Question

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納米材料的小尺寸效應(yīng)

物質(zhì)的尺度加工到1 ~10nm，它的物理性質(zhì)或者化學(xué)性能與較大尺度時(shí)相比，會(huì)發(fā)生變化，這些物質(zhì)組成的材料稱為“納 米材料”． 納米材料在聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等性能呈現(xiàn)出“新奇”的現(xiàn)象．隨著顆粒尺寸變小，在一定條件下會(huì)引起顆粒性質(zhì)改 變．由此引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為“小尺寸效應(yīng)”．納米材料小尺寸效應(yīng)主要表現(xiàn)在如下方面：

(1)．特殊光學(xué)性質(zhì)：所有金屬在納米狀態(tài)時(shí)都呈現(xiàn)黑色．尺寸越小顏色愈黑，銀白色的鉑變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑．金屬超微顆粒對(duì)光的反射率很低，通常低于1%，約幾微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光熱、光電轉(zhuǎn)換材料，以很高效率將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�、電能．還可用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等．

(2)．特殊熱學(xué)性質(zhì)：通常晶體具有固定的熔點(diǎn)，但當(dāng)晶體達(dá)到納米尺寸時(shí)卻截然不同．例如：金的熔點(diǎn)為10640C，而直徑為10nm的金粉熔點(diǎn)降低到9400C，直徑為5nm的金粉熔點(diǎn)降低到8300C．此特性可應(yīng)用于粉末冶金工業(yè)．

(3)．特殊電學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)：納米材料的導(dǎo)電性有所改變．例如：銅顆粒達(dá)到納米尺寸就變得不能導(dǎo)電；通常絕緣的二氧化硅顆粒在 時(shí)卻開始導(dǎo)電．此外，納米材料呈現(xiàn)出超順磁性，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鴿子、海膝、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁 細(xì)菌等生物體中都存在超微磁性顆粒，使這類生物在地磁場(chǎng)導(dǎo)航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)．

(4)．特殊力學(xué)性質(zhì)：氟化鈣納米材料在室溫下可大幅度彎曲而不斷裂．研究表明，人的牙齒具有高強(qiáng)度，是因?yàn)樗�由磷酸鈣 等納米材料構(gòu)成．納米金屬要比傳統(tǒng)金屬硬3 ~5倍．金屬陶瓷復(fù)合納米材料不但強(qiáng)度高且韌性好，制成的刀具比金鋼石制品 還要堅(jiān)硬．

納米技術(shù)目前已成功應(yīng)用于許多領(lǐng)域，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保、醫(yī)療、國(guó)家安全等都有廣泛應(yīng)用．

請(qǐng)回答下列問題：

（1） 金粉顆粒直徑5nm=_______m．

（2） 通常晶體具有固定的熔點(diǎn)，但當(dāng)晶體達(dá)到______時(shí)卻截然不同．

（3） 小東針對(duì)納米材料的“特殊光學(xué)性質(zhì)”，提出了一個(gè)問題：金屬的顏色會(huì)變黑嗎？請(qǐng)你判斷這是不是一個(gè)可以 探究的科學(xué)問題．答 ______（選填“是”或“不是”）

（4） 請(qǐng)你針對(duì)納米材料“特殊熱學(xué)性質(zhì)”，提出一個(gè)可以探究的科學(xué)問題：______．

Answer 1