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纳米前言、概念.ppt

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1,纳米材料 化学 (Nanoscale Materials in Chemistry),主讲人:左胜利电 话:644423562009年9月,2,课程简介,纳米技术、纳米材料是20世纪80年代刚刚崛起的新技术和新材料。 本课程主要向学生介绍纳米材料和技术的基本概念和内涵,纳米粒子的基本理论,以及纳米粒子的物理、化学性质(包括微观结构特性,催化性能等),纳米材料的制备方法和表征测试方法,结构与性能的关系及应用前景。 通过本课程的学习,使学生对当前科学发展的前沿学科有初步的了解,为将来的研究工作打下良好的理论基础。,3,参考教材:,1 张立德,牟季美。纳米材料学,辽宁科学技术出版社,沈阳,1994 2 张志琨,崔作林。纳米技术与纳米材料,国防工业出版社,北京,2000 3 张立德。纳米材料,化学工业出版社,北京,2000 4张立德,牟季美。纳米材料和纳米结构,科学出版社,北京,2001 5 尹邦跃。纳米时代-现实与梦想,中国轻工业出版社,北京,20016 张立德。超微粉体制备与应用技术,中国石化出版社,北京,2001,4,科技期刊,国内:各类综合与专业性期刊(物理、化学、材料、工程等),但没有单独发行的纳米专业期刊。 国外:各类期刊均刊载。 纳米专业期刊:①Nanostructured Materials(Elsevier, 美国) →Scripta Materilla; ②Journal of Nanoparticle Research(Kluwer,荷兰); ③Nano Letters(ACS, 美国),5,纳米技术网址:,National Nanotechnology Initiative (http://www.nano.gov) Stanford Nanofabrication Facility (http://www-snf.stanford.edu ) Cornell Nanofabrication Facility (http://www.cnf.cornell.edu) 中国科学院纳米中心 (http://www.nanocas.ac.cn),6,内容与安排:,序言 第一章 纳米材料的基本概念 第二章 纳米微粒的基本理论 第三章 纳米材料的结构与物理特性 第四章 纳米材料的化学性能 第五章 纳米材料的制备 第六章 纳米微粒的结构和性能测试方法 第七章 纳米材料的应用,7,纳米概念的引出,研究对象的分类: 宏观(Macro-): >10-5m, 肉眼可见上至无限 介观(Meso-): 10-10~10-6m, 出现量子相干现象, 包括团簇、纳米和亚微米体系。 纳米体系(Nano-): 10-9~10-7m(1 ~100nm) 微观(Micro-): <10-10m, 原子分子下至无限,8,化学、纳米粒子和凝聚态物理的研究尺度,9,纳米的大小,milli-(10-3), micro-(10-6), nano-(10-9), pico-(10-12) … 纳米(nanometer),原称“毫微米”,用nm表示。1nm=10-9m 氢原子直径为0.08nm,非金属原子直径 0.1-0.2nm,金属原子直径 0.3-0.4nm。 团簇(cluster):﹤1nm,C60(足球烯)=0.7nm。 病毒(﹥80nm),细菌(200-600nm),红血球(200-300nm)。,10,纳米的大小,,11,纳米晶与细菌、病毒和分子大小的比较,12,纳米科学技术(Nano-ST),基本内涵:在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作原子、分子创造新物质。 主要内容:①纳米物理学;②纳米化学;③纳米材料学;④纳米生物学;⑤纳米电子学;⑥纳米加工学;⑦纳米力学。,13,纳米科技的发展概述-1,诞生于20世纪80年代末期 1954年,理查德·费曼提出操纵原子的梦想 1962年,久保提出量子限域理论 1974年,坦尼盖茨最早使用Nanotechnology 1980年,STM和AFM的对纳米微粒的研究有重大意义 1984年,德国萨尔大学Gleiter,纳米金属粉末 1985年,Kroto,用甲苯制得了C60 1988年,Fe/Cr多层膜中,巨磁阻效应 1990年,美国贝尔实验室,跳蚤大小的纳米机器人 同年7月,第一届国际纳米科学技术会议,14,纳米科技的发展概述-2,1990年,在镍表面用36个氙原子排列出“IBM”字样 1991年,日本Iijima发现纳米碳管 1993年,中科院北京真空物理所操纵原子写出“中国”字样 1994年,美国研制“麻雀”卫星,“蚊子”导弹,“苍蝇”飞机,“蚂蚁”士兵等纳米技术 1996年,我国实现碳纳米管大量定向生长 1998年,纳米金刚石,“稻草变黄金” 2000年,纳米铜-超塑性,纳米碳管
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