第2讲纳米化学 299· 学自身的发展提供了新的机遇。纳米化学就是在这样的背景下,作为化学的 个新的分支诞生的。作为发展中的新学科,现阶段还很难给纳米化学下 个严格的定义,考虑到物质特性发生显著变化的尺寸基本是在100nm以下 我们不妨说,纳米化学是研究原子以上,100mm以下的纳米世界中的各种化 学问题的科学 2.纳來效庋 纳米固体中的原子排列既不同于长程有序的晶体,也不同于长程无序、 短程有序的“气体状”(gas-like)固体结构,是一种介于固体和分子间的亚稳中 间态物质。因此,一些研究人员把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第 三态晶体材料”。正是由于纳米材料这种特殊的结构,使之产生四大效应, 从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能,表现出独特的光、电、磁和 化学特 1小尺寸效应 庄子曾经说过:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。用现代科学语言 来说,或许可以理解为物质的无限可分性。即是说局部具有和整体相同的性 质。然而,实际上,当对这个“棰”不断分割到达一定程度时,其性质将会 发生根本性的变化。例如,假如这个“棰”是由铜制成的,当把它截成10nm 以下时,就会失去金属光泽,变成黑糊糊的东西。如果对它进行加热,可以 发现它在远低于铜的熔点时就会熔化。测量一下硬度、导电性等诸多理化性 质,就会发现它已经完全不同于原来的“铜棰”了。实际上,这是纳米尺度 的物质所具有的共同性质。 当金属或非金属被制备成小于一定尺度的粉末时,其物理性质就发生了 根本的变化,具有高强度、高韧性、高比热、高导电率、高扩散率及对电磁 波具有强吸收性等性质第 2 讲 纳米化学 ·299· 学自身的发展提供了新的机遇。纳米化学就是在这样的背景下，作为化学的 一个新的分支诞生的。作为发展中的新学科，现阶段还很难给纳米化学下一 个严格的定义，考虑到物质特性发生显著变化的尺寸基本是在 100nm 以下， 我们不妨说，纳米化学是研究原子以上，100nm 以下的纳米世界中的各种化 学问题的科学。 2. 纳米效应 纳米固体中的原子排列既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、 短程有序的“气体状”(gas-like)固体结构，是一种介于固体和分子间的亚稳中 间态物质。因此，一些研究人员把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第 三态晶体材料”。正是由于纳米材料这种特殊的结构，使之产生四大效应， 从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能，表现出独特的光、电、磁和 化学特性。 2.1 小尺寸效应 庄子曾经说过：“一尺之棰，日取其半，万世不竭”。用现代科学语言 来说，或许可以理解为物质的无限可分性。即是说局部具有和整体相同的性 质。然而，实际上，当对这个“棰”不断分割到达一定程度时，其性质将会 发生根本性的变化。例如，假如这个“棰”是由铜制成的，当把它截成 10nm 以下时，就会失去金属光泽，变成黑糊糊的东西。如果对它进行加热，可以 发现它在远低于铜的熔点时就会熔化。测量一下硬度、导电性等诸多理化性 质，就会发现它已经完全不同于原来的“铜棰”了。实际上，这是纳米尺度 的物质所具有的共同性质。 当金属或非金属被制备成小于一定尺度的粉末时，其物理性质就发生了 根本的变化，具有高强度、高韧性、高比热、高导电率、高扩散率及对电磁 波具有强吸收性等性质