納米材料的特性及應(yīng)用——材料

1、納米材料的特性以及應(yīng)用納米材料的特性以及應(yīng)用侯瑩侯瑩200911151020（北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院（北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院北京北京100875）摘要：摘要：近些年，隨著科技的飛速發(fā)展，納米材料受到了越來越多的關(guān)注，也有越來越多的人開始開發(fā)以及使用納米材料。納米材料具有很多特性：表面與界面效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)。納米材料在很多的領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用——力學(xué)，磁學(xué)，電學(xué)，熱學(xué)，光學(xué)，生物學(xué)等方面。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：納

2、米材料，特性，應(yīng)用Abstract:Theseyearswiththerapiddevelopmentofnanotechnologynanoscalematerialscatchmemeattention.Memepeoplebegintodevelopusenanoscalematerials.Nanoscalematerialshavemanyacteristics:theeffectofsurfaceinterfacetheef

3、fectofsmallsizetheeffectofquantumsizetheeffectofmacroquantumtunnel.Nanoscalematerialshavemanywideapplicationsinmanyfields——mechanicsmagismelectricalthermalopticalbiologysoon.Keywds:nanoscalematerialsacteristicsapplicatio

4、n一、納米材料的定義：廣義地說，納米材料是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍（0.1nm~100nm）或由他們作為基本單元構(gòu)成的材料。二、納米材料的特性（一）：（1）表面與界面效應(yīng)這是指納米晶體粒表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化。例如粒子直徑為10納米時，微粒包含4000個原子，表面原子占40%；粒子直徑為1納米時，微粒包含有30個原子，表面原子占99%。主要原因就在于直徑減少，表面原子數(shù)量增多。

5、再例如，粒子直徑為10納米和5納米時，比表面積分別為90米2克和180米2克。如此高的比表面積會出現(xiàn)一些極為奇特的現(xiàn)象，如金屬納米粒子在空中會燃燒，無機納米粒子會吸附氣體等等。（2）小尺寸效應(yīng)2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現(xiàn)出很好的晶體三極管放大特性。并根據(jù)低溫下碳納米管的三極管放大特性，成功研制出了室溫下的單電子晶體管。以CTAB為模板，Co(NO3)26H2O和NaOH為原料，空氣作為溫和氧化劑，室溫下合成了具有菜花狀分級

6、多孔結(jié)構(gòu)的Co0納米顆粒電極材料，簡化了Co。0的制備方法，獲得了優(yōu)異的超級電容性能。以十六烷基三甲基溴化銨作為模板，通過簡單化學(xué)沉淀方法，低溫下直接合成了花狀Co。0電極材料。所制備的材料具有豐富的多孔結(jié)構(gòu)，最高比容量為250F／g，經(jīng)過1000次循環(huán)之后，比容量衰減只有16％，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。加入的CTAB質(zhì)量對于CoO電極材料的比容量也具有重要的調(diào)節(jié)作用，過多或者過少均不利于電容性能的改善。（4）熱學(xué)性質(zhì)納米材料的比熱和熱膨

7、脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，因此在儲熱材料、納米復(fù)合材料的機械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。（5）光學(xué)性質(zhì)納米粒子的粒徑遠小于光波波長。與入射光有交互作用，光透性可以通過控制粒徑和氣孔率而加以精確控制，在光感應(yīng)和光過濾中廣泛。對SiO納米粒子進行硅烷化改性，再將其修飾到濾紙上，制備出靜態(tài)水接觸角150。的超疏水濾紙，對制備條件進行了優(yōu)化。用熱重分析及掃描電子顯微鏡對超疏水濾紙表征后發(fā)現(xiàn)，二氧化硅納米粒子在濾紙纖維表面

8、形成一層包裹層，即納米級粗糙結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對濾紙的疏水性具有關(guān)鍵作用。對濾紙的油水分離性能進行了研究，發(fā)現(xiàn)其對非均相體系和高粘度油水混合物具有很好的分離效果。（6）在生物醫(yī)藥方面，納米技術(shù)更是有著獨到的地方。可裝載抗癌藥紫杉醇的生物可降解水溶性共聚物，可將藥物直接注入腫瘤組織中。當(dāng)溫度達到體溫時，聚合物所裝載的抗癌藥將會被釋放出來。這一用藥機制相比單一的藥物治療對癌細胞的殺傷力更強。這一機制通過構(gòu)成共聚物的不同的單體塊在親水(俗稱“喜水