九年级的物理探索新材料.ppt

第三节 探索新材料 沪科版新教材同步教学课件 第十九章　材料世界 一、超导材料 其中有一种性能较好的材料叫超导材料 为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正在不断地研究性能更好、更容易制造的材料。 1911年，翁尼斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到测量不到的微小值。从而发现超导电性。 超导体 1．超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体． 2．转变温度TC ：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变温度． 3、超导体的两个基本特性：零电阻性、抗磁性 　　超导材料出现以后，人们首先想到的是利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电。 超导材料不仅电阻为零，而且还有其它令人注目的特性。 　　超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的安全性能和运行速度。 二、纳米材料 1、纳米是一个长度单位：1nm=10-9m 2、1nm小到什么程度？(10个分子紧密排布 的尺度，大约是一根头发丝的1%) 3、纳米材料除了其基本单元空间尺度小 外，在力、热、声、光、电、磁等方 面还表现出许多特殊的性能。 4、纳米材料 纳米机械零件 药物做成纳米颗粒 将来人们可以用纳米技术一个一个地将原子组装起来 制成各种纳米机器 纳米镜面 纳米衣服不用洗、“纳米水”喝出健康……从上世纪90年代起，实验室里的尖端科技纳米技术一下子被媒体推到了市民面前，它神秘又令人憧憬：纳米究竟是种什么“米”？怎么“种”出来的？对我们的生活将产生怎样的影响？武汉“种植纳米”的水平如何？带着这些问题，本报记者探访了武汉的一些高校和科研机构，请科学家来揭开“纳米”的面纱。 纳米是种什么“米”？ 近日，中国地质大学（武汉）材料科学与化学工程学院的纳米研究课题组再次接到了深圳某美容机构传真的“纳米硫”订单。去年，地大在世界上首次研制出“纳米硫磺”，在面膜、膏霜等化妆品中应用纳米硫材料，对治疗脂溢性皮炎、螨虫、青春痘等有奇效。 “纳米”译自英文“nanometer”，它并不是什么特殊的物质，而是一种度量单位。1纳米等于十亿分之一米，相当于针尖大小的百万分之一，约相当于45个原子串起来那么长。纳米技术就是指在纳米尺寸范围内，通过直接操纵单个原子、分子来组装和创造具有特定功能的新物质。当物质颗粒小到100纳米以下，这种物质就可被称为纳米材料。其物理性能与化学性质就会较原来有意想不到的巨变，这些“巨变”正在生物学、材料学、信息技术等各个领域展开，它们对人类未来的生活产生重大影响。 纳米带来美好生活 最近，新加坡科学家在利用纳米技术治疗裂骨方面取得突破。实验中，专家在大鼠脚骨上制造了大约3毫米的裂缝，然后把以纳米材料制成的骨头构架植入裂缝中，结果5个月后成功让骨头完全愈合。这是纳米技术在医学领域的又一次成功应用，但“纳米”究竟会给我们带来怎样的新生活呢？ 从第一次工业革命到现在，真正称得上主导技术的只有4次，而“纳米”技术将成为第五次推动社会经济各领域快速发展的主导技术。更重要的是，传统的技术进步往往会耗费巨大的自然资源，而“纳米技术”则将在知识经济中成为最大的节省再生资源和能源的标志。 专家预言，借助纳米技术，未来我们有可能用基因芯片、蛋白质芯片组装成“纳米机器人”，通过血管送入人体去侦察疾病；携带DNA去更换或修复有缺陷的基因片段。有可能用纳米药物来阻断血管饿死癌细胞。使用纳米诊断仪只需检测微量血液就可从蛋白质和DNA上诊断出各种疾病。利用碳纳米管，我们可以搭建强度比钢高一百倍，但重量只有钢的六分之一的新型建筑，摩天大楼将修得更高。而用碳纳米材料替代硅芯片，将引发电脑行业的革命…… 未来会出现很多自然界并不存在的强度高、对环境友好、节省能源和资源的新型材料，这一影响不会低于现在的计算机、微米技术给人类带来的影响。 纳米虽是一个尺度单位，但却成为近年来最时髦的商业“亮点”———“纳米家电”、“纳米水”、“纳米服装”等概念盛行一时。它们都是真纳米吗？目前市场上的纳米产品，往往给人们带来一些误解。比如纳米冰箱，通常是添加了氧化钛的纳米无机物，具备了一定的抗菌性能；所谓纳米洗衣机，也只能说是添加了纳米材料的洗衣机，而且纳米材料还只是应用在滚筒洗衣机外桶的内壁上，对于最容易产生污垢的内桶的外壁还没有很好的解决办法。 在目前我国相关行业、产品技术标准还是空缺的情况下，这些产品能否被称之为“纳米产品”还是一个问题，而炒作相关的纳米概念显然不是科学和负责任的态度。 从世界范围看，纳米研究正在向应用和产业化努力，这也从侧