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纳米技术的有关研究越来越深入,纳米材料的性能越来越优良
一.纳米粒子的一些基本性质
一纳米就是0.000001毫米,百万分之一毫米。头发的直径是0.05毫米,又等于50000纳米。一个原子的直径大约是0.1纳米左右。所以,纳米是度量原子和分子的尺度。
当物质的尺度介于0.1—100纳米这个范围时,物质的性能就会发生突变。在20世纪80年代,有人发现:原本导电、导热的铜、银,做成纳米颗粒再来测量,它居然既不导电、也不导热。银块的融解温度是500℃,可是银纳米颗粒的融解温度只有100℃。纳米尺度的物质具有奇特表现,这立刻引起了科学家们的广泛注意,对各种纳米粒子的研究越来越深入。
纳米微粒的尺寸很小,只有用电子显微镜才能看清楚它的结构特点。正是这些结构特点才造就了纳米颗粒的很多神奇特性。
纳米颗粒非常小,表面不规整,所以它的表面积特别大,表面张力也特别大。
2.颗粒小,表面不规整,表面活性也特别大,容易与其它物质发生电子转移。人们早就知道,有很多材料可以做催化剂。现在又知道纳米粒子的表面活性强,所以,用纳米粒子做成催化剂材料,效果一定好。特别在高分子聚合、氧化、还原、合成的反应中。现在已经普遍使用纳米催化材料,大大提高了催化效率。
3.颗粒小,表面有原子外露,一些磁性材料的纳米粒子,磁化效果倍增。例如,像铁钴合金,它原本是磁性材料,把它做成大约20—30纳米大小,它的磁性居然要比原来高1000倍。
4.颗粒小,表面积大,纳米粒子与原物质大颗粒相比,熔点会降低,于是纳米材料可以作为催燃材料。不仅如此,还有可能对纳米粒子进行低温烧结,烧结后的组织结构与原材料相比较,会更均匀更致密。也可以对金属、合金的纳米材料进行低温焊接。
5.颗粒小,表面积大,纳米粒子的导热性能好,可作为良好的导热材料。
6.颗粒小,纳米粒子具有量子尺寸效应,在光、电、磁方面表现出克服势垒的宏观的量子隧道效应。
上述纳米粒子效应的大小又依赖于纳米粒子的尺寸、形态和结构。科学家们一直在努力弄清纳米粒子的形态和各种效应之间的具体的关系。虽然,现在只是弄清楚一部分内容,但还是不会影响纳米粒子应用的发展。
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