简述纳米科技、纳米材料的基本概念。
题目
简述纳米科技、纳米材料的基本概念。
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第1题：
关于纳米材料的说法，正确的是：
A. 纳米材料中的“纳米”是一个表示长度的计量单位
B. 纳米材料具有奇特的逛、点、磁、热、力和化学方面的性质
C. 用纳米级的颗粒组成的材料就叫纳米材料
D. 纳米材料的主要成分是从某种谷物中提取答案：A,B,C解析：解题指导： 纳米级的颗粒组成的材料叫做超微颗粒材料。一纳米相当于十亿分之一米。根据以上信息分析材料，故答案为ABC。 -
第2题：
关于 纳米材料的说法，不正确的是（ ）
A、纳米材料中的“纳米”是一个表示长度的计量单位
B、纳米材料具有奇特的光、电、磁、热、力和化学方面的性质
C、用纳米级颗粒组成的材料就叫纳米材料
D、纳米材料的主要成分是从某种谷物中提取的答案：D解析：纳米是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一。当物质到纳米尺度以后，大约是在1~100纳米这个范围之间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具有不同于原来组 成的原子、分子的功能，也不同于宏观物质的特殊性能的材料，即为纳米材料。故D项符合题意。 -
第3题：
什么是纳米材料？纳米材料有哪些主要的特性？
正确答案: 纳米是一个长度计量单位，一纳米相当于十亿分之一米。当物质颗粒小到纳米级后，这种物质就可称为纳米材料。
由于纳米颗粒在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性，因此在陶瓷增韧、磁性材料、电子材料和光学材料等领域具有广泛的应用前景。
添加纳米粉体的材料与相同组成的普通粉体材料相比，材料的万分本身虽然并未改变，但活性增强，主要表现为高抗菌、防污、耐磨、强度加大，材料重量只是钢的十分之一，但是它的强度却是钢的100倍。人们通过改变塑料、石油、纺织物的原子、分子排列，使它们具有透气、耐热、高强度和良好的弹性等特征。例如被称为纳米材料中的“乌金“的碳纳米管具有非常奇异的物理化学性能。它的尺寸只有头发丝的十万分之一，但是它的导电率是铜的1万倍；它的强度是钢的100倍，而重量只有钢的六分之一，由于其强度是其他纤维的20倍，具有经受10万Mpa而不被破碎的奇异效果。 -
第4题：
简述纳米材料的构建方法。
正确答案: 两种，一种是自上而下的方法（Top-Down），另一种是自下而上的方法（Bottom-Up）。
自上而下，通过微加工等技术手段，不断在尺寸上将功能材料器件微型化，比如粉碎法、激光加工、光影印、光刻；自下而上，以原子分子为基本单元进行设计和组装，构筑具有特定功能、性能的材料器件，比如化学气相沉积、物理气相沉积、模板法、溶胶凝胶法、自组装法、电沉积、化学还原法、水热法或溶剂热法等。 -
第5题：
简述纳米材料的其他新奇性质。
正确答案: ①光学性质：所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑。
②热学性质：固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。
③磁学性质：小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同，当颗粒尺寸减小到0.02微米以下时，其矫顽力可增加1千倍，若进一步减小其尺寸，大约小于0.006微米时，其矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。
④力学性质：陶瓷材料在通常情况下呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。 -
第6题：
纳米科技是指在（）的尺度上研究物质的特性和相互作用，包括原子和分子的操纵。
- A、1－10纳米
- B、1－50纳米
- C、1－100纳米
- D、1－150纳米
正确答案:C -
第7题：
问答题什么是纳米材料？简述纳米材料的主要制备方法和工艺。正确答案： 纳米材料：通常定义为材料的显微结构中，包括颗粒直径、晶粒大小、晶界、厚度等特征尺寸都处于纳米尺寸水平的材料。（指材料块体中的颗粒、粉体粒度在10-100nm之间，使其某些性质发生突变的材料）
主要制备方法和工艺：气相冷凝法、球磨法、非晶晶化法、溶胶－凝胶法。解析： 暂无解析 -
第8题：
问答题纳米的基本涵义是什么？简述为什么纳米材料会表现出许多前所未有的新特性？正确答案： 纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级（10-9米）的超细材料。它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为100~102nm。它包括体积分数近似相等的两个部分：
一是直径为几个或几十个纳米的粒子。
二是粒子间的界面。
前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。
由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。即纳米材料显现出纳米效应，具体表现为三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
由于纳米效应，纳米材料光学、热学、电学、磁学、力学乃至化学性质也就相应地发生十分显著的变化。因此纳米材料具备其它一般材料所没有的优越性能，可广泛应用于电子、医药、化工、军事、航空航天等众多领域，在整个新材料的研究应用方面占据着核心的位置。解析： 暂无解析 -
第9题：
单选题下列关于纳米材料的说法，错误的是（ ）。A纳米材料中的“纳米”是一个表示长度的计量单位
B纳米材料具有奇特的光、电、磁、热、力和化学方面的性质
C用纳米级的颗粒组成的材料就叫纳米材料
D纳米材料的主要成分是从某种谷物中提取的
正确答案： D解析： -
第10题：
多选题纳米科技的研究领域分为（）。A纳米分析
B纳米材料
C纳米装置
D纳米区域的探测和研究
正确答案： C,A解析： 暂无解析 -
第11题：
单选题纳米科技只要研究结构尺寸在（）纳米范围内材料的性质和应用。A1-100
B1-10
C0.1-10
D0.1-100
正确答案： A解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题简述纳米材料科技的研究方法有哪些？正确答案： 主要有两种技术：Top down（由上而下）的方法和 Bottom up（由下而上）的方法；Top down 由上而下的方法是一种采用物理和化学方法对宏观物质的超细化的纳米科技的研究方法。Bottom up 由下而上的方法，以原子、分子、团簇等为基元组装具有特定功能的器件、材料。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去制造具有特殊功能的产品。解析： 暂无解析 -
第13题：
关于纳米材料的说法,不正确的是（ ) .
A.纳米材料中的“纳米”是一个表示长度的计量单位
B.纳米材料具有奇特的光、电、磁、热、力和化学方面的性质
C.用纳米级的颗粒组成的材料就叫纳米材料
D.纳米材料的主要成分是从某种谷物中提取的答案：D解析：纳米是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一。当物质到纳米尺度以后，大约是 在1 ~100纳米这个范围之间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具有不同于原来组成的原子、分子的功能,也不同于宏观物质的特殊性能的材料，即为纳米材料。 -
第14题：
纳米科技的研究领域分为（）。
- A、纳米分析
- B、纳米材料
- C、纳米装置
- D、纳米区域的探测和研究
正确答案:B,C,D -
第15题：
简述碳纳米材料（C60、碳纳米管）的结构、合成方法、性能。
正确答案: 一、C60：
结构：C60分子中每个碳原子与周围3个碳原子形成2个单键和1个双键。
合成方法：电弧放电法、苯火焰燃烧法、高频加热蒸发石墨法
性能：物理性质：
①黑色粉末，密度1.65g/cm3±0.05g/cm3，熔点>700℃；
②易溶于CS2、甲苯等，在脂肪烃中溶解度随溶剂碳原子数的增加而增大；
③能在不裂解情况下升华；
④抗冲击能力强；
⑤具有非线性光学性能，室温下是分子晶体，适当的金属掺杂后的C60表现出良好的导电性和超导性。化学性质：芳香性，倾向于得到电子，易于与亲核试剂反应。
二、碳纳米管：
①单壁碳纳米管：由一层石墨烯片组成。典型的直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。
②多壁碳纳米管：含有多层石墨烯片。形状象个同轴电缆。其层数从2～50不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距（0.34nm）相当。典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。 -
第16题：
简述纳米材料的四大效应。
正确答案: 小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。
①小尺寸效应，当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。
②表面效应
颗粒比表面积：颗粒表面积与体积之比，S/V=6/D随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应。
③量子尺寸效应，指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象（粒子尺寸越小，能级间距越大）。当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同的现象。
④宏观量子隧道效应
即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。 -
第17题：
何谓纳米科技和纳米材料？纳米粒子有哪些物理效应和特点？
正确答案:纳米科技：纳研究尺寸在0.1～100nm之间的物质所组成体系的运动规律和相互作用，及其实用技术问题的科学技术。
纳米材料：在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。
物理效应：1.久保效应；2.表面与界面效应；3.小尺寸效应；4.量子尺寸效应；5.宏观量子隧道效应
特点：1.物理特性：热性质的变化；磁性的变化；离子导电性增加；光学性质变化；力学性能变化
2.化学特性：化学反应性能提高；吸附性强；催化效率高 -
第18题：
问答题纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？正确答案： 纳米材料指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。
纳米技术：能操作细小到1-100nm物件的一类新发展的高技术。
作用：对于高端的技术，如在超导的应用方面，集成电路的发展方面纳米技术有重要作用。解析： 暂无解析 -
第19题：
问答题简述纳米材料和超导材料的特性。正确答案： 超导体的主要特性：
（1）“零电阻”特性
零电阻是超导体的一个重要特性。实验发现，当温度下降到某一值时，超导体的电阻会突然降为零，从而材料处于超导态，每种超导物质从正常态（有电阻）转变为超导态（电阻为零）的临界温度（或称转变温度）是不同的，即不同的金属及合金有不同临界温度，每种材料只有温度低于它自己的临界温度时，才会出现超导现象。昂纳斯在研究中还发现，超导转变是可逆的，加热已处于超导态的样品，当温度高于后，样品恢复其正常电阻率。这证实了他的设想，即超导态是物质的一种新的状态，它只依赖于状态参量（如温度），而与样品的历史无关。
（2）临界磁场
研究发现，如果超导材料处于一个外磁场中，则只有当外磁场的磁感应强度小于某一量值时，超导材料才能保持其超导态，否则超导态即被破坏。称为临界磁场，它随不同材料和不同温度而变化。
（3）迈斯纳效应
1933年迈斯纳和奥克逊菲尔德在实验中发现，超导具有完全抗磁性，即进入超导态时，超导体会将内部的磁场完全排出体外，磁力线不能进入人体内，体内的磁场恒等于零这种现象称为完全抗磁性，也常称为迈斯纳效应。所以超导体不仅仅是理想导体（零电阻），而且是完全抗磁体。
纳米材料的只要特性如下：
表面效应；小尺寸效应；.量子尺寸效应；宏观量子隧道效应解析： 暂无解析 -
第20题：
问答题简述纳米材料的制备途径。正确答案： a.“自上而下（Top－Down）”是指通过微加工或固态技术，不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化；b.“自下而上（Bottom－Up）”是指以原子、分子为基本单元，根据人们的意愿进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品，主要是利用化学和生物学技术。解析： 暂无解析 -
第21题：
单选题下列关于“纳米”的表述，正确的是()A纳米是—种高新科技
B纳米是—种长度单位
C纳米是—种材料
D纳米是—种新的空间
正确答案： D解析： -
第22题：
填空题纳米材料可分为（）、（）、纳米膜、纳米块体、纳米复合材料等。正确答案： 纳米粉末,纳米纤维解析： 暂无解析 -
第23题：
单选题纳米科技是指在（）的尺度上研究物质的特性和相互作用，包括原子和分子的操纵。A1－10纳米
B1－50纳米
C1－100纳米
D1－150纳米
正确答案： D解析： 暂无解析