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什么是纳米材料

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-11热度:

在1991年的海湾战争中,美国的战斗机就能够成功躲过伊拉克严密的雷达监视,对伊拉克的军事设施进行了多次轰炸。
为什么美国的战斗机能躲开雷达的监视呢?
一个重要的原因就是美国的战斗机机身上包覆了能吸
收红外和微波的纳米材料,这种纳米材料就使飞机起到了隐身的作用。什么是纳米材料?为什么纳米材料会具有隐身性能等这些特殊的性能?
    
纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米尺度,并且具有特殊性能的材料,它是纳米科技发展的基础。
广义地说,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。

纳米材料按维数可以分为三类:
    
(1)零维:指在空间三维尺度均在纳米尺度,如纳米颗粒和原子团簇等。
    
(2)一维:指在空间中有两维处于纳米尺度,如纳米丝、纳米捧和纳米管二维:指在空间中有一维在纳米尺度,如超薄膜、多层膜和超品
    
纳米材料的研究主要包括纳米材料的制备、纳米材料的特性及其应用等3个方面。
由于纳米材料的尺寸小、比表面大及量子尺寸效应,使之具有常规材料不具备的特殊性能。
纳米材料的性能研究包括硬度、强度、韧性、电性、磁性、微结构和谱学特征,通过与常规材料对比,可找出纳米材料的特殊规律,建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论。
纳米材料的应用研究更是涉及各行各业,最具有代表性的如纳米陶瓷、纳米塑料、纳米润滑材料、纳米吸波材料、纳米磁性液体和巨磁材料等。
当然微电子行业用的量子器件、纳米生物工程和微型机械也都属于纳米材料的应用范围。
    
纳米材料在自然界中久已存在,例如尘埃、烟等,但直到20世纪70年代才作为一门科学出现,20世纪80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,至今已有20多年的历史。从研究的内涵和特点大致可划分为3个阶段:
    
第一阶段,主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜)材料,研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。
对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在20世纪80年代末期一度形成热潮。
研究的对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。
 
第二阶段,人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料。
通常采用纳米微粒与纳米微粒复合,纳米微粒与常规块体复合,发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。

第三阶段,纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,正在成为纳米材料研究的新热点。
国际上,把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元,在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系,包括纳米阵列体系、介孔组装体系和薄膜嵌镶体系。
纳米颗粒、丝、管可以有序或无序地排列。
   
如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性,那么第三阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系,更有目的地使研究体系具有人们所希望的特性。

什么是纳米材料第1张图

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