材料的發(fā)展與未來

材料的發(fā)展與未來第1頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月材料科學研究動向及其基本化學問題一、對新材料設計和研制的要求二、21世紀動向四、分類動向三、材料科學中的基本化學問題五、納米材料一些新型材料發(fā)展第2頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月一、對新材料設計和研制的要求化學是新型材料的源泉，也是材料科學發(fā)展的推動力。20世紀化學家以結構－功能關系研究為主線，合成了許多具有各種功能的分子對新材料設計和研制的要求結構與功能相結合智能型，即敏感和驅動雙重性無（少）污染，包括材料本身的無毒，環(huán)保，安全等可再生性，要求材料能再生循環(huán)使用節(jié)約能源長壽命第3頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月二、21世紀動向21世紀主要工作是如何把功能分子組裝成有一定結構的組裝體從功能分子到功能材料還有一個必要的環(huán)節(jié)需要解決兩個問題分子及組裝體的結構問題分子的合成與組裝反應問題20世紀后期有兩個動向具有特殊功能的先進材料變得越來越重要高級材料對于特殊物理性質(zhì)和材料的高級結構的依賴性增加從材料科學獨立出來并物理學交叉增加以后，忽視了兩個問題一是雖然利用的是物理性質(zhì)，但都是由化學結構決定的二是不僅分子要用化學方法合成，高級結構也必須通過化學過程來構筑。化學將在以上兩方面作貢獻第4頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月三、材料科學中的基本化學問題1、總結20世紀材料化學取得的具大進展，可以證明化學是新型材料的源泉，也是材料科學發(fā)展的推動力。20世紀化學研究方法先是針對已有的問題謀求改進，總結已知聚合物的結構，設計新的結構，研究新的聚合反應，又經(jīng)過不同的單體的選擇，找出可行的工藝。第5頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、近年來化學家提出的新型“準材料”不少，高分子電子材料、富勒烯和納米碳管、自組裝單分子層、納米晶體等，但有兩個弱點。（1）缺少基于化學的設計思想。因此，采取大量合成并加大范圍篩選的研究模式。一旦發(fā)現(xiàn)個別結構，便引起許多人跟蹤研究。結果命中率低。近年來，引用組合化學方法大大擴大了化合物庫，如建立組合材料庫。雖然加快了工作效率，但缺少根據(jù)功能與結構關系的深入了解。（2）僅僅基于分子結構與性能關系，缺少對于材料高級結構的認識。多數(shù)研究目的定位在功能分子，沒有考慮什么樣的高級結構才能表現(xiàn)所需的功能。目前正在研究用計算機模擬復雜材料的合成、特性和預計理論最佳結構。不過，沒有高級結構的測定以及對于材料結構與功能定量關系的深入了解，計算機就沒有設計依據(jù)。材料科學中的基本化學問題第6頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月3、推動材料科學發(fā)展的化學基本問題（1）分子結構－分子聚集體高級結構－材料結構－理化性質(zhì)－功能之間的關系掌握這些關系便可以減少盲目性，增加命中率。（2）合成功能分子與構筑高級結構的理論與方法研究結構單元如何自組裝成為所需的高級結構，再組裝成材料。（3）分子器件的研究要有實際目標，微流體器件是一種可行可用的手段。模擬生物材料形成過程的基礎研究研究歷史：開始多從組成上模擬，其后從結構上模擬，但沒有模擬生物體內(nèi)材料組裝過程，因而不能有生物材料原有的功能或達不到工作水平第7頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月四、分類動向1、新型導電材料（1）半導體材料20世紀發(fā)現(xiàn)了純半導體材料硅和鍺，混合型半導體化合物如銻化銦、砷化鎵，從綜合性能看，砷化鎵作為半導體材料更為優(yōu)越，特別是開頭速度大千倍。這種芯片做成計算機后，其運算速度將高出千倍。21世紀努力方向是尋找高性能的半導體第8頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）超導材料1986年4月IBM公司瑞士蘇黎世研究實驗室的J.G.Bednorz和K.A.Mueller發(fā)現(xiàn)鑭鋇銅的復合氧化物在30K顯示超導性，激起超導熱。1987年2月，美國休斯頓大學的美籍華人朱經(jīng)武研制成功YBa3Cu3O7,其轉變溫度在90K，進入了液氮溫度區(qū)1988年研制出了轉變溫度為125K的新型超導材料Tl2Ca2Ba2Cu3O10.1911年荷蘭物理學家Heike發(fā)現(xiàn)了汞冷卻到4K（液氦溫度）時具有零電阻，但由于液氦溫度的獲得成本昂貴且操作不便，讓人們失去了應用的信心。1991年有兩項重要發(fā)展一是有機超導體的臨界溫度達12.5K一是發(fā)現(xiàn)堿金屬摻雜的C60也有超導性，臨界溫度達33K；21世紀的目標是創(chuàng)造各種超導體以提高臨界轉變溫度（1993年俄L.N.Grigorov發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過氧化的聚丙烯體系能在300K呈現(xiàn)超導性。）第9頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月Ti(OC4H9)4Al(C2H5)3H－C≡C－H1000倍催化劑溫度

1974年日本筑波大學H.Shirakawa在合成聚乙炔的實驗中，偶然地投入過量1000倍的催化劑，合成出令人興奮的有銅色的順式聚乙炔薄膜與銀白色光澤的反式聚乙炔。10－8～10－7S/m10－3～10－2S/m世界上第一種導電聚合物：摻雜聚乙炔（3）有機導體第10頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月

1975年，G.MacDiarmid、J.Heeger與H.Shirakawa合作進行研究，他們發(fā)現(xiàn)當聚乙炔曝露于碘蒸氣中進行摻雜氧化反應(doping)后，其電導率令人吃驚地達到3000S/m。聚乙炔的摻雜反應美國物理學家Heeger美國化學家MacDiarmid日本化學家Shirakawa獲得2000年諾貝爾化學獎第11頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月1987年日本的Bridgestone和Seiko公司率先開發(fā)了聚苯胺二次電池，首次獲得工業(yè)化應用。（3）有機導體第12頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月導電聚合物是由具有共軛∏鍵的聚合物經(jīng)過化學或電化學的摻雜而形成的高分子的導電是在一個分子鏈上實現(xiàn)的適當?shù)乜刂品肿渔湹慕Y構，或者改變它的局部環(huán)境，一個分子的各個區(qū)域可能具有不同的導電行為有可能制成“分子導線”、“分子電路”和“分子器件”摻雜方法摻雜劑電導率，S/m未摻雜型順式聚乙炔反式聚乙炔1.7×10－74.4

×10－3

p－摻雜型（氧化型）碘蒸汽摻雜五氟化二砷摻雜高氯酸蒸汽電化學摻雜5.5×1041.2×1055×1031×105

n－摻雜型（還原型）萘基鉀摻雜萘基鈉摻雜2×104103～104（3）有機導體21世紀的研究方向是如何合成缺陷少、結晶度高、電性能好和易于加工的有機高分子材料。第13頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）有機磁性材料物質(zhì)磁性抗磁性順磁性鐵磁性反鐵磁性亞鐵磁性軟磁材料硬磁材料半硬磁材料旋磁材料矩磁材料壓磁材料按磁性種類按化學成份金屬磁性材料非金屬磁性材料按使用形態(tài)塊體磁性材料粉末磁性材料薄膜磁性材料磁性材料第14頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月常見的軟磁材料：鐵和MFe2O4、MFeO3、M3Fe2O5、MFe12O19（M為金屬離子）等鐵氧體都是軟磁材料。變壓器的鐵芯處于不斷變化的電磁場中，鐵芯材料的磁化強度和磁感應強度也是不斷改變的。這就自然要求鐵芯材料對這種變化的阻力小，變化足夠靈敏。所以，幾乎對所有的變壓器鐵芯，都要求導磁率高。磁性傳感器普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標）時，傳感器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷力。變壓器變壓器（4）有機磁性材料第15頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月鋁鎳鈷系硬磁合金、硬磁鐵氧體材料、稀土硬磁材料等幾個系列硬磁材料揚聲器第16頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀末林展如以二茂鐵為原料合成出室溫下具有磁性、居里溫度達攝氏200度的高分子金屬配合物，并發(fā)現(xiàn)用它們做成的磁性元件對電磁波的傳輸具有明顯有低頻率損耗系數(shù)和低溫度損耗系數(shù)的特點。這說明有機磁性材料在高頻電磁波通訊領域有潛在用途。（4）有機磁性材料科學家預言幾種具有特殊結構的有機化合物和高分子化合物可能具有磁性高分子--金屬配合物分子內(nèi)含氮氧穩(wěn)定自由基團結構的有機化合物平面大鍵結構的有機物21世紀將作進一步探索。電子轉移復合物第17頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月2、新型光學材料（1）非線性光學材料這是一種廣泛應用于倍頻器件、激光唱盤、激光彩色打印、自聚焦透鏡、紅外成象、纖維光學等高科技領域的新型光學材料。20世紀在無機材料方面BBO（偏硼酸鋇）是一種優(yōu)質(zhì)的紫外倍頻晶體材料，廣泛用于激光技術中。近年來，非線性有機光學材料發(fā)展較快，且發(fā)現(xiàn)材料要具有高的極化性，特別是高度的二次諧波發(fā)生性（簡寫為SHG），通常要求材料具有共軛電子體系，且共軛體系的一端連有強的吸電子基團，另一端連有強的給電子基團，晶格結構應為非中心對稱（已知只有29％）。21世紀的方向和難題應用分子的手性，選擇含手性中心的旋光活性分子，以優(yōu)化分子在晶體中的排列，從而提高有機晶體的SHG活性第18頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）液晶和有機電致發(fā)光材料1994年~2000年,全球顯示器銷售額從194億美元增加到337億美元。預期平板顯示器生產(chǎn)將成為21世紀信息社會的支柱產(chǎn)業(yè)。液晶是一種具有一定的幾何結構或極性的合成小分子有機物和高分子化合物。21世紀的目標是如何設計和合成一些新型結構（如球狀、棒狀、盤形、層狀、螺旋狀）液晶材料，從分子水平上揭示液晶的結構和性能的關系另一類顯示器材料是電致發(fā)光材料，具有低壓直流驅動，高亮度、高效率以及實現(xiàn)全色大面積顯示、成本低等優(yōu)點，可克服液晶顯示的其些不足，具有很大的應用前景1998年英國和日本推出了一個僅2mm的聚合物電致發(fā)光電視顯示屏，21世紀大屏幕電致發(fā)光電視屏的廣泛使用將不是遙遠的事情。第19頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)光導纖維從高純度的二氧化硅或稱石英玻璃熔融體中，拉出直徑約100um的細絲，稱為石英玻璃纖維。其特點是光損耗小，故稱為光導纖維，是精細陶瓷中的一種利用光導纖維進行光纖通訊。激光的方向性強，頻率高，是進行光張通訊的理想光源。與電波通訊相比，光纖通訊能提供更多的通訊通路，可滿足大容量通訊系統(tǒng)的需要。第20頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月光導纖維光導纖維也是玻璃的一種通常光是直線傳播，但當光線從一種折射率較大的介質(zhì)射向折射率較小的介質(zhì)時，若光線的入射角度超過某一數(shù)值，則光線就會全部反射原來的介質(zhì)。因此，科學家們就想是否用一種“管道”，讓光在其中發(fā)生全反射而不能出去，只能在“管道”的界面上作波浪式前進，并從“管道”的另一端出來。于是，就發(fā)明了能任意彎曲的石英玻璃纖維。光導纖維一般由兩層組成，里面一層稱為內(nèi)芯，直徑幾十微米，但折射率較高；外面一層稱包層，折射率較低。從光導纖維一端入射的光線，經(jīng)內(nèi)芯反復折射而傳到末端，由于兩層折射率的差別，使進入內(nèi)芯的光始終保持在內(nèi)芯中傳輸著。第21頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月光導纖維在實際使用時，常把千百根光導纖維組合在一起并加以增強處理，制成象電纜一樣的光纜，既提高了光導纖維的強度，又大大增加了通訊容量。但光在玻璃纖維中傳播時,往往會被一些雜質(zhì)吸收而減弱.經(jīng)過長時間的試驗與探索,工程師們最終制造了雜質(zhì)含量僅有十億分之一的光導纖維,這樣光的損耗率達到了10～3分貝/千米.所以,在現(xiàn)代信息時代,光電通訊事業(yè)得以迅速發(fā)展。第22頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月光導纖維光纖電纜通信已在20世紀推廣使用生產(chǎn)高透明度、低損耗的石英纖維是用化學－蒸汽沉積法（CVD），但石英纖維仍有一定光損耗。近年來發(fā)現(xiàn)氟纖維如三元氟玻璃（即ZrF4、LaF3和BaF4混合體）可提高光纖性能，從原理上講，其光信號傳輸橫跨太平洋而不需中繼站。21世紀的動向是研究新型光纖材料，面臨的難點是如何提高高分子光纖材料的純度問題。第23頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）光開關材料21世紀新的發(fā)現(xiàn)及其實際應用的潛力很大。在處理光信號的過程中需要一種光學裝置來開關、放大及儲存光信號。目前是鈮酸鋰、砷化鎵鋁。近年來發(fā)現(xiàn)，一些新材料如聚乙炔、手性有機分子、液晶等顯示了更優(yōu)越的光學性能第24頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化物陶瓷

氮化物陶瓷

碳化物陶瓷

硼化物陶瓷

硅化物陶瓷特點：電、磁、光、熱等性能用途：通信、電子、自控、集成電路……按化學成分按使用性能結構陶瓷功能陶瓷特點:耐高溫、超硬度、高強度、耐磨損、抗腐蝕

用途：能源、機械、冶金、宇航……

3、新型陶瓷材料

第25頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、新型陶瓷材料

目前有Si3N4、SiC、WSi2、ZrO2、Al2O3等。（1）工程陶瓷這些材料具有耐熱、高硬度、耐磨、耐腐蝕、相對密度小等特點。若能用于燃氣輪機，工作溫度從目前1100℃

提高到1370℃

，熱效率從60%提高到80%，是理想的發(fā)動機材料。致命的缺點是脆性近期表明：用不同配比的各種原料和陶瓷復合材料制成的納米級原材料經(jīng)燒結可提高韌性，預期合成陶瓷研究將使全陶瓷內(nèi)燃機盡快成為現(xiàn)實。工作溫度1300℃

不水冷

重量輕氮化硅結構陶瓷制品氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200℃左右的高溫下，仍具有很高的強度，可用來制造汽輪機葉片、軸承、永久性模具等。第26頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月濕敏元件ZnO-Li2O-Cr2O3-V2O5，其相對濕度為90％，電阻4.24歐，可用于空調(diào)機(2)超硬陶瓷材料金剛石是一種天然“陶瓷”。人造金剛石已進入工業(yè)生產(chǎn)，其高溫抗氧化性能較差，在8000C開始氧化?，F(xiàn)已研制出氮化硼材料，硬度僅次于金剛石，在1200℃才開始氧化，具良好的應用前景。(3)熱敏元件陶瓷半導體熱敏陶瓷（PTC）具有正的溫度系數(shù)，當溫度上升到相變溫度時，電阻急劇增大，可用于各種溫控元件。如電熱器、電飯煲、烤箱、干燥器等。第27頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月以Al2O3為主體，經(jīng)1500~19000C燒結而成，具有壓電陶瓷性能，就可實現(xiàn)機械能與電能的相互轉變，用于電波濾波器、壓電變換器、點火器等。(4)透明陶瓷(光學陶瓷)特點光學性能優(yōu)異耐高溫(熔點2000℃以上)用途高壓燈（如高壓鈉燈工作溫度1200℃

壽命1—2萬小時）防彈玻璃（5）電氣陶瓷第28頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月4復合材料將多種材料（不同功能和性能）用化學方法使其結合成一體，將產(chǎn)生某一些特殊性能并優(yōu)點互補的新型復合。這是材料科學中的新的生長點，對解決某些實際用途起很大作用。（１）聚合物基復合材料主要是指纖維增強聚合物材料。如將碳纖維包埋在環(huán)氧樹脂中使復合材料強度增強，用于制造網(wǎng)球拍、高爾夫球棍和滑雪撬等。玻璃纖維復合材料為玻璃纖維與聚酯的復合體，可以用于結構材料，如汽車和飛機中的某些部件、橋體的結構材料和船體等，其強度可與鋼材相比。增強的聚酰亞胺樹脂可用于汽車的“塑料發(fā)動機”，使發(fā)動機的質(zhì)量減輕，節(jié)約燃料。玻璃纖維第29頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（２）陶瓷基復合材料為改變陶瓷的脆性，將石墨或聚合物纖維包埋在陶瓷中，制成的復合材料有一定的韌性、不易碎裂，且還可在極高的溫度下使用。這類陶瓷基復合材料可望成為汽車、火箭發(fā)動機的新型結構材料。金屬網(wǎng)陶瓷基材料具有超強剛性，可作為防弱彈衣的材料。第30頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（３）金屬基復合材料在金屬表面涂層，可以保護金屬表面或賦以金屬表面某種特殊功能，如金屬表面涂油漆以防抗腐蝕金屬表面作搪瓷內(nèi)襯可制造化學反應釜金屬表面鍍鉻使表面光亮金屬表面涂以高分子彈性體賦以表面韌性，可作為抗氣蝕材料用于水輪機，汽輪機的不銹鋼葉片上，延長其使用年限在純的硅晶片上復合多層有專門功能的物質(zhì)可用于計算機的集成電路片鋁－硼纖維，其比強度為鋁合金的2倍，比模量為鋁合金的3.5倍，用于飛機，重量可減輕23-40%銅－鎢纖維可耐溫1100-1300℃在醋枝纖維片上涂上氯化銀及多層不同的染料化學品便成了彩色膠片近年第31頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月玻璃鋼（1）鋼筋混凝土：鋼筋（金屬材料）和混凝土（無機非金屬材料）的復合材料；（2）機動車輪胎：合金鋼（金屬材料）和合成橡膠（合成材料）的復合材料；（3）玻璃鋼：塑料（合成纖維）和玻璃纖維（無機非金屬材料）的復合材料；（4）碳纖維主要幾種復合材料第32頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月5、生物醫(yī)學材料對植入生物部件的代替物的要求生物相容性好，對肌體無免疫排異反應血液相容好，無溶血、凝血反應不會引起代謝作用異?，F(xiàn)象對人體無毒、不會致癌根據(jù)材料本身的性質(zhì)分類醫(yī)用金屬材料醫(yī)用高分子材料生物陶瓷材料醫(yī)用復合材料生物醫(yī)學材料發(fā)展方向之一是制造人工材料做生物部件的人工代替物或在非醫(yī)學領域中使用第33頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）醫(yī)用金屬材料醫(yī)用金屬材料主要適用于人體硬組織的修復和置換，有鈷基合金、不銹鋼、鈦及鈦合金、貴金屬系、形狀記憶合金、金屬磁性材料等七大類。醫(yī)用金屬材料的顯著特點是具有較高的強度和韌性，加工性能好，工藝成熟穩(wěn)定可靠。廣泛用于齒科充填、人工關節(jié)、人工心臟、磁療、放射療法、藥物載體、生殖控制等。

如把不銹鋼做成人工關節(jié)植入人體內(nèi)，三五年內(nèi)便會出現(xiàn)腐蝕斑，并且還會有微量金屬離子析出生物合金的缺點易腐蝕第34頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月(7)生物陶瓷材料優(yōu)點:生物相容性好，耐腐蝕、穩(wěn)定性好用途:人體器官、組織修復、再造生物陶瓷是惰性材料，耐腐蝕，更適合植入人體。最大缺點是性脆，韌性不足。脆性和加工成型困難，仍是制約生物陶瓷廣泛應用的兩個最大難題，嚴重影響了它作為人工人體器官的推廣應用。生物陶瓷材料根據(jù)材料本身的性質(zhì)可分為三類：一類是生物體內(nèi)近于惰性的生物材料，如氧化鋁（純剛玉）陶瓷材料、碳素材料等；第二類稱為生物體內(nèi)可控表面活性材料，如生物玻璃陶瓷、羥基磷灰石等；第三類是生物體內(nèi)可吸收的生物材料，如磷酸鈣系可吸收材料、熟石膏等第35頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月醫(yī)用高分子人工器官在50年代試用于臨床如人工尿道（1950年）、人工血管（1951年）、人工食道（1951年）、人工心臟瓣膜（1952年）、人工心肺（1953年）、人工關節(jié)（1954年）、人工肝（1958年）等。進入60年代，醫(yī)用高分子材料開始進入一個嶄新的發(fā)展時期有機高分子材料做成的人工器官容易老化（3）醫(yī)用高分子材料降解型高分子材料材料在植入體內(nèi)后，可在生物環(huán)境作用下發(fā)生結構破壞和性能蛻變，最終通過體內(nèi)新陳代謝分解而排出體外如膠原、纖維素、聚氨基酸、殼聚糖及某些聚酯材料等非降解型高分子材料可作長期植入之用常見的聚乙烯、聚丙烯、硅橡膠、聚砜、聚丙烯酸酯（有機玻璃）等第36頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月人工臟器高分子材料心臟嵌段聚醚氨酯彈性體、硅橡膠腎臟銅氨法再生纖維素，醋酸纖維素，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚砜，乙烯－乙烯醇共聚物（EVA），聚氨酯豪，聚丙烯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸－β－羥乙酯肝臟賽璐玢（cellophane），聚甲基丙烯酸—β—羥乙酯胰臟共聚丙烯酸酯中空纖維肺硅橡膠，聚丙烯中空纖維，聚烷砜關節(jié)、骨超高分子量聚乙烯，高密度聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龍，聚酯人造心臟人工膝關節(jié)人工腎臟醫(yī)用高分子材料第37頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月皮膚硝基纖維素，聚硅酮—尼龍復合物，聚酯，甲殼素角膜聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸－β－羥乙酯，硅橡膠玻璃體硅油，聚甲基丙烯酸－β－羥乙酯鼻、耳硅橡膠，聚乙烯乳房聚硅酮血管聚酯纖維，聚四氟乙烯，嵌段聚醚氨酯人工紅血球全氟烴人工血漿羥乙基淀粉，聚乙烯基吡咯烷酮膽管硅橡膠醫(yī)用高分子材料第38頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月人工心臟瓣膜鼓膜硅橡膠食道聚硅酮喉頭聚四氟乙烯，聚硅酮，聚乙烯氣管聚乙烯，聚四氟乙烯，聚硅酮，聚酯纖維腹膜聚硅酮，聚乙烯，聚酯纖維尿道硅橡膠，聚酯纖維醫(yī)用高分子材料第39頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月6、新型合金材料鋰（密度僅為0.5g/cm3

）是常溫下最輕的固體單質(zhì)，鈹鋰合金稱為超輕合金，是金屬結構材料中最輕的一種。鈹鋁合金（含鈹62％、鋁38％），具有質(zhì)量輕、耐高溫、強度大，加式性能好等優(yōu)點，應用于導彈、火箭、超音速飛機的結構部件，電子計算機、核燃料包殼。鎂合金是鎂和鋁、鋅、錳等的合金。用于制造儀器、儀表零件，飛機起落架等。（1)輕質(zhì)合金第40頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月鋁及其合金的應用鋁對人類最大的貢獻，就在于航天航空事業(yè)。雖然其單質(zhì)的密度小，強度不大，但與一些金屬形成合金后，就具有了輕而結實的優(yōu)越性能。所以航空、航天工業(yè)上發(fā)揮了極大的作用，目前，一架超音速飛機，鋁合金的用量已占用材的70%用鋁鋰合金具有高比強度、高比剛性且相對密度小的特點，如用代替飛機蒙皮材料，一架大型飛機可減輕重量50kg，以波音747為例每減輕1kg，一年獲利2000美元。我國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅I號”的外殼，就是全部用鋁合金制成的美國“阿波羅Ⅱ號”宇宙飛船使用的金屬材料中,75%以上是鋁合金。東方紅I號人造衛(wèi)星阿波羅II號宇宙飛船第41頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月鋁及其合金的應用若將鋁粉、石墨及氧化鈦等物質(zhì)按一定比例混合,涂在火箭、導彈的金屬外殼表面,再經(jīng)高溫處理后，可使火箭與導彈“穿”了一層特殊的“外衣”,經(jīng)能保護火箭與導彈在飛行過程中不會因與空氣摩擦而燒毀。俄羅斯KH29空地導彈美國AGM86B巡航導彈中國長征運載火箭美國中程空對空導彈

第42頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月鈦合金優(yōu)點：高強度高韌性耐腐蝕質(zhì)地輕無磁性鈦合金的性能與應用鈦與鋁比,硬度是其2倍，制成合金則比鋁高出2～4倍。而與鋼相比鈦的密度僅相當于鋼(7.8g/cm3)的57%，但強度與硬度與之接近。所以，鈦同時兼有鋼(高強度)和鋁(質(zhì)地輕)的優(yōu)點。在原來使用鋼材和鋁材的地方，它可以而代之；而在鋼和鋁不能勝任的地方，鈦則能“輕松應對”。第43頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月鈦是制造宇宙飛船的關鍵材料。由于太空的溫度低達零下100～200℃，這個環(huán)境中的飛船所需要的液氫和液氧燃料，必須貯藏在用耐超低溫的容器中。但大多數(shù)金屬罐均會破裂，而鈦制成的容器非但不破,且強度還會增加.所以，液氫和液氧是貯藏在用鈦制成罐中。美國航天飛機鈦合金的性能與應用當美國航天飛機從太空返回地球時，必須穿過大氣層。但由于高速摩擦會使航天飛機表面溫度高達1000℃。一般金屬及其合金都難以抵抗，也只有鈦合金作為其“蒙皮”，才能擔此重任。第44頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月鈦材同時也是現(xiàn)代飛機的主要材料。以前飛機的外殼都用鋁合金，但當飛機的速度超過音速的2.2倍時,飛機外殼與空氣的劇烈摩擦而產(chǎn)生很高的溫度。一般鋁合金在300℃以上強度便大大下降。而鈦合金在650℃以上仍泰然無事。美國制造的著名“黑鳥”戰(zhàn)機，其飛行速度已達3200千米/小時,是音速的2.5倍以上，其表面材料即為鈦合金。鈦合金的性能與應用“黑鳥”軍用飛機US隱形戰(zhàn)斗機法國陣風戰(zhàn)斗機

第45頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月海狼號核動力攻擊潛艇英國大刀級導彈護衛(wèi)艦普通鋼鐵制成的船體易被海水侵蝕，且海水深度每增加10米，壓力就增大1個大氣壓。潛艇或軍艦須用超強耐腐蝕材料來制造。而鈦及其合金長期浸泡在海水中不被腐蝕，且由于其沒有磁性，故用鈦合金制造的艦船，可免受磁性水雷的攻擊。美國的深海潛艇就是用鈦合金制成的，它能夠在4500米深海中航行。鈦合金的性能與應用第46頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（２）耐熱合金能在高溫（＞700℃）下工作的金屬，通稱為耐熱金屬，“耐熱”是指金屬在高溫下能保持足夠的強度和良好的抗氧化性。它們廣泛地應用于制造航空渦輪發(fā)動機，各種燃氣輪機熱端部件，應用領域涉及航艇、火車、汽車、火箭發(fā)動機、核反應堆等高技術領域。耐熱金屬主要集中于周期表的中部，ⅣＢ、ⅤＢ、ⅥＢ元素，其中鎢的熔點最高（3410℃），通常將熔點高于鉻（熔點1903℃）的金屬，叫做高熔點金屬或難熔金屬。工業(yè)上常用的高熔點金屬，主要有Mo、W、Nb、Ta等金屬及其合金，但它們的價格高，數(shù)量少。常采用合金化的方法提高金屬的耐熱性。即在鋼鐵中添加某些元素，制成耐熱抗氧化的合金鋼，合金元素有W、Mo、Cr、V、Nb、Al、Si等第47頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月（２）耐熱合金耐熱合金目前有鐵基、鈷基、鎳基、鉬基、鈮基、鉭基和鎢基合金等。鎳鈷合金能耐1200℃用于噴氣發(fā)動機和燃氣輪機的構件鎳鉻鐵非磁性耐熱合金在1200℃時仍具有高強度、韌性好的特點，可用于航天飛機的部件和原子反應堆的控制棒。今后方向是尋找耐高溫（1000℃以上）、可長時間運行（10000h以上）、耐腐蝕、高強度等要求的合金材料。第48頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月形狀記憶合金是一種新的功能金屬材料，用這種合金做成的金屬絲，即使將它揉成一團，但只要達到某個溫度，它便能在瞬間恢復原來形狀。例如，最早研究成功的形狀記憶合金鎳鈦腦(Ni-Ti合金)，如果把它加工成Nitanon字樣，然后加熱到１５０℃再冷卻，再把字形弄成一團，當把它加熱到９５℃時發(fā)現(xiàn)它又重現(xiàn)了Nitanon字樣。這種能“記憶”起自己受外力作用而變形前的形狀，并能自動恢復的合金，稱為形狀記憶合金。應用記憶合金鉚釘緊固件衛(wèi)星自展天線（鎳—

鈦）

形狀記憶合金發(fā)動機（3）形狀記憶合金第49頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月形狀記憶合金的這種“記憶”功能，是因為這類合金具有馬氏體相變。凡是具有馬氏體相變的合金，將它加熱到相變溫度時，就能從馬氏體轉變?yōu)閵W氏體結構，完全恢復原來的形狀。形狀記憶合金具有形狀記憶效應的合金現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)很多，主要的有Ni-Ti體系合金、Cu-Zn-Al合金以及Cu-Al-Ni系合金。近年來發(fā)現(xiàn)在高分子材料、鐵磁性材料和超導材料中也存在形狀記憶效應。第50頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月形狀記憶合金由于Ni-Ti合金具有神奇的形狀記憶性能，因此它在許多工業(yè)和民用部門發(fā)揮神奇的作用，廣泛地用于衛(wèi)星、航空、生物工程、醫(yī)藥、能源和自動化等方面。在工業(yè)生產(chǎn)中，不同材料管道的連接是非常普遍的，但連接通常比較困難。若用記憶合金管路接頭，問題即可解決。只要把常溫下輕松連接的記憶合金連接件放入熱水里，過一會兒再取出來，就會發(fā)現(xiàn)兩根管子已經(jīng)緊緊地連接在一起了。在對其做抗壓試驗時發(fā)現(xiàn)，先被擊碎的竟是鋼管，而記憶合金則完好無損。形狀記憶合金還可以墊在機器底下起減振、消除噪聲的作用。因為形狀記憶合金在冷熱交替時電阻率顯著增大，所以還是很好的阻尼材料。在汽車工業(yè)中，可以制造出“可復原”的汽車外殼：即使被撞扁，只要用80℃的熱水一澆便可恢復原狀。第51頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月美國曾用Ni-Ti合金制成飛船的發(fā)射和接收天線。此天線被折疊發(fā)射到月球上，以減少飛船的體積。在月球上，由于吸收太陽的輻射而升溫，又恢復拋物面形狀。在服裝工業(yè)中記憶合金最早用于在文胸內(nèi)起托墊保形作用。這種托墊在冷水中可以洗滌，而帶在身上因體溫而恢復原狀，保持其很強的彈性。另外人們還利用這種超彈性開發(fā)出手機天線、高級眼鏡架等。在醫(yī)學上，如對脊椎骨彎曲的患者進行脊椎校直時，可用形狀記憶合金制成的器件固定在脊椎骨上，受熱時因器件伸長，而使脊椎校直。又如，可用Ni-Ti合金制造人造牙和牙床。傳統(tǒng)的治療血管狹窄的方法是開刀手術，若用形狀記憶合金的腔內(nèi)支架，則只需開一小口，用導管把支架植入血管即可，從而大大減輕了病人的痛苦。北京有色金屬研究總院在開發(fā)記憶合金方面走在世界前列，已成為我國最大、世界一流的形狀記憶合金生產(chǎn)基地。形狀記憶合金第52頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月

儲氫金屬或合金為什么能儲存氫氣？，氫元素較活潑，原子半徑又小，它很容易鉆進金屬空隙中去并和金屬起化學反應生成金屬氫化物。金屬結構中存在著很多空隙（4）儲氫合金儲氫的傳統(tǒng)方法氣態(tài)---150大氣壓液態(tài)---－253℃液化鋼瓶鋼瓶儲氫金屬或合金——能吸收H2

的金屬或合金。例如LaNi5若吸氫后形成LaNi5H6，這時在合金中氫的密度為0.111g/cm3，它比標準狀態(tài)下氫氣的密度大千余倍，也比液氫密度大。第53頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月五、納米材料納米的“納”字,在希臘文中是“矮小”之意。納米的符號是nm,是一個長度單位。1nm＝10-9m,即1納米是十億分之一米,它是普通氫原子的27倍，相當于人發(fā)直徑的十萬分之一。納米顆粒一般是指尺寸在1～100納米之間的顆粒。這樣小的固體顆粒是人眼無法看到的，所以，需要借助20萬倍的電子顯微鏡才能看清楚。10厘米10微米10納米1微米100微米1厘米100納米1毫米第54頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料顆粒加工到納米級大小（1-100nm)特點粒子具超細微、粒子多，表面積大特性具有奇特的光、電、磁、熱、力和化學性質(zhì)。應用舉例如Au熔點1063℃，納米金330℃；Ag熔點1063℃，納米Ag100℃；使低溫燒結制備合金成為可能。納米鐵的抗斷裂應力比普通鐵高12倍納米材料實際上，納米材料早就存在(荷花葉的表面結構)，只是到20世紀80年代才被科技工作者發(fā)現(xiàn)與重視。第55頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米顆粒與原子隨著顆粒直徑的不斷減小，其表面原子的百分數(shù)會迅速增加。當微粒直徑達到10納米時，表面原子數(shù)是顆粒中原子總數(shù)的20%;但當直徑小到1納米時,表面原子百分數(shù)增加至99%。據(jù)資料報道，當表面原子百分數(shù)達到99%時，就會有組成該顆粒的30個原子幾乎完全裸露在顆粒表面。因表面原子與納米顆粒內(nèi)部原子所處的環(huán)境不同，它周圍缺少相鄰的原子，又有許多懸空鍵，具有不飽和性，易與其他原子結合而穩(wěn)定。所以，納米顆粒直徑減小的結果，使其表面積、表面結合能及化學活性等迅速增大。因而納米材料就具有了一些特殊的性能。第56頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料的性能納米氧化鐵⒈光學性質(zhì)不同的金屬塊往往有不同的顏色,但當其顆粒度減小到納米級的時候，其吸光能力大大增加，幾乎所有的光線都被吸收。所以，不管原來金屬塊是什么顏色，此時都呈黑色，且顆粒越細，顏色越深。第57頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月超細的Fe、Ni、Fe2O3混合輕燒結體可代替貴金屬作為汽車尾氣的催化劑。納米材料的性能⒉催化性質(zhì)作為催化劑，催化反應通常是在其表面進行。當催化劑顆粒達到納米級時，由于其表面積和表面能都非常高，導致活性點急劇增多。因此，與傳統(tǒng)催化劑相比，納米級催化劑的催化活性與選擇性大幅度提高如納米鉑黑催化劑可使乙烯氫化反應的溫度從600℃降至室溫第58頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月平均顆粒度3～5nm納米材料的性能⒊化學反應性質(zhì)納米顆粒的粒徑小，表面原子百分數(shù)高，吸附能力強，因此，表面反應的活性很高。如金屬納米顆粒容易被氧化，在空氣中極易發(fā)光燃燒。第59頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料的應用1998年美國首次研制出由磁性納米棒組成的“量子磁盤”，該磁盤的記錄密度可達400Gb/in2，相當于每平方英寸可儲存20萬部《紅樓夢》。計算機存儲器的存儲能力將提高1000倍，到那時巨型計算機小到放到口袋里；美國國會圖書館的全部資料的信息可以存儲在一塊水果糖大小的存儲器中。⒈利用納米半導體顆粒制備光電轉化率更高的新型太陽能電池⒉再創(chuàng)“磁記錄材料”的新高據(jù)調(diào)查，到2010年，納米技術將成為僅次于芯片制造的世界第二大產(chǎn)業(yè)，擁有14400億美元的市場份額。第60頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料的應用⒊細胞機器人細胞是生命的最小單位，其中酶分子就是一個活的微型機器人。利用納米技術模擬生命過程中功能不同的酶，就可以解決常規(guī)醫(yī)療條件不能解決的事情。納米機器人可注入人體血管內(nèi)，進行全身健康檢查，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪淀積物，吞噬病毒，殺死癌細胞。第61頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料的應用如制造出負責清掃血管的納米機器人,專門清除血管壁上的膽固醇等沉積物,以預防心血管疾病。瑞典科學家用黃金和多層聚合物制作微型醫(yī)用機器人，用它在人體內(nèi)移動單個細胞，成為微型手術器械。第62頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料的應用在汽車尾氣處理中加入納米復合稀土氧化物后，尾氣凈化的效果非常好，N、O和NO幾乎完全轉化成無毒的N2和CO2。納米TiO2可用來降解有機磷，催化降解紡染中的廢水，從而解決環(huán)境污染問題。⒋汽車尾氣處理⒌納米防曬品在防曬品中加入表面遮蓋能力強,吸光性強但對身體無害的聚合物納米顆粒,既可增強防曬品阻擋紫外線能力,同時也改善防曬品的其他功能。第63頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料的應用⒍納米殺菌除味劑利用納米顆粒吸附能力強的特點,將納米顆粒添加到纖維制品和制冰箱的塑料中，可制得除味殺菌的纖維和無菌冰箱。⒎納米隱形飛機雷達探測飛行物的基本方法，是通過接受經(jīng)由飛行物表面所反射回來的電磁波來確定其方位的。而納米材料對電磁波有很強的吸收能力,因此,利用這個優(yōu)勢便可制造出隱形飛機。第64頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米材料的應用納米材料對光的反射率很低(約1%)，粒度越細，對光和電磁波的吸收越多，據(jù)此納米金屬材料可制作紅外線檢測元件、紅外吸收材料和隱形飛機上的雷達吸收材料。據(jù)報道日本已用極微小的部件組裝成一輛只有米粒大小、能夠運轉的汽車；德國還制成了一架只有黃蜂大小、并能升空的直升機以及肉眼幾乎看不見的發(fā)動機。在20世紀90年代，科學家發(fā)現(xiàn)許多納米陶瓷（如ZrO2、Ti2O3、Si3N4）在適當溫度下具有很好的塑性，甚至塑性形變可達100％。這使人們想到陶瓷的最大缺點－－脆性是否可以在這種異常性能中得到解決。這是將來陶瓷材料研究中的一個重要課題。第65頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月碳納米管是在20世紀末制成的新型納米材料。碳納米管是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的，外徑只有幾十納米。這種纖維的密度是綱的1／6，而強度卻是鋼的100倍。有人指出，用它做繩索是惟一可以從月球表面拉到地球表面而不能被自身重量拉斷的繩索。這種材料還能儲存和凝聚大量氫氣，并可能作為燃料電池驅動汽車。2000年11月香港科學家研制成功的最小碳管直徑只有0.4mm,它是由一個個籠狀的小單元連接而成,這些小單元看起來很像足球。現(xiàn)代納米技術不僅是指制造超細粉末的技術，它的重要意義在于人類能夠在納米尺度范圍內(nèi)對原子、分子進行操縱和加工，并按人的意愿組成所需要的超微細器件2001年11月三位中國科學家在美國制造出10-15mm厚，30-300nm寬的“納米帶”，納米帶的生產(chǎn)可解決在大量生產(chǎn)納米管時難免出現(xiàn)的結構上的缺陷。納米碳管

第66頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月納米碳管

納米碳管(NTs)以其特有的力學、電學和化學性質(zhì)，獨特的準一維管狀分子結構和在未來高科技領域中所具有的許多潛在的應用價值，迅速成為化學、物理及材料科學等領域的研究熱點。不過，納米碳管是否屬于碳的同素異形體在學術上還存在爭議。第67頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月

納米碳管(NTs)即管狀的納米級石墨晶體，是單層或多層石墨片圍繞中心軸，按一定的螺旋角卷曲形成的無縫納米級管，管端基本上都封口。每層納米管是一個由碳原子通過sp2雜化與周圍3個碳原子完全鍵合后所構成的六邊形平面組成的圓柱面。其平面六角晶胞邊長為24.6nm，最短的碳－碳鍵長14.2nm。根據(jù)制備方法和條件的不同，納米碳管存在多壁納米碳管(MWNTs)和單壁納米碳管(SWNTs)兩種表式。多壁納米碳管的層間接近ABAB……堆垛，其層數(shù)從2～50不等，層間距為(0.34～0.01)nm，與石墨層間距(0.34nm)相當。單壁納米碳管典型的直徑和長度分別為0.75～3nm。納米碳管的長度從幾十納米到1微米。無論是多壁納米碳管還是單壁納米碳管都具有很高的長徑比,一般為100～1000,最高可達1000～10000,完全可以認為是一維分子。

碳納米管的結構第68頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月電弧放電法中陰極采用厚約10mm，直徑約30mm的高純高致密的石墨片，陽極采用直徑約6mm的石墨棒，整個系統(tǒng)保持在氣壓約l04Pa的氦氣氣氛中，放電電流為50A左右，放電電壓20V，通過調(diào)節(jié)陽極進給速度，可以保持在陽極不斷消耗和陰極不斷生長的同時，兩電極放電端面間的距離不變，從而可以得到大面積離散分布的碳納米管。

碳納米管的制備碳納米管的制備方法有多種，其中電弧放電和催化熱裂解是兩種使用較廣的方法

催化熱裂解法制備的碳納米管結構較單一、純度較高。一般采用催化劑Ni作為襯底材料，在700℃溫度下催化裂解乙烯制備碳納米管。第69頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月碳納米管的應用(1)高強度碳纖維材料理論計算表明，納米碳管的抗張強度比鋼高100倍，但重量只有鋼的六分之一。其長度是直徑的幾千倍，5萬個并排起來才有人的一根頭發(fā)那么寬，因而號稱“超級纖維”。

(2)復合材料近年的研究表明，納米碳管與介孔固體(孔徑在2～50nm的多孔固體)組裝，形成介孔復合體，將是一種特殊性能的新型材料。碳納米管自身重量輕，具有中空的結構，可以作為儲存氫氣的優(yōu)良容器，儲存的氫氣密度甚至比液態(tài)或固態(tài)氫氣的密度還高。適當加熱，氫氣就可以慢慢釋放出來。研究人員正在試圖用碳納米管制作輕便的可攜帶式的儲氫容器。（3）儲氫材料第70頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月微型化學開關－朝著分子計算機邁出一大步一些新型材料發(fā)展現(xiàn)在科學家將開發(fā)出的微型化學開關細如毛發(fā)，可反復開啟和關閉，從而可能用來制造隨機存取的存儲器。這是計算機中的關鍵設備，它使用戶能保存和任意處理信息。分子計算機將淘汰掉今天體積龐大、笨重、能耗巨大的硅計算機目前的晶體管尺寸比分子器件大8000倍，最終計算機將變得十分微小，可編織到衣服中。它能完整地保存大量數(shù)據(jù)而不必擔心出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或其它故障一般的計算機，基本器件是二極管（開關，電流放大器）、三極管（信號－電壓放大器，信息存儲器）。第71頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月它是由兩個微小的互相連鎖的環(huán)狀結構組成的。通過施加電脈沖可以移走一個電子，從而導致一個環(huán)出現(xiàn)翻轉或繞另一個環(huán)旋轉，這就打開了開關。若把電子送回原處，便會使開關關閉。如右圖的分子結構中，－SH與Au易結合，中間苯環(huán)的電子可流動。加電場時，苯環(huán)發(fā)生扭曲，電子不能通過－－這就是二極管。它在5V時，可承受0.2mA,穿過分子通道的電子數(shù)約為1012個，相當于電子是逐步通過的。微型化學開關的基礎是一種叫連環(huán)體的分子（2、4－二苯硫酚－3－氨基硝基苯，如圖）。微型化學開關－朝著分子計算機邁出一大步第72頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月基因芯片基因芯片，也叫DNA芯片，是在90年代中期發(fā)展出來的高科技產(chǎn)物?；蛐酒笮∪缰讣咨w一般，其基質(zhì)一般是經(jīng)過處理后的玻璃片。每個芯片的基面上都可劃分出數(shù)萬至數(shù)百萬個小區(qū)。在指定的小區(qū)內(nèi)，可固定大量具有特定功能、長約20個堿基序列的核酸分子（也叫分子探針）。第73頁，課件共80頁，創(chuàng)作于2023年2月基因芯片即脫氧核糖核酸（DNA）陣。在不大的芯片上，儲存著巨大數(shù)量的信息，而傳遞信息的使者就是DNA?；蛐酒扇舾苫蛱结槝嫵?，每種基因探針包含著由若干個核苷酸對構成的DNA片段?；蛐酒墓ぷ髟砼c探針相同。在指甲蓋大小的芯片上，排列著許多已知堿基順序的DNA片段，根據(jù)堿基互補規(guī)律，芯片上單鏈的DNA片段能捕捉樣品中相應的ＤＮＡ，從而確定對方的身份，通過這種方式可準確識別異常蛋白等?；蛐酒闹谱魇且豁検謴碗s的