第六 章纳米材料推荐.ppt

碳纳米管储氢 高质量的碳纳米管能储存大 量氢气，从而可以实现用氢 气为燃料驱动无污染汽车。 H2 * * 碳纳米管做成的“纳米秤” 最近美国、中国、法国和巴西科学家用精密的电子显微镜测量纳米管在电流中出现的摆频率时，发现可以测出纳米管上极小微粒引起的变化，从而发明了能称量亿亿分之二百克的 “纳米秤”。 * 碳纳米管制造人造卫星的拖绳 在航天事业中，利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳，不仅可以为卫星供电，还可以耐受很高的温度而不会烧毁。 * 军事领域 随着雷达探测技术的发展，飞行器的隐身技术受到各国的高度重视，实现隐身技术的一种途径是发展具有结构稳定性好、高吸收串、频带宽、密度小的新型吸波材料。将Fe2O3和Fe3O4纳米粒子与聚苯胺复合，可得到具有铁磁性的纳米复合材料，能吸收和衰减电磁波、减少反射和散射，在电磁隐身和声隐身方面有重要的应用。但以铁氧体为代表的吸收剂虽然有较好的吸波性能，但密度大难以得到实用。因此，寻找有优异的微波吸收性能且密度小的新型吸波材料，是这一研究领域的重大课题之一。 * 第四节 纳米材料的应用 随着纳米材料和纳米技术基础研究的深入和实用化进程的发展，纳米材料在环境保护和环境治理方面的应用显现出欣欣向荣的景象。纳米材料其诱人的应用前景使人们对这一崭新的材料科学领域和全新研究对象努力探索，扩大其应用范围，使它为人类带来更多的利益。纳米材料将成为材料科学领域的一个大放异彩的“明星”。 * 纳米材料的反思 纳米材料研究太热门了！纳米材料研究的大旗 成本（生产成本过高） 生物危害性（容易进入人体） 过高化学活性（容易爆炸等） * * * * * * * 第四节 纳米材料的应用 6.4.1 纳米材料在高科技中的地位及应用 当代的科学基础已为21世纪高技术的诞生奠定了理论基础。纳米电子学、量子电子学和分子电子学现在还在处于初级研究阶段，随着纳米科技的发展，高度集成化的要求，元件和材料的微小化，在集成过程中出现了许多传统理论无法解释的科学问题，传统的集成技术由于不能适应新的需求而逐渐被淘汰，在这种情况下以纳米电子学为指导工作的新的器件相继问世，速度之快出乎人们的预料。 * 纳米科技的应用将引发一场新的工业革命 ①德国显微技术学院院长沃尔夫冈·埃尔费尔德“未来几乎所有现代化技术领域的革新与进步都离不开微纳米技术” ② IBM首席科学家(Armstrong)阿姆斯特朗“我相信纳米科技将在信息时代的下一阶段占中心地位,并发挥革命的作用,正如二十世纪七十年代初以来微纳米科技已经起的作用那样.” ③钱学森预言: “纳米和纳米以下结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次革命,从而是二十一世纪又一次产业革命.” * 第四节 纳米材料的应用 20世纪80年代以来电路元件尺寸下降的速度是很快的，未来的20年电路元件尺寸将达到亚微米和纳米的水平，量子效应的原理性器件、分子电子器件和纳米器件成为电子工业的核心。纳米尺度的开关材料、敏感材料、纳米级半导体/铁电体、纳米级半导体/铁磁体、纳米金属/纳米半导体集成的超机构材料、单电子晶体管材料、用于存储的巨磁材料、超小型电子干涉仪所需材料等是21世纪电子工业的关键材料，这些材料都具有纳米结构。 * 中国古代铜镜表面的防锈层也被证明是由纳米氧化锡颗粒构成的薄膜。 中国古代字画之所以历经千年而不褪色，是因为所用的墨是由纳米级的碳黑组成。 第四节 纳米材料的应用 * 第四节 纳米材料的应用 图6-8为IBM的研究人员利用纳米技术制作的硬盘，其数据存储容量超过现在硬盘存储容量的100倍。从显微镜下我们可以观察到（如图6-9），现在的硬盘表面上看上去非常杂乱无章，而IBM发明的新材料的表面磁化颗粒更小，且排列均匀。 图6-8 新型纳米材料硬盘，容量增加100多倍 * 第四节 纳米材料的应用 图6-9 左图为现在存储器介质的表面，IBM发明的新材料的表面-磁化颗粒更小，且排列均匀 * 第四节 纳米材料的应用 IBM的研究人员发明的这种材料是一种全新的材料，通过化学反应生成极小的磁性颗粒，它们大小相等，每个只包含1000多个原子，颗粒按照格子状结构排列，其中没个颗粒与邻近颗粒的距离相等，纳米颗粒是铁和铂的混合物，全新的制作工艺不但能够精确地控制颗粒大小，而且还能控制颗粒之间的距离。这两个方面对提高数据的村塾密度非常重要。较小的尺寸和均匀的结构两者有机地结合在一起就能进一步提高磁性存储介质上的数据密度。 * 第四节 纳米材料的应用 另外，在二十一世纪特别纳米半导体也展现出广阔的应用前景。纳米半导体领域目前的研究现状是：在纳米半导体制备方面，追求获得量大、尺寸可控、表面清洁，制备方法趋于多样化，种类和品种繁多；在性质和