納米材料的結(jié)構(gòu)特征.ppt

納米材料的結(jié)構(gòu)特征,納米材料的機(jī)構(gòu)特征,一、自然界中的納米結(jié)構(gòu)與納米材料 二、納米材料概論 三、納米材料的分類 3.1、納米微粒 3.2、納米固體 3.3、納米纖維 3.4、納米薄膜,一、 自然界中的納米結(jié)構(gòu)與納米材料,從納米科技發(fā)展歷史的角度來講，1861年隨著膠體化學(xué)的建立，科學(xué)家們才開始對(duì)直徑為1-100 nm的粒子體系進(jìn)行研究工作；真正有意識(shí)進(jìn)行納米粒子實(shí)驗(yàn)的是20世紀(jì)30年代日本人為了軍事目的進(jìn)行的“沉煙實(shí)驗(yàn)”,1959年著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼發(fā)表了重要演講，提出了納米技術(shù)的設(shè)想，之后納米材料和納米科技得到了蓬勃的發(fā)展。但是，“納米”并不是人類的專利，早在宇宙誕生之初，它們就存在了。,生命起源中的納米尺度進(jìn)程,化學(xué)起源說,生物納米結(jié)構(gòu),荷 葉,壁 虎,水黽,蜜蜂,蝴蝶,蜘蛛,二、納米材料概論,基本概念 什么是納米？ 納米(nanometer)是一個(gè)長(zhǎng)度單位，1 納米(nm) = 10-9 米(m)。l nm的長(zhǎng)度約相當(dāng)于10個(gè)氫原子緊密地排列在一起所具有的長(zhǎng)度。 什么是納米結(jié)構(gòu)？ 納米結(jié)構(gòu)通常是指尺寸在100納米以下(1-100 nm )的微小結(jié)構(gòu)。,什么是納米材料？ 納米材料是指三維空間尺度上至少有一維處于納米量級(jí)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。 什么是納米科技？ 納米科技(納米科學(xué)技術(shù))是指在納米尺度上研究物質(zhì)的特性和相互作用以及利用這種特性開發(fā)新產(chǎn)品的一門科學(xué)技術(shù)。,納米結(jié)構(gòu)單元 構(gòu)成納米材料的結(jié)構(gòu)單元包括限定的團(tuán)簇或人造原子團(tuán)簇、納米微粒、納米管、納米棒、納米絲、同軸納米電纜、納米單層膜及多層膜等 。 1 、原子團(tuán)簇 指幾個(gè)至幾百個(gè)原子的聚集體，如Fen，CunSm，CnHm（n和m都是整數(shù)）和碳簇（C60，C70和富勒烯等）等。一元原子團(tuán)簇：包括金屬團(tuán)簇(如Nan,Nin等)和非金屬團(tuán)簇(如C60,C70團(tuán)簇)；二元原子團(tuán)簇：包括InnPm, AgnSm；多元原子團(tuán)簇：Vn(C6H6)m，原子簇化合物：原子團(tuán)簇與其他分子以配位化學(xué)鍵結(jié)合形成的化合物。,2.納米微粒：納米微粒(nanoparticles)是指顆粒尺寸為納米量級(jí)的超細(xì)微粒，它的尺度大于原子團(tuán)簇(cluster)，小于通常的微粉，通常把僅包含幾個(gè)到數(shù)百個(gè)原子或尺寸小于1nm 的粒子稱為簇，它是介于單個(gè)原子與固態(tài)之間的原子集合體。 3.人造原子：是由一定數(shù)量的實(shí)際原子組成的聚集體，它們的尺寸小于100nm。研究人造原子特有的量子效應(yīng)將為設(shè)計(jì)和制造納米結(jié)構(gòu)器件奠定理論基礎(chǔ)。,三、納米材料的分類,3.1、納米微粒 定義尺度 顆粒：指在一定尺寸范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體。這里所說的一 定一定尺寸一般在毫米到納米之間，顆粒不僅指固體顆粒，還有霧 滴、油珠等液體顆粒。 一般而言，在室溫下，物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著變化的顆粒尺寸，多數(shù)處于0.1微米以下，因而從功能材料角度出發(fā)，可以將超細(xì)微顆粒尺寸的上限定位0.1微米，即100納米。 目前機(jī)械法粉碎獲得顆粒的尺寸一般只能到1微米。超微顆粒是指超越常規(guī)制粉手段所獲得的微粒。因此1微米可作為超微顆粒的上限，所以籠統(tǒng)的說超微顆粒尺寸在1到100