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納米材料的小尺寸效應(yīng)
物質(zhì)的尺度加工到1～100nm,它的物理性質(zhì)或者化學(xué)性能與較大尺度時(shí)相比，會(huì)發(fā)生變化，這些物質(zhì)組成的材料稱(chēng)為“納米材料”。
納米材料在聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等性能呈現(xiàn)出“新奇”的現(xiàn)象。隨著顆粒尺寸變小，在一定條件下會(huì)引起顆粒性質(zhì)改變。由此引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱(chēng)為“小尺寸效應(yīng)”。納米材料小尺寸效應(yīng)主要表現(xiàn)在如下方面：1．特殊光學(xué)性質(zhì)：所有金屬在納米狀態(tài)時(shí)都呈現(xiàn)黑色。尺寸越小顏色愈黑，銀白色的鉑變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。金屬超微顆粒對(duì)光的反射率很低，通常低于l%，約幾微米厚度就能完全消光。利用此特性可制造高效率光熱、光電轉(zhuǎn)換材料，以很高效率將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋㈦娔?。還可用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等。
2．特殊熱學(xué)性質(zhì)：通常晶體具有固定的熔點(diǎn)，當(dāng)晶體達(dá)到納米尺寸時(shí)卻截然不同。例如：金的熔點(diǎn)為1064℃，而直徑為10nm的金粉熔點(diǎn)降低到940℃，直徑為5nm的金粉熔點(diǎn)降低到830℃．此特性可應(yīng)用于粉末冶金工業(yè)。
3．特殊電學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)：納米材料的導(dǎo)電性有所改變。例如：銅顆粒達(dá)到納米尺寸就變得不能導(dǎo)電；通常絕緣的二氧化硅顆粒在20nm時(shí)卻開(kāi)始導(dǎo)電。此外，納米材料呈現(xiàn)出超順磁性，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細(xì)菌等生物體中都存在超微磁性顆粒，使這類(lèi)生物在地磁場(chǎng)導(dǎo)航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)。
4．特殊力學(xué)性質(zhì)：氟化鈣納米材料在室溫下可大幅度彎曲而不斷裂。研究表明，人的牙齒具有高強(qiáng)度，是因?yàn)樗闪姿徕}等納米材料構(gòu)成。納米金屬要比傳統(tǒng)金屬硬3～5倍。金屬陶瓷復(fù)合納米材料不但強(qiáng)度高且韌性好，制成的刀具比金剛石制品還要堅(jiān)硬。
納米材料小尺寸效應(yīng)還表現(xiàn)在超導(dǎo)電性，介電性能、聲學(xué)特性以及化學(xué)性能等方面。
納米技術(shù)目前已成功應(yīng)用于許多領(lǐng)域，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、
環(huán)保、醫(yī)療、國(guó)家安全等都有廣泛應(yīng)用，1993年中國(guó)科學(xué)
院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自行操縱原子寫(xiě)出的“中國(guó)”二字，標(biāo)志著
我國(guó)開(kāi)始在世界納米領(lǐng)域占有一席之地。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
 （1）銅顆粒達(dá)到納米尺寸就可以變成

絕緣體

絕緣體

。（選填：“導(dǎo)體”或“絕緣體”）
 （2）金屬陶瓷復(fù)合納米材料強(qiáng)度高且韌性好，請(qǐng)對(duì)此種材料提出一項(xiàng)可以應(yīng)用于人體的設(shè)想：

人造牙齒

人造牙齒

。
 （3）小東針對(duì)納米材料的“特殊光學(xué)性質(zhì)”，提出了一個(gè)問(wèn)題：金屬的顏色會(huì)變黑嗎？
請(qǐng)你判斷這是不是一個(gè)可以探究的科學(xué)問(wèn)題。答：

不是

不是

。
 （4）請(qǐng)你針對(duì)納米材料“特殊熱學(xué)性質(zhì)”，提出一個(gè)可以探究的科學(xué)問(wèn)題：

納米晶體的熔點(diǎn)與其直徑有關(guān)嗎

納米晶體的熔點(diǎn)與其直徑有關(guān)嗎

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