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对于现在这个日新月异,技术爆炸的时代,纳米材料早已不是一个新名词。纳米,一个量度单位,就像米、分米、厘米、毫米一样普通。所谓纳米材料,就是单位是纳米级别的粒子组成的材料(举个例子,楼房的墙体是由砖块堆积的,砖块的尺寸一般用厘米计量,这堵墙就叫“厘米材料”,这样一解释,感觉这名字好土)。早在1861年,科学家们已经开始对直径1~100纳米的粒子系统开展研究工作。但当科学家们真正意识到纳米材料的特殊,并成功制造出纳米材料时已经是20世纪。1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议(International Conference on Nanoscience&Technology),正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
为什么这张图片吸引我的是那顶黄帽子啊
好啦,枯燥无味的发展历程你们肯定也不愿意听,我也不愿意讲,那么,咱们就进入主题吧!
研究纳米材料的科学家们究竟都在忙些什么?
既然咱们明白了纳米材料是什么,那就不难想到科学家们在做什么,
第一,当然是努力的想各种方法把各种材料撵成渣渣灰,都做成纳米级别的粉粉,然后在用这些个粉粉合成一个大的一坨,再挖掘挖掘做出来的这一坨有什么不同于普通材料的性能,比如说咱们常听说的石墨烯,这是一种单层的纳米材料,由碳原子组成的二维六角形蜂巢格。关于石墨烯的制备还有一个趣事。2004年,英国的一位科学家盖姆看见同事诺沃肖洛夫的记事本落在了实验室,出于玩笑,他用胶带把同事的名字贴上了,然后写上了自己的名字,下班路上把记事本放到了诺沃肖洛夫的家门口的信箱里。第二天一上班诺沃肖洛夫就带着笔记本来到了实验室,盖姆看见了他后,马上对他说:你昨天那我的记事本做什么?诺沃肖洛夫满脸疑惑,掏出本子说这不是我的么,你看这上面的名字。然而上面写的是“盖姆”。之后盖姆告诉他其实和他开了一个玩笑,并准备帮他把胶带揭下来。可是当他们把胶带揭下来的惊奇的发现,在有胶的那一面竟然也粘着诺沃肖洛夫的名字。于是两个人突发奇想,如果将一个石墨片两面都粘上胶带,然后撕开,再粘,再撕开,最后会不会获得只有一层的石墨呢,经过他们的不断努力,最终,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。
有点像我家楼下篮球场旁边的围栏
第二,当人们制作出大量的纳米材料,并了解他们那些不普通的性能后,便开始试着去利用这些性能。比如说把他们制成复合材料等等。
第三,改变材料的性能只有两种途径,改变成分,或改变结构(当然了,你也可以即改变成分又改变结构),前面咱们说过了,科学家制作了一顿渣渣灰,可是用什么结构去构成一种东西呢?就好像我们有了一堆砖,但究竟按照什么样的图纸,什么样的结构建出的房子才最稳定,性能最好呢,那便是眼下科学家们研究的方向了。