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2023/2/27纳米材料组员：凌诗怡章靖怡汪子婷2023/2/27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(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。2023/2/27纳米材料是什么？纳米结构纳米结构是以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体系。它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。对纳米阵列体系的研究集中在由金属纳米微粒或半导体纳米微粒在一个绝缘的衬底上整齐排列所形成的二位体系上。而纳米微粒与介孔固体组装体系由于微粒本身的特性，以及与界面的基体耦合所产生的一些新的效应，也使其成为了研究热点，按照其中支撑体的种类可将它划分为无机介孔复合体和高分子介孔复合体两大类，按支撑体的状态又可将它划分为有序介孔复合体和无序介孔复合体。在薄膜嵌镶体系中，对纳米颗粒膜的主要研究是基于体系的电学特性和磁学特性而展开的。美国科学家利用自组装技术将几百只单壁纳米碳管组成晶体索“Ropes”，这种索具有金属特性，室温下电阻率小于0.0001Ω/m;将纳米三碘化铅组装到尼龙-11上，在X射线照射下具有光电导性能,利用这种性能为发展数字材料分类纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。2023/2/27那纳米材料有多少种类呢？纳米陶瓷

纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。它克服了工程陶瓷的许多不足，并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响，为代替工程陶瓷的应用开拓了新领域。2023/2/27随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属似柔韧性和可加工性。纳米粉末

又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。2023/2/27纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。纳米膜纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。2023/2/27纳米块体纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。制备方法（1）惰性气体下蒸发凝聚法。通常由具有清洁表面的、粒度为1-100nm的微粒经高压成形而成，纳米陶瓷还需要烧结。国外用上述惰性气体蒸发和真空原位加压方法已研制成功多种纳米固体材料，包括金属和合金，陶瓷、离子晶体、非晶态和半导体等纳米固体材料。我国也成功的利用此方法制成金属、半导体、陶瓷等纳米材料。（2）化学方法：1水热法，包括水热沉淀、合成、分解和结晶法，适宜制备纳米氧化物；2水解法，包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等。（3）综合方法。结合物理气相法和化学沉积法所形成的制备方法。其他一般还有球磨粉加工、喷射加工等方法。2023/2/27铁酸锌纳米晶体材料制备分子式：ZnFe2O4

性质：具有纳米尺度的晶体材料。不同熔烧温度(300～700℃)，可得不同粒径(10～60nm)的铁酸锌材料。采用硫酸亚铁和硫酸锌混合，制得碱式碳酸盐前驱体，然后直接焙烧制备出铁酸锌纳米晶体材料。铁酸锌是性能优良的软磁材料、丁烯氧化脱氢的催化剂，具有很高的光催化活性及对可见光敏感的半导体催化剂。铁酸锌纳米晶体粒子是性能优良的透明无机颜料。2023/2/27制作步骤第一步是前驱体碱式碳酸盐的合成。即以FeSO4·7H2O和ZnSO4·7H2O为原料，按n(Fe2+)/(Zn2+）=2.0称样，混合后研磨成粉状。按n（NaOH）/n(Fe2+)=3.6加入NaOH溶液，混合搅拌成糊状，在按（NH4HCO3）/n(Fe2+)=1.5加入NH4HCO3粉末，继续搅拌后放置12h,以便物相转变完全。这样得到高分散的、易分散的碱式碳酸盐前驱体。第二步是将制备好的碱式碳酸盐前驱体于80℃干燥后，研碎，分别在300℃、400℃、500℃、

600℃、700℃条件下烘焙1h，通过固相反应生成ZnFe2O4纳米粒子。烘焙产物经X射线衍射分析表明：随着焙烧温度上升，

ZnFe2O4纳米晶体XRD衍射峰逐渐由宽变窄，这意味着ZnFe2O4晶体趋于完整，晶粒长大。400焙烧生成的粒径为8.5nm，500℃的粒径为15nm，700℃的为22nm.焙烧后制备出样品分析表明ZnFe2O4晶粒的粒界中还夹杂着Na2SO4晶粒所组成，

Na2SO4的水容性好，可以用热水浸洗后的产品经抽滤、乙醇淋洗，60℃干燥后得纯相的Fe2O4纳米晶材料，粒径保持不变。该方法制备Fe2O4纳米晶材料设备简单，操作简单，成本低廉，具有工业前景。2023/2/27那怎么制作呢？纳米技术的应用纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域：1、纳米技术在新材料中的应用2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用3、纳米技术在制造业中的应用4、纳米技术在生物、医药学中的应用5、纳米技术在化学、环境监测中的应用6、纳米技术在能源、交通等领域的应用7、纳米技术在农业中的应用8、纳米技术在日常生活中的应用2023/2/27纳米导电高分子纳米陶瓷纳米防水衣超细纤维纳米材料纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，美国权威机构预测，2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元，纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个，建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服装已批量生产，象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳米技术的新型油漆，不仅耐洗刷的性能提高了十几倍，而且无毒无害无异味。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。目前，不少国家纷纷制定相关计划，投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能，尤其是纳米机器人