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新世纪的新材料——纳米材料 |
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| 新世纪的新材料——纳米材料 |
| 化学教育网 www.huaxue.com.cn 文章来源：转载 发表时间：2006-7-29 16:00:11 阅读次数： |
纳米材料是８０年代初发展起来的新材料领域，它具有奇特的性能和广阔的应用前景，被誉为跨世纪的新材料，引起了科学界和企业界的极大关注。一些国家政府高度重视纳米材料，先后将其列入美国的“星球大战”、欧洲的“尤里卡”及日本的“高技术探索研究”等高技术研究计划，发展迅速。我国也及时地编制“８６３”计划，对其进行跟踪和研究开发，国家火炬计划重点支持研究成果向生产力的转化，使纳米材料的研究开发取得了可喜的进展。
纳米材料的发现者是著名的美国物理学家，两次诺贝尔奖金获得者ＲｉｃｈａｒｄＦｅｙｎｍｅｎ。他在６０年代曾经预言：如果我们能控制物体微小规模上的排序，将获得很多具有特殊性能的物质。
１９８４年，Ｇｌｅｃｔｅｒ采用气体冷凝方法，制备成功铁纳米微粉。随后，美国、德国和日本科学家先后制成多种纳米材料粉末及烧结块体材料，开始了纳米材料及技术的研究时代。
为了总结和交流纳米材料的研究成果，推动纳米技术的发展，１９９０年在美国召开了“第一届纳米科学与技术讨论会”，这是纳米材料发展的一个里程碑。以后，各国科学家积极参与了对纳米材料物理和化学性能的研究，不断地发现纳米材料的特殊性能，引起各国科学家和政府的关注，特别是工业化国家给予专款支持，使纳米材料的性能开发、制备技术和实际应用得到了迅速发展。
纳米材料是指物质的颗粒尺寸＜１００ｎｍ的超微粉末，它的比表面积很大，晶界处的原子数比率高达１５％—５０％，纳米材料的结构是有序排列还是无序排列还在研究讨论。一些科学家认为，纳米材料不同于晶态与非晶态，是物质的第三态固体材料，其种类很多，可分为金属、陶瓷、有机与无机、复合纳米材料等。
纳米材料的特殊性能由于纳米材料的特殊结构，使之产生四大效应，即小尺寸效应、量子效应（含宏观量子隧道效应）、表面效应和界面效应，从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能。如ＴｉＯ２纳米材料具有奇特韧性，在１８０℃经受弯曲不断裂；ＣａＦ２纳米材料在８０—１８０℃温度下，塑性提高１００％。
英国著名的材料专家Ｃａｈｎ称：这是解决陶瓷脆性的战略性突破，使材料科学家们奋斗了近一个世纪的梦想成真。纳米金属的熔点比普通金属低几百度；气体在纳米材料中的扩散速度比在普通材料中快几千倍；纳米磁性材料的磁记录密度可比普通的磁性材料提高１０倍；纳米复合材料对光的反射度极低，但对电磁波的吸收性能极强，是隐形技术的突破；纳米材料颗粒与生物细胞结合力很强，为人造骨质的应用拓宽了途径。
纳米材料的制造方法纳米材料的制造方法比较多，一些制取超细微粉的方法可以用来制纳米微粒。但是，高效率低成本获取优质纳米材料的技术，仍然是各国科学家研究的重点。目前，已经报道的工艺方法主要是以下几种：物理气相沉积法（ＰＶＤ）、化学气相沉积法（ＣＶＤ）、等离子体法、激光诱导法、真空成型法、惰性气体凝聚法、机械合金熔合法、共沉淀法、水热法、水解法、微孔液法、溶胶—凝胶法等等。
纳米材料标志着人们对材料性能的发掘达到了新的高度，这项技术大范围地改造了传统材料，又源源不断地创造出新的材料，开辟了广阔的应用领域。 |
| 文章录入：吴欠儿 责任编辑：吴欠儿 |
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