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1、第四节第四节 新材料及其应用新材料及其应用纳米材料你知道什么是纳米吗？纳米（nm)是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，比如，人的头发丝的直径一般为70008000nm，人体红细胞的直径一般为30005000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。它是在
2、0.10至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上，产生了神奇的效果会自洁的纳米领带高科技-纳米织物整理技术（环保无毒）领带具有：防水防污、除菌防霉、防辐射防静电等效果，可保持领带永洁常新。纳米能量口罩具有杀菌、除臭、高度阻隔飞沫、透气、抗紫外线、消炎消肿、活血镇痛等功效纳米陶瓷杯用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性。纳米陶瓷杯还具有保健作用“绿色”能源能源危机让人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源。新材料在这方面扮演了重要的角色。比如传统的电池污染环境，还不能重复使用。用锂作电极制造出的锂离子电池，体积
3、小、质量轻、能够多次充电，对环境污染小。已经被广泛地用于移动通信、小型摄像机等设备上人造地球卫星上天，卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备，需要足够的持续不断的电能，而且要求重量轻，寿命长，使用方便，能承受各种冲击、振动的影响。利用多晶硅和非晶硅材料做成的太阳能电池完全满足这些要求当前，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化；小功率小面积的太阳能电池在一些国家已大批量生产，并得到广泛应用；同时人们正在开发光电转换率高、成本低的太阳能电池；可以预见，太阳能电池很有可能成为替代煤和石油的重要能源之一，在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置。利用光电池制作自动旋转的小风扇记忆合金 19 19世纪
4、世纪7070年代，世界材料科学中出现了一种具有年代，世界材料科学中出现了一种具有“记忆记忆”形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条，它形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条，它极易被弯曲，我们把它放进盛着热水的玻璃缸内，金属条向极易被弯曲，我们把它放进盛着热水的玻璃缸内，金属条向前冲去；将它放入冷水里，金属条则恢复了原状。在盛着凉前冲去；将它放入冷水里，金属条则恢复了原状。在盛着凉水的玻璃缸里，拉长一个弹簧，把弹簧放入热水中时，弹簧水的玻璃缸里，拉长一个弹簧，把弹簧放入热水中时，弹簧又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状，而在热水中，又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状，
5、而在热水中，则会收缩，弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩，收缩再拉开。则会收缩，弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩，收缩再拉开。这些都由一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有这些都由一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。这种材料就叫新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。这种材料就叫做记忆合金（做记忆合金（memorymetalmemorymetal）。它主要是镍钛合金材料。）。它主要是镍钛合金材料。有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲，冷却后保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状。这种合金叫做形状记忆合金。我们来看一些用形状记忆合金做成的神奇的物体镍钛记忆合金受热后恢复原来形状镍钛记忆合金“花瓣”在相应的温度下慢慢绽放用记忆合金材料制作的的花在摄氏65度以上便能自动开放，可用于各种自动调节和控制装置。小结1、多种多样的高科技材料，为我们的生活提供了方便2、纳米材料是现代材料中提得最多的。其用途也非常 广泛。3、记忆合金凭其自身的特点，正发挥着越来越重要的作用