新材料的应用与发展说课材料
《新材料及其应用》教案
《新材料及其应用》教案教材分析本节内容的安排主要是让学生感受到时代科技发展的脉搏，形成并保持积极向上的精神状态，初步认识科技发展对人类社会发展所产生的影响，激发学生的学习兴趣，增强学生的科技意识，鼓励学生努力学习，力争将来能在新材料的开发和应用上做贡献，有对国家和人民的使命感和责任感，对于知识方面不做具体的要求．教材上所涉及到的知识也只是起到一个抛砖引玉的作用，对新材料的认识还给同学和老师留了很广阔的空间，搜集资料的过程和同学们交流的过程是本节课的关键．在内容的实施过程中，老师对学生的活动过程的监控就显得非常重要，及时发现学生准备过程中的问题，既保证了交流活动的顺利进行，也在过程培养了学生有计划完成调查研究的科学素养．教师在这节课中重点突出了引导者的角色和参与者的角色．教学案例教学目标：知识与技能了解纳米材料、“绿色能源”和记忆合金等新材料在现代科技、工农业生产和日常生活中的应用．了解其它新材料的有关应用，培养收集整理信息的能力过程与方法通过利用不同的渠道收集信息，体验收集整理信息的过程．尝试一种新的学习方法．通过研究小组交流调查、研究结果，了解新材料的广泛应用和未来发展前景．情感、态度和价值观通过了解新材料的应用，初步认识科技对现代社会生活的影响，引导学生关心社会发展．通过学习新材料的有关知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣．培养学生乐于参加调查、收集资料等社会实践活动的品质．在合作中培养协作精神教学重点：对学生收集、整理信息的过程的指导教学难点：对学生整理信息、加工信息的指导以及交流过程的指导教学方式：教师指导下学生自主学习课前准备：课前布置学生上网查询有关资料提出问题：提前两周向学生提供如下的调查研究的问题，要求学生完成调查报告．问题如下：１.纳米技术、２.记忆合金、３.单晶硅、多晶硅（太阳能电池），太阳能电池；４.钕铁硼材料；液晶材料；５.防弹衣、贫铀弹、不锈钢；６.高温超导陶瓷、航天飞机、宇航服、合成材料、稀土材料；７.交通标志和反光涂料、光导纤维、光缆以下此表格可作为参考，但又不拘一格，从以下几个方面来了解新材分工合作：由于内容太多，对所有的同学来说，不可能在有限的时间内把所有的以上涉及的材料都查找清楚，为避免学生在自由组合过程中将一些比较内向的同学遗漏，采取按教室里的座位分成6组可7组，由学生自己选出组长，每组认领课题可以是上面的问题，也可以是与新材料有关的其李课题．指导学生利用互联网、图书馆、音像、报刊杂志等各种渠道收集与研究问题有关的资料．选出全班总活动的主持人．教学过程：在课堂上每组派一名代表向同学汇报．可以借助幻灯片等软件的方式汇报，可以用实物演示，可以演讲．每组成员汇报完毕，下面的同学可以提问、质疑．评价的标准：评价可有教师评价和学生评价两种方式．可以设单项评奖，也可综合评奖．或以学生选票的方式评出以下几种奖项．例如：材料最详实的，讲解最深入浅出的（能让同学听懂的），讲解最清楚的……交流、学习学生做主持，各组选派代表汇报本组的调查情况．最后教师对整个活动做简要概括．资料的内容见媒体素材．为了更充分地调动全体学生的参与意识，特设置以下表格，使学生更太阳能的利用人类生存和发展基本上依赖于太阳能，地球上除了核能以外，其他各种形式的能源，包括化石燃料（煤、石油、天然气等）能、生物质能（柴草、树木等）、风能、水力能、潮汐能和海洋能等都起源于太阳能．地球表面上每年所接受的太阳辐射能，大约是目前人类全年所消耗能量的1—2万倍．太阳能起源于太阳内部物质在高温、高压状态下的聚变反应．据推算，太阳这个巨型聚变反应球还可能维持100亿年以上．地球上常规能源的储量被大量开发而迅速减少，促使人们更加重视太阳能的利用．二十世纪五十年代中期，各国政府和广大科技工作者开始有计划有组织进行太阳能利用的研究工作，目前，很多方面已经得到实际应用并且已经形成产业，不仅且有巨大的社会效益，同时也具有很大的经济效益．太阳能的优越性还在于它不需要开采和运输，干净清洁，不会造成污染．太阳能必将逐步取代常规能源，同核能一起成为未来人类社会两大主要能源．我国的太阳能利用起步于二十世纪七十年代，主要是光热、光电转换方面的利用．在光热转换方面，全国拥有太阳灶十几万台，居世界第一位，转换器的性能和使用效果居发展中国家前列．热水器超过了150万平方米，被动式太阳房已建成上千幢．在光电转换方面，近年来主攻方向是研制各种太阳能电池，通过自身开发和引进生产线，目前已开成（3．5～4．0）兆瓦的生产能力，转换效率达到10％．纳米塑料所谓“纳米塑料”是指无机填充物以纳米尺寸分散在有机聚合物基体中形成的有机／无机纳米复合材料．在纳米复合材料中，分散相的尺寸至少在一维方向小于100nm．由于分散性的纳米尺寸效应、大比表面积和强界面结合，纳米复合材料具有一般工程塑料所不具备的优异性能，因此是一种全新的高技术新材料．具有广阔的商业开发和应用前景．经济实用的制备工艺纳米塑料中用作纳米无机相材料的蒙脱土(MMT)，是我国丰产的一类天然粘土矿物，是一种层状硅酸盐．其结构片层是纳米尺度的，包含有三个亚层，在两个硅氧四面体亚层中间夹含一个铝氧八面体亚层．亚层之问通过共用氧原子以共价键连接、结合极为牢固．整个结构片层约厚1nm，长宽约100nm，由于铝氧八面体亚层中的部分铝原子被低价原子取代，片层带有负电荷．过剩的负电荷靠游离于层间的Na、Ca和Mg等阳离子平衡，因此容易与烷基季铵盐或其它有机阳离子进行离子交换反应生成有机化蒙脱土，交换后的蒙税土成亲油性，并且层间的距离增大．有机蒙脱土能进一步与单体或聚合物熔体反应，在单体聚合或聚合物熔体混合的过程中剥离为纳米尺度的结构片层，均匀分散到聚合物基体中，从而形成纳米塑料．这种插层复合技术是基于在传统工艺基础上的技术革新，不需要新的高昂设备投资，工艺简单，操作方便，环境友好，特别适合于聚合物改性，容易实现工业化生产．可以根据要求提供多种规格的纳米土和设计、制造纳米塑料生产线．优异的物理力学性能高强度和耐热性插层复合技术能够实现有机物基体与天机物分散相在纳米尺度上的复合，所得的纳米塑料能够将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性及介电性完美地结合起来．纳米塑料中含蒙脱土量较少，一般在10wt．％以下，通常仅3－5wt．但其刚性、强度、耐热性等性能与常规玻纤或矿物填充增强复合材料(填充量30wt．％左右甚至更高)相当，因而纳米塑料的比重较低，比强度和比模量高而又不损失其抗冲击强度．能够有效地降低制品重量．方便运输．同时，由于纳米粒子尺寸小于可见光波长，纳米塑料具有高的光泽和良好的透明度．高阻隔及自熄灭性纳米技术在医学上的应用随着纳米技术的发展，在医学上该技术也开始崭露头脚．研究人员发现，生物体内的RNA蛋白质复合体，其线度在15~20nm之间，并且生物体内的多种病毒，也是纳米粒子．10nm以下的粒子比血液中的红血球还要小，因而可以在血管中自由流动．如果将超微粒子注入到血液中，输送到人体的各个部位，作为监测和诊断疾病的手段．科研人员已经成功利用纳米SiO2微粒进行了细胞分离，用金的纳米粒子进行定位病变治疗，以减少副作用等．另外，利用纳米颗粒作为载体的病毒诱导物已经取得了突破性进展，现在已用于临床动物实验，估计不久的将来即可服务于人类．研究纳米技术在生命医学上的应用，可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息．科学家们设想利用纳米技术制造出分子机器人，在血液中循环，对身体各部位进行检测、诊断，并实施特殊治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，甚至可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞．这样，在不久的将来，被视为当今疑难病症的爱滋病、高血压、癌症等都将迎刃而解，从而将使医学研究发生一次革命．纳米技术在陶瓷领域方面的应用陶瓷材料作为材料的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用．但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了较大的限制．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，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性．英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径．所谓纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上．要制备纳米陶瓷，这就需要解决：粉体尺寸形貌和粒径分布的控制，团聚体的控制和分散．块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制．Gleiter指出，如果多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成，则能够在低温下变为延性的，能够发生100%的范性形变．并且发现，纳米TiO2陶瓷材料在室温下具有优良的韧性，在180℃经受弯曲而不产生裂纹．许多专家认为，如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题，从而控制陶瓷晶粒尺寸在50nm以下的纳米陶瓷，则它将具有的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点．上海硅酸盐研究所在纳米陶瓷的制备方面起步较早，他们研究发现，纳米3Y-TZP陶瓷(100nm左右)在经室温循环拉伸试验后，在纳米3Y-TZP样品的断口区域发生了局部超塑性形变，形变量高达380%，并从断口侧面观察到了大量通常出现在金属断口的滑移线． Tatsuki等人对制得的Al2O3-SiC纳米复相陶瓷进行拉伸蠕变实验，结果发现伴随晶界的滑移，Al2O3晶界处的纳米SiC粒子发生旋转并嵌入Al2O3晶粒之中，从而增强了晶界滑动的阻力，也即提高了Al2O3-SiC纳米复相陶瓷的蠕变能力．虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用，具有广阔的应用前景．纳米材料的特性1 纳米材料的表面效应纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化．粒径在10nm以下，将迅速增加表面原子的比例．当粒径降到1nm时，表面原子数比例达到约90%以上，原子几乎全部集中到纳米粒子的表面．由于纳米粒子表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很高的化学活性．2 纳米材料的体积效应由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极小．因此，许多现象就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明，这种特殊的现象通常称之为体积效应．其中有名的久保理论就是体积效应的典型例子．久保理论是针对金属纳米粒子费米面附近电子能级状态分布而提出的．久保把金属纳米粒子靠近费米面附近的电子状态看作是受尺寸限制的简并电子态，并进一步假设它们的能级为准粒子态的不连续能级，并认为相邻电子能级间距δ和金属纳米粒子的直径d的关系为：δ=4EF/3N ∞ V-1 ∞ 1/d3其中 N为一个金属纳米粒子的总导电电子数，V为纳米粒子的体积；EF为费米能级随着纳米粒子的直径减小，能级间隔增大，电子移动困难，电阻率增大，从而使能隙变宽，金属导体将变为绝缘体．3 纳米材料的量子尺寸效应当纳米粒子的尺寸下降到某一值时，金属粒子费米面附近电子能级由准连续变为离散能级；并且纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据的分子轨道能级和最低未被占据的分子轨道能级，使得能隙变宽的现象，被称为纳米材料的量子尺寸效应．在纳米粒子中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米粒子的一系列特殊性质，如高的光学非线性，特异的催化和光催化性质等．当纳米粒子的尺寸与光波波长，德布罗意波长，超导态的相干长度或与磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常．如光吸收显著增加，超导相向正常相转变，金属熔点降低，增强微波吸收等．利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质，可以改变颗粒尺寸，控制吸收边的位移，制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、隐型飞机等．由于纳米粒子细化，晶界数量大幅度的增加，可使材料的强度、韧性和超塑性大为提高．其结构颗粒对光，机械应力和电的反应完全不同于微米或毫米级的结构颗粒，使得纳米材料在宏观上显示出许多奇妙的特性，例如：纳米相铜强度比普通铜高5倍；纳米相陶瓷是摔不碎的，这与大颗粒组成的普通陶瓷完全不一样．纳米材料从根本上改变了材料的结构，可望得到诸如高强度金属和合金、塑性陶瓷、金属间化合物以及性能特异的原子规模复合材料等新一代材料，为克服材料科学研究领域中长期未能解决的问题开拓了新的途径．载人航天与太空碎片太空碎片是指人类的太空活动过程中遗留在太空的废弃物．从航天飞机的飞行实践和国际空间站为时不长的飞行记录来看，太空碎片的问题已经不容忽视了，特别是载人航天，随着我国载人航天技术的突破，长期的载人航天势在必行，太空碎片的防护研究也应及早进行．太空碎片对所有的航天器都有破坏作用，载人航天器更需要防护，原因如下：“人”是最宝贵的，也是最脆弱的载人航天器的最大特点就是有“人”，而“人”是最宝贵的，也是最脆弱的，其价值是所有其他航天器所无法比拟的，它需要的环境条件也远远超过其他航天器，载人航天需要有更高的可靠性，这是无庸置疑的．如果说目前的太空碎片对一般航天器造成的威胁还能承受的话，对载人航天来说就已经是必须采取措施了．载人航天器是大型航天器因为宇航员必须带有生命保障系统，宇航员还需要有一定的活动空间，所以载人航天器的体积一般都比较大，现在航天飞机的尺度在数十米，空间站的尺度在数百米的量级．而我们知道太空碎片造成的风险是与航天器的面积（尺度的平方）成正比的，面积越大，受太空碎片碰撞的概率也越大．载人航天器是复杂和易损的载人航天器除了要具备一般航天器所具备的功能以外，它还需要保证宇航员的生命和健康，为宇航员的工作提供必要的条件．因此载人航天器比一般的卫星更为复杂，需要采用更多的新技术，这不可避免地使它更容易受到损坏．载人航天器有密封加压舱在宇航员生活、居住的舱段里，需要为宇航员营造一个与地面相近的舒适的环境，必定要有一个大气环境，气压接近一个大气压．而太空碎片打在舱壁上造成的直接后果是穿孔，它将立即造成舱内大气迅速向外泄漏，直接威胁宇航员的生命安全．它比不充加压气体的航天器更容易受到太空碎片的损伤．载人航天器需要及时抢修随着航天技术的发展，在太空对航天器进行维修将越来越普遍，但往往需要较长的等候时间，这对一般的应用卫星来说是不成问题的，但是对载人航天器来说，一旦受到损伤就必须立即抢救，时间就是生命，给抢救工作带来很大的困难，事后抢救的困难转嫁到事前防范工作的加强上，更需要周密细致的防范．载人航天器在低高度上运行为了避开地球辐射带对航天器的辐射效应，载人航天的轨道一般选择在低地球轨道上，虽然它不是太空碎片最密集的区域，但是太空碎片的密度仍然很大．而且由于大气的作用，所有轨道比它高的碎片最后都要通过它飞行的高度并最后陨落．最近在考虑减少太空碎片影响的措施时，还有人提出工作任务完毕的航天器要“离轨”，方向之一就是将这些航天器的轨道降低到寿命较短的轨道上来，就是说将它们移到低高度轨道上来，这必然要增加低高度上的太空碎片密度，增加在这个轨道上运行的载人航天器的风险．载人航天器将在太空长期飞行空间站是今后载人航天的重要形式，它的特点是将在太空长时间运行，在轨道上运行的时间将在十余年到数十年之间．航天飞机每次飞行的时间虽然都不长，但多次反复使用的结果，一艘航天飞机总的飞行时间积累也将很长．而太空碎片的威胁是和运行时间成正比的，这也是载人航天更需要考虑太空碎片防护的重要原因．太空碎片的研究工作是十分广泛的，与载人航天项目关系最密切，需要载人航天项目支持的有：1、载人航天器运行轨道附近的太空碎片模式；2、太空碎片模式必须能给出运行轨道．。
2.4 新材料及其应用 教案(北师大版八年级上册)
2.4新材料及其应用教案（北师大版八年级上册）
【教材分析】
本节内容属于介绍性内容，主要让学生了解一些前沿科技，初步认识科技对社会的影响。
对于纳米材料，限于学生的知识水平和理解能力不必多讲，多举一些实际应用的例子；对于绿色能源，学生接触较多，可以让学生自己收集资料；记忆合金的应用也相当广泛，只是学生平时接触太少，教师可以收集有关资料和应用实例补充教学内容。
【教学目标】
1.知识与技能
了解纳米材料、绿色能源和记忆合金等新材料在生产、生活中的应用。
2.过程与方法
利用不同的渠道收集信息并进行交流，体验收集整理信息的过程。
3.情感、态度价值观
通过了解新材料的应用，初步认识科技对社会生产、生活的影响，提高学生学习科学的兴趣，引导学生关心社会的发展。
【学情分析】
本节课教学内容新颖、有趣，学生可以利用互联网进行学习，将会激发学生的学习热情，起到良好的教学效果。
【教学思路】
本节课属于科普性质，所以主要采取教师介绍，学生查找资料，讨论交流的形式进行教学。
通过了解新材料的应用，了解前沿科技，提高学生学习物理的兴趣，培养学生刻苦学习、献身科学的爱国主义精神。
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新材料的研究与应用发展
新材料的研究与应用发展第一章：新材料的定义与分类新材料一般是指与传统材料有所不同的、在物理、化学、生物等方面表现出全新特性的、具有先进科学技术水平的材料。
新材料的分类有很多种方式，以下为常见几种分类方式：1. 根据材料构成：金属材料、非金属材料、复合材料、高分子材料、纳米材料等。
2. 根据材料性质：超硬材料、高温合金、聚合物、半导体材料、超导材料、光学材料等。
3. 根据应用领域：能源材料、电子材料、光电材料、生物医药材料、环保材料等。
第二章：新材料的研究与发展1. 新材料的研究意义新材料具有很强的开发利用潜力和巨大应用前景，可为经济发展带来新的动力和契机，也是解决资源短缺、环境保护等问题的重要手段。
2. 新材料的研究方法新材料的研究方法包括常规实验室方法、计算机模拟方法、多学科交叉研究和先进分析检测手段等。
各种研究方法的综合运用可以使新材料的研究更加深入和系统。
3. 新材料的发展方向（1）节能环保型新材料：以超级电容器、太阳能电池板为代表。
（2）生物材料：以仿生材料、生物降解材料为代表。
（3）纳米材料：以碳纳米管、金属纳米材料、纳米生物材料为代表。
（4）先进结构材料：以高性能复合材料、新型合金材料、高韧性材料为代表。
（5）电子信息功能材料：以光电材料、半导体材料、超导材料为代表。
第三章：新材料的应用1. 电子材料领域电子材料是现代电子工业的基础材料，从1947年第一支晶体管发明以来，各种电子材料的研究和应用不断发展。
目前，半导体材料、超导材料、光电材料等已广泛应用于电子器件、通信设备、计算机和半导体光电子技术等多个领域。
2. 能源材料领域随着人类对可再生能源的重视和非可再生能源的逐步枯竭，新型能源材料逐渐受到关注。
如太阳能电池板、超级电容器、锂离子电池、燃料电池等能源材料的研究和应用，既可以解决能源问题，又可以降低环境污染。
3. 生物医药材料领域生物医药材料广泛应用于医疗、生物工程、药物传递、组织工程等领域。
新材料的开发与应用
能源环保领域
总结词
新材料在能源环保领域的应用包括太阳能、风能、水处理、空气净化等。
详细描述
新材料如硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等在太阳能领域的应用，提高了光电转换效率和稳定性。在风能领 域，新材料如高强度钢、复合材料等用于制造风力发电机和风力叶片，提高了风能利用效率。同时，新材料在高 效水处理、空气净化等方面也发挥了重要作用，如光催化材料、活性炭等。
生物医疗领域
要点一
总结词
新材料在生物医疗领域的应用包括生物医用材料、药物载 体、组织工程等。
要点二
详细描述
生物医用材料如钛合金、生物陶瓷等用于制造人工关节、 牙齿等医疗器械，具有优良的生物相容性和耐腐蚀性。同 时，新材料还可以作为药物载体，实现药物的定向传输和 控释，提高药物的疗效和降低副作用。此外，组织工程领 域的新材料可用于人工器官、皮肤等组织的制造，为器官 移植和损伤修复提供了新的途径。
开发方法包括定向结晶、溶胶-凝胶法、化学气相沉积等，这些方法能够制备出高性 能的复合材料。
纳米材料的开发与应用
纳米材料是指尺寸在纳米级别（1-100纳米）的材料，具有许多独特的物 理和化学性质。
应用领域包括电子、生物医学、环保等，如碳纳米管在电子设备中的应用， 能够提高设备的性能和稳定性。
开发方法包括物理法、化学法和生物法等，这些方法能够制备出不同形貌 和尺寸的纳米材料。
新材料的开发与应用
目录
• 新材料概述 • 新材料的开发技术 • 新材料的应用领域 • 新材料的挑战与解决方案 • 新材料开发与应用案例分析
01 新材料概述
新材料的定义与分类
定义
新材料是指最近发展或正在发展的具 有优异性能的材料，主要区别于传统 材料，具有更高的技术含量和附加值 。
新材料和新能源的开发和应用
新材料和新能源的开发和应用一、新材料的开发和应用1.1 新材料的定义新材料是指在现代科技革命中，以先进的材料科学技术为基础，通过创新的研究和开发，创造出具有优异性能、能够满足现代科技和生产需要的材料。
1.2 新材料的特点新材料具有以下特点：（1）轻质高强；（2）耐磨耐腐蚀；（3）具有良好的电、磁、光等性能；（4）环境友好，可再生利用。
1.3 新材料的应用领域新材料广泛应用于以下领域：（1）航空航天；（2）信息技术；（3）生物医学；（4）新能源；（5）环境保护；（6）建筑材料；（7）汽车工业等。
二、新能源的开发和应用2.1 新能源的定义新能源是指在新技术的基础上，开发利用的能源，它与传统能源相比，具有清洁、高效、可再生等优点。
2.2 新能源的特点新能源具有以下特点：（1）可再生性；（2）清洁环保；（3）分布广泛；（4）高效利用。
2.3 新能源的应用领域新能源广泛应用于以下领域：（1）太阳能发电；（2）风力发电；（3）水力发电；（4）生物质能；（5）地热能；（6）潮汐能等。
2.4 新能源的开发和利用的意义新能源的开发和利用对于缓解能源危机、减少环境污染、促进可持续发展具有重要意义。
综上所述，新材料和新能源的开发和应用对于推动科技进步、改善人类生活具有重要意义。
在学习过程中，我们要关注新材料和新能源的研究动态，了解它们的性能、特点和应用领域，为未来的科技创新和产业发展做好准备。
习题及方法：1.新材料“钛合金”被广泛应用于航空航天领域，主要是因为它具有（）A. 高强度、高韧性、耐腐蚀B. 导热性好、熔点高C. 良好的电、磁性能D. 环境友好，可再生利用解题思路：根据新材料的特点，我们可以知道新材料应该具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特点，而航空航天领域对材料的性能要求极高，因此选项A正确。
2.新材料“纳米材料”因其独特的性能，在多个领域都有广泛的应用。
以下关于纳米材料的说法错误的是（）A. 纳米材料具有较大的比表面积，有利于提高材料的性能B. 纳米材料具有优异的力学性能C. 纳米材料具有很好的电、磁性能D. 纳米材料在医疗领域没有应用解题思路：纳米材料因其独特的性能，在医疗领域也有广泛的应用，如药物输送、生物标记等，因此选项D错误。
新材料的应用领域与未来发展
新材料的应用领域与未来发展新材料是现代科技发展的基础和先导，其具有广泛的应用前景和重要的战略地位。
本文将重点介绍新材料在各个领域的应用及其未来发展。
一、新材料的定义和特点新材料是指在材料的组成、结构、性能等方面有显著改进或具有新的优异性能的材料。
新材料具有以下几个特点：1. 高性能：具有比传统材料更好的性能；2. 新功能：具有传统材料不具备的功能；3. 环保可再生：具有较好的环境适应性和可持续发展性；4. 低成本：具有良好的经济性。
二、新材料的应用领域新材料在许多领域都有广泛的应用，下面将重点介绍几个主要领域。
2.1 信息技术领域信息技术领域对材料的要求越来越高，新材料的应用也在不断推动信息技术的发展。
例如，高频高速集成电路用的高纯度硅片、光电子器件用的低损耗光纤、存储器件用的纳米尺度的新型存储材料等。
2.2 能源领域能源领域是新材料应用的重要领域之一。
新材料在新能源的开发和利用中起着关键作用。
例如，太阳能电池用的高效率半导体材料、锂离子电池用的电极材料、风力发电机用的高强度复合材料等。
2.3 航空航天领域航空航天领域对材料的性能要求极高，新材料的应用对此有着重要的推动作用。
例如，飞机机身用的高强度轻质合金材料、火箭发动机用的高温材料、卫星用的高性能光学材料等。
2.4 生物医学领域生物医学领域新材料的应用正在不断推动医学的发展。
例如，生物可降解材料用于手术缝合线、支架等；纳米材料用于药物输送、生物检测等；高强度生物材料用于人工关节、骨骼修复等。
三、新材料的未来发展新材料的发展受到多种因素的影响，包括技术创新、政策支持、市场需求等。
未来新材料的发展将呈现以下趋势：1.材料多样化：新材料的种类将越来越多样化，以满足不同领域的需求。
2.材料复合化：复合材料将成为新材料发展的重要方向，通过复合不同材料实现更好的性能。
3.材料智能化：新材料将具备智能响应外部刺激的能力，如自我修复、变色等。
4.材料绿色化：新材料的制备和应用将更加注重环保和可持续性。
新材料及其应用的教案
新材料及其应用的教案新材料及其应用的教案教学目标1、初步认识纳米材料的高科技应用。
2、常识性了解“绿色”能源。
3、常识性了解记忆合金在各种领域的应用4、通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习物理的热情，调动学习的积极主动性。
教学重点初步认识纳米材料的高科技应用。
教学难点了解记忆合金的“记忆”能力。
学生课前准备学生上网查找有关纳米材料的资料，并分类总结。
教学过程一、纳米材料21世纪是科技高速发展的一个世纪，其主要方向之一就是新材料的研制和应用。
新材料的研究是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。
我们在本章开始的时候就学习了物质的尺度，知道了纳米这个单位。
这个单位实在是太小了，过去我们在生活中没有关注它，但现在却成了人们谈论的热门话题。
原因是人们发现，将某些物质的尺度加工到1～100nm，它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。
一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上，产生了神气的'效果。
（投影）纳米材料的应用：（1）洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合，就具有抑制细菌生长的功能。
（2）普通领带的表面经过纳米方法处理后，会有很强的自洁性能，不沾水，也不沾油。
（3）用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性，用于制造发动机的缸体，汽车会跑的更快。
教师总结：纳米材料在高科技上还有很多应用，下面就由同学们来介绍吧，请同学们将昨天老师布置的要求你们上网查找有关纳米材料的资料拿出来。
学生发言并讨论。
教师总结，并对同学们的表现给予肯定和表扬。
二、“绿色”能源人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源，新材料在这方面扮演了重要的角色。
以电源为例，长期以来使用的干电池具有轻便的优点，但只能使用一次，丢弃后会污染环境；铅蓄电池能反复使用，但是又太笨重了。
锂是密度最小的金属，只有0.534g/cm,大约是铅的1/20、镍的1/16。
用锂作电极制造出的锂离子电池,它具有体积小、质量轻、能够多次充电,对环境污染小等特点,已经被广泛地应用于移动通信、小型摄像机等设备上。
新材料及其应用的教案
新材料及其应用的教案第一章：新材料概述1.1 教学目标了解新材料的定义和分类掌握新材料的研究和发展趋势理解新材料在现代科技领域的应用1.2 教学内容新材料的定义和分类新材料的研究和发展趋势新材料在现代科技领域的应用1.3 教学方法讲授法：讲解新材料的定义、分类和研究发展趋势案例分析法：分析新材料在现代科技领域的应用实例1.4 教学评价课堂问答：学生能够回答新材料的定义和分类小组讨论：学生能够分析新材料在现代科技领域的应用实例第二章：纳米材料2.1 教学目标了解纳米材料的定义和特性掌握纳米材料的制备方法和应用领域理解纳米材料在现代科技发展中的重要性2.2 教学内容纳米材料的定义和特性纳米材料的制备方法纳米材料的应用领域2.3 教学方法讲授法：讲解纳米材料的定义、特性和制备方法实践操作法：学生动手制作纳米材料样品2.4 教学评价课堂问答：学生能够回答纳米材料的定义和特性第三章：复合材料3.1 教学目标了解复合材料的定义和分类掌握复合材料的制备方法和应用领域理解复合材料在工程和科技领域的重要性3.2 教学内容复合材料的定义和分类复合材料的制备方法复合材料的应用领域3.3 教学方法讲授法：讲解复合材料的定义、分类和制备方法案例分析法：分析复合材料在工程和科技领域的应用实例3.4 教学评价课堂问答：学生能够回答复合材料的定义和分类小组讨论：学生能够分析复合材料在工程和科技领域的应用实例第四章：功能材料4.1 教学目标了解功能材料的定义和特性掌握功能材料的制备方法和应用领域理解功能材料在现代科技发展中的重要性4.2 教学内容功能材料的定义和特性功能材料的制备方法功能材料的应用领域4.3 教学方法讲授法：讲解功能材料的定义、特性和制备方法实践操作法：学生动手制作功能材料样品4.4 教学评价课堂问答：学生能够回答功能材料的定义和特性第五章：新材料的发展趋势5.1 教学目标了解新材料的发展趋势掌握新材料研究和应用的前沿领域理解新材料对人类社会发展的影响5.2 教学内容新材料的发展趋势新材料研究和应用的前沿领域新材料对人类社会发展的影响5.3 教学方法讲授法：讲解新材料的发展趋势和前沿领域案例分析法：分析新材料对人类社会发展的影响实例5.4 教学评价课堂问答：学生能够回答新材料的发展趋势小组讨论：学生能够分析新材料对人类社会发展的影响实例第六章：新材料的制备技术6.1 教学目标理解常见新材料制备技术的原理和过程掌握不同新材料制备技术的特点和应用了解新材料制备技术的发展趋势6.2 教学内容常见新材料制备技术：化学气相沉积、物理气相沉积、溶液加工、熔融加工等制备技术的原理和过程制备技术的特点和应用6.3 教学方法讲授法：讲解不同制备技术的原理和过程案例分析法：分析具体新材料制备技术的应用实例6.4 教学评价课堂问答：学生能够回答常见新材料制备技术的名称和特点第七章：新材料在能源领域的应用7.1 教学目标理解新材料在能源领域的关键作用掌握新材料在太阳能、风能、电池等领域的应用了解新材料在能源领域的发展趋势7.2 教学内容新材料在能源领域的关键作用：催化剂、储氢材料、超级电容器等新材料在太阳能、风能、电池等领域的应用实例新材料在能源领域的发展趋势7.3 教学方法讲授法：讲解新材料在能源领域的关键作用和应用实例案例分析法：分析具体新材料在能源领域的应用实例7.4 教学评价课堂问答：学生能够回答新材料在能源领域的关键作用和应用领域小组讨论：学生能够分析新材料在能源领域的发展趋势第八章：新材料在电子领域的应用8.1 教学目标理解新材料在电子领域的关键作用掌握新材料在半导体、集成电路、显示技术等领域的应用了解新材料在电子领域的发展趋势8.2 教学内容新材料在电子领域的关键作用：半导体材料、纳米线、石墨烯等新材料在半导体、集成电路、显示技术等领域的应用实例新材料在电子领域的发展趋势8.3 教学方法讲授法：讲解新材料在电子领域的关键作用和应用实例案例分析法：分析具体新材料在电子领域的应用实例8.4 教学评价课堂问答：学生能够回答新材料在电子领域的关键作用和应用领域小组讨论：学生能够分析新材料在电子领域的发展趋势第九章：新材料在医药领域的应用9.1 教学目标理解新材料在医药领域的关键作用掌握新材料在药物输送、生物传感器、组织工程等领域的应用了解新材料在医药领域的发展趋势9.2 教学内容新材料在医药领域的关键作用：纳米颗粒、生物可降解材料、智能材料等新材料在药物输送、生物传感器、组织工程等领域的应用实例新材料在医药领域的发展趋势9.3 教学方法讲授法：讲解新材料在医药领域的关键作用和应用实例案例分析法：分析具体新材料在医药领域的应用实例9.4 教学评价课堂问答：学生能够回答新材料在医药领域的关键作用和应用领域小组讨论：学生能够分析新材料在医药领域的发展趋势第十章：新材料的产业化与商业化10.1 教学目标理解新材料产业化与商业化的过程和挑战掌握推动新材料产业化和商业化的策略和方法了解新材料产业化和商业化的未来趋势10.2 教学内容新材料产业化与商业化的过程和挑战推动新材料产业化和商业化的策略和方法新材料产业化和商业化的未来趋势10.3 教学方法讲授法：讲解新材料产业化与商业化的过程、策略和方法案例分析法：分析具体新材料产业化与商业化的成功案例10.4 教学评价课堂问答：学生能够回答新材料产业化与商业化的过程和挑战小组讨论：学生能够分析推动新材料产业化和商业化的策略和方法重点和难点解析重点环节：1. 新材料的概念、分类和特性2. 新材料的制备方法3. 新材料在各领域的应用实例4. 新材料的产业化与商业化过程难点环节：1. 新材料的制备技术原理和过程2. 新材料在能源、电子、医药等领域的具体应用3. 推动新材料产业化和商业化的策略和方法详细补充和说明：1. 新材料的概念、分类和特性：新材料是现代科技发展的基石，理解其定义、分类和特性对于深入研究新材料具有重要意义。
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新材料的应用与发展
新材料
摘要：随着现代科学技术的迅速发展和人类需求的改变，我们队对材料的要求也越来越高，我们期待能够有更好的材料来满足我们各方面的需求，随着新材料的研发日益的成熟，更多的新材料开始真正的进入大众的视野当中，在现实生活当中的使用也是日趋广泛。
新的要求，新的材料，新的使用，新的材料的使用是我们的生活的各个方面发生着巨大的变化。
关键词：建筑节能新材料，高分子智能材料，汽车新材料
正文：新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传
统材料更为优异的性能。
新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛,它同信息技术，生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域同传统材料一样，新材料可以从结构组成，功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套.新材料正在从一点一滴改变我们的世界。
一.建筑节能新材料。
近年来国内建筑业得到了突飞猛进的发展，建筑节能是社会发展的需求，它有利于缓解能源紧缺问题；建筑节能是环境保护的需求它有利于减轻大气污染现状；建筑节能是建筑业进步的需求，它有利于巩固企业市场地位。
我国传统围护结构墙多为无机材料组成，如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆等而最新发明的新型环保阻燃蜂窝复合墙体材料则是利用煤渣、水稻秸秆等废料生产而来，其是将废料同水泥、粘合剂经过混合搅拌压缩而成，该种节能砖既减少了废物排放又能实现清洁生产，同时其具有能耗低、重量轻、所需钢筋水泥量小等优点。
防裂性是墙体保温工程要解决的关键技术，因为一旦保温层、抗裂防护层发生开裂，墙体保温性能就会发生很大改变，非但满足不了节能要求，甚至还会危
及墙体的安全。
而复合在抹面砂浆中的增强网（如玻纤网格布），一方面能够有效地增加抗裂防护层的拉伸强度，另一方面由于能有效分散应力，可以将原本可能产生的较宽裂缝（有害裂缝）分散成许多较细裂缝（无害裂缝）,从而形成其抗裂作用。
表面涂塑材质及涂塑量对玻纤网格布的早期耐碱性具有较重要的意义，而玻纤品种对长期耐碱性具有决定意义。
二.高分子智能材料。
高分子智能材料是通过有机和合成的方法，使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”。
它是通过分子设计和有机合成的方法使有机材料本身具有生物所赋予的高级功能：如自修与自增殖能力，认识与鉴别能力，刺激响应与环境应变能力等。
它与普通功能材料的区别在于它具有反馈功能与仿生和信息密切相关。
热致形状记忆高分子材料：是在室温以上变形，并能在室温固定形变且可长期存放，当再升温至某一特定响应温度时，制件能很快回复初始形状的聚合物。
广泛用于医疗卫生、体育运动、建筑、包装、汽车及科学实验等领域，如医用器械、泡沫塑料、座垫、光信息记录介质及报警器等
磁场响应性凝胶；包埋有磁性微粒子的高吸水性凝胶称为磁场响应性凝
胶。
当把铁磁性“种子”材料预埋在凝胶中并置于磁场时铁磁材料被加热而使凝胶的局部温度上升导致凝胶膨胀或收缩撤掉磁场凝胶冷却恢复至原来大小。
铁磁可采用不同的方法包埋。
一种将微细镍针状结晶置于预先形成的凝胶中。
另一种是以聚乙烯醇涂着微米级镍薄片单体溶液混合后再聚合成凝胶。
这两种方法可用于植入型药物释放体系由电源和圈构成的手表大小的装置产生磁场使凝胶收缩而释放一定剂量的药物。
采用这类方法能制备人工肌肉型驱动器。
液晶膜：日本正在研制的用高分子聚碳酸酯与液晶结合而成的液晶膜或人工分离膜已在医药工业得到应用。
比如，在医疗中，将薄膜做成胶囊状，把消炎剂放人里面，然后将胶囊埋入发炎部位，胶囊可依据患处发炎而引起的温度变化，及时释放出药剂，达到预期的治疗目的和治疗效果，在食品工业方面，利用人工膜可研制出辨味机器人”的味觉感知器，并可改进或制造所需的各种食品成分，又如用薄膜技术可浓缩葡萄汁，提高匍葡酒的味质；可制造低盐分酱油，纯化果汁，给食品着色等。
这既可改进食品质量，增强人的食欲，又可扩大食品销售市场，堤高食品工业的经济效益。
三•汽车新材料，长期以来，钢铁一直是构成汽车的主要材料，汽车的车体钢板，以前使用的是容易成型的软质钢材。
为适应轻量化的需求，开发了高张力钢板。
这种钢板具有成型性好、强度高，并可使板厚减薄的优点。
高张力钢板是在原有钢板基础上添加固溶强化型元素（硅、锰等）和析出强化型元素（铌、钛等），并在钢铁厂退火炉内连续退火而得到。
它有着屈服点低的、复合成分多的特点。
满足了现代汽车工业的需求。
塑料原来只适用于低应力的零部件和内部装饰，随着各种纤维增强塑料的发展，它在车身结构的各种受力构件和承受发动机振动的部件上的应用越来越多。
泡沫金属在未来汽车中的应用
制造从泡沫塑料在建筑中广泛使用中得到启发，科学家们考虑在汽车业中使用“泡沫金属”。
目前汽车工业是消耗金属最多的工业之一，金属制造业虽然能生产2500多种性能各异的钢材和千百种有色金属，但仍然满足不了汽车制造业的特殊需要。
如果“泡沫金属”能研制出来，它将成为未来汽车的最佳材料，这种泡沫金属零件的结构是：外表用薄钢制成，中心则用泡沫金属填充。
有效的提高汽车的安全
性和可靠性。
在现代社会，新材料以及新材料中的高新技术正在为人类展开一个新世界的画卷。
人类使用各种材料创造新的生活，建构新的世界。
新的材料也正在为人类文明握供新的行为理念，建立起人类扩展自身生存与发展空间的信心。
它的现代发展使一种材料从单一功能向多种功能发展，而且，它使得人类超越自然界，实现了根据材料来设计产品，根据产品的需要，通过新的组成、结构和工艺设计来实现其所需功能的概念。
参考文献：
[1]蔚鹏飞建筑节能新材料和新技术的应用[J].科技创新导报• 2008 （12）：125-125
[2]姚贵升，汽车金属材料应用手册（上），北京理工大学出版社。