第十讲+纳米材料

《第十讲+纳米材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化学与社会ChemistryandSociety化学化工系1第九讲纳米与纳米技术nanoandnanotechnology2化合物金属材料半导体和超导材料硅酸盐材料复合材料纳米材料高分子材料3纳米与纳米技术的尺度纳米(nm)实际上是一种计量单位，1纳米是1米的十亿分之一(1m=1,000,000,000nm),人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米。纳米技术则是指在纳米尺寸范围内，通过直接操纵单个原子、分子来组装和创造具有特定功能的新物质。当物质颗粒小到纳米量级后，这种物质就可被称为纳米材料。神奇的是同一种物质，因为构造上以纳米为单位的变化，其物理性能与化学性质便

2、会产生意想不到的巨变4花粉是纳米级的粒子病毒也是纳米级的,３0-100nm.5如果一个纳米的粒子放在乒乓球上，相当于把一个乒乓球放在地球上。用什么仪器去看纳米扫描隧道显微镜（英文名称是ScanningTunnelingMicroscope，简称为STM）。STM具有惊人的分辨本领，水平分辨率小于0.1纳米，垂直分辨率小于0.001纳米6扫描隧道显微镜示意图7主要内容纤维素1塑料2橡胶3功能高分子材料4胶黏剂58移动原子——世界上最小的广告1990年，IBM公司的科学家展示了一项令世人瞠目结舌的成果，他们在金属镍表面用35个惰性气体氙原子组成“IBM”三个英文字母

3、。科学家在试验中发现STM的探针不仅能得到原子图象，而且可以将原子在一个位置吸住，再搬运到另一个地方放下。这可真是个了不起的发现，因为这意味着人类从此可以对原子进行操纵！9纳米神算子——分子算盘STM探针不仅可以将原子、分子吸住，也可以将它们象算盘珠子一样拨来拨去。这不，科学家把C60分子每十个一组放在铜的表面组成了世界上最小的算盘。与普通算盘不同的是，算珠不是用细杆穿起来，而是沿着铜表面的原子台阶排列的！这项试验的真正意义在于希望有一天，人们能够自下而上的通过操纵原子、分子来随心所欲地构造新的物质。10纳米绘画艺术——纳米中国这是中国科学院化学所的科技人员利用

4、纳米加工技术在石墨表面通过搬迁碳原子而绘制出的世界上最小的中国地图。11碳纳米球（富勒稀）TheNobelPrizeinChemistry1996fordiscoveryoffullerenes（C60).碳原子组成的小单元看起来和足球一样。碳原子的活性差，导电，非常稳定。绝佳的材料和电性能12碳纳米管nanotube碳纳米管是一种长度和直径之比很高的纤维。它韧性极高，兼具金属性和半导体性，强度比钢高100倍，而重量只有钢的1/6。科学家们已经研制成功了世界上最小的碳管，他们认为这将是最细和最稳定的纳米碳管。这种小小的圆柱体直径仅为0.4纳米。13HOWTOMA

5、KETHEINSOLUBLESOLUBLE如何使碳纳米管溶解于水中？Attachinglargeorganicgroups（有机功能团）iskeytounclumpingnanotubes.Ifonlytheywouldswimfreelyinsolution,nanotubesmighteasilyrealizetheirenormouspotentialforelectronicsandmaterials.Butthechicken-wire-likecarboncylindersarenotoriouslyinsoluble:Theytendtoclump

6、togetherinunmanageableglobbyropes.14Carbonnanotubeswithorganicappendagesarehighlysoluble(高溶解）.15纳米碳管储氢当前的一个用途就是可以作为盛放氢燃料的容器。氢气在正常状态下所占空间太大，而要把它压缩成液态的话，费用又太高。科学家们已经发现把氢气存放在纳米管中时，其体积将明显减少。一个纳米管的直径和一个氢原子的直径相似。在这种情况下，氢气的储存浓度可以达到一个极高的水平。16Simulationsnapshotofhydrogen(Hshowninred)adsorbing

7、inanarrayof(10,10)carbonnanotubesat298Kand200atm.17氢与碳纳米管壁的电荷传递FLEXINGTUBESQuantummechanicalmoleculardynamicssimulationsbyChengandcoworkerssuggestthatthewallsofnanotubesinabundlefluctuateinposition,givingrisetodistortionsthatcreatetheopportunityforcharge-transferinteractionsbetweenth

8、ewallsandhyd