文献综述
引言:
今年来,纳米材料作为一种新兴材料,在国内外已受到越来越广泛地重视,由于其优异的化学、物理、力学性能,在人们的生产生活上有着广阔前景。目前,对于纳米材料的制备方法有很多种,但是这些制备方法都或多或少的存在一些没有解决的问题,这阻碍了纳米材料在现实生活中的广泛的应用。主要问题是价格昂贵,性能不稳,因此纳米材料的制备还有待深入的研究。而激光作为一种新型技术,在生产纳米材料上逐渐引起了人们的关注。其高可控性使得制备的纳米材料能够向着理想的状态发展,并且随着技术的逐步发展,激光也从一个设备昂贵,成本高的生产方式转变成了一个廉价易得的生产方式,并具有相当高的性价比,因而具有广泛的前景。
1.纳米材料简介
1.1 纳米材料的定义
纳米材料目前从三个层面定义:
- 纳米尺度:1-100nm范围的几何尺度。
- 纳米结构单元:具有纳米尺度结构特征的物质单元,包括稳定的团簇或人造原子团簇,纳米晶及纳米孔等。
- 纳米材料:物质结构在三维空间至少有一维处于纳米尺度,或由纳米结构单元组成的且具有特殊性质的材料。
根据上述定义,纳米材料可以分为两种主要类型,一类是具有纳米尺度外形的材料,即狭义的纳米材料,它包括原子团簇,纳米颗粒,纳米线,纳米管,纳米薄膜等;一类是以纳米结构单元作为主要结构组分所构成的材料,即具有纳米结构的材料,常备简称为纳米结构材料,它包括纳米固体,纳米复合材料,纳米介孔材料,纳米阵列等[1]。
纳米材料的种类非常丰富,从材料的成分与性能来看,纳米材料涵盖了所有已知的材料类型。按照材料的成分分类方法,纳米材料可分为纳米金属材料,纳米陶瓷材料,纳米半导体材料,纳米高分子材料与纳米复合材料;按材料的性能分类,纳米材料可分为结构纳米材料,纳米磁性材料,纳米压电材料,纳米铁电材料,纳米光子学材料,纳米发光材料,纳米催化材料等;而按材料的用途分类,纳米材料可分为纳米电子材料,纳米生物材料,纳米建筑材料,纳米隐形材料等。
1.2纳米材料及其发展状况
纳米科技是当今世纪几大科技之一,是十分有发展前途的科研并有着很大的应用潜力。目前人们普遍认为纳米科技源自费曼于1959年的一次演讲,而“小就是与众不同(small is different)”在现在几乎成了纳米科技界的一句口头禅。[2]纳米科技近年来发展之迅猛,前所未有。纳米科技正处于快速发展的阶段,很难对其前景作出准确、完整的描述。但是,纳米科技给人们的生活带来的变革已经开始。在计算机领域,医学领域,信息技术领域,国防领域,能源与环境领域以及食品领域都可见到纳米材料的应用。国际市场上与纳米科技相关的产品几乎以每年翻番的熟读在发展。据预测,到2015年,纳米科技产品的全球市场规模将突破3万亿美元,成为市场上的主流产品。现在的发展趋势已清楚地表明,纳米科技将成为21世纪全球经济发展的引擎,给人类社会的各个方面带来巨大的变化。
