1、纳米材料是什么
纳米材料是指直径在纳米级别(一纳米等于十亿分之一米)范围内的材料。它不仅具有普通材料所具备的特性,还因其纳米尺度下独特的物理、化学、电学、光学性质而具有独特的性能。
纳米材料可分为单一纳米材料和复合纳米材料两类。单一纳米材料就是由一个纳米粒子构成的纳米材料,比如纳米金颗粒、纳米氧化铁颗粒等。与之相对的,复合纳米材料是由两种或两种以上的不同纳米材料组合在一起形成的,用于增强材料某些方面的特性,比如强度、导电性、耐腐蚀性等。
纳米材料的应用范围非常广泛,包括电子、光学、机械、医学、能源等领域。其中,电子领域应用最为广泛,如纳米晶体管、纳米存储器件、纳米传感器等。在光学领域,纳米材料可以用于制备高效率光伏电池、高亮度的LED等。
不仅如此,纳米材料在医学和生命科学领域的应用也越来越受到关注。纳米药物可以在细胞水平上治疗疾病,而纳米传感器可以用于生物医学成像和诊断,为医学手段的发展提供了有力支持。
然而,纳米材料也存在一些问题。一方面,由于其特殊的性能,纳米材料的环境影响和毒性问题需要认真考虑。另一方面,在纳米材料的生产、加工和运输中,也需要采取一系列措施以减少对环境和工作人员的影响。
总的来说,纳米材料是一种具有巨大潜力的先进材料,随着科技的不断发展,其应用前景和市场前景将会越来越广阔。
2、纳米材料是什么时候发明的
纳米材料,是指至少有一维尺度在1-100纳米范围内的材料。纳米材料具有许多优异的物理、化学、电学、光学等性质,成为当今科技领域的热点研究方向。那么,纳米材料是什么时候发明的呢?
纳米材料的概念早在1959年就被日本科学家谷中敦首次提出。但当时的技术还不足以用实验手段来制造和研究纳米材料。直到20世纪80年代末90年代初,随着扫描隧道显微镜和透射电镜等新型分析手段的发展,研究纳米材料的技术才逐渐成熟。
1991年,美国IBM实验室的科学家们通过使用扫描隧道显微镜,成功地以穿过单个原子的针尖控制铜离子的运动,制造出世界上第一个纳米级物体——铜线。
1998年,美国德州大学的科学家们首次成功地制造出碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)。碳纳米管是由一个或多个碳原子构成的圆柱形微观结构物,因其极其轻巧、坚韧、导电、热导等性质而备受关注。它们的发现开启了纳米材料时代,也被誉为21世纪最重要的发现之一。
此后,随着研究和制备技术的不断进步,各种新型纳米材料也纷纷问世,如金属纳米粒子、量子点、石墨烯,以及具有超高强度、超大比表面积、生物相容性等特性的纳米材料。这些新型纳米材料不仅在材料科学、物理学等领域研究中发挥着重要作用,同时也正在逐渐实现在生物医学、能源、环保等领域的应用。
综上,纳米材料的概念早在上世纪五六十年代就已经提出,但要到近30年后,随着先进技术的发展,纳米材料才成为了研究热点和材料科学领域的重要方向,成果众多,应用广泛。