问答题简述纳米材料的分类方法，并举例说明。

题目

问答题

简述纳米材料的分类方法，并举例说明。

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相似问题和答案

第1题：

简述碳纳米材料（C60、碳纳米管）的结构、合成方法、性能。

正确答案: 一、C60：
结构：C60分子中每个碳原子与周围3个碳原子形成2个单键和1个双键。
合成方法：电弧放电法、苯火焰燃烧法、高频加热蒸发石墨法
性能：物理性质：
①黑色粉末，密度1.65g/cm³±0.05g/cm³，熔点>700℃；
②易溶于CS₂、甲苯等，在脂肪烃中溶解度随溶剂碳原子数的增加而增大；
③能在不裂解情况下升华；
④抗冲击能力强；
⑤具有非线性光学性能，室温下是分子晶体，适当的金属掺杂后的C60表现出良好的导电性和超导性。化学性质：芳香性，倾向于得到电子，易于与亲核试剂反应。
二、碳纳米管：
①单壁碳纳米管：由一层石墨烯片组成。典型的直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。
②多壁碳纳米管：含有多层石墨烯片。形状象个同轴电缆。其层数从2～50不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距（0.34nm）相当。典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。

第2题：

简述纳米材料的四大效应。

正确答案: 小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。
①小尺寸效应，当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。
②表面效应
颗粒比表面积：颗粒表面积与体积之比，S/V=6/D随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应。
③量子尺寸效应，指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象（粒子尺寸越小，能级间距越大）。当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同的现象。
④宏观量子隧道效应
即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。

第3题：

何谓纳米材料?纳米材料通常可分为哪些类型?目前有哪些常用的制备方法?纳米材料有何特性?有哪些应用前景?

参考答案：纳米材料是指显微结构中的物相具有纳米级尺寸的材料;可分为：纳米粒子;纳米固体;纳米组装系统;制备方法主要有：沉淀法，浸渍法，水热法，微波辐射法，超声波辐射合成法等;特性：小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应，宏观隧道效应等;在光学材料，催化材料，贮氢材料，磁性材料等领域有广泛的应用。

第4题：

请简述泵的分类，并举例说明？

正确答案: （1）根据泵的工作原理可将泵分为容积式泵、叶片式泵和其他类型泵；
（2）容积式泵根据工作机构的运动特点又分为往复式泵和回转式泵；ⅰ.往复式泵包括活塞泵、柱塞泵、隔膜泵等；ⅱ.回转式泵包括齿轮泵、螺杆泵等；
（3）叶片式泵包括离心泵、轴流泵等；（4）其他类型泵包括喷射泵等。

第5题：

简述纳米科技、纳米材料的基本概念。

正确答案: 纳米科技：在纳米尺度（l~100纳米）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。
纳米材料：三维空间中至少有一维尺寸小于100nm的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料。

第6题：

简述纳米材料的构建方法。

正确答案: 两种，一种是自上而下的方法（Top-Down），另一种是自下而上的方法（Bottom-Up）。
自上而下，通过微加工等技术手段，不断在尺寸上将功能材料器件微型化，比如粉碎法、激光加工、光影印、光刻；自下而上，以原子分子为基本单元进行设计和组装，构筑具有特定功能、性能的材料器件，比如化学气相沉积、物理气相沉积、模板法、溶胶凝胶法、自组装法、电沉积、化学还原法、水热法或溶剂热法等。

第7题：

简述纳米材料的其他新奇性质。

正确答案: ①光学性质：所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑。
②热学性质：固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。
③磁学性质：小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同，当颗粒尺寸减小到0.02微米以下时，其矫顽力可增加1千倍，若进一步减小其尺寸，大约小于0.006微米时，其矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。
④力学性质：陶瓷材料在通常情况下呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。

第8题：

纳米生物医学材料如何分类？

正确答案: 按照材料科学的分类方法，纳米生物医学材料可以分为纳米金属生物材料、纳米无机非金属生物材料、纳米高分子生物材料、纳米复合生物材料几种。但是按照其在生物医学领域的应用则可分为：细胞分离用纳米材料、细胞内部染色用纳米材料、抗菌及创伤敷料用纳米材料、组织工程中的纳米生物材料、生物活性材料几种。

第9题：

简述纳米材料产生团聚的主要原因、表面改性原理及其方法。

正确答案: 粉体产生团聚的原因：
（1）凝聚体：是原级粒子间以双面相结合的，或晶面成长在一起的，结构比较紧密的、大的粒子团。
（2）附聚体：是原级粒子的边和角相连接，结合而成的，结构比较松散的，大的粒子团。
（3）软团聚体：由范德华力、静电引力等较弱的力引起的微粒团，它在外力作用下易于拆开。
（4）硬团聚体：硬团聚一般是指颗粒之间通过化学键力或氢键作用力等强作用力连接形成的团聚体。一般外力作用难于拆开。形成原因包括晶桥理论、毛细管理论、氢键理论、化学键理论。
纳米粉体表面改性基本原理：在颗粒表面引入一层包覆层，形成由“核层”和“壳层”组成的复合粉体。壳层既可以是无机物质也可以是有机物质。
表面改性方法：
①物理：蚀刻；超声波；高能射线照射；机械处理。
②化学：水溶液沉淀干燥；表面活性处理；表面化学处理；聚合物涂覆；化学气相沉积。

第10题：

简述软件的分类，并举例说明。

正确答案: 1.系统软件：系统软件居于计算机系统中最接近硬件的一层，其他软件一般都通过系统软件发挥作用。例如：编译软件、操作系统。
2.支撑软件：支撑软件是支撑软件的开发和维护的软件。例如：数据库管理系统、网络软件、软件工具、软件开发环境。
3.应用软件：应用软件是特定应用领域专用的软件。例如：工程/科学计算机软件、嵌入式软件、产品线软件、Web应用软件、人工智能软件。

简述纳米材料的分类方法，并举例说明。

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