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插图 苏盼盼 |
纳米(nm)和米(m)、分米(dm)、厘米(cm)等单位一样,是一种长度单位,1nm=10-9m,相当于45个原子排列起来的长度。纳米级别结构的材料简称纳米材料,指的是三维空间尺度至少有一维小于100nm,介于1~100nm之间的材料,不仅肉眼看不到,就是普通的光学显微镜也无法观察到。过去,人们只关注原子、分子等物质,现如今,信息、生物、能源、环境等领域高速发展,对材料提出了新的需求,也使得纳米材料开始活跃在人们视野中。
随着科技的发展,手机、电脑等越来越薄,因此,尺寸微小的纳米材料在轻量化潮流下大有用处,它能够满足人们对材料方便、小型化、高集成等方面的需求。当材料的尺寸由微米降至纳米级别时,其粒径会改变上千倍,体积也将变化109倍,这一变化将导致材料的声、光、电、磁、热性能呈现出新的特性。其次,纳米材料相对于大块物质来说,就像一堆沙粒相对于一整块岩石,前者拥有较大的比表面积,也因此具有优秀的性能。例如在化学反应中催化剂被制成纳米材料后,由于比表面积增大,能够像堆叠的沙粒那样提供更多的反应接触面积,以此提高反应的效率。
目前,纳米材料在医学、能源、科技、材料加工工程等方面都有广泛的应用。未来,还有广阔的空间等待探索。