纳米材料的粒度分析与形貌分析ppt(共42页)
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第十四章 纳米材料优秀PPT文档
随着粒径减小，表面原子数迅速增加。这是由于粒径小，表面 积急剧变大所致．例如，粒径为10nm时，比表面积为90m2／g， 粒径为5nm时，比表面积为180m2／g，粒径下降到2nm，比表 面积猛增到450m2／g．这样高的比表面，使处于表面的原子数 越来越多，同时，表面能迅速增加，
• 由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这 些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合
STM恒电流扫描模式示意图
原子操纵术
(Atomic manipulation)
通过STM针尖，除了能帮助我们了解物质表面的几何构 造、电子性质外，更有一些应用，原子操纵术便是其一。原 子操纵术的原理是在形成隧道电流时，由于针尖和样品表面 距离很近（约1 nm），针尖跟表面的偏压虽不大，但所产生 的电场（偏压／距离）却由于距离很小而变得很大。因此原 子在受到针头电场的吸引而被略拉离表面，此时即可将原子 沿表面移到想要的位置，再将针尖缩回，则原子便可留在新 的位置。
（2） 特殊的热学性质
固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的；超细 微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量级时 尤为显著。
例如，金的常规熔点为1064 ℃，当颗粒尺寸减小到10纳 米尺寸时，则降低27℃，减小到2纳米尺寸时的熔点为327℃ 左右。
金属纳米颗粒表面上的原子十分活泼。可用纳米颗粒的 粉体作为火箭的固体燃料、催化剂。例如, 在火箭发射的固体 燃料推进剂中添加l％重量比的超微铝或镍颗粒，每克燃料的 燃烧热可增加 l 倍。
第十四章 纳米材料
14.1 概述
1、引言 •21世纪是高新技术的世纪，信息、生物和新 材料代表了高新技术发展的方向。在信息产 业如火如荼的今天，新材料领域有一项技术 引起了世界各国政府和科技界的高度关注， 这就是纳米科技。
纳米结构单元纳米颗粒PPT课件
水解、灼烧
M[M’(OR)n+1] 例：Ni[Fe(OEt)4]2
b) 金属醇盐混合溶液法
下一页
NiFe2O4
第17页/共53页
(2) 喷雾法
• 将溶液通过各种物理手段进行雾化获得超微粒子的一种 化学与物理相结合的方法。
第18页/共53页
(3) 水热法
• 水热反应是高温高 压下在水(水溶液) 或水蒸气等流体中 进行有关化学反应 的总称。
倒入
超纯水
DAP纳米粒子的水分散液
1-phenyl-3-((dimethylamino)styryl)-5((dimethylamino)phenyl)-2-pyrazoline (PDDP)
1,3-diphenyl-5-pyrenyl-2-pyrazoline (DPP)
具有不同于溶液的荧光发射光谱
• 可制备的物质包括：金属、 CaF2、NaCl、FeF等离子化 合物、过渡金属氧化物及易 升华的氧化物等
第5页/共53页
(2)活性氢-熔融金属反应法
第6页/共53页
(3)溅射法
• 原理：由于两极间的辉光放电 使Ar离子形成，在电场作用下， Ar离子冲击阴极靶材表面，使 靶材原子从其表面蒸发出来形 成超微粒子，并在附着面上沉 积下来。
(5)溶剂-凝胶法(胶体化学法)
第23页/共53页
(6)辐射化学合成法
• 用射线辐照金属盐的溶液制备纳米颗粒；
• 制备种类：Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Co、Ni、Cd、Sn、 Pb、Ag-Cu、Au-Cu、Cu2O纳米粉体或纳米Ag/非晶 SiO2复合材料
例①：纳米Cu的制备
0.01mol/L CuSO4 +0.1mol/LC12H25NaSO4 +0.01mol/LEDTA +3.0mol/L (CH3)2CHOH
M[M’(OR)n+1] 例：Ni[Fe(OEt)4]2
b) 金属醇盐混合溶液法
下一页
NiFe2O4
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(2) 喷雾法
• 将溶液通过各种物理手段进行雾化获得超微粒子的一种 化学与物理相结合的方法。
第18页/共53页
(3) 水热法
• 水热反应是高温高 压下在水(水溶液) 或水蒸气等流体中 进行有关化学反应 的总称。
倒入
超纯水
DAP纳米粒子的水分散液
1-phenyl-3-((dimethylamino)styryl)-5((dimethylamino)phenyl)-2-pyrazoline (PDDP)
1,3-diphenyl-5-pyrenyl-2-pyrazoline (DPP)
具有不同于溶液的荧光发射光谱
• 可制备的物质包括：金属、 CaF2、NaCl、FeF等离子化 合物、过渡金属氧化物及易 升华的氧化物等
第5页/共53页
(2)活性氢-熔融金属反应法
第6页/共53页
(3)溅射法
• 原理：由于两极间的辉光放电 使Ar离子形成，在电场作用下， Ar离子冲击阴极靶材表面，使 靶材原子从其表面蒸发出来形 成超微粒子，并在附着面上沉 积下来。
(5)溶剂-凝胶法(胶体化学法)
第23页/共53页
(6)辐射化学合成法
• 用射线辐照金属盐的溶液制备纳米颗粒；
• 制备种类：Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Co、Ni、Cd、Sn、 Pb、Ag-Cu、Au-Cu、Cu2O纳米粉体或纳米Ag/非晶 SiO2复合材料
例①：纳米Cu的制备
0.01mol/L CuSO4 +0.1mol/LC12H25NaSO4 +0.01mol/LEDTA +3.0mol/L (CH3)2CHOH
纳米材料的测试与表征精品PPT课件
• 因此确定纳米材料的元素组成测定纳米材料中杂质 的种类和浓度是纳米材料分析的重要内容之一。
Advaced Energy Material Lab
6
1核壳结构的CdTe-CdSe 量子点 2 核壳结构的CdSe-CdTe 量子点 3 均相结构的CdSe1-XTeX 量子点 4 梯度结构的CdSe1-XTeX 量子点 上述四种量子点的平均直径为5.9nm 组成为 CdSe0.6Te0.4
同位素分析；
Advaced Energy Material Lab
13
X-射线荧光光谱分析法
• 是一种非破坏性的分析方法，可对固体样品直接 测定。在纳米材料成分分析中具有较大的优点；
• X 射线荧光光谱仪有两种基本类型波长色散型和 能量色散型；
• 具有较好的定性分析能力，可以分析原子序数大 于3的所有元素。
Advaced Energy Material Lab
15
电子探针分析方法
Advaced Energy Material Lab
12
电感耦合等离子体质谱法
• ICP-MS 是利用电感耦合等离子体作为离子源的 一种元素质谱分析方法；该离子源产生的样品离 子经质谱的质量分析器和检测器后得到质谱；
• 检出限低（多数元素检出限为ppb-ppt级） • 线性范围宽（可达7个数量级） • 分析速度快（1分钟可获得70种元素的结果） • 谱图干扰少（原子量相差1可以分离），能进行
谱法TOF-SIMS
能谱分析 主要包括X 射线光电子能谱XPS 和俄歇电子能谱法AES
Advaced Energy Material Lab
9
体相成分分析方法
• 纳米材料的体相元素组成及其杂质成分的分析方 法包括原子吸收原子发射ICP， 质谱以及X 射线 荧光与衍射分析方法；
Advaced Energy Material Lab
6
1核壳结构的CdTe-CdSe 量子点 2 核壳结构的CdSe-CdTe 量子点 3 均相结构的CdSe1-XTeX 量子点 4 梯度结构的CdSe1-XTeX 量子点 上述四种量子点的平均直径为5.9nm 组成为 CdSe0.6Te0.4
同位素分析；
Advaced Energy Material Lab
13
X-射线荧光光谱分析法
• 是一种非破坏性的分析方法，可对固体样品直接 测定。在纳米材料成分分析中具有较大的优点；
• X 射线荧光光谱仪有两种基本类型波长色散型和 能量色散型；
• 具有较好的定性分析能力，可以分析原子序数大 于3的所有元素。
Advaced Energy Material Lab
15
电子探针分析方法
Advaced Energy Material Lab
12
电感耦合等离子体质谱法
• ICP-MS 是利用电感耦合等离子体作为离子源的 一种元素质谱分析方法；该离子源产生的样品离 子经质谱的质量分析器和检测器后得到质谱；
• 检出限低（多数元素检出限为ppb-ppt级） • 线性范围宽（可达7个数量级） • 分析速度快（1分钟可获得70种元素的结果） • 谱图干扰少（原子量相差1可以分离），能进行
谱法TOF-SIMS
能谱分析 主要包括X 射线光电子能谱XPS 和俄歇电子能谱法AES
Advaced Energy Material Lab
9
体相成分分析方法
• 纳米材料的体相元素组成及其杂质成分的分析方 法包括原子吸收原子发射ICP， 质谱以及X 射线 荧光与衍射分析方法；
纳米材料PPT课件
微生物合成
利用微生物作为生物反应器，通过发酵或培养微生物来制备纳米材料。该方法 具有高产量、环保等优点，但需要选择合适的微生物种类和生长条件。
03
纳米材料的应用领域
能源领域
高效电池
01
利用纳米材料提高电池的能量密度和充电速度，延长电池寿命。
太阳能电池
02
通过纳米结构设计提高太阳能电池的光电转换效率，降低成本。
纳米材料分类
01
02
03
按组成分类
根据组成元素的种类，纳 米材料可分为金属、非金 属和复合材料等类型。
按维度分类
根据在纳米尺度上的维度 数，纳米材料可分为零维 （0D）、一维（1D）和 二维（2D）纳米材料。
按应用领域分类
根据应用领域，纳米材料 可分为电子、能源、环境、 生物医学等领域所需的特 定功能材料。
微乳液法
利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微乳液，然后在微乳液中加入反应物 进行化学反应，最终得到纳米材料。该方法可制备出粒径均匀、形貌可控的纳米材料，但 制备过程较为复杂。
生物法
生物分子自组装
利用生物分子间的相互作用，如氢键、离子键等，将生物分子组装成纳米结构。 该方法具有条件温和、环保等优点，但制备过程较慢且产量较低。
燃料电池
03
利用纳米材料改善燃料电池的氧电极反应性能，提高燃料电池
的效率和稳定性。
医学领域
药物传输
利用纳米材料作为药物载体，实现药物的定向传输和精确释放。
医学成像
利用纳米材料提高医学成像的分辨率和对比度，为疾病诊断提供 更准确的信息。
生物检测
利用纳米材料的高灵敏度特性，实现生物分子的快速、高灵敏度 检测。
化学法
利用微生物作为生物反应器，通过发酵或培养微生物来制备纳米材料。该方法 具有高产量、环保等优点，但需要选择合适的微生物种类和生长条件。
03
纳米材料的应用领域
能源领域
高效电池
01
利用纳米材料提高电池的能量密度和充电速度，延长电池寿命。
太阳能电池
02
通过纳米结构设计提高太阳能电池的光电转换效率，降低成本。
纳米材料分类
01
02
03
按组成分类
根据组成元素的种类，纳 米材料可分为金属、非金 属和复合材料等类型。
按维度分类
根据在纳米尺度上的维度 数，纳米材料可分为零维 （0D）、一维（1D）和 二维（2D）纳米材料。
按应用领域分类
根据应用领域，纳米材料 可分为电子、能源、环境、 生物医学等领域所需的特 定功能材料。
微乳液法
利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微乳液，然后在微乳液中加入反应物 进行化学反应，最终得到纳米材料。该方法可制备出粒径均匀、形貌可控的纳米材料，但 制备过程较为复杂。
生物法
生物分子自组装
利用生物分子间的相互作用，如氢键、离子键等，将生物分子组装成纳米结构。 该方法具有条件温和、环保等优点，但制备过程较慢且产量较低。
燃料电池
03
利用纳米材料改善燃料电池的氧电极反应性能，提高燃料电池
的效率和稳定性。
医学领域
药物传输
利用纳米材料作为药物载体，实现药物的定向传输和精确释放。
医学成像
利用纳米材料提高医学成像的分辨率和对比度，为疾病诊断提供 更准确的信息。
生物检测
利用纳米材料的高灵敏度特性，实现生物分子的快速、高灵敏度 检测。
化学法
纳米粒子粒径评估方法PPT课件
结果解读
01
根据观察到的图像和测量数据， 可以得出纳米粒子的平均粒径、 粒径分布等信息。
02
结果的准确性取决于样品的制备 、涂片的质量、观察条件以及测 量方法的准确性。
04
动态光散射法评估纳米粒 子粒径
工作原理
动态光散射法基于布朗运动原理， 通过测量纳米粒子在溶液中的散
射光强度的涨落来推算粒径。
小角X射线散射法
利用X射线照射纳米粒子，通过测量 散射光的角度分布，推算纳米粒子的 粒径和粒径分布。
X射线小角散射法
通过测量小角度范围内的X射线散射强 度，结合散射理论模型计算粒径。
透射电子显微镜法
高分辨透射电子显微镜法
利用高分辨透射电子显微镜观察纳米粒子的内部结构和晶格参数，结合晶格参数计算粒径。
实验设置
调整实验参数，包括X射线源、 探测器位置、散射角度等。
数据采集
进行实验，记录散射角度和强 度数据。
数据处理
利用数据处理软件，对采集的 数据进行分析和处理，推算出
纳米粒子的粒径。
结果解读
结果展示
通过图表或数据表格展示推算出的纳米粒子粒径 结果。
结果分析
对结果进行统计分析，评估粒径分布的均匀性、 分散性等指标。
结果应用
根据评估结果，指导纳米材料制备、优化及应用 领域的研究。
06
透射电子显微镜法评估纳 米粒子粒径
工作原理
透射电子显微镜法是一种利用 电子显微镜观察纳米粒子形貌 和粒径的方法。
当高能电子束穿透纳米粒子时， 会产生散射和衍射现象，通过 分析这些现象可以获得纳米粒 子的尺寸信息。
该方法具有较高的分辨率和精 度，能够准确地测量纳米粒子 的粒径分布和形貌特征。
功能材料PPT系列：纳米材料
优点：
与CRT比：体积小
电压低 能耗低 与LCD比：无需背光 亮度高
无视角问题
应答速度快 使用温度广(-40～80℃)
碳纳米管应用：人造卫星拖绳
绳系卫星：
灵感源泉来于放风筝，收放自如。
拖绳：用于连接飞行器和卫星的绳索。 太空发电： 飞行器绕地心飞行，导体的拖绳切 割地磁场磁力线，可成为一台发电
机，不仅可为卫星供电，还可以耐
国家。我们应当记住,微米技术曾同样被认为对使用牛耕地的农
民无关紧要。的确,微米与牛毫无关系,但它却改变了耕作方式,带 来了拖拉机。
--- H.Rohrer,IBM苏黎世实验室,1993年
二、纳米材料的奇异性能
结构决定性能，而材料结构又取决于工艺
四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原 子比例大
原因：外場产的磁取向力太小而无法抵抗热扰动的干扰，致其磁化性质与 顺磁体相似。 热能为玻耳兹曼常数与温度的乘积，热能随温度升高而增强；而磁能的 大小取决于磁力大小和粒子体积，由于使用材料一定，磁力就一定，因此 磁性颗粒的磁能将随粒度的缩小而降低。若继续降低磁性颗粒的体积，以 至于磁能低于热能，则室温下就可以让磁性颗粒的极性从有序变成无序， 导致小磁极的整体极性消失。 磁性颗粒变成超順磁性的临界尺寸与温度有关，室温时铁粒的临界大小 为12.5纳米，而在4.2K时半径为2.2纳米的铁粒还是铁磁性的。
实际材料结构当中必然是有缺陷的，因此过去的研究无疑是在寻求一 种极端的条件，现在人类的研究开始向另一个极端转变：纳米材料
纳米结构可看成完全的缺陷态，研究该状态下材料的结构性能，有利 于完善缺陷和材料性能的理论。
(2) 纳米技术的应用必将引发一场新的革命
纳米技术的应用使人们认识、改造微观世界的水平提高
与CRT比：体积小
电压低 能耗低 与LCD比：无需背光 亮度高
无视角问题
应答速度快 使用温度广(-40～80℃)
碳纳米管应用：人造卫星拖绳
绳系卫星：
灵感源泉来于放风筝，收放自如。
拖绳：用于连接飞行器和卫星的绳索。 太空发电： 飞行器绕地心飞行，导体的拖绳切 割地磁场磁力线，可成为一台发电
机，不仅可为卫星供电，还可以耐
国家。我们应当记住,微米技术曾同样被认为对使用牛耕地的农
民无关紧要。的确,微米与牛毫无关系,但它却改变了耕作方式,带 来了拖拉机。
--- H.Rohrer,IBM苏黎世实验室,1993年
二、纳米材料的奇异性能
结构决定性能，而材料结构又取决于工艺
四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原 子比例大
原因：外場产的磁取向力太小而无法抵抗热扰动的干扰，致其磁化性质与 顺磁体相似。 热能为玻耳兹曼常数与温度的乘积，热能随温度升高而增强；而磁能的 大小取决于磁力大小和粒子体积，由于使用材料一定，磁力就一定，因此 磁性颗粒的磁能将随粒度的缩小而降低。若继续降低磁性颗粒的体积，以 至于磁能低于热能，则室温下就可以让磁性颗粒的极性从有序变成无序， 导致小磁极的整体极性消失。 磁性颗粒变成超順磁性的临界尺寸与温度有关，室温时铁粒的临界大小 为12.5纳米，而在4.2K时半径为2.2纳米的铁粒还是铁磁性的。
实际材料结构当中必然是有缺陷的，因此过去的研究无疑是在寻求一 种极端的条件，现在人类的研究开始向另一个极端转变：纳米材料
纳米结构可看成完全的缺陷态，研究该状态下材料的结构性能，有利 于完善缺陷和材料性能的理论。
(2) 纳米技术的应用必将引发一场新的革命
纳米技术的应用使人们认识、改造微观世界的水平提高
纳米材料导论
常见种类
包括纳米颗粒、纳米团簇 等。
应用领域
在催化、能源、医药等领 域有广泛应用。
一维纳米材料
定义
一维纳米材料是指只有一 个维度在纳米尺度范围内 的材料。
常见种类
包括纳米线、纳米棒、纳 米管等。
应用领域
在电子器件、传感米材料是指只有两个维度在纳 米尺度范围内的材料。
04 纳米材料性能表征
电子显微镜
高分辨率
电子显微镜能够提供高分辨率的 图像，观察纳米材料的表面形貌
和微观结构。
透射与扫描模式
透射模式用于观察薄膜或薄片样品， 而扫描模式则用于观察表面形貌和 微观结构。
样品制备要求
样品需要经过镀金或碳处理，以导 电并减少电子散射。
X射线衍射
晶体结构分析
X射线衍射是分析纳米材料晶体结构的有效方法，通过测量衍射角 度和强度，可以确定晶格常数、晶面间距等参数。
环境控制
可在不同环境（如真空、气体或液体）下进行观察，适用于多种 材料和环境。
拉曼光谱
分子振动分析
拉曼光谱能够分析纳米材料中分子的振动模式，揭示材料的化学结 构和分子振动。
散射原理
拉曼散射是光的非弹性散射过程，通过测量散射光的频率和强度， 可以获得分子振动信息。
应用范围
拉曼光谱在纳米材料研究领域广泛应用于分析材料的化学结构和分子 振动信息。
常见种类
应用领域
在电子器件、光电器件、生物传感器 等领域有广泛应用。
包括石墨烯、过渡金属硫族化合物等。
三维纳米材料
定义
01
三维纳米材料是指所有三个维度均在纳米尺度范围内的材料。
常见种类
02
包括纳米海绵、纳米网等。
应用领域
纳米材料简介ppt课件
13
2 在磁性材料中的应用 纳米磁性材料包括纳米磁粉材料、纳米磁膜材料和纳米磁性液体。
在铁磁质纳米磁性材料中，存在磁单畴结构，具有超顺磁性，即纳 米结构的尺寸小于磁单畴的临界尺寸时，纳米结构中的原子磁矩有 序化，具有顺磁质的特性，而在无外场时，对任何一个方向都不显 磁性。加外磁场后，形成磁矩有序化，形成过程不是瞬时的，而有 一个驰豫时间。超顺磁性材料，矫顽力远比普通材料大，对高密度 磁记录元件十分重要。 3 在催化剂领域应用
纳米粒子表面积大、表面活性中心多，为催化剂提供了必要条件。 目前纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化铁等广泛用于高分子聚合 物氧化、还原及合成反应的催化剂。如用纳米镍粉作为火箭固体燃 料反应催化剂，燃烧效率提高100倍；以粒度小于100nm的镍和铜锌合金的纳米材料为主要成分制成加氢催化剂，可使有机物的氢化 率达到传统镍催化剂的10倍；用纳米TiO2制成光催化剂具有很强的 氧化还原能力，可分解废水中的卤代烃、有机酸、酚、硝基芳烃、 取代苯胺及空气中的甲醇、甲醛、丙酮等污染物。
1
CONTENTS
1
什么是纳米
2
什么是纳米材料
3 纳米材料的纳米效应
4
纳米材料的分类
5
纳米材料的应用
6 纳米材料与未来社会
2
1 什么是纳米
纳米（nanometer）：长度单位，即10-9m。 纳米有多大？
3
2 什么是纳米材料
纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material)，是指其结 构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经 接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得 性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有 大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光 学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表 现的性质。 纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组 成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子， 是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和 宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观 系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和 宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级） 后，它将显示出许多奇异的特性，即它的稀土纳米材料 光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体 时相比将会有显著的不同。
2 在磁性材料中的应用 纳米磁性材料包括纳米磁粉材料、纳米磁膜材料和纳米磁性液体。
在铁磁质纳米磁性材料中，存在磁单畴结构，具有超顺磁性，即纳 米结构的尺寸小于磁单畴的临界尺寸时，纳米结构中的原子磁矩有 序化，具有顺磁质的特性，而在无外场时，对任何一个方向都不显 磁性。加外磁场后，形成磁矩有序化，形成过程不是瞬时的，而有 一个驰豫时间。超顺磁性材料，矫顽力远比普通材料大，对高密度 磁记录元件十分重要。 3 在催化剂领域应用
纳米粒子表面积大、表面活性中心多，为催化剂提供了必要条件。 目前纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化铁等广泛用于高分子聚合 物氧化、还原及合成反应的催化剂。如用纳米镍粉作为火箭固体燃 料反应催化剂，燃烧效率提高100倍；以粒度小于100nm的镍和铜锌合金的纳米材料为主要成分制成加氢催化剂，可使有机物的氢化 率达到传统镍催化剂的10倍；用纳米TiO2制成光催化剂具有很强的 氧化还原能力，可分解废水中的卤代烃、有机酸、酚、硝基芳烃、 取代苯胺及空气中的甲醇、甲醛、丙酮等污染物。
1
CONTENTS
1
什么是纳米
2
什么是纳米材料
3 纳米材料的纳米效应
4
纳米材料的分类
5
纳米材料的应用
6 纳米材料与未来社会
2
1 什么是纳米
纳米（nanometer）：长度单位，即10-9m。 纳米有多大？
3
2 什么是纳米材料
纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material)，是指其结 构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经 接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得 性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有 大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光 学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表 现的性质。 纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组 成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子， 是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和 宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观 系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和 宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级） 后，它将显示出许多奇异的特性，即它的稀土纳米材料 光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体 时相比将会有显著的不同。
《纳米材料》PPT课件_OK
料不具备的奇异特性，已引起科学家的极大兴
趣．德国萨尔大学格菜德和美国阿贡国家实验室席
格先后研究成功纳米陶瓷氟化钙和二氧化钛，在室
温下显示良好的韧性，在180℃经受弯曲并不产生裂
纹，这一突破性进展，使那些为陶瓷增韧奋斗将近
一个世纪的材料科学家们看到希望．英国著名材料
科学家卡恩在从Nature杂志上撰文说：“纳米陶瓷
2021/7/21
19
➢ 具有特殊的力学性质。陶瓷材料在通常情况下
呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制呈的纳米陶
瓷却具有良好的韧性。因为纳米材料既有大的
界面，界面的原子排雷是相当混乱的，原子在
外力变形的条件下的延展性，使陶瓷材料具有
新奇的力学性质。研究表明，人的牙齿之所以
具有很高的强度，是因为它是磷酸钙等纳米材
米科学技术将成为下一世纪信息时代的核心。”
著名科学家钱学森也预言：“纳米和纳米以下的
结构是下一ห้องสมุดไป่ตู้段科技发展的一个重点，会是一次
技术革命，从而将是21世纪又一次产业革命”纳
米新科技将成为21世纪科学的前沿和主导科学。
2021/7/21
35
在医药中的应用
• 1.医学
• 使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，
料所构成的；
➢ 纳米材料还具有超导性等特殊性能。
2021/7/21
20
• 纳米虽然微乎其微，但是纳米材料构建的世界却
是神奇而宏大的。
2021/7/21
21
▪ 1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量
是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的
100倍，成为纳米技术研究的热点。诺贝尔
化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将
趣．德国萨尔大学格菜德和美国阿贡国家实验室席
格先后研究成功纳米陶瓷氟化钙和二氧化钛，在室
温下显示良好的韧性，在180℃经受弯曲并不产生裂
纹，这一突破性进展，使那些为陶瓷增韧奋斗将近
一个世纪的材料科学家们看到希望．英国著名材料
科学家卡恩在从Nature杂志上撰文说：“纳米陶瓷
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➢ 具有特殊的力学性质。陶瓷材料在通常情况下
呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制呈的纳米陶
瓷却具有良好的韧性。因为纳米材料既有大的
界面，界面的原子排雷是相当混乱的，原子在
外力变形的条件下的延展性，使陶瓷材料具有
新奇的力学性质。研究表明，人的牙齿之所以
具有很高的强度，是因为它是磷酸钙等纳米材
米科学技术将成为下一世纪信息时代的核心。”
著名科学家钱学森也预言：“纳米和纳米以下的
结构是下一ห้องสมุดไป่ตู้段科技发展的一个重点，会是一次
技术革命，从而将是21世纪又一次产业革命”纳
米新科技将成为21世纪科学的前沿和主导科学。
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在医药中的应用
• 1.医学
• 使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，
料所构成的；
➢ 纳米材料还具有超导性等特殊性能。
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• 纳米虽然微乎其微，但是纳米材料构建的世界却
是神奇而宏大的。
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▪ 1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量
是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的
100倍，成为纳米技术研究的热点。诺贝尔
化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将