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wyb20050316
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[交流]
简说纳米材料
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Sample TextSample TextSample Text 近几年来，纳米材料被抄得沸沸扬扬。本人有幸参加了2000年杭州的全国第二界纳米材料会议和2001年北京国际会议中心举行的国际纳米材料论坛。在2000年与会时，正是纳米材料如日中天的抄作期。会中也有一些推销者，推销着自己的纳米毛巾（记得大概是90元/条），说纳米毛巾怎样怎样的好，不变臭，没有异味，...,由于本人对此无兴趣，因此也没去购买该毛巾。我想大概是市场不行吧，所以现在市场上也找不到这种毛巾（幸好当时没买，否则白花90大洋）。不仅如此，还有更多的关于纳米冰箱，纳米洗衣机的宣传。其实所宣传的纳米冰箱和纳米洗衣机仅仅是其某个部件用到了以纳米为单位的材料，就鼓吹其纳米冰箱有多好多好之类！！！当时这种抄作的确有点过头。更好玩的是，据说（与会时听说的，不知是真是假）在湖南有个农民，不知到纳米到底是什么东东，但又知道纳米很火，故作一大胆举动，将自己开的饺子馆美其名曰“纳米饺子馆”。不出几日，该馆果然火暴异常，吃饺子的人络络不绝。馆主也因大胆尝到了纳米的甜头。鉴于国内纳米材料火暴过头的情形，中科院两院院士师昌绪先生在大会报告中就告戒 国内学者不要大肆鼓吹纳米，并陈述了纳米的真正含义。纳米在物理上的确是个度量的概念。最早把这个术语用到技术上,是1974年底在日本出现，但是以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代。它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1～1OOnm范围。但并不是只要在该尺度范围内的材料，都称为纳米材料。真正的纳米材料是指那些由于尺度的减小导致物质特性发生根本性改变的那一类。例如 1）微电子学的明星材料，半导体的硅表现出半导体特性，在动量空间，由于导带底和价带顶的垂直跃迁是禁阻的，通常没有发光现象，但当硅的尺寸达到纳米级（6nm）时，在靠近可见光范围内，就有较强的光致发光现象。多孔硅的发光现象也与纳米尺度有关。在纳米氧化铝、氧化铁、氧化硅、氧化错中，也观察到常规材料根本看不到的发光现象。 2）在吸附及表面效应方面。随着纳米材料粒径的减少，比表面将大大增加；粒径5nm时，表面将占50％；粒径为2nm时，表面的体积百分数增到80％。庞大的比表面，键态严重失配，出现许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价，这就是导致纳米体系的化学性质与化学平衡体系出现很大差别的原因。 以上两个例子只是真正纳米材料前景光明的一个角落。 在2001年北京国际会议中心举行的国际纳米论坛上，许多知名学者都报告了在纳米领域内的最新发展。不过最给我留下最最深印象的是美国Nablaska大学的X.Zeng博士在会中报告的水在纳米材料内的相变。按照我们常规的理论，水在结冰时将膨胀，其微观结果处于半有序状态。然而在纳米狭缝材料中，X.Zeng博士通过分子模拟的方法发现了一种新的冰相。由于纳米空间的限制作用，这种冰是一种完美的有序结果，每个氧原子和另一个水分子的氢键作用非常有序，因此该文也发表在世界著名杂志《Nature》上。 因此说纳米材料的前景是无穷的，尤其是在原子操纵方面，陶瓷增韧方面，基因工程和生物学方面，纳米器械方面，凝聚态物理方面，催化反应方面，复合材料方面，医学药物等等方面 给我们留下了许多有待研究和开发的空间。 但是我们必须正视现实，不要因为纳米材料具有美好前景就鼓吹特吹，使得本来很好的纳米科技也变成了不能让人相信的幌子（比如说纳米冰箱，这就是一个愚弄百姓的幌子）。 |
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