PPT4 2.4.1纳米材料的定义 0.1nm nm 100nm μm 微观 团簇 纳米 介观 宏观 microscop花 cluster -mesoscopic macroseopic 材料的性质并不是直接决定于原子和分子，在物质的宏观固体和微观原子分子之间还存 在着一些介观的层次，这些层次对材料的物性起着决定性的作用。 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成 的材料。如果按维数，纳米材料的基本单元可以分为三类： (1)在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米颗粒、原子团簇等（零维） (2)在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等（一维） (3)在三维空间中有一维在纳米尺度，如纳米薄膜、纳米涂层等（二维） PPT5-PPT8 纳米材料三种实例图片：1、一维的纳米粒子：2、二维的纳米固体，包括薄膜和涂层、 管、线：3、三维的纳米体材，包括介孔材料。（注：三维纳米材料是指由零维，一维和二维 材料为基本单元构成的块体材料，其空间尺度均不在纳米尺度)。 PPT9 纳 米 材 料 四 大 效 应 https://mp.weixin.qq.com/s?_biz=MzA4NDk3ODEwNQ==&mid=209008403&idx=1 &sn=f28ecdef2ec6a614ee8e7eef288a2f9a&scene=21 表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应 PPT10 (1)表面效应指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而大幅度的增 加，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子物理、化学性质的变化。 PPT11 比表面积的增加 比表面积常用总表面积与质量或总体积的比值表示。分为：质量比表面积、体积比表面积。 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面 积/体积)与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大。 PPT12 如：把边长为1c的立方体逐渐分割成小的立方体，总表面积将明显增加。 边长 立方体数 每面面积 总表面积 1cm 1 1cm2 6cm2 105cm(100nm) 1015 1010cm2 6×105cm2 106cm(10nm) 1018 1012cm2 6×105cm2 10-7cm(1nm) 1021 1014cm2 6×107cm2PPT4 2.4.1 纳米材料的定义 材料的性质并不是直接决定于原子和分子，在物质的宏观固体和微观原子分子之间还存 在着一些介观的层次，这些层次对材料的物性起着决定性的作用。 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成 的材料。如果按维数，纳米材料的基本单元可以分为三类: （1）在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米颗粒、原子团簇等（零维） （2）在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等（一维） （3）在三维空间中有一维在纳米尺度，如纳米薄膜、纳米涂层等（二维） PPT5- PPT8 纳米材料三种实例图片：1、一维的纳米粒子；2、二维的纳米固体，包括薄膜和涂层、 管、线；3、三维的纳米体材，包括介孔材料。（注：三维纳米材料是指由零维,一维和二维 材料为基本单元构成的块体材料,其空间尺度均不在纳米尺度）。 PPT9 纳 米 材 料 四 大 效 应 https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDk3ODEwNQ==&mid=209008403&idx=1 &sn=f28ecdef2ec6a614ee8e7eef288a2f9a&scene=21 表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应 PPT10 （1）表面效应指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而大幅度的增 加，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子物理、化学性质的变化。 PPT11 比表面积的增加 比表面积常用总表面积与质量或总体积的比值表示。分为：质量比表面积、体积比表面积。 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面 积／体积）与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大。 PPT12 如：把边长为 1cm 的立方体逐渐分割成小的立方体，总表面积将明显增加。 边长 立方体数 每面面积 总表面积 1 cm 1 1 cm2 6 cm2 10 -5 cm (100 nm) 10 15 10 -10 cm2 6×10 5cm2 10 -6 cm (10 nm) 10 18 10 -12 cm2 6×10 6cm2 10 -7 cm (1 nm) 10 21 10 -14 cm2 6×10 7cm2