纳米材料的四大效应及其实际意思是什么啊？

1、表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。表9-2给出了纳米粒子尺寸与表面原子数的关系。

随粒径减小，表面原子数迅速增加。另外，随着粒径的减小，纳米粒子的表面积、表面能的都迅速增加。这主要是粒径越小，处于表面的原子数越多。表面原子的晶体场环境和结合能与内部原子不同。

表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易于其他原子想结合而稳定下来，因而表现出很大的化学和催化活性。

2、量子尺寸

粒子尺寸下降到一定值时，费米能级接近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。Kubo采用一电子模型求得金属超微粒子的能级间距为：4Ef/3N

式中Ef为费米势能，N为微粒中的原子数。宏观物体的N趋向于无限大，因此能级间距趋向于零。纳米粒子因为原子数有限，N值较小，导致有一定的值，即能级间距发生分裂。

半导体纳米粒子的电子态由体相材料的连续能带随着尺寸的减小过渡到具有分立结构的能级，表现在吸收光谱上就是从没有结构的宽吸收带过渡到具有结构的吸收特性。在纳米粒子中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米粒子一系列特性，如高的光学非线性，特异的催化和光催化性质等。

3、量子隧道

微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度、量子相干器件的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒产生变化，故称为宏观的量子隧道效应。用此概念可定性解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等。

4、介电限域

纳米粒子的介电限域效应较少不被注意到。实际样品中，粒子被空气﹑聚合物﹑玻璃和溶剂等介质所包围，而这些介质的折射率通常比无机半导体低。光照射时，由于折射率不同产生了界面，邻近纳米半导体表面的区域、纳米半导体表面甚至纳米粒子内部的场强比辐射光的光强增大了。

这种局部的场强效应，对半导体纳米粒子的光物理及非线性光学特性有直接的影响。对于无机-有机杂化材料以及用于多相反应体系中光催化材料，介电限域效应对反应过程和动力学有重要影响

扩展资料：

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。

1 纳米陶瓷

利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。

它克服了工程陶瓷的许多不足，并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响，为代替工程陶瓷的应用开拓了新领域。

随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服。

陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属似柔韧性和可加工性。

英国材料学家Cahn指出，纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。 纳米耐高温陶瓷粉涂层材料是一种通过化学反应而形成耐高温陶瓷涂层的材料

2 纳米粉末

又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料。

微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。

3 纳米纤维

指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

4 纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。

5 纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。

应用范围：

1、 天然纳米材料

海龟在美国佛罗里达州的海边产卵，但出生后的幼小海龟为了寻找食物，却要游到英国附近的海域，才能得以生存和长大。最后，长大的海龟还要再回到佛罗里达州的海边产卵。如此来回约需5～6年，为什么海龟能够进行几万千米的长途跋涉呢？它们依靠的是头部内的纳米磁性材料，为它们准确无误地导航。

生物学家在研究鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物为什么从来不会迷失方向时，也发现这些生物体内同样存在着纳米材料为它们导航。

2、 纳米磁性材料

在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。

3、 纳米陶瓷材料

传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。

如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。

4、纳米传感器

纳米二氧化锆、氧化镍、二氧化钛等陶瓷对温度变化、红外线以及汽车尾气都十分敏感。因此，可以用它们制作温度传感器、红外线检测仪和汽车尾气检测仪，检测灵敏度比普通的同类陶瓷传感器高得多。

5、 纳米倾斜功能材料

在航天用的氢氧发动机中，燃烧室的内表面需要耐高温，其外表面要与冷却剂接触。因此，内表面要用陶瓷制作，外表面则要用导热性良好的金属制作。但块状陶瓷和金属很难结合在一起。如果制作时在金属和陶瓷之间使其成分逐渐地连续变化，让金属和陶瓷“你中有我、我中有你”。

最终便能结合在一起形成倾斜功能材料，它的意思是其中的成分变化像一个倾斜的梯子。当用金属和陶瓷纳米颗粒按其含量逐渐变化的要求混合后烧结成形时，就能达到燃烧室内侧耐高温、外侧有良好导热性的要求。

参考资料：百度百科——纳米材料

具有高电导率的材料，在电工设备中用作导体，如铜、铝等，其典型制品是电线、电缆的导电线心。属于导电材料的还有用于制造电触头、温差电偶、熔丝等的材料。这些材料除电导率高外，还有一些另外的特殊性能，例如制造熔丝的材料需要具有相对低的熔点；触头材料需要高的耐电弧性能等。高电阻合金如镍铬、铬镍铁、锰铜、康铜也属于导电材料，可用作加热元件，将电能转化为热能，或用于制造电阻器。石墨是一种特殊的导体，虽然电导率低，但由于它的化学惰性和高熔点，以及它的制品具有低的摩擦系数、一定的机械强度，被广泛地用作电刷、电极等。属于导电材料的还有低温导电材料和超导材料。例如，纯铝在20k下,即液氢温度范围中是最好的低温导电材料；而铍在77k左右,即液氮温度下电阻率也只有常温下的千分之一到万分之一以下。超导材料一般在接近0k的温度下工作，其电阻率已测不出。80年代已发现上千种超导材料，其中有元素类，也有化合物。较为实用的是nb3sn、nb3al 等。 1986年发现的钡、钇、铜、氧化物陶瓷在液氮温度(77k)即具有超导性， 这将对超导电技术的普及，甚至对人类文明产生深远影响。 电导率介于导电材料和绝缘材料之间，约为105～10-7西/米的材料。对于电子（空穴）电导也可按能带理论的禁带宽度来定义,其值约为0.08～3电子伏（也有人认为其上限应为1.5或2电子伏）。半导体与导体相比，除电导率小外，其电导率随温度升高而增大，而导体的电导率随温度升高而下降。半导体的性质随缺陷和杂质含量而显著变化，所以可利用掺杂来控制其性能。例如硅、锗中掺入磷、砷、锑等元素可制成电子型(n型)半导体， 掺入硼、铝、镓、铟等元素可制成空穴型（p型）半导体。利用 n型和p型的不同组合，可获得整流和放大作用，在电工中作为电源和控制、调节之用。半导体的电导率对外界因素极为敏感，在其作用下可观察到一系列物理现象。例如在不同波长的光照下能产生光电效应，这时电子吸收光能，导致自由载流子浓度增大，从而电导率增大，称为光电导性。利用这一性质，可制成光敏元件。此外，还有热电效应、霍耳效应、磁阻效应、压电效应、场效应和隧道效应等都可加以利用。半导体可以按化学组分分为有机的和无机的两类，主要使用无机半导体。无机半导体可进一步分为元素型和化合物型。后者按组分元素又可分为二元、三元等发展迅速。半导体也可按其结构形态分为结晶半导体和非晶态半导体。一般多使用前者，但70年代以来正在大力开发后者。 电阻率约为 1010欧米以上的材料。实用中优良绝缘材料的电阻率在室温下都大于1012欧米。通常所用的绝缘材料都含有杂质，在工作温度下的电阻或电导属离子型。对于电导属电子型的绝缘材料，一般认为禁带宽度在2～3电子伏以上。电介质材料的特点是其在电场中能发生极化。由于电介质多数是优良的绝缘材料，两者经常作为同义词使用。绝缘材料常按其聚集状态而分为固态、液态和气态。绝缘材料多数属于固体。液态和气态绝缘材料一般不能起力学上的支撑作用，所以较少单独使用。气体绝缘材料的特点是电导率、介电常数和介质损耗均低，击穿强度一般比液体和固体绝缘材料也低得多，但击穿后能自行恢复绝缘状态，具有自愈性。六氟化硫气体(sf6)具有较高的击穿强度,广泛用作封闭式电器的绝缘。液体绝缘材料一般用来替代空气，填充电气设备中的空间，或浸渍设备绝缘结构中的孔隙。除了绝缘作用，它还可以起散热或灭弧作用。在选择液体绝缘材料时应考虑它在电场作用下的稳定性、热稳定性、粘度、闪点、酸值、碱值、杂质含量、水含量、热膨胀系数以及与其他绝缘和结构材料的相容性等。应用最多的液体绝缘材料是矿物绝缘油。为了保证液体材料成分的纯净，发展多种合成绝缘油，如高温下使用的硅油以及十二烷基苯等。固体绝缘材料可以分成天然的和合成的。天然的有棉纱、丝绸、纸、虫胶、沥青、矿物油、橡胶、石棉、云母等,在19世纪已开始用于电工设备。合成材料,特别是高分子材料，在20世纪得到迅速发展。原因在于高分子材料的绝大多数具有高电阻率，并且高分子材料（包括塑料、合成橡胶和合成纤维等许多品种）能满足多种使用场合的要求。高分子材料与相应的天然材料相比有着更为优异的介电性能、力学性能和耐高温性能，在绝缘材料中占有重要地位。重要的高分子材料有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氯乙烯、聚酯和不饱和聚酯、环氧树脂、有机硅树脂，以及聚酰亚胺为代表的芳杂环高分子材料等。在无机绝缘材料方面，也有重大的进展。例如，制成了粉云母纸，解决了云母资源的不足；玻璃纤维布的出现，使纤维的耐热等级大大提高；陶瓷品种的发展满足了高机械强度、高温度和高介电常数的要求。由于超导技术的迅速发展，低温电工材料也相应取得重大进展。低温电绝缘漆胶和粘合剂，电工薄膜和层压制品以及低温无机绝缘材料，如玻璃、石英、陶瓷等，都有很大发展。 电工中应用的磁性材料主要有铁磁性材料和铁氧体。按其矫顽力可分为软磁材料和永磁材料两大类。软磁材料用于交变磁场，而永磁材料用于静态磁场。按材料组成可分成金属和非金属两种。前者有fe、co、ni、gd及其合金，也可包括稀土类元素,如rco5,其中 r为稀土元素sm、ce和pr。非铁磁元素的合金也可以成为铁磁材料，例如mn、cu和al等。非金属型材料有铁氧体，它具有磁畴结构，能自发磁化而具有铁磁性。铁磁性材料具有磁滞回线，在交变磁场中造成损耗，必须设法降低。交流磁场作用下引起的涡电流，也会造成损耗。两种损耗统称铁耗，都造成设备发热，这在高频率下特别突出。铁氧体的铁耗在高频下特别小，成为适用于高频的磁性材料。磁性材料的某些特殊性能还可用于特殊场合。例如具有直角磁滞回线的材料可以用作磁记忆材料。某些磁性材料在磁场强度变化时其几何尺寸发生变化，称为磁致伸缩材料，可用于超声发生器和接收器及机电换能器中，用以测量海洋深度、探测材料的缺陷等。

磷化铟是一种化学物质，是沥青光泽的深灰色晶体。[1]2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，磷化铟在2A类致癌物清单中。

物化性质

性状：沥青光泽的深灰色晶体。

熔点：1070℃。闪锌矿结构，常温下带宽（Eg=1.35 eV）。熔点下离解压为2.75MPa。

溶解性：极微溶于无机酸。

介电常数：10.8

电子迁移率：4600cm2/(V·s)

空穴迁移率：150cm2/(V·s)

制备：具有半导体的特性。由金属铟和赤磷在石英管中加热反应制得。

用途

用作半导体材料，用于光纤通信技术。

磷化铟 indium phosphide InP

分子式： InP

MDL： MFCD00016153

沥青光泽的深灰色晶体。熔点1070℃。闪锌矿结构，常温下带宽（Eg=1.35 eV）

可能危害

2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，磷化铟在2A类致癌物清单中。

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