初中物理?材料(cáiliào)的開發和利用?(共41張)第一頁，共43頁。1.知道材料對人類社會開展的促進作用。2.知道導體、絕緣體、半導體導電性能的差異，知道半導體二極管的單向導電性。3.知道超導材料是一種電阻為零的材料，知道超導材料具有超導磁懸浮的特性。4.了解(liǎojiě)納米材料的有關知識。第二頁，共43頁。我們周圍(zhōuwéi)的材料第三頁，共43頁。材料(cáiliào)與社會開展第四頁，共43頁。人類社會的開展與人們對材料的認識、開發和利用密切相關，人類開展過程中先后經歷了石器時代、青銅時代和鋼鐵(gāngtiě)材料時代。第五頁，共43頁。材料的導電性根據(gēnjù)材料的導電性能，材料可分為導體、半導體及絕緣體三大類。第六頁，共43頁。容易導電的材料是導體不容易導電的材料是絕緣體半導體可以制成二極管、三極管等半導體元件和集成電路半導體二極管有單向導電性，半導體三極管可以用來(yònɡlái)放大電信號第七頁，共43頁。其中有一種性能較好的材料(cáiliào)叫超導材料(cáiliào)為了制造物美價廉、性能更好的物品(wùpǐn)，人們正在不斷地研究性能更好、更容易制造的材料。1911年，昂內斯在研究汞電阻隨溫度的變化時，觀察到在測試溫度降低到時，汞的電阻突然降低到測量不到的微小值。從而(cóngér)發現超導現象。一、超導材料探索新材料第八頁，共43頁。超導體1.超導現象和超導體：當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到無法測量的程度，可以認為其電阻率突然變為零，這種現象叫做超導現象，能夠發生超導現象的物質稱為超導體。2.轉變(zhuǎnbiàn)溫度TC：材料由正常狀態轉變(zhuǎnbiàn)為超導狀態的溫度，叫做超導材料的轉變(zhuǎnbiàn)溫度。3.超導體的兩個根本特性：零電阻性、抗磁性第九頁，共43頁。超導材料出現以后(yǐhòu)，人們首先想到的是利用超導體的零電阻性實現遠距離大功率輸電。很細的超導絲就可以輸送(shūsònɡ)強大的電流第十頁，共43頁。超導材料(cáiliào)不僅電阻為零，而且還有其他令人注目的特性。超導磁懸浮現象使人們想到可以利用超導體來實現交通工具的無摩擦運行，大大提高交通工具的平安性能(xìngnéng)和運行速度。第十一頁，共43頁。1.納米是一個(yīɡè)長單位：1nm=10-9m小到什么程度？(10個分子緊密排布的長度(chángdù)，大約是一根頭發絲的1%)3.納米材料除了其根本單元(dānyuán)空間尺度小外，在力、熱、聲、光、電、磁等方面還表現出許多特殊的性能。二、納米材料第十二頁，共43頁。4.納米材料(nàmǐcáiliào)納米顆粒(kēlì)材料碳納米管第十三頁，共43頁。納米(nàmǐ)超晶格想象(xiǎngxiàng)中的納米“機器人〞計算機芯片中的納米(nàmǐ)導線第十四頁，共43頁。納米(nàmǐ)機械零件第十五頁，共43頁。藥物做成納米(nàmǐ)顆粒將來(jiānglái)人們可以用納米技術一個一個地將原子組裝起來制成各種納米機器納米(nàmǐ)鏡面第十六頁，共43頁。納米衣服不用洗、“納米水〞喝出健康……從上世紀90年代起，實驗室里的尖端科技納米技術一下子被媒體推到了市民面前，它神秘又令人憧憬：納米究竟是種什么“米〞？怎么“種〞出來的？對我們(wǒmen)的生活將產生怎樣的影響？武漢“種植納米〞的水平如何？帶著這些問題，本報記者探訪了武漢的一些高校和科研機構，請科學家來揭開“納米〞的面紗。第十七頁，共43頁。納米是種什么“米〞？近日，中國地質大學〔武漢〕材料科學與化學工程學院的納米研究課題組再次接到了深圳某美容機構的“納米硫〞訂單。去年，地大在世界上首次研制出“納米硫磺(liúhuáng)〞，在面膜、膏霜等化裝品中應用納米硫材料，對治療脂溢性皮炎、螨蟲、青春痘等有奇效。第十八頁，共43頁。“納米〞譯自英文“nanometer〞，它并不是什么特殊的物質，而是一種度量單位(dānwèi)。1納米等于十億分之一米，相當于針尖大小的百萬分之一，約相當于45個原子串起來那么長。納米技術就是指在納米尺寸范圍內，通過直接操縱單個原子、分子來組裝和創造具有特定功能的新物質。當物質顆粒小到100納米以下，這種物質就可被稱為納米材料。其物理性能與化學性質就會較原來有意想不到的巨變，這些“巨變〞正在生物學、材料學、信息技術等各個領域展開，它們將對人類未來的生活產生重大影響。第十九頁，共43頁。納米帶來美好生活最近，新加坡科學家在利用納米技術治療裂骨方面取得突破(tūpò)。實驗中，專家在大鼠腳骨上制造了大約3毫米的裂縫，然后把用納米材料制成的骨頭構架植入裂縫中，結果5個月后成功讓骨頭完全愈合。這是納米技術在醫學領域的又一次成功應用，但“納米〞究竟會給我們帶來怎樣的新生活呢？第二十頁，共43頁。從第一次工業革命到現在，真正稱得上主導技術(jìshù)的只有4次，而“納米〞技術(jìshù)將成為第五次推動社會各領域快速開展的主導技術(jìshù)。更重要的是，傳統的技術(jìshù)進步往往會消耗巨大的自然資源，而“納米技術(jìshù)〞那么將在知識經濟中成為最大的節省再生資源和能源的標志。第二十一頁，共43頁。專家預言，借助納米技術，未來我們有可能用基因芯片、蛋白質芯片組裝成“納米機器人〞，通過血管送入人體去偵察疾病；攜帶DNA去更換或修復有缺陷的基因片段。有可能用納米藥物來阻斷血管餓死癌細胞。使用納米診斷儀只需檢測微量血液就可從蛋白質和DNA上診斷出各種疾病。利用碳納米管，我們可以搭建強度比鋼高一百倍，但重量只有鋼的六分之一的新型建筑(jiànzhù)，摩天大樓將修得更高。而用碳納米材料替代硅芯片，將引發電腦行業的革命……第二十二頁，共43頁。未來會出現很多自然界并不存在的強度高、對環境友好、節省能源和資源(zīyuán)的新型材料，這一影響不會低于現在的計算機、微米技術給人類帶來的影響。第二十三頁，共43頁。納米雖是一個尺度單位，但卻成為近年來最時髦的商業“亮點〞——“納米家電〞、“納米水〞、“納米服裝〞等概念盛行一時。它們都是真納米嗎？目前市場上的納米產品，往往給人們帶來一些誤解。比方納米冰箱，通常是添加了氧化鈦的納米無機物，具備了一定的抗菌性能；所謂納米洗衣機，也只能說是添加了納米材料的洗衣機，而且納米材料還只是(zhǐshì)應用在滾筒洗衣機外桶的內壁上，對于最容易產生污垢的內桶的外壁還沒有很好的解決方法。第二十四頁，共43頁。在目前我國相關行業、產品技術標準還是(háishi)空缺的情況下，這些產品能否被稱之為“納米產品〞還是(háishi)一個問題，而炒作相關的納米概念顯然不是科學和負責任的態度。第二十五頁，共43頁。從世界范圍看，納米研究正在向應用和產業化努力，這也從側面說明“納米技術〞離大規模的應用還有一個過程(guòchéng)。比方美國前總統克林頓曾提出的用一個方糖大小的存儲器可存下國家圖書館的資料，這就是“納米晶體管〞技術，但其目前還僅是實驗室產品，不能用于大規模生產，原因在于改造的本錢過于昂貴、產品的可靠性和耐久性難以驗證，“納米科技展示的前景非常美好，但要想使納米材料真正大批量應用在現實生活中，還需要科學家和政府的不斷努力。〞第二十六頁，共43頁。納米，有時也會帶來傷害。不少專家對納米概念的炒作表示出擔憂。納米技術可能出現負效果，納米材料是非常小的微粒，如果應用不得當，比方在一些藥物中任意應用，也可能突破人體內的一些屏障，對人類的健康造成傷害。課題組曾在一項中藥研究工程中提出納米的方向，但有專家表示疑慮(yílǜ)：這種藥材需要做到那么細嗎？具體微小到什么程度能有最好療效？……這些都值得商榷。全面看待納米技術帶來的技術進步和可能出現的弊端，說明人們對納米技術的認識更加理性、成熟。第二十七頁，共43頁。皮教授的觀點(guāndiǎn)與近日英國科學家針對納米危害提出的一份報告的觀點(guāndiǎn)相近。該報告呼吁重視這種微粒給人類生活帶來的影響，建議標準和檢驗納米產品，把納米產品對人體健康和環境的潛在危害降到最低限度。第二十八頁，共43頁。目前的問題是，人們不清楚人造納米微粒及納米管被人體吸入、通過皮膚吸收及在環境中蓄積，會給人體健康和環境帶來什么危害。他強調，目前國內對納米產品的監控還是一片空白，對于涉及到普通市民平安的納米產品，人們對應當怎樣防護(fánghù)考慮得還不夠。納米技術是美好的，但我們應該把未來的不確定性和風險性降到最低，在這樣的情況下逐步發揮納米技術的應用潛力，為人類造福。第二十九頁，共43頁。納米科技·歷程·1959年，著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼預言，人類可以用小的機器制作更小的機器，最后將變成根據人類意愿，逐個地排列原子，制造產品，這是關于納米技術最早的夢想。·20世紀70年代，科學家開始從不同角度提出有關納米科技的設想(shèxiǎng)，1974年，科學家唐尼古奇最早使用納米技術一詞描述精密機械加工。第三十頁，共43頁。·1982年，科學家創造研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，揭示了一個可見的原子、分子世界，對納米科技開展產生了促進作用。·1991年，碳納米管被人類發現，它的質量是相同體積鋼的六分之一，強度卻是鋼的100倍，成為納米技術研究的熱點。諾貝爾化學獎得主斯莫利教授認為，碳納米管將是未來最正確纖維的首選材料，也將被廣泛(guǎngfàn)用于超微導線、超微開關以及納米級電子線路等。第三十一頁，共43頁。·1993年，繼1989年美國斯坦福大學搬走原子團“寫〞下斯坦福大學英文名字、1990年美國國際商用機器公司在鎳外表用36個氙原子排出“IBM〞之后，中國(zhōnɡɡuó)科學院北京真空物理實驗室自如地操縱原子成功寫出“中國(zhōnɡɡuó)〞二字，標志著我國開始在國際納米科技領域占有一席之地。第三十二頁，共43頁。·1999年，巴西和美國科學家在進行碳納米管實驗時創造了世界上最小的“秤〞，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當于一個病毒的重量；此后不久，德國科學家研制出能稱量單個原子重量的秤，打破了美國和巴西科學家聯合創造的紀錄。·到1999年，納米技術逐步走向市場，全年納米產品的營業額到達500億美元。近年來，一些國家紛紛(fēnfēn)制定相關戰略或者方案，投入巨資搶占納米技術戰略高地。第三十三頁，共43頁。在“超級纖維〞領域實力不弱的我國科學家近年來也開展了相關研究，并于今年7月取得突破。西安交通大學朱長純教授率領的小組采用新的技術途徑，引導碳納米管有序、定向生長在導電的硅片襯底上，并進而研制出功能完備(wánbèi)的場發射像素管，因純度高，有序性好，場發射性能也大大提高，在碳納米管平板顯示器的實用化進程中做出了中國人的獨特奉獻。第三十四頁，共43頁。和傳統顯示器比，這種顯示器不僅體積小，重量輕，大大省電，顯示質量好，而且響應時間僅為幾微秒，從零下45度到零上85度都能正常工作，因此擁有極廣闊的潛在市場前景。

碳納米管可制成極好的微細探針和導線、性能頗佳的加強材料、理想的儲氫材料。它使壁掛電視進一步成為可能，并在將來可能替代硅芯片的納米芯片中扮演極重要(zhòngyào)的角色，從而引發計算機行業革命。第三十五頁，共43頁。人們一直希望自己的衣料能像荷花般出污泥而不染，現在這種夢想已由中國科學家實現。2000年9月27日，中科院化學所專家宣布研制成功一種不粘油污、不粘水的新型納米材料——超雙疏性界面材料。使用這種材料的紡織品和建材，不用洗滌，也不沾染油污。這標志著中國在納米材料研制方面的又一新突破。納米是一種長度單位，一納米等于十億分之一米，大約相當于幾十個原子的長度。科學家發現，當材料組成的精度到達納米級時，物質就能表現出一些新特性，從而為新材料的產生創造條件。最具有說明性的例子就是，改變碳原子的排列(páiliè)結構，能把廉價的石墨變成價值連城的鉆石。因此，納米技術是當今各國科技界競爭的焦點。第三十六頁，共43頁。電阻(diànzǔ)超導(chāodǎo)轉變超導(chāodǎo)臨界TC超導磁懸浮1～100nm...第三十七頁，共43頁。電阻(diànzǔ)為零電能(diànnéng)超導(chāodǎo)磁懸浮..第三十八頁，共43頁。延展性

硬度

彈性絕緣體半導體

導體三極管二極管材料常見材料半導體材料探索新材料應用超導材料納米材料第三十九頁，共43頁。聰明出于勤奮，天才(tiāncái)在于積累。——華羅庚第四十頁，共43頁。1、不要做刺猬，能不與人結仇就不與人結仇，誰也不跟誰一輩子，有些事情沒必要記在心上。2、相遇總是猝不及防，而離別多是蓄謀已久，總有一些人會慢慢淡出你的生活，你要學會接受而不是思念。3、其實每個人都很清楚自己想要什么，但并不是誰都有勇氣表達出來。漸漸才知道，心口如一，是一種何等(héděng)的強大!4、有些路看起來很近，可是走下去卻很遠的，缺少耐心的人永遠走不到頭。人生，一半是現實，一半是夢想。5、你心里最崇拜誰，不必變成那個人，而是用那個人的精神和方法，去變成你自己。6、過去的事情就讓它過去，一定要放下。學會狠心，學會獨立，學會微笑，學會丟棄不值得的感情。7、成功不是讓周圍的人都羨慕你，稱贊你，而是讓周圍的人都需要你，離不開你。8、生活本來很不易，不必事事渴求別人的理解和認同，靜靜的過自己的生活。心假設不動，風又奈何。你假設不傷，歲月無恙。9、命運要你成長的時候，總會安排一些讓你不順心的人或事刺激你。10、你迷茫的原因往往只有一個，那就是在本該拼命去努力的年紀，想得太多，做得太少。11、有一些人的出現，就是來給我們開眼的。所以，你一定要禁得起假話，受得住敷衍，忍得住欺騙，忘得了承諾，放得下一切。12、不要像個落難者，告訴別人你的不幸。逢人只說三分話，不可全拋一片心。13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保護你的，是你自己的選擇。而真正能傷害你的，也是一樣，自己的選擇。14、不要那么敏感，也不要那么心軟，太敏感和太心軟的人，肯定過得不快樂，別人隨便的一句話，你都要胡思亂想一整天。15、不要輕易去依賴一個人，它會成為你的習慣，當分別來臨，你失去的不