纳米材料的发现

发表于:2012-08-09 来源:新材料资讯
关键词: 材料 新材料

  【新材料资讯】组成材料的物质颗粒变小了,“小不点”会不会与“大个子”的性质很不相同呢?这便是德国物理学家格莱特(Grant)的科学思路。

  那是1980年的一天,格莱特到澳大利亚旅游,当他独自驾车横穿澳大利亚的大沙漠时,空旷、寂寞和孤独的环境反而使他的思维特别活跃和敏锐。他长期从事晶体材料的研究,了解晶体的晶粒大小对材料的性能有很大的影响:晶粒越小,强度就越高。

  格莱特上面的设想只是材料的一般规律,他的想法一步一步地深入:如果组成材料的晶体的晶粒细到只有几个纳米大小,材料会是个什么样子呢?或许会发生“翻天覆地”的变化吧!

  格莱特带着这些想法回国后,立即开始试验。经过将近4年的努力,终于在1984年制得了只有几个纳米大小的超细粉末,包括各种金属、无机化合物和有机化合物的超细粉末。

  格莱特在研究这些超细粉末时发现了一个十分有趣的现象。众所周知,金属具有各种不同的颜色,如金子是金黄色的,银子是银白色的,铁是灰黑色的。至于金属以外的材料如无机化合物和有机化合物,它们也可以带着不同的色彩:瓷器上面的釉历来都是多彩的,由各种有机化合物组成的染料更是鲜艳无比。

  可是,一旦所有这些材料都被制成超细粉末时,它们的颜色便一律都是黑色的:瓷器上的釉、染料以及各种金属统统变成了一种颜色──黑色。正像格莱特想像的那样,“小不点”与“大个子”相比,性能上发生了“翻天覆地”的变化。

  为什么无论什么材料,一旦制成纳米“小不点”,就都成了黑色的呢?原来,当材料的颗粒尺寸变小到小于光波的波长(1×10m左右)时,它对光的反射能力变得非常低,大约低到小于1%。既然超细粉末对光的反射能力很小,我们见到的纳米材料便都是黑色的了。

  “小不点”性质上的变化确实是令人难以置信的。著名的美国阿贡国家实验室制备出了一种纳米金属,居然使金属从导电体变成了绝缘体;用纳米大小的陶瓷粉末烧结成的陶瓷制品再也不会一摔就破了。

  格莱特的发现已经和正在改变科学技术中的一些传统概念。因此,纳米材料将是21世纪备受瞩目的一种高新技术产品。

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