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奈米材料

納米材料是指由尺寸小於100納米(nm)的超細顆粒構成的材料,這些顆粒可以在三維空間中的至少一維處於納米量級,即1-100納米。這類材料因其組成單元的尺度小,界面占有相當大的成分,因此具有多種特殊性質。納米科技是研究這些尺寸在0.1至100納米之間的物質組成的體系的運動規律和相互作用的科學技術。它包括納米電子學、機械學、生物學、材料學加工學等多個領域。

納米材料的特點包括:

小尺寸效應:當粒子的尺寸減小到納米量級,會導致聲、光、電、磁、熱性能呈現新的特性。

高比表面積:納米顆粒往往具有很大的比表面積,每克這種固體的比表面積能達到幾百甚至上千平方米,這使得它們可作為高活性的吸附劑和催化劑。

特殊物理性質:例如,II-VI族半導體硫化鎘的吸收帶邊界和發光光譜的峰的位置會隨著晶粒尺寸減小而顯著藍移,通過控制晶粒尺寸可以得到不同能隙的硫化鎘,豐富材料的研究內容和套用。

套用前景:在氫氣貯存、有機合成和環境保護等領域有著重要的套用前景。

小型化效益:納米材料和技術可以製備體積更小性能不變甚至更好的器件,減小器件的體積,使其更輕盈。

高性能提升:納米材料可望有著更高的光、電、磁、熱性能。

納米科技的形成源於80年代中期,由於納米材料會表現出特異的光、電、磁、熱、力學、機械等性能,納米技術迅速滲透到材料的各個領域,成為當前世界科學研究的熱點。