納米微粒的化學特徵有哪些

㈠ 納米材料的化學特性。。。急！！！大家幫忙啊~

當物質尺寸度小到一定程度時，則必須改用量子力學取代傳統力學的觀點來描述它的行為，當粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時，其粒徑雖改變為1000倍，但換算成體積時則將有109倍之巨，所以二者行為上將產生明顯的差異。

當小顆粒進入納米級時，其本身和由它構成的納米固體主要有如下四個方面的效應。

1 體積效應（小尺寸效應）

當粒徑減小到一定值時，納米材料的許多物性都與顆粒尺寸有敏感的依賴關系，表現出奇異的小尺寸效應或量子尺寸效應。例如，對於粗晶狀態下難以發光的半導體Si、Ge等，當其粒徑減小到納米量級時會表現出明顯的可見光發光現象，並且隨著粒徑的進一步減小，發光強度逐漸增強，發光光譜逐漸藍移。又如，在納米磁性材料中，隨著晶粒尺寸的減小，樣品的磁有序狀態將發生本質的變化，粗晶狀態下為鐵磁性的材料，當顆粒尺寸小於某一臨界值時可以轉變為超順磁狀態，當金屬顆粒減小到納米量級時，電導率已降得非常低，這時原來的良導體實際上會轉變成絕緣體。這種現象稱為尺寸誘導的金屬--絕緣體轉變。

2 表面與界面效應

粒子的尺寸越小，表面積越大。納米材料中位於表面的原子占相當大的比例，隨著粒徑的減小，引起表面原子數迅速增加。如粒徑為10nm時，比表面積為90m2/g；粒徑為5nm時，比表面積為180m2/g；粒徑小到2nm時，比表面積猛增到450m2/g。這樣高的比表面，使處於表面的原子數越來越多，使其表面能、表面結合能迅速增加致使它表現出很高的粒子化學性。利用納米材料的這一特性可製得具有高的催化活性和產物選擇性的催化劑。

納米材料的許多物性主要是由表（界）面決定的。例如，納米材料具有非常高的擴散系數。如納米固體Cu中的自擴散系數比晶格擴散系數高14～20個數量級，也比傳統的雙晶晶界中的擴散系數高2～4個數量級。這樣高的擴散系數主要應歸因於納米材料中存在的大量界面。從結構上來說，納米晶界的原子密度很低，大量的界面為原子擴散提供了高密度的短程快擴散。普通陶瓷只有在1000℃以上，應變速率小於10-4/s時才能表現出塑性，而許多納米陶瓷在室溫下就可以發生塑性變形。

3 量子尺寸效應

量子尺寸效應在微電子學和光電子學中一直佔有顯赫的地位。粒子的尺寸降到一定值時，費米能級附近的電子能級由准連續能級變為分立能級，吸收光譜閾值向短波方向移動。這種現象稱為量子尺寸效應。1993年，美國貝爾實驗室在硒化鎘中發現，隨著粒子尺寸的減小，發光的顏色從紅色變成綠色進而變成藍色，有人把這種發光帶或吸收帶由長波長移向短波長的現象稱為"藍移"。1963年日本科學家久保（Kubo）給量子尺寸效應下了如下定義；當粒子尺寸下降到最低值時，費米能級附近的電子能級由准連續變為離散能級現象。

4 宏觀量子隧道效應

微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。用此概念可定性地解釋超細鎳微粒在低溫下繼續保持超順磁性。科學工作者通過實驗證實了在低溫下確實存在磁的宏觀量子隧道效應。這一效應與量子尺寸效應一起，確定了微電子器件進一步微型化的極限，也限定了採用磁帶磁碟進行信息儲存的最短時間。

由於納米粒子有極高的表面能和擴散率，粒子間能充分接近，從而范德華力得以充分發揮，使納米粒子之間、納米粒子與其它粒子之間的相互作用異常強烈。從而使納米材料具有一系列的特殊的光、電、熱、力學性能和吸附、催化、燒結等性能。

㈡ 納米仿生材料具有哪些性質

納米材料具有特殊的光學性質，催化性質，光催化性質，光電化學性質，化學反應性質，化學反應動力學性質和特殊的物理機械性質。由於納米材料晶粒極小，表面積特大，在晶粒表面無序排列的原子分數遠遠大於晶態材料表面原子所佔的百分數，導致了納米材料具有傳統固體所不具備的許多特殊。

納米仿生材料

由於納米材料是由相當於分子尺寸甚至是原子尺寸的微小單元組成，也正因為這樣，納米材料具有了一些區別於相同化學元素形成的其他物質材料特殊的物理或是化學特性例如，其力學特性，電學特性，磁學特性，熱學特性等，這些特性在當前飛速發展的各個科技領域內得到了應用。納米微粒尺寸小，表面能高，位於表面原子占相當大的比例。

隨著粒徑減小，表面原子數迅速增加。這是由於粒徑小，表面積急劇變大所致。由於表面原子數增多，原子配位不足及高的表面能，使這些表面原子具有高的活性，極不穩定，很容易與其它原子結合。納米材料的表面效應是指納米粒子的表面原子數與總原子數之比隨粒徑的變小而急劇增大後所引起的性質上的變化。隨著粒徑變小，表面原子所佔百分數將會顯著增加。