85综合与实践纳米材料的奇异特性-郑先勇

8.5综合与实践纳米材料的奇异特性合肥市阳光中学郑先勇纳米材料是指用结构尺寸在1-100nm的范围内的纳米颗粒制成的。它有许多奇异的特性1纳米=m9-10什么是纳米？具有很高的活性在空气中，纳米金属颗粒会迅速氧化而燃烧。利用其表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂、火箭燃料、炸药等。特殊的光学性质所有的金属在超微颗粒状态时都呈现为黑色。尺寸越小，颜色越黑。金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l%，大约几微米厚度的膜就能起到完全消光的作用。光吸收能力强，利用这个特性可以制造隐身材料等。纳米材料的奇异特性特殊的热学性质大尺寸的固态物质其熔点往往是固定的，超细微化的固态物质其熔点却显著降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为突出。特殊的力学性质陶瓷材料在通常情况下一般呈现脆性，由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料具有良好的韧性。呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3～5倍。金属-陶瓷复合纳米材料则可在更大的范围内改变材料的力学性质。形成纳米材料这些奇异特性的原因是纳米材料颗粒的表面积之和与同体积的常规材料之比成倍增长，从而使得位于颗粒表面的活性很强的原子数占总原子数的比也随之成倍的上升。形成纳米材料的奇异特性的原因形成纳米材料的奇异特性的原因的探究1.在下图中，分别将棱长1cm的正方体，切割成2×2×2个棱长为cm，在图中划出切割线，求各个小正方体的表面积之和与原来正方体的表面积之比21棱长为1的正方体表面积为：6×1×1=6所以：表面积之比为2：1棱长为0.5的正方体总表面积为：2×2×2×6××=122121表面积变大了是原正方体表面积的2倍2.在下图中，分别将棱长1cm的正方体，切割成5×5×5个棱长为cm的小正方体，在图中划出切割线，求各个小正方体的表面积之和与原来正方体的表面积之比51棱长为1的正方体表面积为：6×1×1=6所以：表面积之比为5：151棱长为0.2的正方体总表面积为：5×5×5×6××=3051表面积变大了是原正方体表面积的5倍3将一个棱长为1cm的正方体，切割成10×10×10个棱长cm的小长方体，求各个小正方体分表面积与原来正方体的表面积之比101请同学们计算出来：10：14将一个棱长为1cm的正方体，切割成n×n×n个棱长cm的小长方体，求各个小正方体分表面积与原来正方体的表面积之比n1你能计算出它们的表面积之比吗？1∶n大正方体的棱长分成的小正方体的棱长分成的小正方体的个数所有小正方体的表面积之和小正方体的表面积与大正方体的表面积的比na1n1练一练：根据前面学习的内容填写下表：a3n3nn6na61:n1:n请同学们讨论：随着n的增大，小正方体的边长缩小，各个小正方体的表面积之和与原来正方体的表面积之和之比的变化趋势继续探究：随着n值的增大，小正方体的边长缩小，各小正方体的表面积之和与原来正方体的表面积之比增大。师生共同归纳总结：纳米材料的奇异特性的广泛应用“机器苍蝇”它既能被飞机、火炮和步兵武器投放，也可以人工放置在敌军信息系统和武器系统附近，大批“机器苍蝇”可在某地区形成高效侦察监视网，大大提高战场信息获取量。如果再在它们身上安装某种极小的弹头，“苍蝇”无疑会变成“马蜂”。“麻雀卫星”质量不足10千克，各种部件全部用纳米材料制造，一枚小型火箭一次就可以发射数百颗。若在太阳同步轨道上等间隔地部署648颗功能不同的“麻雀卫星”，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视，即使少数失灵，整个卫星网络的工作也不会受影响。民用生活摔不碎的纳米陶瓷普通陶瓷—坚硬、质脆、易于破碎纳米陶瓷—坚硬、耐磨、永不生锈做发电机的轮子，将广泛用于汽车、高速列车具有易洁纳米涂层的陶瓷描述的是一个纳米机器人在清理血管中的有害堆积物。由于纳米机器人可以小到在人的血管中自由的游动，对于象脑血栓、动脉硬化等病灶，它们可以非常容易的予以清理，而不用再进行危险的开颅、开胸手术。医疗：清理人体垃圾及其手术同学们，未知世界等待你们去探索，中华民族的复兴重担将来会落在你们肩上！努力学习吧！莫等闲，白了少年头，空悲切！小结通过本节课的学习请大家谈谈自己的收获作业请同学们上网查阅纳米材料的实际应用，并互相交流。