还有哪些纳米特性?

还有哪些纳米特性?,第1张

纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件,功耗可以大幅降低。信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。纳米材料“脾气怪”纳米金属颗粒易燃易爆,几个纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒,一遇到空气就会产生激烈的燃烧,发生爆炸。因此,纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药,做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。用纳米金属颗粒粉体做催化剂,可以加快化学反应速率,大大提高化工合成的产出率。

纳米技术.

金属块

纳米金属块体耐压耐拉 将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料强度比一般金属高十几倍,又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船,重量可减小到原来的十分之一。

陶瓷

纳米陶瓷刚柔并济 用纳米陶瓷颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性,为陶瓷业带来了一场革命。将纳米陶瓷应用到发动机上,汽车会跑得更快,飞机会飞得更高。

氧化物

纳米氧化物材料五颜六色 纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电场作用下能迅速改变颜色。用它做士兵防护激光q的眼镜很好,将纳米氧化物材料做成广告板,在电、光的作用下,会变得更加绚丽多彩。纳米半导体材料法力无边纳米半导体材料可以发出各种颜色的光,可以做成小型的激光光源,还可将吸收的太阳光中的光能变成电能。用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。用纳米半导体做成的各种传感器,可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。

制备磁性纳米晶体材料新方法.

药物

纳米药物治病救人,把药物与磁性纳米颗粒相结合,服用后,这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引,使药物集中到患病的组织中,药物治疗的效果会大大提高。还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管,“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离,也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞,在治疗人的骨髓疾病的临床实验上获得成功,前途不可限量。

卫星

纳米卫星将飞向天空 在纳米尺寸的世界中按照人们的意愿,自由地剪裁、构筑材料,这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起,它既具有芯片的功能,又可探测到电磁波(包括可见光、红外线和紫外线等)信号,同时还能完成电脑

为了回答这个问题,需要先补充一些概念。在半导体中,电子分布在“能带”上。在低温、不受到任何激发的时候,电子分布在“价带”上,处于基态。而受到激发(比如光激发)后电子就会吸收能量,如果吸收的能量量子(比如说光子)的能量大于半导体的带隙(或者叫禁带宽度),电子就可以跃迁到“导带”上,处于激发态,而同时由于电子的跃迁,在价带中就留下了一个空的位置,称为“空穴”。价带的最高能级与导带的最低能级之间的部分就是禁带,其能量差就是半导体的带隙,在禁带中,除非有能量陷阱,否则电子是无法在禁带中分布的。电子要么在价带分布(基态),要么在导带分布(激发态)。而在导带中的电子是一种高能量且不稳定的存在,它会设法跃迁回到基态,并在这个过程中释放出能量。如果是直接带隙半导体,则能量就可以以光子的形式辐射出来,形成发光;如果是间接带隙半导体,则发光辐射的概率就很小,能量多会以弛豫的形式释放出来。

而半导体纳米材料的光催化特性就是源自于半导体材料会吸收光能,电子跃迁到高能态上。但仅仅如此还不能产生催化的效果。纳米的尺度也是至关重要的,纳米的尺度主要为其提供了一下性质:1、为材料提供了巨大的比表面积,可以让它与被催化的物质有充分的接触面积,提高催化的效率;2、纳米尺度带来的量子限域效应,使得电子被激发起来以后,与空穴形成的“载流子对”无法被分散,相当于把能量集中在了纳米尺寸的范围之内,提高了纳米材料表面的能量密度;3、纳米材料由于巨大的表面张力的存在,表面能非常高。这些因素就使得被催化的物质不仅可以大量吸附于纳米材料之上,且当纳米材料被光激发时,能量可以很方便地被传递到被催化物上。半导体纳米材料先吸收光能,电子发生跃迁、与空穴分离,在电子跃迁回基态的过程中释放出能量,这部分能量可以有效传递给吸附于纳米材料表面的待催化物质,这样那些待催化的物质就获得了能量,称为“敏化”。被敏化以后,原本难以发生的反应就会由于获得了更高的能量而变得容易起来。这就实现了光催化。


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