课程（毕业）论文-纳米材料

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1、纳米材料摘要:纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。文章简要地概述了纳米材料的种类、特性及其在磁性材料、传感、医学、传感、军事等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。关键词：纳米材料纳米技术应用纳米技术是20世纪80年代末迅速发展起来的一门交叉性很强的综合学科，所谓“纳米”,只是一种计量单位。lnm就是10一9m。而以0.lnm〜100nm为研究对象的新学科，就是纳米科技。当物质小到1側〜lOOnm时，由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面、界面效应，物质的很多性能发生奇特的变化，呈现出许多既不相同于宏观物体，也不同于单个孤立原子的奇异现象和性质。纳米

2、材料的种类：1.纳米结构材料：包括纯金属、合金、复合材料和结构陶瓷，具有十分优异的机械、力学及热力性能。可使构件重量大大减轻。2.纳米催化、敏感、储氢材料：用于制造高效的异质催化剂、气体敏感器及气体捕获剂，用于汽车尾气净化、石油化工、新型洁净能源等领域。3.纳米光学材料：用于制作多种具有独特性能的光电子器件。如量子阱GaN型蓝光二极管、量子点激光器、单电子晶体管等。4.纳米结构的巨磁电阻材料：磁场导致物体电阻率改变的现象称为磁电阻效应，对于一般金属其效应常可忽略。但是某些纳米薄膜具有巨磁电阻效应。在巨磁电阻效应发现后的笫6年，1994年IBM公司研制成巨磁电阻效应的

3、读出磁头，将磁盘记录密度一下子提高了17倍。这种材料还对以制作测量位移、角度的传感器，广泛应用于数控机床、汽车测速、非接触开关、旋转编码器中。5.纳米微晶软磁材料用于制作功率变压器、脉冲变压器、扼流圈、互感器等。6.纳米微品稀土永磁材料将晶粒做成纳米级，可使钱铁硼等稀土永磁材料的磁能积进一步提高，并有希望制成兼备高饱和磁化强度、高矫顽力的新型永磁材料（通过软磁相与永磁相在纳米尺度的复合）。纳米材料的特性及应用由于纳米微粒的小尺寸效应、表血效应、量子效应和宏观量子隧道效应，使得它在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性，因此纳米微粒在磁性材料、传感、医学、传感

4、、军事等方面有广泛的应用。1.磁性材料磁流体是磁性材料应用的一个典型。磁流体一一是使强磁性超微粒子外包裹一层长链的表面活性剂，稳定地分散在基液中形成的胶体。磁流体的特性一一具有固体的强磁性和液体的流动性。磁流体的应用：磁密封、磁液扬声器、磁记录等。此外，还可作为光快门、光调节器、激光磁艾滋病毒。检测仪等仪器仪表材料；抗瘤药物磁性载体、细胞磁分离介质、复卬机墨粉、磁性墨水等材料。2.光学应用纳米颗粒的小尺寸效应使其具有与常规大块材料不同的光学特性。如光学非线性、光吸收、光反射、光传输过程中的能量损耗等都与纳米微粒的尺寸的很大的依赖关系。⑴光学纤维：光纤在现代通信和光传

5、输上占据极为重要的地位。而纳米微粒作为光纤的材料可以降低光导纤维的传输损耗。关键是要经过热处理，经过热处理的光纤比未经过热处理的光纤性能好得多。⑵紫外吸收材料：纳米微粒的量子尺寸效应使它对某种波长的光吸收带有蓝移现象：纳米微粒粉体対各种波长光的吸收带有宽化现象。利用这两种特性，人们制成纳米紫外吸收材料。1.生物和科学上的应用纳米微粒的尺寸一般比生物体的细胞、红血球小得多，这就为生物学和医学研究和应用提供了途径。生物应用，主要在生物细胞分离、细胞内部染色体等方面。生物细胞分离的目的，是快速获取研究所需的细胞标本。医学上的应用，大体上说，是将磁性纳米粒子作为药物的载体，

6、静脉注射到动物体内，在外加磁场的作用下，通过纳米微粒的磁性导向，使其移向病变部位，达到定向治疗的目的。纳米庚学将给庚学界，诸如癌症、糖尿病和老年性痴呆等疾病的治疗带来变革，已经获得越来越多的认同。利用纳米技术能够把新型基因材料输送到已经存在的DNA里，而不会引起任何免疫反应。由于它是非生物材料，不排异，不会诱发病人的免疫反应，所以可以作为药物的纳米载体，携带药物分子进入人体的血液循环，使药物在无免疫排斥的条件下，发挥治病的效果。2.军事上的应用(1)纳米隐身涂料：1)由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大

7、减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用；2)另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到了隐身作用。纳米材料是物理学上的理想黑体，如纳米氧化锌粉、轻基铁粉、谋粉、铁氧体粉以及Y-(re,Ni)合金粉等是优良的电磁波吸收材料，不仅能吸收雷达波，而且能很好地吸收可见光和红外线，用此配制吸波涂料，可以显著改善飞机、坦克、舰艇、导弹、鱼雷等武器装备的隐身性能。3.在日常生活中的应用1).防