浅析纳米材料制备方法的研究现状

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615049

很多人都曾预言在21世纪纳米技术将成为一项最有前途的技术,主要原因在于它具有网络技术和基因技术所不可比拟的优势。正因如此,世界各个国家加大了对纳米技术的研究,投入了大量的人力论文网物力,并相继启动了纳米计划,进一步推动了纳米制备方法的创新。在这种大环境下,相关研究者也应当顺时而变,不断提高纳米材料制备水平,创造出多种多样的制备方法。

1纳米材料的性质

纳米材料具有大量界面以及高度的弥散性,它能够为原子提供转成扩散途径。除此之外,纳米材料所表现的力。热等性质,与传统经济材料相比,还具有其自身独特的特性,因此被应用到各个领域。

11力学性质

结构材料开发一直以来都以高韧。高硬。高强为主题。材料制作如果融进了纳米材料的话,其强度就会与粒径成反比。纳米材料的位错密度相对较低,不仅如此,其临界位错圈的直径要远远高于纳米晶粒粒径,通常情况下,增值后位错塞积的平均间距与晶粒相比,略微大一些,这种现象使得纳米材料不会发生位错滑移和增值等相关现象,这就是我们众所周知的纳米晶强化效应。[1]作为一种刀具,金属陶瓷已经有很多年的历史了,然而,其力学强度却一直没有突破,主要原因在于一是金属陶瓷的混合烧结,二是晶粒粗大。如果将纳米技术制成超细或纳米晶粒材料的时候,金属陶瓷的硬度等基本性质就有了大幅度提高,从而在加工材料刀具领域占据了非常重要的位置。现阶段,使用纳米技术制作纤维和陶瓷等产品已经应用到各行各业的领域当中。

12磁学性质

近些年来,计算机硬盘系统的磁记录密度得到了极大地提高,现阶段已经超过了155Gb/cm2,也就是说,感应法读出磁头等已经难以满足社会的需求,然而,如果我们将纳米多层膜系统应用到计算机硬盘系统中,则可以有效提高巨磁电阻效应,其低噪声和灵敏度都能够满足需求。与此同时,我们还可以将其应用在新型的磁传感材料当中。高分子复合纳米材料能够很好地投射可见光,与传统的粗晶材料相比,对可见光的吸收系数要高出很多,然而,该种材料对红外波段的吸收系数则相对较少,正是这个原因,使其能够在光磁系统。光磁材料中被广泛应用。

13电学性质

众所周知,纳米材料的电阻在晶界面上原子体积分数增大情况下要远远高于同类粗晶材料,甚至还会产生绝缘体转变。通过充分利用纳米粒子效应我们可以制作成超高速。超容量。超微型低能耗的纳米电子器具,从长远角度来看,这种做法在不久的将来会有很大的成就,甚至还有可能超过现阶段半导体器件。[2]2001年,相关研究者用碳纳米管制成了纳米晶体管,这种纳米晶体管将晶体三极管的放大属性充分地体现出来。不仅如此,根据碳纳米管在低温下的三极管放大特性,研究者还将室温下的单电子晶体管研制出来。笔者相信,随着研究的不断深入,我们还能够研制出更多的符合社会需求的物品。

14热学性质

与一般非晶体和粗晶材料相比,纳米材料的比热和热膨胀系数值都非常高,界面原子排列相对比较混乱。原子的密度较低等综合作用变弱是导致这种现象的主要原因。正因如此,我们可以将其广泛应用在储热材料等领域,相信会有一个更为广阔的市场。

15光学性质

纳米粒子的粒径要远远低于光波波长。其与入射光之间的作用为交互作用,通过控制粒径和气孔率等途径,光透性可以得到更为精准的控制,这也是其为什么能够在光感应和光过滤中得到大范围应用的主要原因。[3]纳米半导体微粒的吸收光谱由于受量子尺寸效应的影响,通常都会存在一种蓝移现象,它的光吸收率非常大,因此,我们可以将其广泛应用在红外线感测器材料。

16生物医药材料应用

与红血细胞相比,纳米粒子相对较小,它能够在血液中运动自如,那么,如果我们将纳米粒子应用到机器人制作当中,并将其注入人体血管内,就可以实现全方位的检查人体,将人体脑血管中的血栓清除干净,甚至还可以将心脏动脉脂肪沉积物等消除,除此之外,还可以将这种机器人应用到吞噬病毒,杀死癌细胞。纳米材料也可以应用到医药领域,能够极大地促进药物运输。

2纳米材料的制备方法

21液相法

液相法其实就是指在一定的方法下将潜在溶液中的溶剂和溶质通过一定的方法进行分离,在这种情况下,溶剂中的溶质就能够逐步形成一种颗粒,不仅如此,这些颗粒的大小甚至这些颗粒的形状都是一定的,在此基础上,我们可以热解处理这些前躯体,经过上述步骤,就可以制备一定的纳米微粒。液相法的有点数不胜数,包括制备的设备相对简单,制备材料容易获得等。现阶段,液相法的发展情况相对较为广泛,得到了大家的普遍关注。具体来说,可以包括沉淀法和溶胶―凝胶法。这两种方法是液相法中比较常用的方法,方便。简单,是很多研究者进行纳米材料制备时候的首选方法。

22气相法

所谓气相法主要是与液相法相对来说的一种纳米制备方法,其应用范围要略微低于液相法。该种方法是指通过一定的手段,在一定条件下直接将物质转变为气体,然后再使气态物质在气体的条件下逐步发生物化反应,最后,我们就可以通过凝聚处理等方式,形成一定量的纳米微粒。[4]从该种纳米材料制备方法的制备过程和制备的条件来看,其具有其他制备方法无法比拟的优势,具体来说,主要包括以下几个方面:

一是制备的纳米微粒粒径存在较小的差异,且能够实现均匀分布;二是我们能够轻易地控制纳米微粒的力度;三是微粒的分散性要远远高于其他同类制备方法。如果将气相法和液相法放在一起进行比较,我们不难发现,气相法能够以自身独有的优势将那些液相法所不能够生产出来的纳米微粒生产出来,由此可见,该种制备方法的优势非常明显。[5]

化学气相法的应用范围非常广泛,其又被相关研究者称之为气相沉淀法,英文名称简称为CVD,它能够充分利用金属化合物的挥发属性,并通过化学反应等途径,使所需要的化合物在保护气体环境下迅速冷凝,这样才能够制作出各类物质的纳米微粒,在气相法中,该种方法是一种比较典型的应用,当然,其也是一种运用比较广泛的制备方法。[6]运用该种方法所制备的纳米微粒颗粒比较均匀,且具有较高的纯度,分散性也相对较强。根据加热的方式方法不同,我们可以将该种方法进行分类,例如可以将其分为热化学气相沉积法。激光诱导沉积法等。

3结论

深入分析现阶段纳米材料的应用现状,我们可以发现其应用范围已经得到了较大幅度的扩展,其在各行各业中的作用得到了一定的发挥。在这种形势下,我们必须加大研究力度,制作出更多更好的制备方法,笔者通过长期的研究与实践认为,未来的制备方法的发展也将逐步趋向于在纳米微粒的结构。尺寸等方面上,可以说,将纳米材料不断应用到各行各业,能够满足各行业的多样化需求,从而将纳米材料的优势充分体现出来。当然,研制工作并不是一蹴而就的,它需要广大科研工作者齐心协力,众志成城才能够实现。

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