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(五)纳米材料

纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级(10-9米),再用这种超细微粒子制造人们需要的材料。其主要类型有:纳米颗粒与粉体、纳米碳管和一维纳米材料、纳米薄膜、纳米块材等。纳米级微粒对光有极强的吸收能力,显示了很好的吸波性,对光的反射率很低,通常低于1%。超微粒材料的熔点比同种较大颗粒的固态物质,有明显的下降。纳米又具有优良的力学性质。如具有高断裂能力的纳米铁和铜,能无服脆性的纳米陶瓷。纳米材料的奇特性质引起了人们的极大兴趣和关注。一些研究人员把纳米材料称为晶态、非晶态之外的“第三态的固体材料”。目前,纳米材料的研究包括两个方面,一是建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论;二是发展新型纳米材料。

纳米材料在光学和电子学等领域显示了广泛的应用前景。如:利用纳米材料制作的磁性材料具有特殊的磁学性质,用它制成磁记录介质材料,不仅音质、图像和信噪比好,而且记录密度高,可广泛用于电声器件、阻尼器件等。纳米金属颗粒还一种极好的催化剂。如纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应的温度从600摄氏度降到室温。将硅、有机硅、砷化镓等半导体材料配成纳米相材料,具有许多优异的性能。如纳米半导体的量子隧道效应,可使某些材料导电能力显著降低,它们可在大规模集成电路器件、薄膜晶体管选择气体传感器、光电器件等应用领域发挥重要作用。纳米材料还可用于医学、生物工程等。如利用纳米微粒进行细胞分离、细胞染色体,用纳米微粒制成的药物可更方便地在人体内传输,进行局部治疗和组织修补。此外,纳米探针和纳米传感器也可能带来诊断技术的革命。目前,世界各国研制中的纳米材料除了有纳米陶瓷材料、纳米金属材料外,还有纳米复合材料等。

作为新兴的革命性技术——纳米技术,正受到中国科学界的关注。我国科学家在纳米科技领域屡创佳绩,让世界瞩目。