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16-12 纳米材料 纳米（nm） 一 纳米效应 1 小尺寸效应 纳米材料：几何尺寸为纳米数量级的微粒或由纳米大小的微粒在一定条件下加压成形得到的固体材料. 包含的原子数 : 个 一个纳米微粒内 界面原子比例: 50% 左右 由纳米微粒组成的纳米固体在较宽的频率范围内显示出对光的均匀吸收性 , 吸收峰的位置和峰的半高宽度与微粒半径倒数有关. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2 表面与界面效应 纳米微粒具有很高的表面能. 纳米微粒表面活性增加，成为活性极好的催化剂. 纳米微粒尺寸与表面原子数的关系 纳米微粒尺寸/nm 包含总原子数 表面原子所占比例 10 4 2 1 20 % 40 % 80 % 99 % Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 问: 为什么高比例的表面原子会增加表面活性 ? 简立方结构晶体二维平面图 分立能级图 表面原子 内部原子 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3 量子尺寸效应 量子尺寸效应：粒子尺寸下降到极低值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为不连续离散分布的现象. 能级间距（理论公式） 费米能级 总电子数 当 热能、电能、磁能或超导凝聚能时 量子效应明显 纳米微粒的磁、光、声、热、电等性能与宏观材料的特性有显著区别. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 二 纳米材料的制备 纳米晶体或非晶材料 惰性气体沉积+原位加压法 纳米固体 激光或等离子技术高温气相合成 纳米陶瓷粉料 化学沉积法、水热合成法. 三 一种纳米新材料 － 碳纳米管 1991年11月, 日本科学家宣布发现了一种新型针状的碳管的碳结构. 碳针直径: 1 nm - 30 nm 碳针长度: ~ 1 μm 每根碳针数目: 2 ~ 50 层 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 每层碳管可看成是由石墨片卷成圆筒状而成. 碳纳米管特性 （1） 强度大，能经受约 压力. （2） 韧度比其他纤维高200倍以上. （3） 碳纳米管填充其他物质后可进一步改进其性质和用途. 四 应用 （1）在微电子器件方面的应用; （2）在磁记录方面的应用; （3）在传感器上的应用. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 分数 评价标准 作业1 作业2 1分 完全不理解纳米效应 不能联系学习的和所要求的产品 2分 仅仅能给出几个效应， 但是不能说明其中的区别 仅仅能给出一个缺点，但是不能给出解决办法 3 分 基本上回答了重要的问题， 但是不能描述物理起源 基本上回答了重要的问题， 但是解决办法没有描述清楚 4 分 完成了作业中的所有三个要点 完成了作业中的所有两个要点 5分 能够完成了作业中的所有三个要点，并且提供了对目前一些热门课题的建议 能够完成了作业中的所有两个个要点，并且给出的解决方法有创新性和系统性 作业 描述纳米效应并且给出其物理起源； 结合自己的课题以及生活中的问题，谈谈纳米材料的优点和改进办法