纳米材料(1).ppt

纳米材料
NanoscaleMaterials

考核方式课堂纪律参考书：

1、纳米材料，丁秉钧著，机械工业出版社。
2、纳米材料与纳米结构，张立德等著，科学出版社。
3、纳米材料和器件，朱静等著，清华大学出版社
4、国外著名杂志：Science;Nature;Angew.Chim.Int.Ed.《德国应用化学》;J.Am.Chem.Soc.《美国化学会志》;Adv.Mater.《先进材料》;NanoLetters《纳米快报》第一章纳米材料及纳米科学技术概述

第二章纳米材料制备

第三章纳米材料的检测分析技术

第四章纳米材料的应用

第一章纳米材料及纳米科学技术概述
教学目的：了解纳米材料及纳米科技的基本内涵、发展历史、最新进展和趋势。

重点内容：
1、掌握基本概念
介观领域、纳米科学技术、纳米材料、纳米陶瓷、纳米器件、量子器件、莲花效应、纳米组装体系、自上而下、自下而上。
2、纳米材料与传统材料的差别。
3、纳米科技的分类。
4、纳米科技的前沿动态。难点内容：纳米科技的前沿动态中的部分内容。
熟悉内容:
了解纳米科学技术发展史。
了解发展纳米科技的意义。
纳米技术在国内的研究情况及取得的成果。

主要英文词汇:
Mesostructure,Macrostructure,Nanostructure,Nanotechnology,Nanomaterial,Nanodevice，Top-down,Bottom-up.绪论(Introduction)

美国卢克斯研究公司2005调查报告:

2004年美国联邦政府在纳米技术领域投入了10亿美元，各州又另外投入了4亿美元。
迄今只有很少一些纳米技术产品走向市场，也几乎没有盈利，但对纳米技术的前景保持乐观。
1997年各国政府对纳米技术的投入总计不到5亿美元，到2003年就增长到35亿美元。

(摘自：科技日报2005-01-27)“纽约时报”2006年9月26日报道，美国国家研究委员会在向国会提交的有关美国“国家纳米科技计划”的一份评估报告中表示，美国纳米科技研究继续在国际上保持领先，但要使政府所投入的高达数十亿美元的资金成效显著还要等上数十年时间。

但评估报告中也提出警告，处理纳米级别的物质可能会对我们的健康和环境产生潜在的危害，对这方面研究的资金投入明显不够。纳米科技研究涉及一系列快速发展的设备和工业流程，要求对单一的原子或分子簇进行加工处理，这些材料通常只有1nm到100nm大小。

在纳米级别，一些传统材料可以表现出其有价值的特性，如不同寻常的强度、电导性或者通过肉眼无法察觉的某些性质，可以通过对不同纳米级材料间的重新组合制造出新的药物、新的食品和设备，将对全球经济产生巨大的影响。
报告中表示，由于纳米科技属于一项基础科技，纳米技术的进步使得其它一些科技创新成为可能，对纳米科技研究的投资，从逻辑上来说，应该像对计算机和通信技术的早期投资一样，这两项科技也是在早期投资20到40年后才显示出其对社会的深远影响的。

但同时科学家们也有一些担忧，这些新材料的产生也可能带来新的安全威胁，科学家们对这些新威胁可能要经过数十年才能完全了解。新华网洛杉矶2007年2月18日电：在旧金山举行的美国科学促进协会年会上，美国纳米技术专家科尔文提出，开发和应用纳米技术必须首先保证其安全性。
根据科尔文公布的动物试验数据，小于100纳米的物质进入动物体内后会侵入大脑和中枢神经系统,从而影响大脑和神经系统的正常运转。
2008年3月，据英国《新科学家》杂志报道，纳米材料、转基因农作物、人造病毒和仿生机器人等25个因素将严重威胁未来的地球环境，纳米材料居榜首。2008年美国《探索》杂志列举的9大最佳纳米产品：
1、纳米啤酒瓶—纳米复合材料
米勒醇酒公司采用黏土纳米材料制造塑料啤酒瓶，可保留二氧化碳，不让氧气轻易进入，避免啤酒变质，而且不易碎裂。但一些消费者关注纳米材料用于食物包装是否安全，是否它们会像灰尘一样对人体无害。2、纳米防弹衣
“首选防弹衣”公司使用Nanorepel纳米材料制造新型防弹衣，具有更出色的防御安全性能。在子弹击中人体的瞬间，这种纳米防弹衣纤维层表面的有机分子薄层将冻结加固，锁定子弹的作用力于防弹衣表面，作用力将扩散至身体更广的范围，从而缓冲子弹对人体的伤害。3、纳米电池
日常充电电池中，锂离子从钴酸锂正极快速地穿过隔膜抵达碳负极，这种传统充电电池功率较低，很快就会耗完电，使用时还很容易着火或爆炸。
美国MIT的常业明教授采用新型纳米材料—磷酸铁锂代替正极，可以大幅改善充电电池的性能。目前，一些公司现已开始使用这种纳米电池应用于高功率电器和仪器，这种电池安装在雪佛莱电动汽车，该款汽车于2010年上市。4、金纳米微粒用于遗传基因测试
Verigene医疗系统采用金纳米微粒涂层