纳米材料制作

纳米薄膜是由纳米晶粒组成的准二维系统，它具有约 占50%的界面组元，因而显示出与晶态、非晶态物质均 不同的崭新性质。 纳米固体是由大量纳米微粒在保持表（界）面清洁条 件下组成的三维系统，其界面原子所占比例很高。 总体而言，目前对纳米材料的研究主要有两个方面。 一是探索新的合成方法，发展新型的纳米材料。 二是系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特征 等，对照常规材料探究纳米材料的特殊规律，建立描述 和表征纳米材料的新概念和新理论。
纳米材料的特性： 1. 尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长等 物理特征尺寸相当或更小时, 晶体周期性界条件将 被破坏; 非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度 减小, 导致声、光电、磁学、热学力学等特性呈现 出新的小尺寸效应。 2. 表面效应 一般而言, 随着微粒尺寸的减小, 微粒中表面原 子与原子总数之比将会增加, 表面积也将会增大, 从 而引起材料性能的变化, 这就是纳米粒子的表面效 应。 3.子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。
“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备 体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体 积，使其更轻盈。第一台计算机需要三间房子来存 放，正是借助与微米级的半导体制造技术，才实现 了其小型化，并普及了计算机。无论从能量和资源 利用来看，这种“小型化”的效益都是十分惊人的。 “更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、 热性能。 “更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度 和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷 的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑 性。
优点：表面效应、体积效应、量子尺寸效应等， 拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领 域特别是在光电、磁、催化等方面具有非常重 大的应用价值。 缺点：1.对人类健康构成严重威胁 2.造成大量资源的浪费 任何事物都具有两面性，纳米材料也不例外
纳米材料的制作方法：
纳米材料的创始人HGleiter教授将NSM的 制作方法概括为如下四种： （1）二步程序法: (2) 通过大形变方法 ： （3) 不稳定态的凝聚物质的结晶化法 ： （4）用CVD、PV D、电化学方法、或用从稀 溶液析出的沉淀反应等方法 ：
纳米材料的特点：
当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、 电、磁、热性能呈现新的特性。
纳米颗粒往往具有很大的比表面积，每克这种固 体的比表面积能达到几百甚至上千平方米 。
概括纳米材料：
更轻、更高、更强
纳米材料一般分为：纳米微粒、纳米薄膜（多层 膜和颗粒膜）、纳米固体。 纳米微粒是纳米体系的典型代表，一般为球形或 类球形（与制备方法密切相关），它属于超微研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸 收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒 尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理，可以 通过控制晶粒尺寸来得到不同能隙的硫化镉， 这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新 的用途。我们知道物质的种类是有限的，微 米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的， 但通过控制制备条件，可以得到带隙和发光 性质不同的材料。也就是说，通过纳米技术 得到了全新的材料。
由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大 的成分。因此，纳米材料具有多种特点，这就导 致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大 块宏观材料体系的许多特殊性质。 纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层 次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节， 是人们过去从未探索过的新领域，实际上由纳米 粒子组成的材料向宏观体系演变过程中，在结构 上有序度的变化，在状态上的非平衡性质，使体 系的性质产生很大的差别，对纳米材料的研究将 使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。
纳米微粒尺寸与表面原子数的关系
纳米微粒尺寸 d(nm) 10 4 2 1 包含总原子 3×104 4×103 2.5×102 30 表面原子 20 40 80 90
从表中可以看出，随着纳米粒子粒径的减小，表面原 子所占比例急剧及增加。
利用碳纳米管构建的纳米器件废弃后，碳纳米管将 危害人类健康，一种正在研究的磁性纳米颗粒在动物 体内显示出迅速团聚，堵塞血管等现象；鱼类，许多 哺乳动物，蔬菜都是人类的日常食物，都可能成为废 弃纳米材料的载体。 纳米材料不仅存在着不同程度的生物效应，而且存 在着循环利用难的问题，违背现代循环经济原则。
纳米材料制作
思考：我们身边周围的运用纳米材料的产品？
答：纳米陶瓷，纳米器件
思考：那么它们又跟普通的陶瓷，器件有什么 区别呢？
什么是纳米材料？
纳米(nm)和米、微米等单位一样，是一种 长度单位，一纳米等于十的负九次方米，约 比化学键长大一个数量级。 纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处 于纳米量级(1-100nm)的材料，它是由尺寸介 于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所 组成的新一代材料。