pg下载官方版打开即玩v1022.速装上线体验.中国 纳米材料及其技术的应用

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什么是纳米材料

What is Nano Mateiral?

“纳米”，它实际上是一个用于衡量长度的单位。这个单位里的1纳米 ，经换算等于10 减去9后的 米的值。它大约等同于一根头发丝直径的万分之一 。

是一种材料呀，它被称作纳米材料。这种材料由什么构成呢？是来源于纳米量级（此纳米量级范围乃1 - 100nm）的晶态或者非晶态超微粒作为基本结构单元来架构组合而成的啦。其为何特殊呢？因为纳米材料里头，表面正电子以及负电子的运动，和晶体结构方面存在的位错现象，还有其滑移现象啰，通常情况下都会发生令宏观材料根本不会具备的四种效应哟，第一种为小尺寸效应呀，第二种是量子效应呢，第三种叫做表面效应罢了，第四种算作边界效应喽。纳米材料依据不相同的分类依据啊，就进而会有不一样的分类方法啦。

实则，于日常生活当中，纳米材料颇为常有，只不过很可能我们并未发觉其具特殊的自身标识。举个例子来说，蛋白质含有好多纳米微孔呀，生物体的骨骼部分和牙齿等等都存有纳米结构呢，贝壳这种、昆虫之长的甲壳哟、珊瑚这类等天然材料亦是由逐个有序排列的纳米颗粒形成哟，所以拥有奇特的力学性能呀。

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纳米材料的结构与性质

Structure and Features

1. 结构

纳米材料，是为处于亚稳态的物质，其比表面积大，粒径小，表面原子比例高，具有独特的电子运动状态以及表面效应，会表现出宏观量子隧道效应与量子尺寸效应，这些结构方面的特点，让纳米材料具备诸多优良的特性。

比表面积，这是一种指标。它所指的为这般情况，单位质量的物料会有着总面积哟。这总面积呢通常是被区分作两类的，一类情形是外表面积呀，还有的一类为内表面积哟。一般而言啦，一些多孔材料像那种被提及类型诸如多孔活性类物品、类似其的矿物类物品、以及另一种类似物品等，针对它们来说外表面积相比内表面积一般很小呀几乎好像可以省去计较不计较呢呀 因这样的话咯那比表面积常常说的就是内表面积啦，它的单位是平方米每克呀。对于比表面积大且活性大的多孔材质那些物品，吸附能力往往会比较强哟呀。所以呀由此可知比表面积是用来评价催化剂、吸附剂以及其他多孔物质工业利用方面的一个重要指标之一呐 。

2. 性质

1.

纳米材料，其粒径处于纳米级尺码范围之间，具备极为活泼的性质，拥有很强的化学反应活性，此即为其化学反应呈现出的样态表示。具体而言，像纳米级的此种金属材料，在空气中能够发生氧化反应且伴随有极为剧烈的发光燃烧显著现象出现；再说那45nm的TiN晶粒，于空气中受热后则可燃烧以化为TiO2晶粒。

2.

催化性质方面，因纳米粒子比表面积大且表面原子配位不足这般的特性，促使表面活性中心得以增加，进而使其拥有催化活，纳米粒子催化剂不存在孔隙，可以直接放进反应体系。不需要额外加入载体，此外，也由于纳米粒子催化剂的表面够粗糙，反应面积便进而被进一步地扩大 。

3.

光催化的性质表现为，纳米颗粒能够对光能有效吸收，进而它的氧化还原能力得以增强，如此便有利于催化反应。另外呢，在光催化领域中存在这样一种状况，就是粒径越小，光催化性就越强，并且反应速度也就越快。

另外，纳米材质拥有优异特性，诸如比热大，此外塑性好，进而硬度高，同时导电率高以及磁化率高。伴随研究愈发深入，坚信还会展现出更多优异性能来。

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纳米材料的应用

Applications in Life

1. 生物医学中的抗菌剂

当今科学家们尝试去攻克之一的难题是微生物感染 ，抗生素到来给人们带来了希望 ，然而随之产生的耐药性使得抗生素使用受限制 ，部分研究者因纳米材料所拥有的优良特性 ，将目光投放到纳米材料上 ，近些年来纳米材料的抗菌特性得到了应用 ，与抗生素相比较而言 ，抗菌纳米颗粒有着低毒 、克服耐药性 、低成本等诸多优点 ，公认的抗菌机制包含了锋利边缘介导之切割作用 ，氧化应激以及细胞滞留 。各种各样的纳米材料，像是石墨烯，还有Agpg下载，以及Ag2O，再者TiO2，另外ZnO，还有CuO等pg下载官方版打开即玩v1022.速装上线体验.中国，都已经被当做抗菌剂来使用啦。

有学者指出，仿生磷酸钙矿化 - GO/壳聚糖这种支架（OCP - GO/CS）有望成为骨组织工程的理想材料，该支架能够促进骨髓基质细胞的增殖，能够促进骨髓基质细胞的分化，能够诱导骨组织再生，还能够有效抑制金黄色葡萄球菌的生长，能够有效抑制大肠杆菌的生长，并且生物相容性良好。ZnO/GO - COOH复合材料被证实对。

清华大学未来实验室首席研究员乐恢榕教授，同英国普利茅斯大学生物学院著名纳米病毒学家R. Handy教授团队展开合作，于钛合金表面促使产生TiO2纳米多孔结构，且镶嵌多种纳米颗粒，比如说，凭借溶胶 - 凝胶法植入抗微生物纳米颗粒像Ag、ZnO等，如此一来就改善了牙科和骨科材料在植入早期的抗微生物性能 ！

2. 能源环保领域分解和减少污染

时下，全球经济以及工业进步步伐加快，致使有毒性的或是难于降解的有机物所诱发的环境污染愈发严重，这已然变成世界范围里不容小觑的问题中的一个。有研究显示，存在着这样一种，由两种不一样的半导体纳米材料构建而成的，类似于半导体的p-n结，它能够大幅提升对于可见光的吸收本事，促使有机染料的裂解速度加快。

比如，NiO属于一种p-型半导体材料，CdS属于n-型半导体 。CdS纳米粒子附着于NiO晶板表面，使得能带结构出现变化 ，进而在CdS表面生成更多自由电子 。并且在NiO表面产生更多电子空穴 。该材料是以粉末的形式投放入含刚果红的染料污水之中 ，在可见光照射的情况下 ，极大程度地提升了有机污染物的分解效率 。

一种处于纳米尺度的二维材料，像是氧化石墨烯、MoS2以及WS2等，具备能够强化表面光催化性能的特性，最初被应用于太阳能水解制氢技术中。斯坦福大学的H. Dai博士团队运用水热法，在氧化石墨烯晶片之上沉积MoS2纳米颗粒，此材料与过程在水制氢方面展现出优越的光催化性能，而这和MoS2纳米晶片自身所具有的边沿效应以及石墨烯所坐拥的良好导电性有关系。来自台岛国立大学的J. H. He团队，在p-型Si片之上，沉积了单层MoS2薄膜，此操作提高了太阳能的吸收效率，将其换算成能量转化密度后，可达20 mA/cm2。另外，具有优良光吸收及催化作用的ZnO-TiO2复合涂层，在太阳能转换和水制氢等领域，也已受到广泛重视。

3. 航空航天领域的升级

发展纳米材料制备技术，加速产业化进程，在此背景下，国内外许多学者，针对纳米材料在航天、能源等领域的应用，展开了大量研究。纳米碳复合材料，能把纳米碳的优良性能维持在宏观层面，充分施展复合材料与纳米技术的协同效能，它所拥有的轻质、多功能性这类特性，能够契合航空航天领域轻量化的要求，给航空航天领域材料的发展增添新动力。

美国佐治亚理工学院Kumar小组开展研究，该研究表明，将冻胶纺单壁碳纳米管/聚丙烯腈纳米复合材料碳化而成的碳纤维，其拉伸强度比由聚丙烯腈制得的碳纤维高百分之五十，其原因主要归结于是聚丙烯腈纤维里纳米管呈现高度排列的状况。在复合材料里添加碳纳米管，一方面能够增加材料的拉伸强度，另一方面还可以让材料的热膨胀系数降低，进而减小材料因高低温产生的变形，而这件事对于具有高精度指向要求的卫星天线特别地适配，特别得当。 ，。

Peng等人，基于跨尺度以及仿生设计思想，提出了石墨烯纳米带海绵结构的概念，进而实现了它，获得了石墨烯纳米带海绵且达成复合化，这样一来，复合材料的拉伸强度实现了提升，提升幅度为4倍pg下载麻将胡了，其模量提升幅度同样为4倍，而且韧性提升幅度到了10倍，三项性能同时得到了提升。与此同时，受到了“药物在水中分散”这项技术给予的启发，进而提出了石墨烯多孔骨架复合技术，此技术解决了纳米碳材料在树脂基体里难以实现分散的问题，然后把这一技术引入到了碳纤维复合材料当中，借此让碳纤维复合材料的剪切以及压缩性能获得了提升，该成果于中国运载火箭技术研究院首页网站被进行了报道。