纳米科技与纳米材料材料(作业一).doc

学号：20081003954 班级：034082-27 姓名：黄果纳米科技与纳米材料摘要:介绍了纳米、纳米结构的基本概念和涵义，阐述了纳米技术的内涵，并对纳米材料的定义和分类作了简要论述，介绍了纳米材料的独特性能，最后描述了纳米材料的制备方法、研究现状及其发展趋势。关健词:纳米，纳米材料，纳米科技，性能，现状，趋势Abstract: Nano, nano-structure of the basic concepts and meanings, explained the meaning of nanotechnology, and nanomaterials were briefly discussed the definition and classification, introduced the unique properties of nanomaterials, and finally describes the preparation of nano-materials to study the situation and development trend.Key words: nano, nano materials, nano technology, performance, status, trends目录前言3 纳米和纳米结构3 纳米技术3 纳米材料3 纳米材料的特性4 纳米材料的制备方法4 研究现状及发展趋势4前言纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代,随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在诸多领域将会得到日益广泛的应用,在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有关广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。 纳米和纳米结构纳米(nanorneter)是一个长度单位，lnm=10-3m=10-9m，通常界定1 nm 100nm的体系为纳米体系。由于这个微尺度空间约等于或略大于分子的尺寸上限，恰好能体现分子间强相互作用，因此具有这一尺度的物质粒子的许多性质均与常规物质的相异，甚至发生质变。正是这种性质特异性引起了人们对纳米的广泛关注。纳米结构定义为以具有纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造的一种新物系，包括一维，二维及三维的体系，或至少有一维的尺寸处在1nm100nm区域内的结构。这些物质单元包括纳米微粒、稳定的团簇或人造原子、纳米管、纳米棒、纳米丝及纳米尺寸的孔洞。通过人工或自组装，这类纳米尺寸的物质单元可组装或排列成维数不同的体系，它们是构筑纳米世界中块体、薄膜、多层膜等材料的基础构件。 纳米技术纳米技术是20世纪80年代末延生并崛起的高科技，它的基本涵义是指在纳米尺寸范围内研究物质的组成，通过直接操纵和安排原子、分子而创造新物质。纳米技术的出现标志着人类的认知领域已拓展至原子、分子水平，标志着人类科学技术的新时代纳米科技时代的来临。纳米技术是一门以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，是现代科学和现代技术结合的产物。纳米技术在不断渗透到现代科学技术的各个领域的同时，形成了许许多多的与纳米技术相关的研究纳米自身规律的新兴学科，如:纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学及纳米力学等，正是这些新兴学科构成了纳米科技的主要内容。 纳米材料纳米材料是纳米科技发展的重要基础，也是纳米科技最为重要的研究对象。广义上，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，即纳米材料是物质以纳米结构按一定方式组装成的体系，或纳米结构排列于一定基体中分散形成的体系，包括纳米超微粒子、纳米块体材料和纳米复合材料等。组成纳米材料的基本单元在维数上可分为三类:零维。指在空间三维尺寸均在纳米尺度内。如纳米尺度颗粒、原子簇等;一维。指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等;二维。是指在三维空间中有一维处于纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。构成纳米材料的物质的类别可以有多种，分为金属纳米材料、半导体纳米材料、纳米陶瓷材料、有机一无机纳米复合材料及纳米介孔固体与介孔复合体材料等。 纳米材料的特性 处于纳米尺度下的物质，其电子的波性以及原子之间的相互作用将受到尺度大小的影响，诸如熔点、磁学性能、电学性能、光学性能、力学性能和化学活性会出现与传统材料迥然不同的性质，表现出的独特性能无法用传统的理论体系解释。导致纳米材料表现独特性能的5种基本效应是表面与界面效应、小尺寸效应（或体积效应）、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应。 纳米材料的制备方法纳米材料具有诸多制备方法。若将其制备方法进行简单的分类，可分为物理法和化学法以及气相法和液相法。具体分为真空冷凝法、机械球磨法、气相沉积法、化学沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法、原位生成法、模板技术、自组装技术等。 研究现状及发展趋势近年来，世界各国先后对纳米材料给予了极大的关注，对纳米材料的结构与性能、制备技术以及应用前景进行了广泛而深人的研究，并纷纷将其列人近期高科技开发项目。自70年代纳米颗粒材料问世以来，80年代中期在实验室合成了纳米块体材料，至今已有30多年的历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。目前，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，已成为纳米材料研究的新的热点。高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元的组合、纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点。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