Propriétés des nanomatériaux

NanomatériauxReportez-vous à des matières ultrafines avec une taille de grain de niveau de nanomètre (1 m). Leurs tailles sont entre molécules, atomes et matériaux en vrac. Ils se réfèrent généralement à de minuscules poudres solides dans la plage de 1 ~ 100nm. Le nanomatériau est une sorte de troisième type de matériau solide différent de l'état cristallin et amorphe. Il est défini par la taille des unités structurelles de nanomatériau: grains, non-grains, particules ultrafines séparées, etc. À l'heure actuelle, l'Internationale aura lieu dans la portée des particules ultra-fines loonm et de leurs agrégats compacts, ainsi que En tant que matériaux composés de nanocristaux, appelés collectivement appelés nanomatériaux, y compris les matériaux métalliques, non métalliques, organiques, inorganiques et biologiques.

Propriétés des nanomatériaux

1. Effet de surface. L'effet de surface des nanomatériaux fait référence à la variation des propriétés causées par la forte augmentation du rapport du nombre de surface atomique au nombre total atomique des nanoparticules avec la diminution de la taille des particules. La surface d'une particule sphérique est proportionnelle au carré de son diamètre et son volume est proportionnel au carré de son diamètre, de sorte que sa surface spécifique (surface / volume) est inversement proportionnelle à son diamètre. Lorsque le diamètre des particules diminue, la surface spécifique augmentera de manière significative. Par exemple, lorsque la taille des particules est de 10 nm, la surface spécifique est de 90m2g-1; Lorsque la taille des particules était de 5 nm, la surface spécifique était de 180m2g-1. La surface spécifique a augmenté jusqu'à 450m2G-1 lorsque la taille des particules a diminué à 2 nm. Lorsque le diamètre des particules diminue à l'échelle nanomètre, non seulement le nombre d'atomes de surface augmente rapidement, mais également la surface et l'énergie de surface des nanoparticules augmentent rapidement.

2. Effet de taille. Le changement de propriétés physiques macroscopiques causés par la diminution de la taille des particules est appelé effet de petite taille. Pour les particules ultrafines, la taille diminue et la surface spécifique augmente considérablement, ce qui entraîne des propriétés optiques spéciales, des propriétés thermiques, des propriétés magnétiques et des propriétés mécaniques. L'effet de petite taille des particules ultrafines est également représenté dans la supraconductivité, les propriétés diélectriques, les propriétés acoustiques et les propriétés chimiques.

3. Effet de volume. En raison de la petite taille des nanoparticules, le nombre d'atomes contenus est très petit. Par conséquent, de nombreux phénomènes, tels que l'adsorption, la catalyse, la diffusion, le frittage et d'autres propriétés physiques et chimiques liés à l'état d'interface, seront nettement différents des propriétés des matériaux traditionnels à grande particule et ne peuvent être expliqués par les propriétés des matériaux massifs, qui ont généralement des atomes infinis. Ce phénomène spécial est généralement appelé effet de volume.

4. Effet de taille quantique. Cet effet fait référence au niveau d'énergie électronique à proximité des changements de niveau de Fermi à partir du niveau d'énergie quasi continu au niveau d'énergie discrète lorsque la taille des particules tombe à une certaine valeur. La fluctuation des électrons dans des niveaux d'énergie quantifiés discrets dans les nanomatériaux donne des nanomatériaux une série de propriétés spéciales, telles que la catalyse spécifique, une oxydation forte et une réduction.

5. Tunneling quantique. La capacité des particules microscopiques à pénétrer une barrière est appelée tunneling. L'aimantation des nanoparticules a également un effet de tunneling, qui peut changer à travers la barrière du système macroscopique, appelé effet de tunneling quantique macroscopique des nanoparticules. Ses recherches ont une grande importance pour la recherche fondamentale et l'application pratique, telles que des polymères conducteurs et magnétiques et des polymères absorbant les micro-ondes.