几种典型的纳米材料

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1、按照材料的形态，可将其分四种：纳米颗粒型材料；纳米固体材料；纳米膜材料；纳米磁性液体材料。纳米颗粒型材料：应用吋直接使用纳米颗粒的形态称为纳米颗粒型材料。被称为第四代催化剂的超微颗粒催化剂，利用其高的比表面积与活性可以显著地提高催化效率，例如，以粒径小于0.3微米的镰和钢-锌合金的超微颗粒为主耍成分制成的催化剂可使冇机物氯化的效率达到传统鎳催化剂的10倍；超细的铁微粒作为催化剂可以在低温将二氧化碳分解为碳和水，超细铁粉可在苯气相热分解中起成核作用，从而生成碳纤维。录咅带、录像带和磁盘等都是采用磁性颗粒作为磁记录介质。随着社会的信息

2、化,要求信息储存量大、信息处理速度高，推动着磁记录密度日益捉高，促使磁记录用的磁性颗粒尺寸趋于超微化。目前用金属磁粉（20纳米左右的超微磁性颗粒）制成的金属磁带、磁盘，国外已经商詁化，其记录密度可达006〜007位/厘米（107-108位/英寸），即每厘米可记录4百万至4T万的信息单元，与普通磁带相比，它具有高密度、低噪咅和高信噪比等优点。超细的银粉、银粉轻烧结体作为化学电池、燃料电池和光化学电池中的电极，可以增大与液体或气体之间的接触面积，增加电池效率，有利于电池的小型化。超微颗粒的轻烧结体口J以生成微孔过滤器。例如，超微银颗粒

3、所制成的微孔过滤器平均孔径可达10纳米，从而可用于气体同位素、混合稀有气体、有机化合物的分离和浓缩，也可用丁•发酵、医药和生物技术中。磁性超细微粒作为药剂的载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，利于提高纱效，这方面的研究国内外均在积极地进行。采用超微金颗粒制成金溶胶，接上抗原或抗体就能进行免疫学的间接凝集试验，可用于快速诊断。如将金溶胶妊娠试剂加入孕妇尿中，未妊娠呈无色，妊娠则呈显著红色，仅用0.5克金即可制备1万毫升的金溶胶，可测1万人次，其判断结果清晰可靠。冇一种超微颗粒乳剂载体，极易和游散于人体内的癌细胞溶合，若用它来包裹抗

4、癌药物，可望制成克癌导弹。在化学纤维制造工序中掺入铜、傑等超微金属颗粒，可以合成导电性的纤维，从而制成防电磁辐射的纤维制甜或电热纤维，亦可与橡胶、塑料合成导电复合体。1991年春的海湾战争，美国执行空袭任务的F—"7A型隐身战斗机，其机身外表所包覆的红外与微波隐身材料屮亦包含有多种超微颗粒，它们对不同波段的电磁波冇强烈的吸收能力。在火箭发射的固体燃料推进剂中添加I%重量比的超微铝或鎳颗粒，每克燃料的燃烧热可增加I倍。此外，超细、高纯陶瓷超微颗粒是精密陶瓷必需的原料。因此超微颗粒在国防、国民经济各领域均有广泛的应用。纳米固体材料纳米

5、固体材料通常指由尺寸小于15纳米的超微颗粒在高压力下压制成型，或再经一定热处理工序后所生成的致密型固体材料。纳米固体材料的主要特征是具冇巨大的颗粒间界而，如5纳米颗粒所构成的固体每立方厘米将含1019个晶界，原子的扩散系数要比大块材料高1014〜1016倍,从而使德纳米材料具有高韧性。通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蚀等优点，但又具有脆性和难以加工等缺点，纳米陶瓷在一定的程度上却可增加韧性，改善脆性。如将纳米陶瓷退火使晶粒长大到微米量级，又将恢复通常陶瓷的特性，因此可以利用纳米陶瓷的范性对陶瓷进行挤压与轧制加工，随后进行热处理，

6、使其转变为通常陶瓷，或进行表面热处理，使材料内部保持韧性，但表面却显示出高硬度、高耐濟性与抗腐蚀性。电子陶瓷发展的趋势是超薄型（厚度仅为见微米），为了保证均质性，组成的粒子直径应为厚度的1%左右，因此需用超微颗粒为原材料。随着集成电路、微型组件与大功率半导体器件的迅速发展，对高热导率的陶瓷基片的需求量H益増长，高热导率的陶瓷材料冇金刚石、碳化硅、氮化铝等，用超微氮化铝所制成的致密烧结体的导热系数为100〜220瓦/（K•米）,较通常产品高25〜5.5倍。用超微颗粒制成的精细陶瓷冇可能用于陶瓷绝热涡轮复合发动机，陶瓷涡轮机，耐高温、

7、耐腐蚀轴承及滚球等。复合纳米固体材料亦是一个重要的应用领域。例如含冇20%超微钻颗粒的金属陶瓷是火箭喷气II的耐高温材料；金屈铝中含进少量的陶瓷超微颗粒，可制成重量轻、强度高、韧性好、耐热性强的新型结构材料。超微颗粒亦冇可能作为渐变（梯度）功能材料的原材料。例如，材料的耐高温表面为陶瓷，与冷却系统相接触的一面为导热性好的金属，其间为陶瓷与金属的复合体，使其间的成分缓慢连续地发生变化，这种材料可用于温差达1000°C的航天飞机隔热材料、核聚变反应堆的结构材料。渐变功能材料是近年来发展起来的新型材料，预期在医学生物上可制成具冇生物活性

8、的人造牙齿、人遗骨。人造器官，可制成复合的电磁功能材料、光学材料等。纳米膜材料:颗粒膜材料是指将颗粒嵌于薄膜中所生成的复合薄膜，通常选用两种在高温互不相溶的组元制成复合靶材，在基片上生成复合膜，当两组份的比例大致相当时。就生成迷阵状的复合膜，因此改