*第62页，共98页，星期日，2025年，2月5日*第63页，共98页，星期日，2025年，2月5日（5）微乳液法微乳液法：两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。特点粒子的单分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备。*第64页，共98页，星期日，2025年，2月5日微乳液法制备Pb0.7Ca0.3ZrO3纳米晶以Span-80和Tween-80混合物作为表面活性剂，正丁醇作为助表面活性剂,环己烷作为油相，Pb(NO3)2、Ca(NO3)2、Zr(NO3)4的混合溶液或氨水作为水相，采用微乳液工艺在800℃左右成功制备出了Pb0.7Ca0.3ZrO3纳米晶。研究结果表明，所制得的Pb0.7Ca0.3ZrO3纳米晶属三方晶系，无杂相，粉末颗粒细小，颗粒尺寸在15～40nm之间，呈球形。*第65页，共98页，星期日，2025年，2月5日四、几种典型的纳米材料纳米颗粒型材料纳米固体材料纳米膜材料纳米磁性液体材料碳纳米管*第66页，共98页，星期日，2025年，2月5日（1）纳米颗粒型材料纳米颗粒型材料：也称纳米粉末，一般指粒度在100nm以下的粉末或颗粒。由于尺寸小，比表面大和量子尺寸效应等原因，它具有不同于常规固体的新特性。*第67页，共98页，星期日，2025年，2月5日用途高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、微芯片导热基与布线材料、微电子封装材料、光电子材料、电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感元件、高韧性陶瓷材料、人体修复材料和抗癌制剂等。*第68页，共98页，星期日，2025年，2月5日（2）纳米固体材料纳米固体材料通常指由尺寸小于15纳米的超微颗粒在高压力下压制成型，或再经一定热处理工序后所生成的致密型固体材料。*第69页，共98页，星期日，2025年，2月5日（3）特殊的磁学性质人们发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以等生物体中存在超微的磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领。磁性超微颗粒实质上是一个生物磁罗盘。通过电子显微镜的研究表明，在趋磁细菌体内通常含有直径约为10纳米的磁性氧化物颗粒。小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同，大块的纯铁矫顽力约为80安／米，10纳米以下时，其矫顽力可增加1千倍，若进一步减小其尺寸，其矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。*第30页，共98页，星期日，2025年，2月5日（4）特殊的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。因为纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出强的韧性与一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力学性质。研究表明，人的牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3～5倍。*第31页，共98页，星期日，2025年，2月5日2表面与界面效应随着纳米粒子粒径的变小，表面积急剧增大，表面原子百分数迅速增加，并引起性质上的变化。如粒径为10nm时，比表面积为90m2/g；当粒径为5nm时，比表面积为180m2/g；这样高的比表面，使处于表面上的原子所占的百分数非常高。表面原子所处的环境与内部原子不同，具有电价不饱和性，易与其它原子结合。所以，纳米粒子的表面积、表面能都非常大，并表现出很高的化学活性。*第32页，共98页，星期日，2025年，2月5日超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的，若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒（直径为2纳米）进行电视摄像，实时观察发现这些颗粒没有固定的形态，随着时间的变化会自动形成各种形状（如立方八面体，十面体，二十面体等），它既不同于一般固体，又不同于液体，是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了“沸腾”状态，尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性，这时微颗粒具有稳定的结构状态。*第33页，共98页，星期日，2025年，2月5日3宏观量子隧道效应各种元素的原子具有特定的光谱线，如钠原子具有黄色的光谱线。原子模型与量子力学已用能级的概念进行了合理的解释，由无数的原子构成固体时，单独原子的能级就并合成能带，由于电子数目很多，能带中能级的间距很小，因此可以看作是连续的，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级；能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，称之为量子尺寸效应。*