分子纳米材料

[font=微软雅黑][size=10.5000pt]由于纳米单元层都是一个动力学独立的片状颗粒，其空间位阻被降到最低，因此可以与任意大小的微粒同纳米层实现组装，进而合成一系列利用常规方法不能抽取的插层化合物，特别是插入体积非常大的客体分子。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]此外，剥离得到的纳米层通过剥离[/font]/重组技术可以制备新的纳米功能薄膜、纳米功能积层材料、有效高比表面积的催化材料材料以及有机-无机复合材料等。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]期待合成的纳米材料在磁性材料、选择性催化剂、选择性吸附剂，锂离子二次电池正极材料等方面得到广泛应用。[/size][/font][align=left][b][font=微软雅黑][size=12pt]层状化合物及分类[/size][/font][/b][/align][font=微软雅黑][size=10.5000pt]随着纳米复合材料的深入研究，另一类多功能的无机层状化合物已成为合成功能性复合材料重要的前驱物或基本组成单元。无机层状化合物的各类繁多，一般以层状主体是否带电来进行分类。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]阴离子型层状化学物：是指层间具有可交换阴离子或中性分子的层状结构主体，且层状主体构架是带正电荷的。其中比较有代表性的主要是：水滑石、类水滑石。它们的主体成份一般是由两种金属的氢氧化物构成，因此又称其为双金属氢氧化物。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]阳离子型层状化合物：是由带负电结构单元通过共用边、角、面形成的层状框架或网络。片层电荷补偿是通过层间可移动的阳离子如钾离子或者纳离子等或中性分子来实现。其中比较有代表性的是蒙脱土、绿土、磷酸盐、硅酸盐、钛酸盐和砷酸盐和铌酸盐。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]中性层状化合物：即层状主体结构是电中性的。这类化合物层与层之间是范德华力维持，研究较多的是石墨、层状双硫氧化物、[/font]V[/size][/font][sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]2[/size][/font][/sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]O[/size][/font][sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]5[/size][/font][/sub][font=微软雅黑][size=10.5000pt]等。[/size][/font]

1，概述一纳米等于十亿分之一米，相当于人的头发丝直径的八万分之一。纳米材料被誉为“21一世纪最具有前途的材料”，与信息技术和生物技术并成为21世纪社会经济发展的三大支柱之一和战略制高点。材料的结构决定材料的性质，纳米材料的特殊结构决定它具有一些特异性质，从而纳米材料具有常规材料没有的性质，从而使纳米材料得到更广泛的应用。纳米材料在化工，工程材料，信息，生物医学，军事等领域都得到了充分的应用。现在纳米技术尚在初期阶段，但于社会效益与经济效益都产生的巨大的影响，在未来纳米材料必定大显身手。纳米科技是研究结构尺度在1（0.1）~100nm范围内材料体系的运动规律，相互作用及实际应用的科学技术。其基本内涵是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操作原子，分子创造新的物质。纳米技术在材料学，生物学，电子学，化学，物理学，测量学，力学的若干领域得到应用。纳米技术是许多基础理论，专业工程理论与当代高新技术的结晶。以物理学，化学的微观理论为基础，以现代高精密检测仪器和先进的分析技术为手段。美国IBM首席科学家曾经说到：“正像微电子技术产生了信息革命一样，纳米技术将成为下一代信息的核心。”我国著名科学家钱学森也指出：“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科学技术发展的重点，会是一次技术革命，从而引发21世纪的一次新的产业革命。”纳米技术具有极大的战略意义，世界上许多国家都将其纳入重点发展项目。本文将从纳米材料的现状，发展趋势及应用三方面加以主要叙述。2，定义 纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级（1~100nm）的极细颗粒组成的固体材料。广义上讲，纳米材料指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。发展历史纳米材料的概念可以追溯到1959年，诺贝尔奖获得者理查德·费曼（Richard Phillips Feynman)_在一次名为“There is plenty of room at the bottom”演讲中提到的。他构想人类可以使用宏观上的机器制造比其体积小的机器，进而制造更小的机器，这样一步步缩小生产装置，逐步达到分子尺度，到最后人类可以按照自己的意愿来排列原子，制造产品。尽管当时的科学界抱以普遍的怀疑态度，但不久之后，他的理念得以证实， 1980年H·Gleiter教授在一次穿越澳大利亚的沙漠旅行时引发的构想，他不同于当时的常规想法，即具有完整空间点阵结构的实体即晶体视为主体，而将空间点阵中的空位，置换原子，间隙原子，相界，位错和晶界视为晶体材料中的缺陷。他将“缺陷”视为主体，制造出一种晶界占有极大体积比的材料。1984年，他领导的研究组用惰性气体凝聚法制备了具有具有清洁表面的黑色纳米金属粉末粒子，并以它为结构单元制成了纳米块体材料。 1987年美国国家实验室的西格尔（Siegel)等人使用气相冷凝法制备纳米陶瓷材料TiO2，并观察到纳米材料在室温和低温下具有良好的韧性。1990年7月，在美国巴尔的摩召开国际第一届纳米科技学术会议，正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世，表明了纳米材料科学已经成为一个比较独立的学科。1994年在美国波士顿召开的MRS秋季会议上正式提出了纳米材料工程。是纳米材料的新领域，是纳米材料研究的基础上通过纳米合成，纳米添加发展新型的纳米材料，并通过纳米添加对传统材料进行改性，扩大纳米材料的应用范围，开始形成了基础研究与应用研究并行的局面。纳米材料发展有三个阶段：第一阶段（1990年之前）主要是在实验室探索，用各种手段制造各种材料纳米颗粒粉体，合成块体，研究表征方法，探索纳米材料的性能。第二阶段（1990~1994年）。人们

GBT30544.4-2019纳米科技术语第4部分：纳米结构材料