纳米材料概述.pptx

纳米材料(nàmǐcáiliào)概述第一节、概述
第二节、纳米材料的结构与性能
第三节、纳米材料的制备方法
第四节、纳米材料与纳米技术(nàmǐjìshù)的应用
第五节、发展与展望第一节概述一、纳米(nàmǐ)科技诞生纳米技术的迅速发展是在20世纪80年代末、90年代初。1982年，科学家发明研究纳米的重要工具－－扫描隧道显微镜，使人类首次在大气和常温下看见原子，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生(chǎnshēng)了积极促进作用。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理(wùlǐ)实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。原子怎样看见和操纵原子？纳米世界的眼和手—扫描(sǎomiáo)隧道显微镜（STM）扫描(sǎomiáo)隧道显微镜20世纪80年代初期，IBM公司(ɡōnɡsī)苏黎世实验室的两位科学家G．Binnig和H．Roher发明了扫描隧道显微镜。这种新型显微仪器的诞生，使人类能够实时地观测到原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理化学性质，对表面科学、材料科学、生命科学以及微电子技术的研究有着重大意义和重要应用价值。为此这两位科学家与电子显微镜的创制者ERrska教授一起荣获1986年诺贝尔物理奖。扫描(sǎomiáo)隧道显微镜科学家使用STM观测(guāncè)物质的纳米结构STM具有空间的高分辨率(横向可达0.1nm，纵向可达0．01nm)，能直接观察到物质表面的原子结构，把人们带到了微观世界。它的基本原理是基于量子隧道效应和扫描(sǎomiáo)。它是用一个极细的针尖(针尖头部为单个原子)去接近样品表面，当针尖和表面靠得很近时(＜1nm)，针尖头部原子和样品表面原子的电子云发生重迭，若在针尖和样品之间加上一个偏压、电子便会通过针尖和样品构成的势垒而形成隧道电流。通过控制针尖与样品表面间距的恒定并使针尖沿表面进行精确的三维移动，就可把表面的信息；(表面形貌和表面电子态)记录下来。由于STM具有原子级的空间分辨率和广泛的适用性，国际上掀起了研制和应用STM的热潮，推动了纳米科技的发展。STM针尖扫描隧道(suìdào)显微镜工作原理示意图纳米(nàmǐ)算盘
C60每10个一组，在铜表面形成世界上最小的算盘。纳米(nàmǐ)皇冠/StructureofSodiumChlorideAFM弥补STM的局限有人发现利用探针针尖与表面之间的各种相互作用，可以用来分析高分辨率成像。1986年宾尼戈等人发明了利用激光检测针尖与表面相互作用进行表面成像的分析仪器。该仪器称为原子力显微镜（ATM）。STM与ATM共同构成了现今称之为扫描(sǎomiáo)探针显微镜（SPM）的两大主体技术。AFM又弥补了STM的局限，使被测试样扩大到非导电领域。原子力显微镜（atomicforcemicroscope简称(jiǎnchēng)AFM)：目前除了隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）以外，还有近场光学显微镜（NSOM）、侧面力显微镜（IFM）、磁力显微镜（MFM）、极化力显微镜（SPFM）……已有二十多个品种。但大量还处在实验室的产品研发阶段。由于它们都是用探针通过(tōngguò)扫描系统来获取图像，因此这类显微镜统称为扫描探针显微镜（SPM）。二、纳米技术(nàmǐjìshù)与纳米材料的概念纳米材料其实并不神密和新奇，自然界中广泛存在着天然形成的纳米材料，如蛋白石、陨石碎片、动物的牙齿(yáchǐ)、海洋沉积物等就都是由纳米微粒构成的。人工制备纳米材料的实践也已有1000年的历史，中国古代利用蜡烛燃烧之烟雾制成碳黑作为墨的原料和着色的染料，就是最早的人工纳米材料。另外，中国古代铜镜表面的防锈层经检验也已证实为纳米SnO2颗粒构成的薄膜。蜜蜂、海龟不迷路----体内用纳米磁性微粒（相当于生物罗盘）。纳米（nm）
实际上是一种长度单位，1纳米仅等于十亿分之一米，人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米。纳米小得可爱，却威力无比，它可以对材料(cáiliào)性质产生影响，并发生变化，使材料(cáiliào)呈现出极强的活跃性。科学家们说，纳米这个“小东西”将给人类生活带来的震憾，会比被视为迄今为止影响现代生活方式最为重要的计算机技术更深刻、更广泛、更持久。
1m=1000mm
1mm=1000μm
1μm=1000nm空间尺度(chǐdù)的划分1.纳米技术
纳米科技是90年代初迅速发展起来(qǐlái)的新的前沿科研领域。