納米材料與納米技術(shù)課件

1、 納米材料與納米技術(shù)朱云霞 010070126 納米科技與基因工程和智能科技一起被稱為“21世紀(jì)高科技三劍客”。在21世紀(jì)初正式登上世界經(jīng)濟舞臺。納米科技的興起，孕育了一個新的經(jīng)濟模式-納米經(jīng)濟的誕生。 納米材料與納米技術(shù) 納米科技與基因工程和智能科納米材料與納米技術(shù)課件納米微粒的表面效應(yīng)表面效應(yīng):納米粒子的表面原子與總原子數(shù)之比隨納米粒子的尺寸的減小而大幅度地增加,粒子的表面能及表面張力也隨著增加,從而引起納米粒子性質(zhì)的變化.納米材料的特殊性質(zhì)納米微粒的小尺寸效應(yīng)隨著顆粒的量變,在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變.由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng).納米微粒的表面效應(yīng)表面

2、效應(yīng):納米粒子的表面原子與總原子數(shù)之比納米微粒的量子效應(yīng)量子效應(yīng)是指隨著納米微粒尺寸的減小，納米微粒的能隙加寬并發(fā)生“藍移(blue shift)”的現(xiàn)象，即材料中電子的能級或能帶與組成材料的顆粒尺寸之間的效應(yīng)關(guān)系對于宏觀物體包含無限個原子，N，于是0，即宏觀物體的能級間距幾乎為零；而納米微粒包含的原子數(shù)有限，N值很小，能級間距將發(fā)生分裂，這就導(dǎo)致納米微粒磁、光、聲、熱、電以及超導(dǎo)電性與宏觀特性不同，從而產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)。納米微粒的量子效應(yīng)量子效應(yīng)是指隨著納米微粒尺寸的減小，納米微納米技術(shù)在軍事上的應(yīng)用：1、納米微粒尺寸小，從而增加化學(xué)反應(yīng)的接觸面。因此，納米材料可作為催化劑被廣泛應(yīng)用提高軍事

3、能源的使用效能。納米鎳粉作為火箭固體燃料反應(yīng)催化劑，可使燃燒效率提高100倍；納米炸藥比常規(guī)炸藥性能提高千百倍；納米材料制成的燃油添加劑，可節(jié)省燃油，降低尾氣排放。納米技術(shù)在軍事上的應(yīng)用：1、納米微粒尺寸小，從而增加化學(xué)反2、提高常規(guī)武器的打擊與防護能力。運用納米技術(shù)在產(chǎn)品中添加特殊性能的材料或在產(chǎn)品表面形成一層特殊的材料，能產(chǎn)生出新的性能，如可以使易碎的陶瓷變得具有韌性，達到類似于鐵的耐彎曲性，或具有特殊的剛性?，F(xiàn)在已經(jīng)制造出來的碳納米管，硬度大約是鋼的100倍?？梢韵胂?，把納米技術(shù)用于武器制造，可大大提高武器彈頭對目標(biāo)的穿透力和破壞力，也可提高武器裝備的防護能力，未來防彈裝甲車可能產(chǎn)生使導(dǎo)

4、彈滑落或彈回去的奇跡。2、提高常規(guī)武器的打擊與防護能力。運用納米技術(shù)在產(chǎn)品中添加特3、提高武器裝備的隱身性能。某些納米固體在較寬的頻譜范圍對電磁波有均勻的吸收性能，幾十納米厚的固體薄膜的吸收效果與比它厚1000倍的現(xiàn)有吸波材料相同，美國研制的納米隱身涂料超黑粉對雷達波的吸收率達99%。用納米吸波材料涂在戰(zhàn)略轟炸機、導(dǎo)彈等攻擊性飛行器的表面，能有效地吸收敵方防空雷達的電磁波(B-2隱身轟炸機表面的涂層中就含有納米材料)；將納米粒子添加于發(fā)煙劑中，能對陣地起到很好的屏蔽作用，與土壤混合可遮蔽地下指揮所等重要軍事設(shè)施。3、提高武器裝備的隱身性能。某些納米固體在較寬的頻譜范圍對電4、用于制造微型武器。

5、利用納米技術(shù)可以把傳感器、電動機和數(shù)字智能裝備集中在一塊芯片上，制造出幾厘米甚至更小的微型裝置。在未來戰(zhàn)場上，將出現(xiàn)能像士兵那樣執(zhí)行軍事任務(wù)的超微型智能武器裝備。據(jù)報道，美國研制的小型智能機器人，大的像鞋盒子那么大，小的如硬幣，它們會爬行、跳躍甚至可飛過雷區(qū)、穿過沙漠或海灘，為部隊或數(shù)千公里外的總部收集信息。微型機電武器還可用于敵我識別、探測核污染和化學(xué)毒劑、無人偵察機等。4、用于制造微型武器。利用納米技術(shù)可以把傳感器、電動機和數(shù)字5、用于制造微型衛(wèi)星和納米衛(wèi)星。由于納米技術(shù)、微電機技術(shù)的發(fā)展，一些國家發(fā)射的衛(wèi)星正向小型化方向發(fā)展。1993年，美國航空航天公司就提出了納米衛(wèi)星(重約0.110千

6、克)的概念。2019年，英國、美國、瑞典各發(fā)射了一顆納米衛(wèi)星。專用微型集成電路取代現(xiàn)在衛(wèi)星上使用的有關(guān)系統(tǒng)，使微型衛(wèi)星、納米衛(wèi)星體積小、重量輕；生存能力強，即使遭受攻擊也不會喪失全部功能；研制費用低，不需大型實驗設(shè)施和跨度大的廠房；易發(fā)射，不需大型運載工具發(fā)射，一枚小型運載火箭即可發(fā)射千百顆，再按不同軌道組成衛(wèi)星網(wǎng)，即可實現(xiàn)對地球表面的覆蓋。 5、用于制造微型衛(wèi)星和納米衛(wèi)星。由于納米技術(shù)、微電機技術(shù)的發(fā)6、中科院化學(xué)所宣布已研制出不沾水、不沾油的“納米布”，用納米布可制成水陸兩用服裝；由防彈陶瓷外層和碳納米管復(fù)合材料作襯底，可制成堅硬如鋼的防彈背心；由于碳納米管發(fā)射電子的性能十分優(yōu)良，可在制造

7、數(shù)字化頭盔用的高清晰度顯示器方面大有作為，極小的微處理器可使圖像彎曲，形成一幅180度的全方位圖景，以便同頭盔相匹配。碳納米管還可保護士兵免受激光致盲武器的攻擊，一旦受到攻擊，它們可以迅速變?yōu)榈入x子體，吸收激光能量，然后再恢復(fù)原來的狀態(tài)。 6、中科院化學(xué)所宣布已研制出不沾水、不沾油的“納米布”，用納納米技術(shù)可能帶來的危害：納米技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品由于構(gòu)成微粒的尺寸太小，也可能直接對人體產(chǎn)生威脅。一般的物品拿在手上，由于構(gòu)成的微粒大小是微米或以上量級的尺寸，不會滲透到人的皮膚細胞內(nèi)，以致進入血液。但是納米技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，由于構(gòu)成微粒在納米量級，完全有可能通過皮膚接觸進入人體。如果這種物質(zhì)有毒的話，人體

8、與之接觸將是十分危險的，所以，生產(chǎn)和處理這種納米產(chǎn)品，其生產(chǎn)廠房、放置措施都將有極其嚴(yán)格的規(guī)定。納米技術(shù)可能帶來的危害：假冒納米技術(shù)納米打假，可能被一些人認為是小題大做，其實不然，現(xiàn)在只要留心大城市的市場上，打著“納米家用電器”、“納米防輻射衣服”、“納米防紫外線化妝品”、“納米太陽傘”等新奇廣告招牌隨處可見，就如同“綠色食品”、“基因食品”、“數(shù)字電視”等一樣，“前衛(wèi)”商品堂而皇之地擺在商場的柜臺上，納米技術(shù)的用途相當(dāng)廣泛這點不錯，但還沒有到廣泛地應(yīng)用階段，因此，一些企業(yè)借納米造勢，趁老百姓對納米技術(shù)的內(nèi)涵還不太清楚，或把一點點皮毛的加工謊稱為納米技術(shù)，或以“微米技術(shù)”“降格”充當(dāng)，甚至置納

9、米材料不會釋放微波這一普通常識不顧，聲稱自己產(chǎn)品能釋放保健微波來欺騙消費者。 假冒納米技術(shù)1、“納米水”廣州一家公司用所謂的“納米水”把老百姓搞得暈頭轉(zhuǎn)向 ：這家公司把“納米水”說得神乎其神：抗疲勞、耐缺氧、抵抗細菌、降火排毒，長期飲用可“水到病除”，甚至還可以“增強女士防匪徒強暴的能力”。據(jù)稱，“納米水”將締造一個水的“神話”，引起一次“飲用水革命”。據(jù)介紹，該公司還有“納米口紅”、“納米衣服”、“納米牙膏、牙刷”等，不過目前尚未上市。 這種“納米水”的關(guān)鍵在于所謂的“納米珠”。在這家公司的現(xiàn)場演示中，一位所謂的“經(jīng)理”拿出一把大小不一、顏色各異的橢圓形小珠，稱這就是麥飯石與納米特殊材料制作而成的“納米珠”。他往兩杯清水里加入純藍墨水，然后抓起一把“納米珠”放到其中一個杯子里，幾分鐘后，這杯水顏色變淡，而另一杯沒有“納米珠”的水則還是老樣子。這位經(jīng)理得意地說，看，這就是納米珠的厲害，多臟的水都不怕?；氐郊依?，只要往自來水里放幾顆，直接就可飲用啦，而且水中含有18種有益人體的微量元素，可以增強免疫力等。記者試著喝了一口，感覺和一般的純凈水沒有區(qū)別。據(jù)了解，每盒納米珠要300元，買齊整套設(shè)備（一臺飲水機、一桶水和十盒納米珠）則需3