《多孔纳米材料综述》PPT课件

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6.纳米材料的分类
纳米材料是纳米科技研究的重点，主要包括： 纳米材料物理、纳米材料制备技术（纳米粉体、 纳米薄膜、纳米非晶晶化材料）、纳米材料的测 试与纳米新材料研制及其应用。根据各种形式分 类： 1． 从材料的结构分：纳米超微粉末、纳米多层 薄膜、纳米结构 2． 从材料的性质分：纳米金属材料、纳米陶瓷 材料、纳米复合高分子材料（纳米塑料、纳米橡 胶、纳米胶粘剂、纳米涂料、纳米纤维）
• 气相法 –真空冷凝法 –惰性气体凝聚法
• 固相法 –高能球磨法 –搅拌磨法 –震动磨法 –强变形法 (severe plastic deformation)
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化学方法制备纳米材料
- 气相法 -激光法 -等离子法 -裂解法 -氧化法 -水解法 -燃烧法
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液相法
-化学沉淀法(均匀沉淀法, 共沉淀法) -水解法(醇盐,卤化物) -溶胶-凝胶法 -水热合成法 -气溶胶法 -微乳液法
(表面改性和表面包覆)
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3.纳米结构单元
• 团簇(cluster)：几个乃至上千个原子、分子或 离子通过物理和化学结合力组成相对稳定的聚 集体（粒径小于或等于1 nm） eg: C60 buckyball, Fen, CnHm
• 纳米微粒：颗粒尺寸为纳米量级的超细颗粒， 尺度介于团簇和微粉间
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1.纳米材料的概念及特点
纳米材料: 在纳米量级(1~100nm)内调控物质 结构制成的具有特异性能的新材料 四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、 表面原子比例大 四大效应: 小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观 量子隧道效应、表面效应
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2.对纳米材料的要求
尺寸可控(小于 100 nm) 成分可控 形貌可控 晶型可控 表面物理和化学特性可控
• 鉴于纳米科技是节能、低耗和技术密集型的新科 技，发展纳米科技的投人产出比可能高于其它高 科技项目。因此应在政策、财力、物力和人力上 给于大力支持，让纳米技术尽快实现产业化
• 纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明 星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举 足轻重的作用。
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用于光学纤维的纳米管
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纳米结构的聚合物
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分子电路自组装
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8.纳米材料的另一面
• 纳米材料可通过三种途径进入人体。人们接触纳 米材料污染一般通过下面途径：一、通过呼吸系 统；二、通过皮肤接触；三、其他方式，如食用、 注射之类。纳米材料污染物通过上述途径进入人 体，与体内细胞起反应，会引起发炎、病变等； 污染物在人体组织内停留也可能引起病变，如停 留在肺部的石棉纤维会导致肺部纤维化。
纳米材料综述
报告人:张李锋 2004.12
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纳米科技
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Outline
1. 纳米材料的概念及特点 2. 对纳米材料的要求 3. 纳米结构单元 4. 纳米晶界结构理论 5. 纳米材料的制备方法 6. 纳米材料的分类 7. 纳米材料的应用 8. 纳米材料的另一面 9. 结束语
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• Seagel〔2〕的有序说。有序说认为晶粒间界处 含有短程有序的结构单元，晶粒间界处原子保持 一定的有序度，通过阶梯式移动实现局部能量的 最低状态.
• 叶恒强、吴希俊[3]的有序无序说。该理论认为纳 米材料晶界结构受晶粒取向和外场作用等一些因 素的限制,在有序和无序之间变化
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5.物理方法制备纳米材料
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7.纳米材料的应用
1. 在陶瓷领域的应用 2. 在微电子学上的应用 3. 在生物工程上的应用 4. 在光电领域的应用 5. 在化工领域的应用 6. 在医学上的应用 7. 在分子组装方面的应用
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碳纳米管的分类
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纳米电子机械
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生物分子发动机
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3． 从力学性能来分：纳米增强陶瓷材料、纳米改 性高分子材料、纳米耐磨及润滑材料、超精细研磨 材料等 4． 从表面活性来分：纳米催化材料、吸附材料、 防污环境材料 5． 以光学性能来分：纳米吸波（隐身）材料、光 过滤材料、光导电材料、感光或发光材料、纳米改 性颜料、抗紫外线材料等。
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• 纳米材料还有一个潜在的危险——易爆炸。纳米材 料具有反常特性，原本物质不具有的性能，小颗粒 会具有。原本不导电的物质，在颗粒变小后有可能 导电，有些原来不易燃的物质在纳米尺度下也可能 导致爆炸。
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9.结束语
• 纳米材料是国际材料界当前研究的热点，它使人
类在改造自然方面进人了一个新层次，即从微米 级层次深入到纳米级层次。
•
纳米材料比普通的污染物对人体的影响更大。
这是因为纳米材料体积非常小，同样质量下纳米
颗粒将比微米颗粒的数量多得多，与细胞发生反
应的机会更大，更易引起病变。
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• 纳米材料很小，可以几乎不受阻碍地进入细胞，从 而有可能进入人的神经系统，影响人的大脑，导致 一些更严重的疾病和后果。
• 目前，研究人员还不知道如何将纳米材料从人体中 清除，也不知道它们会不会在人体中降解
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6． 以电子性能来分：纳米半导体传感器材料、纳 米超纯电子浆料 7． 以性能来分：高密度磁记录介质材料、磁流体、 纳米磁性吸波材料、纳米磁性药物、纳米微晶永磁 或软磁材料、室温磁制冷材料等。 8． 以热学性能来分：纳米热交换材料、低温烧结 材料、低温焊料、特种非平衡合金等 9． 以生物和医用性能来分：纳米药物、纳米骨和 齿修复材料、纳米抗菌材料
eg: colloid（胶体）用透射电子显微镜能看到 的颗粒
• 人造原子：artificial atoms or quantum dot
• 纳米管、棒、丝等
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4.纳米晶界结构理论
• Gleiter的完全无序说。这种假说认为纳米晶粒间 界具有较为开放的结构，原子排列具有随机性， 原子间距较大，原子密度低，既无长程有序，又 无短程有序。