新材料及其應用-(ppt)

第四節(jié)新材料及其應用

1．納米是什么物理量的單位？2．什么叫納米材料？3．舉例說明納米材料有哪些神奇的效果？4．“綠色能源”有那些?使用“綠色能源”有什么好處？5．記憶合金的主要成分是什么？6．記憶合金有什么獨特的物理特性？思考自主學習我們先來看一則新聞

世界科學報道()訊使用OLED材料做的衣服可以通過無線網(wǎng)絡的傳輸隨意改變顏色，這在時裝界或許有廣闊前景。這個被稱作“Urbanhermes”的小東西，是媒體實驗室最近研發(fā)出的可隨穿著者的情緒而改變款式、顏色并能無限共享的時裝配件，我們可以稱它為“情緒外衣”。這不是一件真正的衣服，而是一個小配件。它造型小巧，可以隨意放在衣服或者背包里面。可見，新材料的研制和應用，給人們的生活帶來了無限的驚喜21世紀科技發(fā)展的主要方向之一是新材料的研制和應用。新材料的研究，是人類對物質(zhì)性質(zhì)的認識和應用向更深層次的進軍。這節(jié)課，我們就了解一些新材料以及人類對它們的應用一、納米材料將某些物質(zhì)的尺度加工到1～100nm時，它們的物理性質(zhì)或者化學性質(zhì)與較大尺度時相比，發(fā)生了異常的變化，具有一些特殊的用途，這種材料稱為納米材料。你都知道哪些納米材料

1nm=m10-9（一）納米材料1、納米是_____單位,1nm=______m;

2、一張紙的厚度約為0.1mm,合_____nm.長度1x1051x10－9納米材料你知道什么是納米嗎？

納米（nm)是長度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對宏觀物質(zhì)來說，納米是一個很小的單位，比如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000—8000nm，人體紅細胞的直徑一般為3000—5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級；對于微觀物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來表示，1埃相當于1個氫原子的直徑，1納米是10埃。

一般認為納米材料應該包括兩個基本條件：一是材料的特征尺寸在1—100nm之間，二是材料此時具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學特性。一些新穎的納米材料被應用到某些產(chǎn)品上，產(chǎn)生了神奇的效果納米尺寸物質(zhì)引起的一系列效應:1、納米尺寸物質(zhì)對光的反射能力非常低；2、納米尺寸物質(zhì)的機械、力學性能成倍的增加；3、納米尺寸物質(zhì)的熔點會大大的降低；4、納米尺寸物質(zhì)有特殊的磁性；會自潔的納米領帶高科技-納米織物整理技術（環(huán)保無毒）領帶具有：防水防污、除菌防霉、防輻射防靜電等效果，可保持領帶永潔常新。納米陶瓷杯用納米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韌性。納米陶瓷杯還具有保健作用納米能量口罩具有殺菌、除臭、高度阻隔飛沫、透氣、抗紫外線、消炎消腫、活血鎮(zhèn)痛等功效納米防水布

神奇的納米鏡子納米機器人納米手機納米概念手機超級納米防彈衣

自戰(zhàn)爭出現(xiàn)以來,防彈衣的研發(fā)就從未停息,人們一直在防彈衣的防護性和舒適性之間尋找平衡,希望它能既刀槍不入、又輕便柔韌?！胺缽椧隆?專業(yè)人士稱之為“人體裝甲”。

現(xiàn)代意義上的防彈衣最早出現(xiàn)于朝鮮戰(zhàn)爭期間,美軍首先試驗并使用了尼龍合成纖維制作的防彈衣。這種防彈衣,根本無法保護軍人的許多關鍵部位,如手臂、頸部、腿部和肘部,因為這些部位需要經(jīng)?；顒雍蛷澢?。

如今防彈衣的主要材料是“凱夫拉”纖維(一種合成纖維,全稱為“聚對苯二甲酰對苯二胺纖維”)或高強度聚乙烯纖維。完全用“凱夫拉”或高強度聚乙烯纖維制作的軟質(zhì)輕便人體裝甲舒適性很好,但只能防御民用小威力手槍。

抵抗大威力槍彈,往往需要增加硬質(zhì)“凱夫拉”或陶瓷防彈插板,這樣防彈衣不但厚重,而且硬邦邦的,很難有舒適性可言。

據(jù)英國GIZ雜志報道,美國“陸軍研究實驗室”(ARL)和“特拉華州立大學合成物質(zhì)研究中心”(UDTC)的科學家運用新型納米科技研制出來的“剪切增稠液體”(ShearThickenFluid,簡稱STF),將制造出新一代防彈衣,而利用“剪切增稠液體”處理升級的新型防彈衣一位學者給我們列出了這樣一些數(shù)字：根據(jù)國際上通行的能源預測，石油將在40年時間內(nèi)枯竭，天然氣將在60年內(nèi)用光，煤炭也只能用220年。世界各地的人們已經(jīng)意識到那種無節(jié)制的能源消耗將會導致地球環(huán)境條件的進一步惡化，造成對人類生活方式的破壞?，F(xiàn)在，世界各國都在積極開發(fā)各類新能源，特別是可再生的“綠色能源”.大氣污染核污染綠色能源

利用現(xiàn)代技術開發(fā)干凈、無污染的新能源，如太陽能、風能、潮汐能等．二、綠色能源利用太陽能飛行太陽能咖啡屋（一）電池1、干電池：只能用一次，丟棄會污染環(huán)境；2、鉛蓄電池：能多次使用，但太笨重不宜攜帶；_______3、鋰電池：體積小，質(zhì)量輕，能夠多次充電使用，對環(huán)境的污染?。?、硅光電池：把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并且完全不會造成污染；3、氫燃料：無污染、無噪聲、高效率太陽能路燈太陽能電池車人造地球衛(wèi)星上天，衛(wèi)星和宇宙飛船上的電子儀器和設備，需要足夠的持續(xù)不斷的電能，而且要求重量輕，壽命長，使用方便，能承受各種沖擊、振動的影響。利用多晶硅和非晶硅材料做成的太陽能電池完全滿足這些要求太陽能電池的開發(fā)4、美國波音公司開發(fā)的由砷化鎵半導體同銻化鎵半導體重疊而成的太陽能電池，光電轉(zhuǎn)換率高達到36%，但這種太陽能太貴，只能用與衛(wèi)星上使用。了解一下1、單晶硅太陽能電池，把太陽能轉(zhuǎn)化電能的效率為20%左右，價格比較貴。2、多晶硅太陽能電池，把太陽能轉(zhuǎn)化電能的效率小于20%，價格比較高。3、非晶態(tài)硅太陽能電池，把太陽能轉(zhuǎn)化電能的效率只有13%左右，價格比較便宜，適合推廣使用。當前，太陽能電池的開發(fā)應用已逐步走向商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化；小功率小面積的太陽能電池在一些國家已大批量生產(chǎn)，并得到廣泛應用；同時人們正在開發(fā)光電轉(zhuǎn)換率高、成本低的太陽能電池；可以預見，太陽能電池很有可能成為替代煤和石油的重要能源之一，在人們的生產(chǎn)、生活中占有越來越重要的位置。利用光電池制作自動旋轉(zhuǎn)的小風扇練一練1、下列電池對環(huán)境不會造成污染的是（）A、干電池

B、鉛蓄電池

C、鋰粒子電池

D、硅光電池D1、記憶合金的主要成份是

和

。2、記憶合金的物理性質(zhì)：當物體溫度達到一定的數(shù)值時，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，從而導致了外形的變化。______鎳鈦三：記憶合金有些合金在加熱時能像彈簧一樣被拉長和扭曲，冷卻后保持這個形狀不變；當再次加熱時，它們又恢復到被拉長或扭曲前的形狀。這種合金叫做形狀記憶合金。我們來看一些用形狀記憶合金做成的神奇的物體

用記憶合金材料制作的的花在攝氏65度以上便能自動開放，可用于各種自動調(diào)節(jié)和控制裝置。有“記憶”的人造衛(wèi)星天線會自動恢復形狀的鏡架記憶合金

當溫度達到某一數(shù)值時,材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化從而導致了外形的變化。光導纖維由光導纖維構(gòu)成的光纜光電子材料光電子工業(yè)異軍突起，它包括光通信、光計算、激光加工、激光醫(yī)療、激光印刷、激光影視、激光儀器、激光受控熱核反應、激光分離同位素、激光制導等許多方面。探索與發(fā)展新型光電子材料，制作高性能、小型化、集成化的光電子器件，已經(jīng)成為整個光電子科技領域的前沿。光電子信息材料是整個光電子技術的基礎和先導。包括淘汰和信息獲取材料、信息傳輸材料、信息存儲材料以及信息處理和運算材料等，其中主要是各類光電子半導體材料、各種光纖和薄膜材料、各種液晶顯示（LCD）材料等。LED發(fā)光產(chǎn)品

藍寶石晶體

電子紙全球第二大液晶顯示器生產(chǎn)商——ＬＧ飛利浦公司宣布，該公司已研發(fā)出世界首款４０９６色“電子紙”。

“電子紙”是一種超薄、超輕的顯示器。ＬＧ飛利浦開發(fā)的這款１４英寸彩色顯示器薄如紙張，并且可以隨意折疊彎曲。這款“電子紙”的電路板由金屬制成，而非傳統(tǒng)使用的玻璃，從而可以提高產(chǎn)品的靈活性。電子紙”技術與現(xiàn)有的液晶技術有所不同?！半娮蛹垺睕]有目前其他顯示設備無法避免的強烈反光，畫面分辨率較高，顯示效果與視覺效果同普通書寫紙幾乎完全相同。課堂練習：1、納米技術是指納米尺度內(nèi)的科學技術，它是現(xiàn)代科學技術的前沿，納米是一個很小的

單位，1nm=

m；2、我們在日常生活中長期使用的干電池具有輕便的優(yōu)點，但只能使用一次，丟棄后會

；鉛蓄電池能反復使用，但是又

了；用鋰做的電極制造出的鋰離子電池，它具有體積

，質(zhì)量

，能夠多