七年级科学下册第13章地球、矿物与材料13.4材料开发新材料教学课件牛津上海版.pptx

1、新材料,石器时代 青铜器时代 铁器时代 钢时代 半导体时代 新材料时代,人类社会发展的历史阶段常常根据当时使用的主要材料来划分。从古代到现在人类使用材料的历史共经历了6个时代：,材料的历史,石斧,商代巨型司母戍鼎,楚墓出土越王勾践宝剑,红山玉器,材料的历史,宋代的官窑瓷,元代的景德镇陶瓷,战国凹形铁锄,唐代的唐三彩,材料的历史,长征三号火箭在发射塔上,全塑料汽车,材料的历史,20世纪以来，人们把信息、材料和能源称为当代文明的三大支柱。,材料科学是科技发展的基础、技术进步和工业化生产的支柱。,当代文明的三大支柱,纳米 1米的十亿分之一,纳米（nanometer）长度单位 nano是十亿分之一的意

2、思 1纳米是1米的十亿分之一，记作nm 1纳米：10个氢原子一个挨一个排成一列 20纳米：1根头发丝的三千分之一,1 nm = 1 10-9 m,纳米技术概念的提出,提出纳米技术概念的科学家费曼（1918 1988）R . P . Feynman,40年前，诺贝尔物理奖得主、量子物理学家费曼所作的题为底部还有很大空间的演讲，被公认为是纳米技术思想的来源。,纳米技术的实现与发展,诞生：20世纪80年代随着新型显微镜(STM)的出现，人们能看清1纳米大小的物质，于是出现了纳米技术即毫微米技术。 纳米结构： 指尺寸在100纳米以下的微小结构。,纳米技术是指在纳米尺度（100纳米到0.1纳米）的范围内

3、研究物质所具有的特异现象和特异功能，通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质材料的技术。,扫描隧道显微镜(STM ),1981年，美国IBM公司在瑞士苏黎世的实验室里，发明了新式显微镜，称为“扫描隧道显微镜 ，简称STM 。 应用这台显微镜人们可以看到原子大小的东西。,我国的纳米先锋,从80年代中期以来，纳米科学和纳米技术越来越受到重视。,中科院纳米科技项目首席科学家白春礼院士,最小的中国地图,我国在纳米技术方面的成就,只有10纳米,我国在纳米技术方面的成就,1993年科学家在低温下，用STM针尖将48个铁原子排成一个圆环，并且直接观察到了电子驻波的图形 而后，又成功地移动铁原子写成了两个汉字

4、 “原子”。,在纳米层次，许多原来在宏观尺度上使用的规律、定理、方式、方法，都将不再适用，世界将从此是另一个模样。,神奇的纳米,莲花叶子表面的自我洁净 莲花叶面表面的结构与粗糙度为微米至纳米尺寸的大小。当远大于该结构的灰尘、雨水等降落在叶面上时，只能和叶面上凸状物形成点的接触。液滴在自身的表面张力作用下形成球状，在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面。,自然界当中的纳米材料,鹅毛和鸭毛的排列非常整齐，毛与毛之间的隙缝小到纳米尺寸，所以水分子无法穿透层层的鹅毛和鸭毛。,自然界当中的纳米材料,不用洗涤剂的纳米服装,2002年，发明的一批高科技服装面料 不用洗涤剂也能清洁的衣物、可用做防水地图的仿真丝面料等令

5、人耳目一新,各种纳米材料的特性,具有易洁纳米涂层的陶瓷,各种纳米材料的特性,特殊的性质,陶瓷材料通常呈现脆性。 但是由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料具有良好的韧性。,各种纳米材料的特性,摔不碎的纳米陶瓷,纳米陶瓷,各种纳米材料的特性,仿甲虫外形制造的微型机器人,纳米轴承,微型机器人,微型机器人,纳米技术在医学领域内的发展前景,纳米器件有可能成为未来保卫人类健康的一支忠实可靠的“卫队”。,图示,画家笔下的一种纳米仿生术机器人。这种称为游荡者的纳米仿生物可以为人体传送药物，进行细胞修复等工作。,纳米机器人在清理血管中的有害堆积物。 纳米机器人小到可在人的血管中自由地游动，对于脑血栓、动脉硬化等病

6、灶，可以很容易地予以清理而不用进行危险的开颅、开胸手术。,微型机器人,碳纳米管,近年，中国科学院物理研究所解思深研究员率领的科研小组，不仅合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管，创造了一项“3毫米的世界之最”，而且合成出世界上最细的碳纳米管。,碳纳米管，是指用纳米技术将碳做成的细管 碳纳米管内部是空的，外部直径只有几到几十纳米。 比重为钢的六分之一，强度是钢的100倍。,C60 C60 C70,石墨,显微摄影 碳纳米管,科学家认为天梯的高度至少是天上的地球同步卫星那么高。从地面修造天梯达到几万千米高的卫星，底部必须是直径358千米粗的柱子，才能支撑得住，不被自己的重量压弯。其底座相当于江苏省的面积。,古人幻想，顺着天梯就可以上天。认为沿着昆仑山顶峰上的大树向上爬，爬到树顶就能进入天庭，这棵树就是上天的天梯。,天梯碳纳米管绳梯,天梯碳纳米管绳梯,傲立宇宙间，顶天立地的“第二巴别塔”太空电梯 横空出世 ， 莽昆仑， 阅尽人间春色。,天梯碳纳米管绳梯,碳纳米管的强度高、重量轻，用它做成太空升降机的缆绳，即使缆绳的长度是从太空下垂到