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什麽是納米材料?

問題1:什麽是納米?定義是什麽?納米

納米是長度單位,符號為nm。1 nm =1 nm =10埃(十億分之壹米),大約是10個原子的長度。假設壹根頭發的直徑為0.05 mm,在徑向平均上分成5萬根頭發,每根頭發的粗細約為1nm。

納米技術的意義-1

所謂納米技術,是指在0.1~100納米尺度內,研究電子、原子、分子運動規律和特性的壹種全新技術。科學家在研究物質組成的過程中發現,在納米尺度上孤立的幾個或幾十個可數的原子或分子表現出許多新的特性,利用這些特性制造具有特定功能的設備的技術被稱為納米技術。

納米技術和微電子技術的主要區別是:納米技術研究的是通過控制單個原子和分子來實現設備特定的功能,它是利用電子的波動來工作的;而微電子技術主要是通過控制電子布居來實現其功能,利用電子的粒子性來工作。人們研發納米技術的目的是為了實現對整個微觀世界的有效控制。

納米技術是壹門交叉性很強的綜合性學科,研究內容涉及現代科技的廣闊領域。從65438到0993,納米技術國際指導委員會將納米技術分為六個子學科:納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工和納米計量學。其中,納米物理和納米化學是納米技術的理論基礎,納米電子學是納米技術最重要的內容。

納米技術的意義-2

納米技術(納米技術)

納米技術實際上是壹種用單個原子和分子制造物質的技術。

從目前為止的研究情況來看,關於納米技術有三個概念。第壹個是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在其著作《創造的機器》中提出的分子納米技術。根據這壹概念,可以使結合分子的機器實用化,從而可以任意結合各種分子,制造出任何壹種分子結構。這個概念的納米技術並沒有取得重大進展。

第二個概念將納米技術定義為微加工技術的極限。即通過納米精度的“加工”人工形成納米級結構的技術。這種納米級的加工技術也讓半導體小型化達到了極限。即使現有技術繼續發展,理論上也終將達到極限。這是因為如果減小電路的線寬,構成電路的絕緣膜就會極薄,破壞絕緣效果。此外,還有發熱、顫抖等問題。為了解決這些問題,研究人員正在研究新的納米技術。

第三個概念是從生物學角度提出的。原來生物在細胞和生物膜中都有納米級的結構。

所謂納米技術,是指在0.1~100納米尺度內,研究電子、原子、分子運動規律和特性的壹種全新技術。科學家在研究物質組成的過程中發現,在納米尺度上孤立的幾個或幾十個可數的原子或分子表現出許多新的特性,利用這些特性制造具有特定功能的設備的技術被稱為納米技術。

納米技術是壹門交叉性很強的綜合性學科,研究內容涉及現代科技的廣闊領域。

納米技術現在包括納米生物學、納米電子學、納米材料、納米力學、納米化學等學科。從包括微電子在內的微觀技術到納米技術,人類對微觀世界的認識越來越深入,人們對微觀世界的認識和改造水平提高到了前所未有的高度。我國著名科學家錢學森也指出,納米左右和納米以下的結構是下壹階段科技發展的壹個重點,這將是壹場技術革命,從而引起21世紀的又壹次工業革命。

雖然離應用階段還有很長的路要走,但由於納米技術具有極其廣闊的應用前景,美、日、英等發達國家都非常重視納米技術,並制定了研究計劃,開展了相關研究。

納米電子器件的特性

納米技術制造的電子器件性能比傳統電子器件好很多;

工作速度快,納米電子器件的工作速度是矽器件的1000倍,因此可以大大提高產品性能。低功耗,納米電子器件的功耗只有1/...>矽器件;& gt

問題2:什麽是納米技術?壹段時間以來,納米技術頻頻出現在媒體上,納米技術、納米材料以及納米技術制造的產品的優勢也廣為宣傳。那麽,什麽是納米技術呢?本文介紹這方面的知識,供初學者參考。

。納米是長度單位,符號為nm。1 nm =1 nm =10 m(十億分之壹米),大約是10個原子的長度。假設壹根頭發的直徑為0.05 mm,在徑向平均上分成5萬根頭發,每根頭發的粗細約為1nm。

. 1,納米技術的含義

所謂納米技術,是指在0.1~100納米尺度內,研究電子、原子、分子運動規律和特性的壹種全新技術。科學家在研究物質組成的過程中發現,在納米尺度上孤立的幾個或幾十個可數的原子或分子表現出許多新的特性,利用這些特性制造具有特定功能的設備的技術被稱為納米技術。

納米技術和微電子技術的主要區別是:納米技術研究的是通過控制單個原子和分子來實現設備特定的功能,它是利用電子的波動來工作的;而微電子技術主要是通過控制電子布居來實現其功能,利用電子的粒子性來工作。人們研發納米技術的目的是為了實現對整個微觀世界的有效控制。

納米技術是壹門交叉性很強的綜合性學科,研究內容涉及現代科技的廣闊領域。從65438到0993,納米技術國際指導委員會將納米技術分為六個子學科:納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工和納米計量學。其中,納米物理和納米化學是納米技術的理論基礎,納米電子學是納米技術最重要的內容。

. 2、納米電子器件的特點

納米技術制造的電子器件性能比傳統電子器件好很多;

工作速度快,納米電子器件的工作速度是矽器件的1000倍,因此可以大大提高產品性能。低功耗,納米電子器件的功耗僅為矽器件的1/1000。有大量的信息存儲。壹張不足手掌的5寸光盤上,可以存儲至少30個北京圖書館的全部藏書。體積小,重量輕,可以大大降低各種電子產品的體積和重量。

問題3:有哪些納米材料?大致可以分為納米粉體、納米纖維、納米薄膜、納米塊體四大類。其中納米粉體發展時間最長,技術最成熟,是生產其他三類產品的基礎。

納米粉末

又稱超細粉或超細粉,壹般指粒徑在100 nm以下的粉末或顆粒,是介於原子、分子和宏觀物體之間的中間狀態的固體顆粒物質。可用於:高密度磁記錄材料;吸收隱身材料;磁流體材料;輻射防護材料;精密光學器件用單晶矽和拋光材料:微芯片導熱基板和布線材料;微電子封裝材料;光電材料;先進的電池電極材料:太陽能電池材料;高效催化劑;高效助燃劑;敏感元件;高韌性陶瓷材料(不易破碎的陶瓷,用於陶瓷發動機等。);人體修復材料;抗癌制劑等。

納米纖維是指直徑為納米級、長度較大的線狀材料。可用於:微絲、微纖維(未來量子計算機和光子計算機的重要部件)材料;新型激光或LED材料等。

納米薄膜

納米膜分為顆粒膜和致密膜。粒子膜是納米粒子粘在壹起的薄膜,中間有非常細的縫隙。致密膜是指膜層致密但晶粒尺寸為納米的薄膜。可用於:氣體催化(如汽車尾氣處理)材料;過濾材料;高密度磁記錄材料;感光材料;平板顯示材料;超導材料等。

納米塊體:是通過納米粉末高壓成型或控制金屬液體結晶而獲得的納米顆粒材料。主要用途有:超高強度材料;智能金屬材料等。

問題4:納米材料到底是什麽?納米材料到底是什麽?發布日期:2008年5月-16 15:10:14瀏覽人數:227日本厚生勞動省於2008年4月4日舉辦了第二屆納米材料安全性聯合研討會(會議由中央勞動防災協會日本生物識別研究中心主任Akiji Fukushima主持)。此次,* *舉辦了“防止工人接觸對人體危害性尚不明確的化學品”和“納米材料的安全性”兩個研討會。這次的主題是“什麽是納米材料?”。此外,還公布了納米材料的用途和產量等基礎數據,並做了狀況報告,確認了今後研討會要討論的基礎數據。關於“納米材料的範圍”,日本厚生勞動省負責人表示,根據ISO(國際標準化委員會)TC229委員會的方案,壹般定義為“壹維尺寸小於100nm的材料”。另外,據說美國、英國、澳大利亞等國家的相關行政部門也基本采用了這個定義。也指出了當納米材料聚集在壹起達到微米尺寸時,如何定義納米材料。材料與材料研究機構納米材料實驗室富勒烯工程組講解“納米材料的性質”。團隊指出,納米材料在電子狀態發生變化時會出現異常,其化學性質、力學性質和電學性質都會出現異常。比如單層碳納米管的計算表面積約為1300m2/g,多層碳納米管的計算表面積約為20 ~ 180m2/g,差別很大。電學上,半導體納米顆粒的粒徑在4.5nm時,變成紅色,3.5nm時變成綠色,2.5nm時變成藍色,這些都是普通材料難以想象的“納米尺寸效應”。輪胎用炭黑的多少,大部分是關於納米材料的使用和產量。在平19 (2007)進行調查的東麗管理研究所(千葉縣普安市)公布了調查結果。主要納米材料用量順序為:炭黑(碳)830000t,二氧化矽13500t,氧化鈦1250t,氧化鋅480t..納米技術中,納米碳纖維60 ~ 70t,多層碳納米管60t,富勒烯2t,單層碳納米管0.1t。其中炭黑約占97.8%,主要用於輪胎。二氧化矽的主要用途是矽橡膠,占57%。60%的氧化鈦用於化妝品。日本經濟產業省成立的納米技術產業振興會(NBCI)介紹了“納米材料的發展現狀”。富勒烯已用於體育用品,目前的研發項目正在開發其在燃料電池、太陽能電池、生物材料、醫藥、化妝品等領域的應用,正在推進單層碳納米管作為晶體管、燃料電池、儲氫材料的研發。關於因納米材料可直接用於皮膚而備受關註的化妝品,日本工業聯合會以“納米材料與化妝品”為題做了報告。針對化妝品生產商和進口商的問卷調查結果顯示,在使用納米材料為原料的120家企業中,有115家(96%)使用氧化鈦,72家(60%)使用氧化鋅,26家(22%)使用二氧化矽材料。主要用於防曬,也可以作為粉底。40年前氧化鈦和氧化鋅壹起用來防紫外線。因為粒徑越小,功能越高,所以它們逐漸成為納米材料。日本勞動安全衛生研究所介紹了“納米材料的檢測和管理方法”。測量空氣中納米材料顆粒的方法大多采用氣溶膠檢測法,實時測量顆粒的數量和粒徑分布。檢測方法檢測光散射的程度。與分級設備壹起使用。凝聚態、形態、成分主要通過電鏡觀察,可以準確檢測,但無法實時測量。不同專業領域的成員向發言人提問,並確認了將作為今後審議基礎的基本數據。達成諒解後,研討會結束。

問題5:為什麽納米材料的作用這麽大?納米材料(又稱超細顆粒和超細粉末)是原子團簇和宏觀物體之間過渡區的典型體系。它們的結構不同於大塊材料和單個原子。它們特殊的結構能級使它們具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應等。,並具有壹系列新穎的物理化學性質,特別是在光、電、磁、催化等諸多領域。

納米材料在結構、光電和化學性質方面的誘人特性引起了物理學家、材料學家和化學家的極大興趣。20世紀80年代初,納米材料的概念形成後,世界各國都非常重視這種材料。它獨特的物理化學性質使人們意識到它的發展可能會給物理、化學、材料、生物、醫學等學科的研究帶來新的機遇。納米材料的應用前景非常廣闊。近年來,

1.在催化中的應用

催化劑在許多化學化工領域中起著重要的作用,可以控制反應時間,提高反應效率和速度。大多數傳統催化劑不僅催化效率低,而且是憑經驗制備,不僅造成原料的巨大浪費,難以提高經濟效益,而且汙染環境。納米粒子表面有許多活性中心,這為其用作催化劑提供了必要的條件。可以大大提高反應效率,控制反應速度,甚至可以進行以前無法進行的反應。納米粒子作為催化劑的反應速度比普通催化劑高10 ~ 15倍。

半導體光催化劑廣泛用作催化劑,尤其是在有機化合物的制備中。分散在溶液中的每壹個半導體顆粒都可以近似看作壹個短路的微電池。當用能量大於半導體能隙的光照射半導體分散系統時,半導體納米粒子吸收光並產生電子-空穴對。在電場的作用下,電子和空穴被分離,分別移動到粒子表面的不同位置,與溶液中成分相似的物質發生氧化還原反應。

光催化反應涉及多種反應類型,如醇類和烴類的氧化、無機離子的氧化還原、有機物的催化脫氫和加氫、氨基酸合成、固氮反應、水凈化處理、水煤氣變換等。,有些是多相催化難以實現的。半導體多相光催化劑能有效降解水中的有機汙染物。例如,納米二氧化鈦光催化活性高,耐酸堿,對光穩定,無毒,廉價易得。是制備負載型光催化劑的最佳選擇。據報道,以矽膠為基質制備了具有高催化活性的TiO/SiO 2負載型光催化劑。鎳或銅-鋅化合物的納米顆粒是壹些有機化合物氫化的優良催化劑。它可以取代昂貴的鉑或按鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可將乙烯氧化反應溫度從600℃降至室溫。以納米粒子為催化劑提高反應效率、優化反應路徑、提高反應速度的研究是未來催化科學中不可忽視的重要研究課題,有可能給催化的工業應用帶來革命性的變化。

2.塗料中的應用

納米材料由於其特殊的表面和結構,具有普通材料難以獲得的優異性能,顯示出強大的生命力。表面塗層技術也是當今世界的熱點。納米材料為表面包覆提供了良好的契機,使材料的功能化變得極為可能。借助傳統塗層技術,添加納米材料,可以得到納米復合塗層,使傳統塗層得到功能化改性。塗料按用途可分為結構塗料和功能塗料。結構塗層是功能塗層,賦予基體以它所不具備的性能,從而獲得傳統塗層所不具備的功能。結構塗層包括超硬、耐磨塗層、抗氧化、耐熱、阻燃塗層、耐腐蝕和裝飾塗層。功能塗層包括具有消光、光反射和光選擇性吸收的光學塗層,具有導電性、絕緣性和半導體性的電學塗層,具有氧敏性、濕敏性和氣敏性的敏感塗層等。在塗料中添加納米材料可以進壹步提高塗料的防護能力,實現防紫外線、防大氣入侵、防降解和防變色等功能。應用於衛生用品中,可以起到殺菌和清潔的作用。在標誌上使用納米材料塗層可以利用其光學特性。& gt

問題6:如何制作納米材料?納米技術包括以下四個主要方面:1、納米材料:當壹種物質達到納米級,大約是0.1-100納米時,該物質的性質會突然發生變化,出現特殊的性質。這種具有不同於原來的原子、分子和宏觀物質的特殊性質的材料,被稱為納米材料。如果只是納米尺度的材料,沒有特殊性質,就不能稱之為納米材料。以往人們只關註原子、分子或宇宙空間,往往忽略了這個實際上大量存在於自然界的中間場,而之前並沒有意識到這個尺度範圍的表現。日本科學家是第壹個真正認識到其特性並引用納米概念的人。他們在20世紀70年代通過蒸發制備超微離子,發現壹種導電導熱的銅銀導體制成納米尺度後,失去了原有的性質,既不導電也不導熱。磁性材料也是如此,比如鐵鈷合金。如果做成20-30納米左右的尺寸,磁疇就會變成單磁疇,其磁性會比原來高1000倍。20世紀80年代中期,人們正式將這類材料命名為納米材料。為什麽磁疇變成單壹磁疇,磁性比原來高1000倍?這是因為單個原子在壹個磁疇中的排列不是很有規律,但是單個原子中間有壹個原子核,外面有電子圍繞,這就是磁性形成的原因。但變成單磁疇後,單原子有規律地排列,對外表現出很強的磁性。這種特性主要用於制造微型電機如果技術發展到壹定時間,用於制造磁懸浮,可以制造出速度更快、更穩定、更節能的高速列車。納米動力學,主要是微型機械和微型電機,或稱微機電系統(MEMS),用於傳動機械、光纖通信系統、特種電子設備、醫療和診斷儀器等的微型傳感器和致動器。它采用了壹種類似於集成電器設計和制造的新技術。特點是零件很小,刻蝕深度往往需要幾十到幾百微米,寬度誤差很小。這種工藝也可用於制造三相電機、超高速離心機或陀螺儀。在研究中,應相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦。雖然它們目前還沒有真正進入納米尺度,但卻具有巨大的潛在科學和經濟價值。從理論上講,微電機和檢測技術可以達到納米量級。13.納米生物學和納米藥理學,如用納米粒度的膠體金將dna顆粒固定在雲母表面,用二氧化矽表面的叉指電極做生物分子間相互作用的實驗,磷脂和脂肪酸的雙層平面生物膜,dna的精細結構等。有了納米技術,妳還可以通過自組裝將零件或組件放入細胞中,形成新材料。約壹半的新藥,即使是微米級顆粒的細粉,也不溶於水;但如果顆粒是納米級的(即超細顆粒),則可以溶於水。當納米生物發展到壹定技術時,可以用納米材料制成具有識別能力的納米生物細胞,將癌細胞的生物醫學吸收註射到人體內,用於定向殺傷癌細胞。(以上是舊鈔)1。納米電子學,包括基於量子效應的納米電子器件、納米結構的光/電特性、納米電子材料的表征以及原子操縱和組裝。當前電子技術的趨勢要求設備和系統更小、更快、更冷、更小,這意味著更快的響應。更冷意味著單個設備的功耗更小。但是更小並不是無限的。納米技術是建設者的最後壹個前沿,它的影響將是巨大的。

問題7:什麽是納米材料?它的內涵是什麽?納米材料是指在三維空間(0.1-100 nm)中至少有壹個維度或以它們為基本單元組成的材料,大約相當於10~100個原子緊密排列在壹起的尺度。

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