西安交通大学：纳米技术及其应用（PPT讲稿，主讲：王琪琨）

纳米技术及其应用 西安交大王琪琨 什么是纳米、纳米材料、纳米科学、纳 米技术? 纳米技术的应用 西安交通大学

西安交通大学 1 纳米技术及其应用 一、什么是纳米、纳米材料、纳米科学、纳 米技术？ 二、纳米技术的应用 西安交大 王琪琨

、什么是纳米、纳米材料? 1纳米是10亿分之1米。80年代材料科学界才以长度单位 为1—100nmn(纳米)范围来命名“纳米材料”。具体说纳米 材料是指长宽高(三维)至少有一个方向(一维)处于纳米 量级的材料 1、零维材料:纳米级质点或纳米微粒。 、一维材料:纳米丝、纳米线、纳米管 3、二维材料:纳米量级厚度的薄膜,与其多层膜, 4、块体纳米材料:基于上述低维材料所构成的致密或非致 密块体材料。 5、纳米复合材料:纳米材料分散于其它材料(有机与无机 )中构成的纳米复合材料,分散相为纳米尺度 西安交通大学

西安交通大学 2 一、什么是纳米、纳米材料？ 1纳米是10亿分之1 米。80年代材料科学界才以长度单位 为1—100nm（纳米）范围来命名“纳米材料”。具体说纳米 材料是指长宽高（三维）至少有一个方向（一维）处于纳米 量级的材料。 1、零维材料：纳米级质点或纳米微粒。 2、一维材料：纳米丝、纳米线、纳米管。 3、二维材料：纳米量级厚度的薄膜，与其多层膜， 4、块体纳米材料：基于上述低维材料所构成的致密或非致 密块体材料。 5、纳米复合材料：纳米材料分散于其它材料（有机与无机 ）中构成的纳米复合材料，分散相为纳米尺度

纳米科学 1、纳米物理 2、纳米化学 3、纳米机械学 4、纳米电子学 5、纳米生物学 6、纳米测量学 西安交通大学

西安交通大学 3 纳米科学 1、纳米物理 2、纳米化学 3、纳米机械学 4、纳米电子学 5、纳米生物学 6、纳米测量学

纳米技术 1、纳米材料的制备 2、纳米结构的组装技术 3、纳米器件、电路与系统的设计、制造 测试技术 4、纳米应用技术,生物、医疗、材料 能源、环境、国防、航空航天等。 西安交通大学

西安交通大学 4 纳米技术 – 1、纳米材料的制备 – 2、纳米结构的组装技术 – 3、纳米器件、电路与系统的设计、制造、 测试技术 – 4、纳米应用技术，生物、医疗、材料、 能源、环境、国防、航空航天等

纳米尺度的意义 1、值得注意的是从蛋白质、病毒到细胞,都是 在1—100nm尺度范围。纳米结构也是生命现 象的基本结构。 2、凝聚态物理学中早已明确的特征长度,电子 波长与平均自由程,激子的半径,匀畴粒子的 临界尺寸,铁磁性向顺磁性转化的尺寸 3、新的物理效应。量子尺寸效应,表面效应, 隧道效应 西安交通大学

西安交通大学 5 纳米尺度的意义 1、值得注意的是从蛋白质、病毒到细胞，都是 在1—100nm尺度范围。纳米结构也是生命现 象的基本结构。 2、凝聚态物理学中早已明确的特征长度，电子 波长与平均自由程，激子的半径，匀畴粒子的 临界尺寸，铁磁性向顺磁性转化的尺寸。 3、新的物理效应。量子尺寸效应，表面效应， 隧道效应

我国的水平 科学领先行列:论文统计第 北大刘忠范吴全德薛增泉 清华范守善 西交大 CNT-FED朱长纯 中科院固体研究所张立德 中科院物理所谢思深 中科院化学所江雷 国家领导人非常重视,大投入,我国领先 的领域、国家目标、国家安全、市场导引 西安交通大学

西安交通大学 6 我国的水平 科学领先行列：论文统计第三 – 、北大 刘忠范 吴全德 薛增泉 – 、清华 范守善 – 、西交大 CNT—FED 朱长纯 – 、中科院固体研究所 张立德 – 、中科院物理所 谢思深 – 、中科院化学所 江雷 – 、国家领导人非常重视，大投入，我国领先 的领域、国家目标、国家安全、市场导引

纳米材料及其应用 1、纳米技术—21世纪新产品诞生的源泉 2、受到各国关注的新科技 3、纳米二氧化钛在有机物废水处理中的应用 4、纳米陶瓷极具市场潜力 5、产品形成系列,应用前景看好 西安交通大学

西安交通大学 7 二、纳米材料及其应用 １、纳米技术——21世纪新产品诞生的源泉 ２、受到各国关注的新科技 ３、纳米二氧化钛在有机物废水处理中的应用 ４、纳米陶瓷极具市场潜力 ５、产品形成系列，应用前景看好

1、纳米技术 21世纪新产品诞生的源泉 A、神奇的介观世界 B、巨大的应用价值 C、产品创新的好思路 西安交通大学

西安交通大学 8 1、纳米技术—— 21世纪新产品诞生的源泉 A、神奇的介观世界 B、巨大的应用价值 C、产品创新的好思路

A、神奇的介观世界 尺寸效应 尺度下降使纳米体系包含的原子数大大降低, 宏观固体的准连续能带消失了,而表现为分裂 的能级,量子尺寸效应十分显著。 尺寸小,电子被局限在一个纳米空间,电子输 运受到限制,电子平均自由程缩短,电子的局 域性和相干性增强 纳米体系的光、热、电、磁等物理性质与常规 材料不同,出现许多新奇特性 西安交通大学

西安交通大学 9 A、神奇的介观世界 ——尺寸效应 尺度下降使纳米体系包含的原子数大大降低， 宏观固体的准连续能带消失了，而表现为分裂 的能级，量子尺寸效应十分显著。 尺寸小，电子被局限在一个纳米空间，电子输 运受到限制，电子平均自由程缩短，电子的局 域性和相干性增强。 纳米体系的光、热、电、磁等物理性质与常规 材料不同，出现许多新奇特性

A、神奇的介观世界 特性畸变 直到80年代,科学家才惊奇的发现,在宏 观与微观之间的纳米体系(介观)中,许多我 们认为理所应当的性质都完全变了模样。 西安交通大学

西安交通大学 10 A、神奇的介观世界 ——特性畸变 直到80年代，科学家才惊奇的发现，在宏 观与微观之间的纳米体系（介观）中，许多我 们认为理所应当的性质都完全变了模样