1， 什麼是奈米材料，有何特徵
答：著名的諾貝爾化學獎獲得者feyneman在20世紀60年代曾預言：如果我們對物體微小規模上的排列加以某種控制的話，我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性，就會看到材料的效能產生豐富的變化。
他所說的材料就是現在的奈米材料。
奈米是一種度量單位，1奈米（nm）等於10-9公尺（1公釐等於10-3公尺，1微公尺等於10-6公尺），即百萬分之一公釐、十億分之一公尺。1nm相當於頭髮絲直徑的10萬分之一。廣義地說，所謂奈米材料，是指微觀結構至少在一維方向上受奈米尺度（1nm--100nm）調製的各種固體超細材料，它包括零維的原子團蔟（幾十個原子的聚集體）和奈米微粒；一維調製的奈米多層膜；二維調製的奈米微粒膜（塗層）；以及三維調製的奈米相材料。
簡單地說，是指用晶粒尺寸為奈米級的微小顆粒製成的各種材料，其奈米顆粒的大小不應超過100奈米，而通常情況下不應超過10奈米。目前，國際上將處於1-100nm奈米尺度範圍內的超微顆粒及其緻密的聚集體，以及由奈米微晶所構成的材料，統稱為奈米材料，包括金屬、非金屬、有機、無機和生物等多種粉末材料。
奈米材料研究是目前材料科學研究的乙個熱點，奈米材料是奈米技術應用的基礎，其相應發展起來的奈米技術則被公認為是21世紀最具有前途的科研領域。所謂奈米科學，是指研究奈米尺寸範圍在0.1－100nm之內的物質所具有的物理、化學性質和功能的科學。
而奈米科技其實就是一種用單個原子、分子製造物質的科學技術，它以奈米科學為理論基礎，進行製造新材料、新器件，研究新工藝的方法。奈米科技大致涉及以下七個分支：奈米材料學、奈米電子學、奈米生物學、奈米物理學、奈米化學、奈米機械學(製造工藝學)、奈米加工及表徵。
其中每一門類都是跨學科的邊緣科學，不是某一學科的延伸或某一項工藝的革新，而是許多基礎理論、專業工程理論與當代尖端高新技術的結晶。並且主要以物理、化學等的微觀研究理論為基礎，以現代高精密檢測儀器和先進的分析技術為手段，是乙個原理深奧、科技頂尖和內容極廣的多學科群。
奈米固體中的原子排列既不同於長程有序的晶體，也不同於長程無序、長程有序的"氣體狀"固體結構，是一種介於固體和分子間的亞穩中間態物質。因此，一些研究人員把奈米材料稱之為晶態、非晶態之外的"第三態晶體材料"。正是由於奈米材料這種特殊的結構，使之產生四大效應，即小尺寸效應、量子效應（含巨集觀量子隧道效應）、表面效應和介面效應，從而具有傳統材料所不具備的物理、化學效能，表現出獨特的光、電、磁和化學特性。
當金屬或非金屬被製備成小於100奈米的粉末時，其物理性質就發生了根本的變化，具有高強度、高韌性、高比熱、高導電率、高擴散率、磁化率及對電磁波具有強吸收性等，據此可製造出具有特定功能的產品。例如，奈米鐵材料的斷裂應力比一般鐵材料高12倍，氣體在奈米材料中的擴散速度比在普通材料中快幾千倍；奈米磁性材料的磁記錄密度可比普通的磁性材料提高10倍，奈米顆粒材料與生物細胞結合力很強，為人造骨質的應用拓寬了途徑等等。
2， 什麼是表面，介面？表面和介面有何基本特徵？
表面是指固體表層乙個或數個原子層的區域。由於表面層所處的特殊位置，使其具有得性質與固體內部明顯不同，例如：由於偏析造成化學成分與體內不同，原子排列情形不同，能吸附外來原子或分子形成有序或無序的吸附層等。
由於固體表面的研究具有重大科學和實際意義，已經形成一門新學科－－表面科學；它包括表面物理、表面化學和表面分析技術三個主要方面。它有很多應用，例如金屬和合金材料的腐蝕、磨損和斷裂等問題；半導體器件的效能；多相催化機理；材料的老化和壽命以及受控熱核反應裝置中的材料問題等。材料學中通常將氣相（或真空）與凝聚相之間的分介面稱為表面。
介面是指相與相之間的交介面，即兩相間的接觸表面。有固-固、液-液、固-氣、固-液和液-氣等五型別。在兩相間進行傳質時，一般假定介面本身並不產生阻力，而且在介面上兩相是達到相平衡的關係的。
流體沿靜止的固體壁流動並無傳質作用時，流-固直接接觸面也稱介面。
3， 什麼是潤濕現象？什麼是潤濕角？如何判斷潤濕情況？潤濕行為有何規律？
液體在與固體接觸時，沿固體表面擴充套件的現象。又稱為液體潤濕固體。通常用接觸角來反映潤濕的程度。
在液、固、氣三相的交界處作液體表面的切線與固體表面的切線(如圖)，兩切線通過液體內部所成的夾角θ即稱為接觸角。當θ為銳角時，液體在固體表面上擴充套件，即液體潤濕固體；θ＝0時，叫做完全潤濕；θ為鈍角時，液體表面收縮而不擴充套件,液體不潤濕固體，簡稱不潤濕；當θ＝π時，稱為完全不潤濕。
接觸角θ是描寫液、固、氣三相交界處性質的乙個重要的物理量。
微觀上，液體和固體接觸的麵內存在薄薄一層，該層內的液體分子受到外面固體分子的作用，其性質和液體內部的不同，稱附著層。附著層表現出和表面張力十分類似的現象，區別在於自由表面永遠是收縮力，附著層存在的可能是乙個收縮力，也可能是乙個展延力，這決定於相接觸的液體和固體的性質。當固體分子對液體分子吸引力不夠強時，附著層如表面層一樣表現為收縮力，此時接觸角為鈍角，液體不潤濕固體；當固體分子對液體分子吸引力足夠強時，使得附著層中液體分子靠得更加緊密，相互排斥作用轉佔優勢，形成這一層的展延傾向，表現為展延力，此時接觸角為銳角，液體潤濕固體。
當液體完全潤濕固體時，液體將布滿整個固體表面，或者在固體表面上形成單分子膜。這種現象在兩種液體相互接觸時也可能發生。例如某些油類可以在水面上展布為油的單分子膜。
4， 簡要介紹膠體的製備方法？
製備膠體可以採取兩種基本方法：幾將大塊固體分散成交替大小的粒度的所謂分散法和將分子和離子凝聚成膠體粒子的凝聚法。而若製備理想的溶膠必須滿足兩個條件：
（1）分散相在介質中的溶解度必須極小。這是形成溶膠的必要條件之一。在此前提下，還要具備反應物濃度很低，生成的難溶物晶粒很小，而又無長大條件時才可以得到溶膠。
（2）必須具有穩定劑。由於溶膠是高度分散的多相體系，有巨大的表面能，是熱力學不穩定的體系。因此，如果想要得到穩定的膠體，必須加入穩定劑，如電解質或者表面活性劑。
1,分散法
分散法製備溶膠一般採用四種手段：即碾磨法，電弧法，膠溶法，超聲波法
5， 舉例說明溶膠-凝膠技術在奈米材料製備中的應用？
1 溶膠凝膠技術在粉末製備中的應用
溶膠-凝膠法製備粉末過程是將所需組成的前驅體溶劑和水配製成混合溶液，經水解、縮聚反應形成透明溶膠，並逐漸凝膠化，再經過乾燥, 熱處理後,即可獲得所需粉末材料。由於凝膠中含有大量液相或氣孔, 使得在熱處理過程中不易使粉末顆粒產生嚴重團聚。同時在製備過程中易控制粉末顆粒尺度，因此用溶膠-凝膠法可製備很多種類的奈米級氧化物粉末。
例如以草酸與二水合醋酸鋅為原料,採用溶膠-凝膠法可製備得粒徑在80 nm左右、純度高、晶型良好、分散性好的奈米氧化鋅粉末。以鈦酸四丁酯( tbta) 、無水乙醇、硝酸為原料，採用溶膠-凝膠法可以製備出奈米tio2
2 溶膠凝膠技術在薄膜製備中的應用
溶膠-凝膠法製備奈米薄膜是此方法最有前途的應用。製備過程為：將溶膠通過浸漬法或轉盤法在基板上形成液膜，經凝膠化後通過熱處理可轉變成無定形態或多晶態膜。
薄膜的顯微結構受溶液或溶膠中聚合物結構、粘度、水量、提公升速度、旋轉速度及時間等因素影響，因此，在工藝過程中控制這些因素，從而控制奈米微粒薄膜的成核生長過程，或者通過薄膜後處理，控制非晶薄膜的晶化過程，從而獲得奈米結構的薄膜材料。例如，andreps pepe 等採用溶膠-凝膠法在碳鋼表面製備了陶瓷薄膜，劉景輝等用溶膠-凝膠法製備的銳鈦型結構奈米tio2 薄膜細緻均勻、具有超親水性,將其用於汽車擋風玻璃上,有很好的防塵、防霧、防霜、自清潔的作用，。陳祝等採用醋酸鉛、硝酸氧鋯(硝酸鋯) 及鈦酸丁酯獨立穩定的前驅單體,利用溶膠-凝膠法旋轉塗膜技術製備了pzt 鐵電薄膜。
3 溶膠凝膠技術在塊體材料製備中的應用
溶膠-凝膠法製備奈米級塊體材料的概念是指每一維尺度大於1 nm 的各種形狀且無裂紋的產物。通過此方法製備的塊體材料具有在較低溫度下形成各種複雜形狀並緻密化的特點。在合成過程中，催化劑的種類、用水量、原料加入先後順序、溫度對水解反應速率和縮聚反應速率，以及得到的凝膠組成和結構都有很大影響。
採用溶膠-凝膠法製備塊體材料的關鍵問題是凝膠在乾燥、燒結過程中碎裂。由於凝膠在形成過程中，網路了大量介質和水分，本身強度極低，因此，凝膠在乾燥、燒結過程中，醇和水的蒸發速率不適當和凝膠各方向收縮不一致是造成碎裂的主要原因。目前，正在尋找方法解決這個難題。
總而言之，應用溶膠-凝膠法製備奈米材料的技術正在逐步成熟和完善。但要真正做到對材料超微結構控制、分子級水平設計, 還需要進一步地研究和發展。
奈米材料作業
班級 高分子101班 姓名 徐利 學號 10031062164 1 電子與物質存在著什麼樣的相互作用這些作用有什麼用途?答 a 電子與物質的相互作用 電子束通過物質時發生的散射 電離 軔致輻射吸收等過程。射線同物質的相互作用作為特例也屬這個範疇。散射電子和物質的原子核發生彈性散射時電子運動方向受到偏...
奈米材料與奈米結構
一 課程基本資訊 課程編號 13103106 課程類別 專業核心課程 適應專業 材料物理 總學時 54學時 學分數 3學分 課程簡介 奈米技術和奈米材料科學是20世紀80年代末發展起來的新興學科。由於奈米材料具有許多傳統材料無法媲美的奇異特性和非凡的特殊功能，因此在各行各業中將有空前的應用前景，它將...
製備奈米材料的物理方法和化學方法
化學氣相沉積 cvd 是迄今為止氣相法製備奈米材料應用最為廣泛的方法，該方法是在乙個加熱的襯底上，通過一種或幾種氣態元素或化合物產生的化學元素反應形成奈米材料的過程，該方法主要可分成熱分解反應沉積和化學反應沉積。該法具有均勻性好，可對整個基體進行沉積等優點。其缺點是襯底溫度高。隨著其它相關技術的發展...