提高燃烧率，这方面在航天器上就显得极具有优势。

主要应用领域：在陶瓷领域方面的应用、微电子上的应用、生物工程上的应用、光电领域的应用、化工领域的应用、环保方面的应用。

2.试论述溶液中纳米晶体的生长机制。

答：在达到一定过饱和浓度条件下，固态材料首先以晶胚形式析出，有的晶胚很快被溶解回溶液，当溶液达到临界过饱和浓度时，有的晶胚能够克服颗粒体积与表面能变化所需的能量势垒，就会形成临界核；晶体的长大包括OR机制即晶粒粗化机制以及OA机制即方向附生机制。

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。