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[交流]
納米材料基本特性，有沒有大神給解釋一下，謝謝
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看納米材料基本特性，由于非科班出生發(fā)現(xiàn)這些特性很難理解，有沒有大神給解釋一下，謝謝 （1）表面與界面效應(yīng) 主要原因就在于直徑減少，表面原子數(shù)量增多。再例如，粒子直徑為10納米和5納米時(shí)，比表面積分別為90米2/克和180米2/克。如此高的比表面積會(huì)出現(xiàn)一些極為奇特的現(xiàn)象，如金屬納米粒子在空中會(huì)燃燒，無機(jī)納米粒子會(huì)吸附氣體等等。 ---這條比較好理解，隨著尺寸減小，表面原子比例增高，而表面原子又活性較高，造成這個(gè)表面效應(yīng)，對(duì)吧？ （2）小尺寸效應(yīng) 當(dāng)納米微粒尺寸與光波波長(zhǎng)，傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度、透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，它的周期性邊界被破壞，從而使其聲、光、電、磁，熱力學(xué)等性能呈現(xiàn)出“新奇”的現(xiàn)象。例如，銅顆粒達(dá)到納米尺寸時(shí)就變得不能導(dǎo)電；絕緣的二氧化硅顆粒在20納米時(shí)卻開始導(dǎo)電。再譬如，高分子材料加納米材料制成的刀具比金鋼石制品還要堅(jiān)硬。利用這些特性，可以高效率地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�、電能，此外又有可能�?yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等等。 ---這條比較難懂。為何納米尺寸下降到這些物理尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，周期性邊界被破壞，本質(zhì)原因是什么？ 這幾個(gè)物理尺寸除了光波長(zhǎng)知道，其它什么電子德布羅意波長(zhǎng)，超導(dǎo)相干長(zhǎng)度都不甚了解？ （3）量子尺寸效應(yīng) 當(dāng)粒子的尺寸達(dá)到納米量級(jí)時(shí)，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由連續(xù)態(tài)分裂成分立能級(jí)。當(dāng)能級(jí)間距大于熱能、磁能、靜電能、靜磁能、光子能或超導(dǎo)態(tài)的凝聚能時(shí)，會(huì)出現(xiàn)納米材料的量子效應(yīng)，從而使其磁、光、聲、熱、電、超導(dǎo)電性能變化。例如，有種金屬納米粒子吸收光線能力非常強(qiáng)，在1.1365千克水里只要放入千分之一這種粒子，水就會(huì)變得完全不透明。 --基本可以理解但對(duì)于費(fèi)米能級(jí)概念不甚清楚，費(fèi)米能級(jí)是價(jià)帶和導(dǎo)帶中級(jí)平均能級(jí)嗎？ 既然說是量子效應(yīng)，是不是指顆粒到納米級(jí)，材料表現(xiàn)出類似光子那樣的波粒二象性，經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)不能用來解釋它的一些性質(zhì)，要用量子力學(xué)理論來解釋了？ （4）宏觀量子隧道效應(yīng) 微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱為隧道效應(yīng)。納米粒子的磁化強(qiáng)度等也有隧道效應(yīng)，它們可以穿過宏觀系統(tǒng)的勢(shì)壘而產(chǎn)生變化，這種被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應(yīng)。 --這條勉強(qiáng)可以理解，也是納米材料尺寸到納米級(jí)時(shí)表現(xiàn)出的一種特性，也是量子力學(xué)才能解釋的 另外3和4是材料要達(dá)到納米量級(jí)才出現(xiàn)的特性，這個(gè)納米量級(jí)是之100納米以內(nèi)還是多少？ 小尺寸效應(yīng)說和波長(zhǎng)等想到是不是應(yīng)該指至少幾百納米范圍了？謝謝，生物背景看這些確實(shí)困惑，希望各位老師朋友能幫忙解釋一下，謝謝 |
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