張建春
(一)納米材料 納米粒子是指顆粒尺寸為納米級的超細微粒。它的尺寸大于原子簇小于通常的微粒，在l～l00nm之間。 納米材料又稱為納米結構材料，是指顆粒尺寸在1-l00nm之間的粒子凝聚而成的塊體、薄膜、多層膜和纖維。納米結構材料是把許多的缺陷如晶界引人原來的完整晶體，使得坐落在這些缺陷的核心區的原子的體積分數變得可與坐落其余晶體中的原子的體積分數相比擬，從而產生的一種新型固體。 由于納米粒子電子能級的不連續性、量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應的作用，納米粒子具有許多特殊的性能。 納米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相當大的比例。隨著粒徑減小，表面原子數迅速增加。這是由于粒徑小，表面積急劇變大所致。例如，粒徑為I0nm時，比表面積為180m2/g，粒徑下降2nm,比表面積猛增到450m2/g。這樣高的比表面積，使處于表面的原子數越來越多，同時表面能迅速增加。 納米粒子的一個最重要的標志是尺寸與物理的特征量相差不多，例如，當納米粒子的粒徑與超導相千波長、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長相當時，小顆粒的量子尺寸效應十分顯著。與此同時，大的比表面積使處于表面態的原子、電子與處于小顆粒內部的原子、電子的行為有很大的差別，這種表面效應和量子尺寸效應對納米微粒的光學特性有很大的影響，甚至使納米微粒具有同質的大塊物體所不具備的新的光學特性。主要表現在以下幾個方面。 一是寬頻帶強吸收。大塊金屬具有不同顏色的光澤，這表明它們對可見光范圍各種顏色(波長)的反射和吸收能力不同。當尺寸減小到納米量級時各種金屬納米微粒幾乎都呈黑色，它們對可見光的反射率極低，例如，鉑納米粒子的反射率為1%，金納米子的反射率小于10%。這種對可見光低反射率、強吸收率導粒子變黑。 納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對紅外有一個寬頻帶強吸收譜。這是因為納米粒子大的比表面積導致了平均配位數下降，不飽和鍵
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