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澳门皇冠值得信赖看片纳米粒子具有怎样的性能

发布时间:2020-03-23 21:27

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  如果给你一块橡皮,你把它切成两半,那么它就会增加露在外面的表面,假如你不断地分割下去,这些小橡皮总的表面积就将会不断增大,表面积增大,那么露在外面的原子也会随之增加。如果我们把一块物体切到只有几纳米的大小,那么一克这样的物质所拥有的表面积就像一个篮球场那么大。随着粒子的减小,有更多的原子分布到了表面,澳门皇冠值得信赖看片据估算当粒子的直径为10纳米时,约有20%的原子裸露在表面。我们平时接触到的物体表面,原子所占比例不过还不到万分之一。当粒子的直径继续减小时,表面原子所占的分数还会继续增大。如此看来,纳米粒子真是敞开了它那宽阔的胸怀,不像我们所看到的宏观物体那样,把大部分原子都包裹在内部。

  纳米粒子敞开了胸怀,使得了它具有了各种各样的特殊性质。我们知道原子之间相互连接靠的是化学键,表面的原子由于没能和足够的原子连接,所以它们很不稳定,具有很高的活性。用高倍率电子显微镜对金的纳米粒子进行电视摄像,观察发现这些颗粒没有固定的形态,随着时间的变化会自动形成各种形状,但是它不同于一般固体或者液体;在电子显微镜的电子束照射下,表面原子仿佛进入了“沸腾”状态,尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性,这时微颗粒具有稳定的结构状态。超微颗粒的表面具有很高的活性,在空气中金属颗粒会迅速氧化和燃烧。如果要防止自燃,可采用表面包覆或者有意识地控制氧化速率,使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层。

  纳米粒子的粒径(10~100纳米)小于光波的波长,因此将与入射光产生复杂的交互作用。纳米材料因其光吸收率大的特点,可应用于红外线感测材料。当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时,就会呈现出黑色,丢去了以往的金亮的光泽。事实上,所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小,颜色愈黑,金属铬变成铬黑,银白色的铂(白金)变成铂黑。由此可见,金属超微颗粒对光的反射率很低,通常可低于1%,大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性,可以将纳米粒子制成光热、光电等转换材料,从而高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外,又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。通过这种性质的研究,右以获得其它光谱手段无法得的一些信息。

  固态物质在其形态为大尺寸时,其熔点往往是固定的,要是经过超细微化后,却发现其熔点将显著降低,当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。例如,金的常规熔点为1064℃,当颗粒尺寸减小到10纳米时,熔点则降低27℃,2纳米时的熔点仅为327℃左右;银的常规熔点为670℃,而超微银颗粒的熔点则可低于100℃。因此,超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结,此时元件的基片不必采用耐高温的陶瓷材料,甚至连塑料都可以使用。采用超细银粉浆料,可使膜厚均匀,覆盖面积大,既省料又具有高质量。日本川崎制铁公司采用0?1~1微米的铜、镍超微颗粒制成导电浆料可代替钯与银等贵金属。超微颗粒熔点下降的性质对粉末冶金工业具有一定的吸引力,具有广泛应用的前景。例如,在钨颗粒中附加0?1%~0?5%重量比的超微镍颗粒后,可使烧结温度从3000℃降低到1200~1300℃,以致可在较低的温度下烧制成大功率半导体管的基片。

  人们发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒,使这类生物在地磁场导航下可以分辨方向,具有回家的本领。磁性超微颗粒实质上是一个生物磁罗盘,生活在水中的趋磁细菌依靠它游向营养丰富的水底。电子显微镜的研究表明,在趋磁细菌体内通常含有直径约为2纳米的磁性氧化物颗粒。这些纳米磁性颗粒的磁性要比普通的磁铁强的多。生物学家研究指出,现在只能“横行”的螃蟹,在很多年前也是可以前后运动的。亿万年前螃蟹的祖先就是靠着体内的几颗磁性纳米微粒走南闯北、行走自如,后来地球的磁极发生了多次倒转,使螃蟹体内的小磁粒失去了正常的定向作用,使它失去了前后进退的功能,因此,现在的螃蟹就只能横行了。

  陶瓷材料一般情况下呈脆弱性,然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。因为纳米材料具有大的界面,并用这种界面的原子排列是相当混乱的,原子在外力变形的条件下很容易迁移,因此纳米陶瓷材料能表现出甚佳的韧性与一定的延展性,这项发现使陶瓷材料具有新奇的力学性质。美国学者报道氟化钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂。研究表明,人的牙齿之所以具有很高的强度,是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。至于那些金属一陶瓷等复合纳米材料,则可在更大的范围内改变材料的力学性质,其应用前景十分宽广,在将来一定会得到更多人的关注。

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