选修课：纳米科技科普课稿.ppt

这是一种微型机器人。这些机器人比蚂蚁还要小，但具有惊人的破坏力。它们可以通过各种途径钻进敌方武器装备中，长期潜伏下来。一旦启用，这些“纳米士兵”就会各显神通：有的专门破坏敌方电子设备，使其短路、毁坏；有的充当爆破手，用特种炸药引爆目标；有的施放各种化学制剂，使敌方金属变脆、油料凝结或使敌方人员神经麻痹、失去战斗力。 “蚂蚁士兵” 纳米科技目前取得的成果举例 量子计算机—运算速度提高一亿倍 纳米电缆—高密度集成器的连接导线 纳米镊子—纳米机械的得力工具 纳米医学—攻克疑难杂症的曙光 1、物理方法：真空冷凝法，物理粉碎法，机械球磨法 2、化学合成方法：气相沉积法，沉淀法，水热合成法，溶胶凝胶法，微乳液法 五 纳米材料的制备方法 纳米科技的内涵 真正的纳米技术必须具备两个条件,二者缺一不可： 一是纳米尺寸； 二是自然界里所没有的新物性。 走进神奇的纳米世界--- 先进制造之纳米 --- 主讲人：小殷 荷叶荷花为什么出污泥而不染？ 你知道为什么荷叶上的水珠可以自由的滚动而不粘在叶面上吗？ 你知道为什么古代珍贵的“徽墨”可以经久不褪色吗？ 黄金一定是黄色而白金（即铂金）一定是白色的吗？你知道颗粒很小的金属粉末放在空气中会自然吗？ 洗衣服很麻烦，现代科技能不能制出不会脏的衣服呢？ 有时候我们真的希望自己能够隐身，真的有隐身衣吗？它是用什么材料制成的呢？ 在电器商场，售货员在介绍产品时经常会说他们的产品用的是纳米材料，质量过硬，到底什么是纳米材料呢？ 纳米科技科普内容 一、纳米的概念 二、纳米材料的特点 三、纳米材料的研究领域 四、纳米技术的应用及前景 五、纳米材料的制备方法 六、各国对纳米科技的地位和发展现状 一、纳米的概念 1nm = 10-9m ，相当于头发粗细的万分之一，1nm的物体放到乒乓球上，就像乒乓球放在地球上一般。由几个或几百个原子组成或粒径小于1nm的原子集合体称为“原子簇”或“团簇”（cluster） 通常所说的纳米尺度在1-100nm之间 在纳米科技中纳米又有着另一个含意：纳米是一种思考方式，即人们探索自然、制造产品要向着更小、更精细和更高效的层次发展，即从微米层次向着纳米层次发展。 纳米结构的图像 高序石墨原子图像 扫描范围1nm*1nm 金团簇图像 扫描范围1μm*1μm 二、纳米微粒的特性 随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。 当尺寸小于 0.1微米时，其表面原子百分数激剧增长，甚至 1克超微颗粒表面积的总和可高达 100米2，这时的表面效应将不容忽略。 超微颗粒的表面具有很高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合，从而产生一些新的效应。比如空气中金属超微颗粒会迅速氧化燃烧。利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。 1. 表面效应 2. 小尺寸效应：由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。 （1）特殊的光学性质：金属在超微颗粒状态呈现为黑色，对光的反射率极低，因此可以制成高效率的太阳能器件、还可应用于红外隐身科技。 （2）特殊的热学性质：超细微化后熔点将显著降低 （3）特殊的磁学性质：磁性超微颗粒是一个生物磁罗盘 应用：磁盘、磁带、磁卡以及磁性钥匙、磁性液体等 （4）特殊的力学性质：纳米陶瓷材料具有良好的韧性 超微颗粒的小尺寸效应还表现在 超导电性、介电性能、声学特性，以及化学性能 等方面 。 二、纳米微粒的特性 三、纳米科技的研究领域 纳米材料 纳米器件 纳米结构的检测和表征 纳米科技：在纳米尺度内研究物质的特征和相互作用，并用这些特性制造具有特定功能的产品的高新科技 1. 纳米材料 纳米材料指材料的显微结构至少在一个维度上尺寸小于100nm，并且具有某些特殊功能的材料。 纳米材料的主要类型有：纳米粉末、纳米涂层、纳米薄膜、纳米丝、纳米棒、纳米管和纳米固体。 纳米材料呈现如下的客观物理、化学特性：低熔点、高比热容、高热膨胀系数； 高反应活性，高扩散率；高强度、高韧性、高塑性； 奇特磁性； 极强的吸波性。 2. 纳米器件 从纳米材料出发，或者利用纳米加工科技,制造出具有特殊功能的产品，即纳米器件。 未来所有的纳米电子器件都将具有更小、更快、更冷的特点。 科学家还希望通过对纳米生物学的研究，制造生物分子器件。 目前，科学家在纳米生物传感器、生物分子计算机、纳米马达等方面做了重要的尝试 3. 纳米结构的检测和表征 扫描探针显微镜（SPM）被形象地称为纳米科技的“眼”和“手” 。标志着人们在对微观尺度的探索方面进入到一个全新的领域。 与纳米材料和结构的制备过程相结合，以及与纳米器件性能检测相结合的多种新型纳米检测技术受到广泛重视 。 扫描探针显微镜