納米材料之所以成為納米研究的熱潮，其根本原因在于納米材料有許多別的材料不具備的特性：如表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。具體特征表現(xiàn)如下：

一、表面效應(yīng)

     納米微粒由于尺寸小，表面積大，表面能高，位于表面的原子占相當(dāng)大的比例。這些表面原子牌嚴(yán)重的缺位狀態(tài)，因此其活性*，極不穩(wěn)定，遇見其它原子時很快結(jié)合，使其穩(wěn)定化。這種活性就是表面效應(yīng)。

二、量子效應(yīng)

    當(dāng)粒子尺寸降到某一值時，費(fèi)米能級附近的電子能級由準(zhǔn)連續(xù)能級變?yōu)殡x散能級的現(xiàn)象、納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的高占據(jù)分子軌道和低末被占據(jù)分子軌道能級，能級變寬的現(xiàn)象均稱為量子尺寸效應(yīng)。例如，半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)與顆粒的尺寸有密切的關(guān)系。隨著顆粒的減小，半導(dǎo)體的發(fā)光帶或者吸光帶可由長波長移向短波長，發(fā)光的顏色從紅光移向藍(lán)光，這就是半導(dǎo)體藍(lán)移現(xiàn)象。

三、小尺寸效應(yīng)

    當(dāng)納米微粒尺寸與光波的波長、傳導(dǎo)電子的德布意波長及超導(dǎo)態(tài)的相干長度或穿透深度等物理特征尺寸相當(dāng)時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，聲、光、力、熱、電、磁、內(nèi)壓、化學(xué)活性等與普通粒子相比均有很大變化，這就是納米粒子的小尺寸效應(yīng)。

四、宏觀量子隧道效應(yīng)

微觀粒子具有貫穿勢壘能力的效應(yīng)稱為隧道效應(yīng)。電子即具有粒子性又具有波動性，因此存在隧道效應(yīng)。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，如微粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁道通量等也具有隧道效應(yīng)，它們可以穿越宏觀體系的勢壘而產(chǎn)生變化，故稱之為宏觀量子隧道效應(yīng)。

2氧化物納米材料的用途

由于不同各類的氧化物對光、電、磁、力聲、氣、溫度、濕度等物理量具有某一特殊的電學(xué)特性，使得這些材料常用作結(jié)構(gòu)陶瓷和各種電子功能陶瓷。對于氧化物納米材料而言，由于其表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等使得它們呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的特性，從而在陶瓷增韌、磁性  材料、催化材料、光學(xué)材料和其他方面有非常廣泛的應(yīng)用前景。

一、陶瓷增韌

    納米陶瓷是指陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平，納米陶瓷晶粒的細(xì)化晶界數(shù)量大幅度增加，可使材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大為提高，并對材料的電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)等性能產(chǎn)生重要的影響。納米陶瓷具有高韌性的特點(diǎn)可解決普通陶瓷“易碎品”形象的存在。

二、磁力性能

    磁性納米材料由于尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)、矯頑力很高的特性，用它制成的磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質(zhì)量。

三、催化性能

    納米微粒由于尺寸小，表面所占體積分?jǐn)?shù)大，表面的價態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同，表面原子配位不全等導(dǎo)致了表面的活性位置增加，這就使它具備了作為催化劑的基本條件。并且，隨著粒徑的減小，納米微粒表面光滑程度變差，形成了凹凸不平的原子臺階，這就增加了化學(xué)反應(yīng)的接觸面。

四、光學(xué)性質(zhì)

     納米微粒由于小尺寸效應(yīng)使它具有常規(guī)大塊材料不具備的光學(xué)特性。研究表明，利用納米微粒特殊的光學(xué)特性制備的各種光學(xué)材料裝飾在日常生活和高技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。如優(yōu)異的光吸收材料，紅外吸收材料和隱身材料。

五、其它性質(zhì)

    由于納米微粒具有大的比表面積，高的表面活性，使得它與氣體相互作用強(qiáng)，對周圍環(huán)境十分敏感。例如對、氣體、濕度等環(huán)境敏感，因此可用作各種傳感器。還有如晶體加工，靜電屏蔽性能的納米涂料。

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