你知道嗎?納米材料的「表面效應」

2021-03-01 化學大咖

納米材料是什麼呢？是指材料研究所關注的材料對象的三維結構中，至少有一維尺寸處於0.1~100nm的範圍。

納米材料一般有四大特性。其中最主要的一點是他的表面效應。納米材料的表面效應是指固體物質尺寸減少到納米量級時，其表面原子所佔整個納米粒子原子數的比例會睡著原子半徑減小而急劇增加。隨著納米粒子變小，納米材料的比表面積會顯著增大，表面原子佔比的的迅速升高。例如氮砷納米粒子直徑變成10nm時，其表面原子佔比會迅速增加，減小到1nm時，其表面原子佔比達到百分之九十以上，徹底改變結構。

（大連物化所-納米鐵吸波材料）

由於納米粒子的表面原子的化合價通常沒有達到飽和，會在其表面形成很多的懸空鍵，即具備極易成鍵的電子存在，從而使納米粒子有很高的表面活性。此外納米粒子在溶液或者其他介質的表面極容易吸附大量的原子、分子、離子後，也是為了抵消大量的表面未成鍵的懸空鍵；另外還有未經表面處理的納米粒子非常容易自身自建填充懸空鍵而團聚，也屬於納米材料的表面效應。總之，表面效應引起粒子化學性質變得活潑，這就給材料研髮帶來了很大的化學空間。

（中國高科技納米研究中心標識）

比如小到一定尺寸的金屬鐵納米粒子爆露在空氣中會產生「自燃」。本質上就是這種超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可使其緩慢氧化生成一層極薄而緻密的氧化層。利用表面活性，金屬超微顆粒已經成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點材料的構成特點。也因此納米材料被譽為21世紀最有活力的材料。

（給活性納米鐵穿上碳鎧甲）

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