Propiedades de los nanomateriales

NanomaterialesConsulte los materiales ultrafinos con un tamaño de grano del nivel nanómetro (1 m). Sus tamaños son entre moléculas, átomos y materiales a granel. Generalmente se refieren a pequeños polvos sólidos en el rango de 1 ~ 100nm. El nanomaterial es una especie de tercer tipo de material sólido que es diferente del estado cristalino y amorfo. Se define por el tamaño de las unidades estructurales de nanomateriales: granos, no granos, partículas ultrafinas separadas, etc. En la actualidad, la internacional estará en el alcance de las partículas ultra finas L ~ Loonm y sus agregados compactos, así como Como los materiales compuestos por nanocristales, se denominan colectivamente como nanomateriales, incluidos materiales de polvo de metal, no metal, orgánico, inorgánico y biológico.

Propiedades de los nanomateriales.

1. Efecto superficial. El efecto superficial de los nanomateriales se refiere al cambio en las propiedades causadas por el fuerte aumento de la proporción del número atómico de la superficie al número atómico total de las nanopartículas con la disminución del tamaño de partícula. El área de superficie de una partícula esférica es proporcional al cuadrado de su diámetro, y su volumen es proporcional al cuadrado de su diámetro, por lo que su área de superficie específica (área de superficie / volumen) es inversamente proporcional a su diámetro. A medida que el diámetro de las partículas disminuye, la superficie específica aumentará significativamente. Por ejemplo, cuando el tamaño de la partícula es de 10 nm, el área de superficie específica es de 90 m2 g-1; Cuando el tamaño de la partícula fue de 5 nm, la superficie específica fue de 180m2G-1. El área de superficie específica aumentó a 450m2G-1 cuando el tamaño de partícula disminuyó a 2 nm. Cuando el diámetro de las partículas disminuye a la escala del nanómetro, no solo el número de átomos de la superficie aumenta rápidamente, sino que también el área de superficie y la energía de la superficie de las nanopartículas aumentan rápidamente.

2. Efecto de tamaño. El cambio de propiedades físicas macroscópicas causadas por la disminución del tamaño de partícula se llama efecto de tamaño pequeño. Para las partículas ultrafinas, el tamaño disminuye y el área de superficie específica aumenta significativamente, lo que resulta en propiedades ópticas especiales, propiedades térmicas, propiedades magnéticas y propiedades mecánicas. El efecto de tamaño pequeño de las partículas ultrafinas también se muestra en la superconductividad, las propiedades dieléctricas, las propiedades acústicas y las propiedades químicas.

3. Efecto de volumen. Debido al pequeño tamaño de las nanopartículas, el número de átomos contenidos es muy pequeño. Por lo tanto, muchos fenómenos, como la adsorción, la catálisis, la difusión, la sinterización y otras propiedades físicas y químicas relacionadas con el estado de la interfaz, serán significativamente diferentes de las propiedades de los materiales tradicionales de partículas grandes y no se pueden explicar por las propiedades de los materiales masivos, que usualmente tienen átomos infinitos. Este fenómeno especial generalmente se llama efecto de volumen.

4. Efecto de tamaño cuántico. Este efecto se refiere al nivel de energía de electrones cerca de los cambios de nivel FERMI desde el nivel de energía casi continuo hasta el nivel de energía discreta cuando el tamaño de las partículas cae a un cierto valor. La fluctuación de los electrones en niveles de energía cuantificados discretos en nanomateriales le da a los nanomateriales una serie de propiedades especiales, como la catálisis específica, la oxidación fuerte y la reducción.

5. Túnel cuántico. La capacidad de las partículas microscópicas para penetrar en una barrera se llama túnel. La magnetización de las nanopartículas también tiene efecto de túnel, que puede cambiar a través de la barrera del sistema macroscópico, que se denomina efecto de túnel cuántico macroscópico de las nanopartículas. Su investigación es de gran importancia para la investigación básica y la aplicación práctica, como los polímeros conductores y magnéticos y los polímeros absorbentes de microondas.