纳米材料的小尺寸效应
物质的尺度加工到1~100nm,它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比,会发生变化,这些物质组成的材料称为“纳米材料”.
纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象.随着颗粒尺寸变小,在一定条件下会引起颗粒性质改变.由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”.纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面:
⒈特殊光学性质:所有金属在纳米状态时都呈现黑色.尺寸越小颜色愈黑,银白色的铂变成铂黑,金属铬变成铬黑.金属超微颗粒对光的反射率很低,通常低于l%,约几微米厚度就能完全消光.利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料,以很高效率将太阳能转变为热能、电能.还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等.
⒉特殊热学性质:通常晶体具有固定的熔点,当晶体达到纳米尺寸时却截然不同.例如:金的熔点为1064℃,而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃,直径为5nm的金粉熔点降低到830℃.此特性可应用于粉末冶金工业.
⒊特殊电学、磁学性质:纳米材料的导电性有所改变.例如:铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电;通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电.此外,纳米材料呈现出超顺磁性,科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒,使这类生物在地磁场导航下能辨别方向,具有回归的本领.
⒋特殊力学性质:氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂.研究表明,人的牙齿具有高强度,是因为它由磷酸钙等纳米材料构成.纳米金属要比传统金属硬3~5倍.金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好,制成的刀具比金刚石制品还要坚硬.
纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性,介电性能、声学特性以及化学性能等方面.
纳米技术目前已成功应用于许多领域,在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用,图34是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字,标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地.
请回答下列问题:
请你判断这是不是一个可以探究的科学问题.答:.
在图3所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故璋.电键S闭合前后,电流表指针所在的位置不交,下列判断中正确的是( )
如图所示,请画出入射光线经过凸透镜后的折射光线。
在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中,电路已部分连接,如图甲所示,
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电压表接在灯泡两端。
(2)正确接入电压表后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数等于电源电压,其故障可能是 。
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的
额定功率是 W。
下列关于声现象说法正确的是
A.吉它发出的琴声来自琴弦的振动
B.声音只在空气中传播
C.岳阳开展的“禁炮”行动,是从传播过程中控制噪声
D.汽车的“倒车雷达”是利用次声波测距
晓雯用天平测量一枚鸡蛋的质量,当天平平衡后,右盘中砝码的质量和游码的位置如图3所示,则鸡蛋的质量是 g。
在“测量小石块密度”的实验中,小明把托盘天平放在水平桌面上,将游码移到标尺的“0”刻度线处,发现指针偏向分度盘的右侧,此时应把平衡螺母向 (填“左”或“右”)端调节;天平平衡后,小明将石块放人天平左盘,右盘中放了一个50g、一个20g砝码,并调节游码位置如图所示,则该物体的质量为 g;若小石块的体积为30cm3,则该石块的密度为 g/cm3。
(09江西)如图10所示,下列实验仪器工作时,把电能转化为机械能的是
下列设备没有利用连通器原理的是( )
A.
茶壶
B.
船闸
C.
活塞式抽水机
D.
下水道存水管
教室里的日光灯、家里的各个家用电器都是 ▲ 联连接的,它们正常工作时的两端电压为 ▲ 。