什麼是納米材料 納米材料的特點用途介紹

什麼是納米材料您知道嗎？現在科技發展飛速，納米材料已經走進了我們千家萬戶，在我的生活中處處都有納米材料的應用。今天我們就聊聊納米材料的用途有哪些？

什麼是納米材料

納米（nm）和米、微米等單位一樣，是一種長度單位，一納米等於十的負九次方米，約比化學鍵長大一個數量級。納米科技是研究由尺寸在0。1至100納米之間的物質組成的體系的運動規律和相互作用以及可能的實際應用中的技術問題的科學技術。可衍生出納米電子學、機械學、生物學、材料學加工學等。

納米材料是指三維空間尺度至少有一維處於納米量級（1－100nm）的材料，它是由尺寸介於原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。由於其組成單元的尺度小，介面佔用相當大的成分。因此，納米材料具有多種特點，這就導致由納米微粒構成的體系出現了不同於通常的大塊宏觀材料體系的許多特殊性質。納米體系使人們認識自然又進入一個新的層次，它是聯繫原子、分子和宏觀體系的中間環節，是人們過去從未探索過的新領域，實際上由納米粒子組成的材料向宏觀體系演變過程中，在結構上有序度的變化，在狀態上的非平衡性質，使體系的性質產生很大的差別，對納米材料的研究將使人們從微觀到宏觀的過渡有更深入的認識。

納米材料的特點

當粒子的尺寸減小到納米量級，將導致聲、光、電、磁、熱性能呈現新的特性。比方說：被廣泛研究的II－VI族半導體硫化鎘，其吸收帶邊界和發光光譜的峰的位置會隨著晶粒尺寸減小而顯著藍移。按照這一原理，可以通過控制晶粒尺寸來得到不同能隙的硫化鎘，這將大大豐富材料的研究內容和可望得到新的用途。我們知道物質的種類是有限的，微米和納米的硫化鎘都是由硫和鎘元素組成的，但通過控制製備條件，可以得到帶隙和發光性質不同的材料。也就是說，通過納米技術得到了全新的材料。納米顆粒往往具有很大的比表面積，每克這種固體的比表面積能達到幾百甚至上千平方米，這使得它們可作為高活性的吸附劑和催化劑，在氫氣貯存、有機合成和環境保護等領域有著重要的應用前景。對納米體材料，我們可以用“更輕、更高、更強”這六個字來概括。“更輕”是指借助于納米材料和技術，我們可以製備體積更小性能不變甚至更好的器件，減小器件的體積，使其更輕盈。第一台電腦需要三間房子來存放，正是借助與微米級的半導體製造技術，才實現了其小型化，並普及了電腦。無論從能量和資源利用來看，這種“小型化”的效益都是十分驚人的。“更高”是指納米材料可望有著更高的光、電、磁、熱性能。“更強”是指納米材料有著更強的力學性能（如強度和韌性等），對納米陶瓷來說，納米化可望解決陶瓷的脆性問題，並可能表現出與金屬等材料類似的塑性。

根據上述原理和特性，納米材料大致有如下用途：

1. 納米結構材料：

包括純金屬、合金、複合材料和結構陶瓷，具有十分優異的機械、力學及熱力性能。可使構件重量大大減輕。

2. 納米催化、敏感、儲氫材料：

用於製造高效的異質催化劑、氣體敏感器及氣體捕獲劑，用於汽車尾氣淨化、石油化工、新型潔淨能源等領域。

3. 納米光學材料：

用於製作多種具有獨特性能的光電子器件。如量子阱GaN型藍光二極體、量子點雷射器、單電子電晶體等。

4. 納米結構的巨磁電阻材料：

磁場導致物體電阻率改變的現象稱為磁電阻效應，對於一般金屬其效應常可忽略。但是某些納米薄膜具有巨磁電阻效應。在巨磁電阻效應發現後的第6年，1994年IBM公司研製成巨磁電阻效應的讀出磁頭，將磁片記錄密度一下子提高了17倍。這種材料還可以製作測量位移、角度的感測器，廣泛應用於數控機床、汽車測速、非接觸開關、旋轉編碼器中。

5. 納米微晶軟磁材料

用於製作功率變壓器、脈衝變壓器、扼流圈、互感器等。

6. 納米微晶稀土永磁材料

將晶粒做成納米級，可使釹鐵硼等稀土永磁材料的磁能積進一步提高，並有希望製成兼備高飽和磁化強度、高矯頑力的新型永磁材料（通過軟磁相與永磁相在納米尺度的複合）。

看了以上的介紹，相信您對這個納米材料的作用和前景已經有所瞭解了。希望本文能為您的生活帶來幫助。