2.4 奈米金屬
奈米金屬是利用奈米技術製造的金屬材料，具有奈米級尺寸的組織結構，在其組織中也包含著奈米顆粒雜質。由於奈米晶金屬塊體材料具有高強度、高電阻率和良好的塑性變形能力等許多傳統材料無以倫比的優異效能，所以受到人們的特別關注。各種製備奈米晶金屬塊體材料的新技術和新工藝相繼湧現，其各有特點，也各有侷限性。
2.5 奈米高分子
奈米高分子（nano-polymer），全稱奈米結構的自組裝高分子，包括小分子間通過非共價鍵形成的高分子以及高分子間通過非共價鍵形成的高分子聚集體。奈米高分子不僅有鏈狀聚合物，還有梳狀聚合物，星狀聚合物，樹枝狀聚合物。
3 製備方法、效能與特徵
3.1製備方法
奈米陶瓷的製備過程與傳統陶瓷基本相同，主要包括：奈米粉體製備、素坯的成型和奈米陶瓷燒結三個階段。奈米陶瓷粉體是指介於固體與分子之間的具有奈米尺寸（1-100nm）的亞穩態中間物質。
奈米陶瓷粉體難以用傳統的機械方法制得，其製備方法主要有沉澱法、溶膠-凝膠法、高能球磨法、微波、等離子體法等。成型是將粉末轉變成具有一定形狀、體積和強度的坯體的過程。素坯的相對密度和顯微結構的均勻性對陶瓷在燒結過程中的緻密化有極大的影響。
燒結是素坯在高溫下的緻密化過程。隨著溫度的上公升和時間的延長，固體顆粒相互鍵聯，晶體長大，孔隙和晶界減趨減小，通過物質的傳遞，其總體積收縮，密度增加，最後成為堅硬的具有某種顯微結構的多晶燒結體。
奈米玻璃的製備方法有：熔融熱處理法、溶膠-凝膠法、離子注入法、離子交換法、氣相沉積法、輔助電場法和光誘導熱處理晶化法。熔融熱處理法，也稱共熔法，是將基礎玻璃料與摻雜物混合（一般同時）引入還原劑，如sb2o3、sno2等，乾燥後高溫熔融，再冷卻成型。
溶膠-凝膠法（sol-gel）通常將半導體顆粒原料或金屬鹽直接引入溶膠製成乾膠後進行熱處理析出奈米顆粒。離子注入法是在玻璃表面進行離子注入，通過選擇注入離子種類、劑量、能量、基質溫度和後續熱處理溫度等引數來控制奈米顆粒在玻璃表面和近表面層析出。離子交換法（ion exchange law）主要是通過低共熔鹽的不同離子如ag+、cu+等替換玻璃基質表面層的一價鹼金屬離子（li+、 k+、cs+、na+等），再在還原氣氛下退火使金屬離子還原，通過熱處理使金屬原子聚集長大，奈米金屬顆粒在玻璃與低共熔鹽的介面及近表面層析出。
氣相沉積法（vapordeposition）是通過熱、雷射、電子束照射含金屬或半導體摻雜物的玻璃原料做成的靶材，是之在基板上沉積成摻雜金屬或半導體奈米顆粒的玻璃薄膜。
介孔材料的合成方法有：軟模板法、奈米晶粒組裝法和硬模板法。軟模板法主要是指以表面活性劑或兩親高分子為模板劑，在溶液中利用有機相和無機物種之間的介面組裝作用力，通過奈米自組裝技術來合成有序的介孔材料。
其合成機理主要是液晶模板機理和協同機理，適用於矽基和非矽基介孔材料。奈米晶粒組裝法其合成機理同經典的軟模板法合成介孔材料非常類似，不同之處在於軟模板法一般是由無機前驅體離子在模板劑上的自組裝，而奈米晶粒組裝法是由經表面修飾後的成型奈米晶粒在模板劑上的自組裝。利用有序的介孔材料作為硬模板，通過奈米複製技術得到其反介孔結構。
硬模板法的主要過程是利用預成型的有序介孔固體的空穴，內浸漬所要求的無機鹽前驅物，隨即在一定的溫度下礦化前驅物使其轉變為目標成分，最後除去原固體模板得到了所要求組分的反介孔結構材料。
奈米金屬的奈米晶化技術有：gp和團簇化、晶粒微細化、冷加工技術和吸氫技術。
3.2 效能與特徵
奈米材料的物理性質和化學性質既不同於巨集觀物體,也不同於微觀的原子和分子。當組成材料的尺寸達到奈米量級時,奈米材料表現出的性質與體材料有很大的不同。
奈米陶瓷具有高強度、增韌性和超塑性的效能特徵。陶瓷強度隨氣孔率的增加成指數級下降，同時，強度與晶粒尺寸的平方根成反比，奈米陶瓷中晶粒尺寸與氣孔尺寸都是奈米級，因而具有較高的強度和韌性。奈米陶瓷由於其晶粒尺寸小、晶面大，晶面原子排列混亂，奈米晶粒易在其它晶粒上運動，使奈米陶瓷在受力時易於變形而表現出一定的韌性。
陶瓷的超塑性是由擴散蠕變引起的晶格滑移所致，普通陶瓷只有在很高的溫度下才表現出明顯的擴散蠕變，而奈米陶瓷的擴散係數提高了3個數量級，晶粒尺寸下降了3個數量級，因而其擴散蠕變速率較高。
玻璃的特點是透明、熱或光化學穩定性好，並具有無定形結構能容納不同晶格常數的奈米尺度量子點而產生較少介面缺陷，是比較理想的基體材料。奈米功能顆粒與玻璃相之間通過相的復合，可以獲得具有一系列特殊效能的功能材料。
介孔材料具有蜂窩狀的孔道，其孔道是有序排列的，包括層狀、六方對稱排列和立方對稱排列等，可以讓一些有機大分子、生物高分子通過，可以「篩選」沸石分子篩不能篩的大分子。介孔材料具有以下特點：長程結構有序；孔徑分布窄並可在1.
5~10nm之間系統調製；比表面積大，可高達1000m2/g；孔隙率高；表面富含不飽和基團。
4 應用及前景
4.1 應用
奈米微粒具有獨特的小尺寸效應、量子尺寸效應、表面效應、介電限域效應等,使奈米玻璃具有獨特的效能，從而為其帶來廣泛的應用。今年來出現了光學功能材料、不受溫度影響的玻璃、超高亮度發光玻璃、高效能過濾器用玻璃、光開關用非線性玻璃、光波控制用玻璃、超高強度玻璃等。奈米陶瓷在建築行業、電子陶瓷領域、抗菌（殺菌）方面、生物領域、軍事領域、精密裝置領域、環境領域都有廣泛的應用。
可作為電子陶瓷應用於基板、感測器、電容器和熱敏電阻等。奈米功能防彈陶瓷以其優異的防彈效能、較輕的質量及相對便宜的**已成為使用最為廣泛的防彈材料。介孔材料可作為化工領域中的催化劑、載體、基質以及用於化學分離，可在生物醫藥領域中用於酶、蛋白質等的固定和分離，細胞/ dna 的分離，作為緩解藥物，在環境保護中作為氣體吸附劑、水質淨化劑。
奈米金屬則可作為非晶態輕合金、奈米結晶軟磁合金和超塑性加工材料。奈米高分子包括奈米橡膠、奈米塑料、奈米塗料等。
4.2 前景
由於奈米材料在各個學科領域的應用都十分廣泛，必然會不斷湧現出更新更好的製備方法，希望能在結構、組成、排布、尺寸、取相等方面有更大的突破，製備出更適合各領域發展需要，具有更多預期功能的奈米材料。由於奈米顆粒的小尺寸效應、表面效應和量子尺寸效應都同時在起作用，它們對材料某一種效能的貢獻大小、強弱往往很難區分，是有利的作用，還是不利的作用更難以判斷，這不但給某一現象的解釋帶來困難，同時也給設計新型奈米結構帶來很大的困難。如何控制這些效應對奈米材料效能的影響，如何控制一種效應的影響而引出另一種效應的影響，這都是控制工程研究亟待解決的問題。
在奈米材料的研究中，目前主要的工作有：一是用奈米材料替代傳統材料改善產品品質與效能；另一方面是開發新材料。
ArcScene三維製作
2011 07 18 11 45 28 分類 預設分類 標籤 字型大小大中小訂閱 1.0 新增地圖資料 資料顯示效果 1.1 設定圖層的顯示順序 資料顯示效果 遙感影像在向量圖層上顯示 1.2 設定影像圖層的高程和高程解析度 目的是遙感影像三維顯示 資料顯示效果 遙感影像已經含有高程，突出顯示 1....
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