纳米材料与技术作业

1.简要概述纳米材料的两种特性（表面效应+小尺寸效应）并举例，不少于500字。

答：表面效应——球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性；

小尺寸效应——当颗粒的尺寸与光波波长、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，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列新奇的性质。

例如：在一个由许多相组成的系统中，有时表面相的存在会变得十分重要，它会影响各个相之间的平衡条件．我们平时能够遇到的与表面效应有关的一个典型的例子就是水滴的形成。在饱和或过饱和蒸汽中的水滴，如果它的半径足够大，那么周围的水蒸气就会逐渐凝聚到这个水滴上，于是水滴也就逐渐地变大。若是水滴本来就很小，那么，由于表面效应的影响，要想维持水滴的存在，外界就必须有很高的蒸汽压，这样，在一般的蒸汽压条件下，水滴便不会增大，而会逐渐地蒸发掉．天空中飘着的云就是由许许多多这样的微型水滴构成的．在雨即将到来的前夕，外界的蒸汽压力增高，这些微型水滴通过互相碰撞逐渐结合成越来越大的水滴，最后，当空气的浮力和运动的阻力再也承受不了它们的重量时，它们就向地面掉下来，成为了雨滴。由此也可以看出，如果在过饱和蒸汽中掺入一些杂质颗粒如尘埃等，将有助于水滴的形成。如果天上已经有了很厚的云，这时用飞机在云层中散布一些杂质微粒就会加快雨滴的形成，从而达到降雨的目的，这就是人工降雨。

2.列举1-2种在生活中出现的含有纳米技术的者商品，或者新型具有纳米技术的产品，并介绍其特点，不少于500字。

答：例：纳米二氧化钛光触媒（纳米抗菌涂料专用），其性质及用途：纳米环保涂料产品已被国内外涂料生产公司相继开发和应用，展示出该涂料在众多领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解消除作用。对甲醛、甲苯、二甲苯、氨气、TVOC等有害气体有分解和消除的功能，使室内外空气更加清新，避免了污染对人体造成的危害，经涂料公司添加纳米TiO2 制作的产品，经国家权威机构在24小时内的降解测试结果显示，对各种霉菌的杀抑率达99％以上,对有害的有机物1小时降解率达80%以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性涂料，具有高强的附着力，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物粘附能力，漆膜硬度高且有韧性，疏水性极佳，容易清洗污物。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。附着力强，不起皮，不剥落，抗老化，可在－10℃到－25℃之内正常施工。涂料的各种性能试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。该产品具有一下优点：1、产品粒径小；2、比表面积大；3、负离子活性强；4、光催化效率高；5、分解有害气体彻底、速度快；6、分散性好；

3.谈谈你对纳米材料或纳米技术的认识，不少于500字。

答：通过这短短几周的学习，粗浅的认识了下纳米材料与技术，下面便说说我对纳米材料与技术的一点认识以及书本上的定义。

在日常生活中，我们经常听到纳米材料这个词，那么什么是纳米材料呢？

纳米材料与传统的材料的根本差别在于：第一，这种材料至少有一个方向是在纳米的数量级上，比如纳米尺度的颗粒，或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，如物体的强度、韧性、比热、导电率、扩散率等完全不同于或优于常规的传统材料。

从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=1000毫米，1毫米=1000微米，1微米=1000纳米，1纳米=10埃），即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。

纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material)，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。

纳米技术是在1861年随着胶体化学的建立，科学家们才开始研究的。

应用范围有：1、天然纳米材料；2、纳米磁性材料；3、纳米陶瓷材料；

4、纳米传感器；

5、纳米倾斜功能材料；

6、纳米半导体材料

7、医药方面等各个领域。

纳米材料具有五大效应，分别是：表面效应，小尺寸效应，量子尺寸效应，量子隧道效应，介电限域效应。