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貴金屬納米粒子有哪些

發布時間:2021-06-10 03:01:35

黃金納米顆粒是什麼顏色

納米材料具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,如原本導電的銅到某一納米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時開始導電。這是由於納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所佔比例大等特點,以及其特有的三大效應:表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。

表面效應

球形顆粒的表面積與直徑的平方成正比,其體積與直徑的立方成正比,故其比表面積(表面積/體積)與直徑成反比。隨著顆粒直徑變小,比表面積將會顯著增大,說明表面原子所佔的百分數將會顯著地增加。對直徑大於 0.1微米的顆粒表面效應可忽略不計,當尺寸小於 0.1微米時,其表面原子百分數激劇增長,甚至1克超微顆粒表面積的總和可高達100米2,這時的表面效應將不容忽略。

超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的,若用高倍率電子顯微鏡對金超微顆粒(直徑為 2*10-3微米)進行電視攝像,實時觀察發現這些顆粒沒有固定的形態,隨著時間的變化會自動形成各種形狀(如立方八面體,十面體,二十面體多李晶等),它既不同於一般固體,又不同於液體,是一種准固體。在電子顯微鏡的電子束照射下,表面原子彷彿進入了「沸騰」狀態,尺寸大於10納米後才看不到這種顆粒結構的不穩定性,這時微顆粒具有穩定的結構狀態。

超微顆粒的表面具有很高的活性,在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃,可採用表麵包覆或有意識地控制氧化速率,使其緩慢氧化生成一層極薄而緻密的氧化層,確保表面穩定化。利用表面活性,金屬超微顆粒可望成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點材料。
小尺寸效應

隨著顆粒尺寸的量變,在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由於顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言,尺寸變小,同時其比表面積亦顯著增加,從而產生如下一系列新奇的性質。

(1)特殊的光學性質
當黃金被細分到小於光波波長的尺寸時,即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上,所有的金屬在超微顆粒狀態都呈現為黑色。尺寸越小,顏色愈黑,銀白色的鉑(白金)變成鉑黑,金屬鉻變成鉻黑。由此可見,金屬超微顆粒對光的反射率很低,通常可低於l%,大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性可以作為高效率的光熱、光電等轉換材料,可以高效率地將太陽能轉變為熱能、電能。此外又有可能應用於紅外敏感元件、紅外隱身技術等。

(2)特殊的熱學性質
固態物質在其形態為大尺寸時,其熔點是固定的,超細微化後卻發現其熔點將顯著降低,當顆粒小於10納米量級時尤為顯著。例如,金的常規熔點為1064C℃,當顆粒尺寸減小到10納米尺寸時,則降低27℃,2納米尺寸時的熔點僅為327℃左右;銀的常規熔點為670℃,而超微銀顆粒的熔點可低於100℃。因此,超細銀粉製成的導電漿料可以進行低溫燒結,此時元件的基片不必採用耐高溫的陶瓷材料,甚至可用塑料。採用超細銀粉漿料,可使膜厚均勻,覆蓋面積大,既省料又具高質量。日本川崎制鐵公司採用0.1~1微米的銅、鎳超微顆粒製成導電漿料可代替鈀與銀等貴金屬。超微顆粒熔點下降的性質對粉末冶金工業具有一定的吸引力。例如,在鎢顆粒中附加0.1%~0.5%重量比的超微鎳顆粒後,可使燒結溫度從3000℃降低到1200~1300℃,以致可在較低的溫度下燒製成大功率半導體管的基片。

(3)特殊的磁學性質
人們發現鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細菌等生物體中存在超微的磁性顆粒,使這類生物在地磁場導航下能辨別方向,具有回歸的本領。磁性超微顆粒實質上是一個生物磁羅盤,生活在水中的趨磁細菌依靠它游向營養豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明,在趨磁細菌體內通常含有直徑約為 2′10-2微米的磁性氧化物顆粒。小尺寸的超微顆粒磁性與大塊材料顯著的不同,大塊的純鐵矯頑力約為 80安/米,而當顆粒尺寸減小到 2′10-2微米以下時,其矯頑力可增加1千倍,若進一步減小其尺寸,大約小於 6′10-3微米時,其矯頑力反而降低到零,呈現出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性,已作成高貯存密度的磁記錄磁粉,大量應用於磁帶、磁碟、磁卡以及磁性鑰匙等。利用超順磁性,人們已將磁性超微顆粒製成用途廣泛的磁性液體。

(4)特殊的力學性質
陶瓷材料在通常情況下呈脆性,然而由納米超微顆粒壓製成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。因為納米材料具有大的界面,界面的原子排列是相當混亂的,原子在外力變形的條件下很容易遷移,因此表現出甚佳的韌性與一定的延展性,使陶瓷材料具有新奇的力學性質。美國學者報道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明,人的牙齒之所以具有很高的強度,是因為它是由磷酸鈣等納米材料構成的。呈納米晶粒的金屬要比傳統的粗晶粒金屬硬3~5倍。至於金屬一陶瓷等復合納米材料則可在更大的范圍內改變材料的力學性質,其應用前景十分寬廣。
超微顆粒的小尺寸效應還表現在超導電性、介電性能、聲學特性以及化學性能等方面。
宏觀量子隧道效應

各種元素的原子具有特定的光譜線,如鈉原子具有黃色的光譜線。原子模型與量子力學已用能級的概念進行了合理的解釋,由無數的原子構成固體時,單獨原子的能級就並合成能帶,由於電子數目很多,能帶中能級的間距很小,因此可以看作是連續的,從能帶理論出發成功地解釋了大塊金屬、半導體、絕緣體之間的聯系與區別,對介於原子、分子與大塊固體之間的超微顆粒而言,大塊材料中連續的能帶將分裂為分立的能級;能級間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。當熱能、電場能或者磁場能比平均的能級間距還小時,就會呈現一系列與宏觀物體截然不同的反常特性,稱之為量子尺寸效應。例如,導電的金屬在超微顆粒時可以變成絕緣體,磁矩的大小和顆粒中電子是奇數還是偶數有關,比熱亦會反常變化,光譜線會產生向短波長方向的移動,這就是量子尺寸效應的宏觀表現。因此,對超微顆粒在低溫條件下必須考慮量子效應,原有宏觀規律已不再成立。

電子具有粒子性又具有波動性,因此存在隧道效應。近年來,人們發現一些宏觀物理量,如微顆粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應,稱之為宏觀的量子隧道效應。量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應將會是未來微電子、光電子器件的基礎,或者它確立了現存微電子器件進一步微型化的極限,當微電子器件進一步微型化時必須要考慮上述的量子效應。例如,在製造半導體集成電路時,當電路的尺寸接近電子波長時,電子就通過隧道效應而溢出器件,使器件無法正常工作,經典電路的極限尺寸大概在微米。目前研製的量子共振隧穿晶體管就是利用量子效應製成的新一代器件。

② 現在所知的新材料有哪些比如說納米什麼的。.謝謝..

納米材料按結構可以分為零維,一維,以及二維結構。零維主要是指納米顆粒,如貴金屬納米粒子、半導體膠體量子點材料;一維包括納米線、納米棒、納米管;二維材料主要是指超薄膜、多層膜,如石墨烯。此外在納米材料中還有另一類尺度劃分在1~10nm的准零維納米材料,稱為量子點。

③ 納米材料有哪些都有哪些用途

納米材料的用途很廣,主要用途有:
醫葯使用納米技術能使葯品生產過程越來越精細,並在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布製造具有特定功能的葯品。納米材料粒子將使葯物在人體內的傳輸更為方便,用數層納米粒子包裹的智能葯物進入人體後可主動搜索並攻擊癌細胞或修補損傷組織。使用納米技術的新型診斷儀器只需檢測少量血液,就能通過其中的蛋白質和dna診斷出各種疾病。
家電
用納米材料製成的納米材料多功能塑料,具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用,可用處作電冰霜、空調外殼里的抗菌除味塑料。
電子計算機和電子工業
可以從閱讀硬碟上讀卡機以及存儲容量為目前晶元上千倍的納米材料級存儲器晶元都已投入生產。計算機在普遍採用納米材料後,可以縮小成為「掌上電腦」。
環境保護
環境科學領域將出現功能獨特的納米膜。這種膜能夠探測到由化學和生物制劑造成的污染,並能夠對這些制劑進行過濾,從而消除污染。
紡織工業
在合成纖維樹脂中添迦納米sio2、納米zno、納米sio2復配粉體材料,經抽絲、織布,可製成殺菌、防霉、除臭和抗紫外線輻射的內衣和服裝,可用於製造抗菌內衣、用品,可製得滿足國防工業要求的抗紫外線輻射的功能纖維。
機械工業
採用納米材料技術對機械關鍵零部件進行金屬表面納米粉塗層處理,可以提高機械設備的耐磨性、硬度和使用壽命。

④ 有哪些納米粒子

提起「納米」這個詞,可能很多人都聽說過,但什麼是納米,什麼是納米材料,可能很多人並不一定清楚,本文主要對納米及納米材料的研究現狀和發展前景做了簡介,相信隨著科學技術的發展,會有越來越多的納米材料走進人們的生活,為人類造福。

納米是英文namometer的譯音,是一個物理學上的度量單位,1納米是1米的十億分之一;相當於45個原子排列起來的長度。通俗一點說,相當於萬分之一頭發絲粗細。就象毫米、微米一樣,納米是一個尺度概念,並沒有物理內涵。當物質到納米尺度以後,大約是在1—100納米這個范圍空間,物質的性能就會發生突變,出現特殊性能。這種既具不同於原來組成的原子、分子,也不同於宏觀的物質的特殊性能構成的材料,即為納米材料。如果僅僅是尺度達到納米,而沒有特殊性能的材料,也不能叫納米材料。過去,人們只注意原子、分子或者宇宙空間,常常忽略這個中間領域,而這個領域實際上大量存在於自然界,只是以前沒有認識到這個尺度范圍的性能。第一個真正認識到它的性能並引用納米概念的是日本科學家,他們在20世紀70年代用蒸發法制備超微離子,並通過研究它的性能發現:一個導電、導熱的銅、銀導體做成納米尺度以後,它就失去原來的性質,表現出既不導電、也不導熱。磁性材料也是如此,象鐵鈷合金,把它做成大約20—30納米大小,磁疇就變成單磁疇,它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期,人們就正式把這類材料命名為納米材料。

⑤ 貴金屬納米粒子溶解在什麼溶劑中好

吸波材料。金屬納米粉體對電磁波有特殊的吸收作用。鐵、鈷、氧化鋅粉末及碳包金屬粉末可作為軍事用高性能毫米波隱形材料、可見光--紅外線隱形材料和結構式隱形材料,以及手機輻射屏蔽材料。

⑥ 納米材料有哪些

納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。

1、納米陶瓷

利用納米技術開發的納米陶瓷材料是利用納米粉體對現有陶瓷進行改性,通過往陶瓷中加入或生成納米級顆粒、晶須、晶片纖維等,使晶粒、晶界以及他們之間的結合都達到納米水平,使材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高。

2、納米粉末

又稱為超微粉或超細粉,一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒,是一種介於原子、分子與宏觀物體之間處於中間物態的固體顆粒材料。

3、納米纖維

指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料。可用於:微導線、微光纖(未來量子計算機與光子計算機的重要元件)材料;新型激光或發光二極體材料等。

4、納米膜

納米膜分為顆粒膜與緻密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起,中間有極為細小的間隙的薄膜。緻密膜指膜層緻密但晶粒尺寸為納米級的薄膜。

5、納米塊體

納米塊體是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為:超高強度材料;智能金屬材料等。

(6)貴金屬納米粒子有哪些擴展閱讀

納米材料一般有四大特性。其中最主要的一點是他的表面效應。納米材料的表面效應是指固體物質尺寸減少到納米量級時,其表面原子所佔整個納米粒子原子數的比例會睡著原子半徑減小而急劇增加。隨著納米粒子變小,納米材料的比表面積會顯著增大,表面原子佔比的的迅速升高。

例如氮砷納米粒子直徑變成10nm時,其表面原子佔比會迅速增加,減小到1nm時,其表面原子佔比達到百分之九十以上,徹底改變結構。

由於納米粒子的表面原子的化合價通常沒有達到飽和,會在其表面形成很多的懸空鍵,即具備極易成鍵的電子存在,從而使納米粒子有很高的表面活性。

此外納米粒子在溶液或者其他介質的表面極容易吸附大量的原子、分子、離子後,也是為了抵消大量的表面未成鍵的懸空鍵、

另外還有未經表面處理的納米粒子非常容易自身自建填充懸空鍵而團聚,也屬於納米材料的表面效應。總之,表面效應引起粒子化學性質變得活潑,這就給材料研發帶來了很大的化學空間。

⑦ 什麼是貴金屬納米材料

貴金屬指一些稀有昂貴的金屬材料,如金、釕、銠、鈀、鉑等昂貴金屬
納米材料指材專料在一維或者多維尺屬度上在納米級別的材料,如納米線、納米顆粒等
貴金屬納米材料就是由這些貴金屬組成的納米材料,如納米金顆粒、納米鉑線等

⑧ 納米級物質還有哪些新奇的特性

假如給你一塊橡皮,你把它切成兩半,那麼它就會增加露在外面的表面,假如你不斷地分割下去,那麼這些小橡皮總的表面積就會不斷增大,表面積增大,那麼露在外面的原子也會增加。如果我們把一塊物體切到只有幾納米的大小,那麼一克這樣的物質所擁有的表面積就有幾百平方米,就像一個籃球場那麼大。隨著粒子的減小,有更多的原子分布到了表面,據估算當粒子的直徑為10納米時,約有20%的原子裸露在表面。而平常我們接觸到的物體表面,原子所佔比例還不到萬分之一。當粒子的直徑繼續減小時,表面原子所佔的分數還會繼續增大。如此看來,納米粒子真是敞開了胸懷,不像我們所看到的宏觀物體那樣,把大部分原子都包裹在內部。

正是由於納米粒子敞開了胸懷,才使得它具有了各種各樣的特殊性質。我們知道原子之間相互連接靠的是化學鍵,表面的原子由於沒能和足夠的原子連接,所以它們很不穩定,具有很高的活性。用高倍率電子顯微鏡對金的納米粒子進行電視攝像,觀察發現這些顆粒沒有固定的形態,隨著時間的變化會自動形成各種形狀,它既不同於一般固體,也不同於液體;在電子顯微鏡的電子束照射下,表面原子彷彿進入了「沸騰」狀態,尺寸大於10納米後才看不到這種顆粒結構的不穩定性,這時微顆粒具有穩定的結構狀態。超微顆粒的表面具有很高的活性,在空氣中金屬顆粒會迅速氧化和燃燒。如果要防止自燃,可採用表麵包覆或者有意識地控制氧化速率,使其緩慢氧化生成一層極薄而緻密的氧化層。

概括一下,納米顆粒具有如下一些的特殊性質:

光學性質

納米粒子的粒徑(10~100納米)小於光波的波長,因此將與入射光產生復雜的交互作用。納米材料因其光吸收率大的特點,可應用於紅外線感測材料。當黃金被細分到小於光波波長的尺寸時,即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上,所有的金屬在超微顆粒狀態都呈現為黑色。尺寸越小,顏色愈黑,銀白色的鉑(白金)變成鉑黑,金屬鉻變成鉻黑。由此可見,金屬超微顆粒對光的反射率很低,通常可低於1%,大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性,可以將納米粒子製成光熱、光電等轉換材料,從而高效率地將太陽能轉變為熱能、電能。此外,又有可能應用於紅外敏感元件、紅外隱身技術等。

熱學性質

固態物質在其形態為大尺寸時,其熔點往往是固定的,超細微化後,卻發現其熔點將顯著降低,當顆粒小於10納米量級時尤為顯著。例如,金的常規熔點為1064℃,當顆粒尺寸減小到10納米時,熔點則降低27℃,2納米時的熔點僅為327℃左右;銀的常規熔點為670℃,而超微銀顆粒的熔點則可低於100℃。因此,超細銀粉製成的導電漿料可以進行低溫燒結,此時元件的基片不必採用耐高溫的陶瓷材料,甚至可用塑料。採用超細銀粉漿料,可使膜厚均勻,覆蓋面積大,既省料又具有高質量。日本川崎制鐵公司採用0.1~1微米的銅、鎳超微顆粒製成導電漿料可代替鈀與銀等貴金屬。超微顆粒熔點下降的性質對粉末冶金工業具有一定的吸引力。例如,在鎢顆粒中附加0.1%~0.5%重量比的超微鎳顆粒後,可使燒結溫度從3000℃降低到1200~1300℃,以致可在較低的溫度下燒製成大功率半導體管的基片。

磁學性質

人們發現鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細菌等生物體中存在超微的磁性顆粒,使這類生物在地磁場導航下能辨別方向,具有回歸的本領。磁性超微顆粒實質上是一個生物磁羅盤,生活在水中的趨磁細菌依靠它游向營養豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明,在趨磁細菌體內通常含有直徑約為2納米的磁性氧化物顆粒。這些納米磁性顆粒的磁性要比普通的磁鐵強很多。生物學家研究指出,現在只能「橫行」的螃蟹,在很多年前也是可以前後運動的。億萬年前螃蟹的祖先就是靠著體內的幾顆磁性納米微粒走南闖北、前進後退、行走自如,後來地球的磁極發生了多次倒轉,使螃蟹體內的小磁粒失去了正常的定向作用,使它失去了前後進退的功能,螃蟹就只能橫行了。

力學性質

陶瓷材料在通常情況下呈脆性,然而由納米超微顆粒壓製成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。因為納米材料具有大的界面,界面的原子排列是相當混亂的,原子在外力變形的條件下很容易遷移,因此納米陶瓷材料能表現出甚佳的韌性與一定的延展性,使陶瓷材料具有新奇的力學性質。美國學者報道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明,人的牙齒之所以具有很高的強度,是因為它是由磷酸鈣等納米材料構成的。至於金屬一陶瓷等復合納米材料,則可在更大的范圍內改變材料的力學性質,其應用前景十分寬廣。

⑨ 貴金屬納米技術有啥好處

納米材料有很好的發展。

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