简述碳纳米材料（C60、碳纳米管）的结构、合成方法、性能。
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简述碳纳米材料（C60、碳纳米管）的结构、合成方法、性能。
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第1题：
碳纳米管材料具有重量轻、强度高等优点，被广泛应用于自行车和球拍等产品生产中。但是近日研究发现，长期从事生产碳纳米管工作或利用该材料制造其他产品的工人，有可能因吸入碳纳米管而致癌。以下哪项如果为真，最能支持上述研究发现？( )A.研究表明，容易引发癌症的是一些较长的碳纳米管，这可能是因为它们更容易卡在肺部或腹部细胞间的空腔中
B.在使用体外培养的人体皮肤细胞进行实验时显示，碳纳米管可以进入细胞内部，降低细胞自身的免疫能力
C.动物实验显示，如果碳纳米管大量进入实验鼠的腹部，约有10%的实验鼠会在一年内出现腹腔炎症
D.石棉是国际癌症组织确认的致癌物质，而碳纳米管在化学分子结构上和石棉存在一些相似之处答案：D解析：研究发现是工人可能因吸入碳纳米管而致癌，要支持此发现，需要加强碳纳米管和癌症之间的联系。D项从化学分子结构角度说明碳纳米管存在致癌的可能性，支持了题干的研究发现。A项解释的是较长碳纳米管更易引发癌症的原因，其实际上是建立在已经承认碳纳米管可能致癌的结论的基础上的，故无法支持题干。B、C项为无关选项，排除。本题正确答案为D。 -
第2题：
碳纳米管材料具有重量轻、强度高等优点，被广泛应用于自行车和球拍等产品生产中。但是近曰研究发现，长期从事生产碳纳米管工作或利用该材料制造其他产品的工人，有可能因吸入碳纳米管而致癌。
以下哪项如果为真，最能支持上述研究发现？（ ）
A.研究表明，容易引发癌症的是一些较长的纳米管，这可能是因为它们更容易卡在肺部或腹部细胞间的空腔中
B.在使用体外培养的人体皮肤细胞进行实验时显示，碳纳米管可以进入细胞内部，降低细胞自身的免疫能力
C.动物实验显示，如果碳纳米管大量进入实验鼠的腹部，约有10%的实验鼠会在一年内出现腹腔炎症
D.石棉是国际癌症组织确认的致癌物质，而碳纳米管在化学分子结构上和石棉存在一些相似之处答案：D解析：研究发现是工人可能因吸入碳纳米管而致癌，要支持此发现，需要加强碳纳米管和癌症之间的联系。D项从化学分子结构角度说明碳纳米管存在致癌的可能性，支持了题干的研究发现。 A项解释的是较长碳纳米管更易引发癌症的原因，其实际上是建立在已经承认破纳米管可能致癌的结论的基础上的，故无法支持题干。B、C项为无关选项，排除。本题正确答案为D。 -
第3题：
碳纳米管的直径通常为几纳米到几十纳米，管壁厚度仅几纳米。碳纳米管的韧性高，导电性强，兼具金属和半导体的特性，是超微元件的理想材料。
正确答案:正确 -
第4题：
在合成一维纳米结构（如纳米晶须、纳米棒和纳米线等）时，气相合成可能是用得最多的方法，简述气相法中的气－液－固（简称VLS）生长机制及其特点。
正确答案: VLS生长机制：必须有催化剂的存在；在适宜的温度下，催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物；生长材料的组元不断地从气相中获得；当液态中溶质组元达到过饱和后，晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。
特点：催化剂的尺寸决定纳米线材料的最终直径；反应时间影响纳米线的长径比。 -
第5题：
目前，单壁碳纳米管最长可达30纳米。（）
正确答案:错误 -
第6题：
下列物质的微观分子结构是球状的是（）
- A、碳纳米管
- B、石墨烯
- C、石墨
- D、C60
正确答案:D -
第7题：
多选题当前纳米材料研究的趋势是（）。A由随机合成过渡到可控合成
B由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样
C由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料
D纳米材料技术与生物技术相结合
正确答案： A,B,C解析： 暂无解析 -
第8题：
问答题简述碳纳米管的结构。正确答案： 多壁碳纳米管一般由几个到几十个单壁碳纳米管同轴构成管间距为0.34nm左右，这相当于石墨的面间距碳纳米管的直径为零点几纳米至几十纳米，长度一般为几十纳米至微米级每个单壁管侧面由碳原子六边形组成，两端由碳原子的五边形封顶
碳纳米管的分类：根据管壁可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管
存在三种类型的结构：分别称为单臂纳米管、锯齿形纳米管和手性纳米管解析： 暂无解析 -
第9题：
问答题简述碳/碳复合材料的性能。正确答案： 力学性能：密度小；拉伸强度、弯曲强度、杨氏模量高；脆性大，应力-应变曲线呈现“假塑性效应”：施加载荷初期呈线性关系，随后变为双线性。卸载后再加载荷，曲线仍为线性，并可达到原来的载荷水平。
热物理性能：热膨胀系数小，尺寸稳定；热导率高，并可以调节；比热容高；抗热震因子大。烧蚀性能（蒸发升华、热化学氧化）：碳/碳复合材料烧蚀均匀、烧蚀凹陷浅，能良好地保持制件外形；烧蚀热高，为内层材料和存放的器件提供保护。
化学稳定性：具有与碳一样的化学稳定性；抗氧化性能差。改善碳/碳复合材料抗氧化性能的方法：浸渍树脂时加入抗氧化物质；气相沉积碳时加入抗氧元素；碳化硅涂层。解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题请简述碳纳米管的优点。正确答案： 碳纳米管很轻，材料密度低，强度高、碳纳米管场发射特性优异。解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题为什么在研究碳纳米管的过程中，可以借鉴研究石墨的方法和技巧？石墨片卷绕成碳纳米管的方式主要有哪几种，有何区别？正确答案： 各种实验表明，碳纳米管的管壁是一种类似于石墨片的碳六边形网状结构，但有扭曲，这就是说，碳纳米管管壁由碳六边形环构成，每个碳与周围的三个碳原子相邻，碳与碳之间通过sp2杂化键结合，展开在平面上，实际上就是石墨片的结构。所以简单地说，碳纳米管可以看成是由石墨片卷成圆筒状而成的。
石墨片卷成圆筒状的方式并不是唯一的，不同的卷绕方式所得到的碳纳米管的对称性不同，物理和化学性质也可能不同。高度旋转对称的碳纳米管，主要有两种方式，即扶手椅面方向和锯齿面方向旋转而成的碳纳米管。解析： 暂无解析 -
第12题：
单选题制造太空梯目前最可能的材料是（）。A钢铁
B塑料
C碳纳米管
D陶瓷
正确答案： D解析： 暂无解析 -
第13题：
超过半米长的碳纳米管的问世，使其朝应用方向踏出了重要一步，碳纳米管最重要的应用就是制造“又强又韧又轻又便宜”的材料。在天然材料中蛛丝最强韧，而碳纳米管纤维的韧性超过了蛛丝，这样的材料在航空航天领域极其重要，除此之外，碳纳米管还有独特的结构和导电性，可以用来做纳米尺度的电子器件，会比传统的电子器件更小，更灵敏。但是一般的碳纳米管长度不一，结构类型和导电性不同，很难用来规模化地生产结构和性能一致的器件，然而现在的超长碳纳米管克服了这一难题，成为一项巨大突破。
这段文字意在说明碳纳米管的：A.应用前景
B.物理特征
C.结构性能
D.研究突破答案：A解析：第一步，分析文段。文段先论述超过半米长的碳纳米管的问世使得碳纳米管的应用方向往前踏出了重要一步，接着都在围绕碳纳米管的应用方面展开论述，后半部分由转折关联词“但”引出“一般碳纳米管”的局限，接着又用“然而”指出“超长碳纳米管”是对“一般碳纳米管”的技术突破，而技术突破带来的同样是应用方面的便利，所以全文都在围绕“碳纳米管的应用”进行论述。
第二步，对比选项。A项是对文段内容的全面概括。 -
第14题：
当前纳米材料研究的趋势是（）。
- A、由随机合成过渡到可控合成
- B、由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样
- C、由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料
- D、纳米材料技术与生物技术相结合
正确答案:A,B,C -
第15题：
（）是用来制造防弹衣的最好材料
- A、金刚石
- B、富勒烯
- C、碳纳米管
- D、石墨烯
正确答案:C -
第16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17题：
简述块体纳米材料的制备方法原理
正确答案: 外压力合成法：
（1）惰性气体凝聚原位加压成形法
（2）高能机械研磨法
（3）电解沉积法
相变界面成形法：
非晶晶化法
大塑性变形法（粉末冶金法，高温、高压法）
电解沉积法原理：电解沉积法是指在溶液中带正电的金属离子，吸附到带负电的纳米颗粒表面，然后在电动力的作用下移至阴极，金属离子还原成原子，并与所俘获的纳米颗粒一起占据阴极金属或合金表面的位置，而形成涂层，逐渐形成薄膜纳米材料。
非晶晶化法原理：非晶晶化法是通过控制非晶态固体的晶化动力，来获得块体纳米材料的方法，它包括非晶态固体的获得和晶化两个过程。
大塑性变形法原理：它是材料在准静态压力作用下自身发生严重塑性变形，从而将材料的晶粒尺寸细化到亚微米级或纳米数量级。
粉末冶金法原理：粉末冶金法是把纳米粉压实成实体，然后放到热压炉中烧结。
高温、高压法原理：高温、高压法是将真空电弧炉熔炼的样品置入高压腔体内，加压至数GPa后升温，通过高压抑制原子的长程扩散及晶体的生长速率，从而实现晶粒的纳米化 ，然后再从高温下固相淬火以保持高温、高压组织。 -
第18题：
填空题根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：（）。正确答案： 扶手椅型、锯齿型、螺旋型解析： 暂无解析 -
第19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20题：
问答题纳米固体材料的界面结构对性能有重要影响，采用TEM观察纳米固体材料界面结构时，要考虑的两个问题是什么？正确答案： 考虑的问题是：
①试样制备过程中界面结构弛豫问题.制备TEM试样时，由于应力松驰，导致纳米材料界面结构弛豫，使观察的结果可能与原始状态有很大差别.
②电子束诱导界面结构弛豫问题.高能量的电子束缚照射薄膜试样表面可能导致局部过热，面产生界面结构弛豫.纳米材料内原子扩散速度很快，原子弛豫激活能小，即使子啊低温下电子束轰击也会对纳米材料界面的原始状态有影响.解析： 暂无解析 -
第21题：
单选题碳纳米管材料具有重量轻、强度高等优点，被广泛应用于自行车和球拍等产品生产中。但是近日研究发现。长期从事生产碳纳米管工作或利用该材料制造其他产品的工人，有可能因吸入碳纳米管而致癌。以下哪项如果为真，最能支持上述研究发现？（ ）A研究表明，容易引发癌症的是一些较长的碳纳米管，这可能是因为它们更容易卡在肺部或腹部细胞间的空腔中
B在使用体外培养的人体皮肤细胞进行实验时显示，碳纳米管可以进入细胞内部，降低细胞自身的免疫能力
C动物实验显示，如果碳纳米管大量进入实验鼠的腹部。约有10%的实验鼠会在一年内出现腹腔炎症
D石棉是国际癌症组织确认的致癌物质，而碳纳米管在化学分子结构上和石棉存在一些相似之处
正确答案： C解析：
文中的研究发现为工人有可能因吸入碳纳米管而致癌。A项正确，指出较长的碳纳米管材料容易引发致癌，故长期从事碳纳米管工作的工人就有可能吸入这种材料致癌，直接支持了文段的研究发现。B项错误，体外培养和降低细胞自身免疫能力，与吸入碳纳米管而致癌有所不同，不能支持文段论证。C项错误，腹腔炎症也不能等同于致癌，因此也不能支持文段的研究发现。D项错误，两者相似的化学分子结构不一定与致癌有关，不能说明碳纳米管能够致癌。 -
第22题：
判断题碳纳米管不是碳的四种同素异构体之一。A对
B错
正确答案： 对解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题简述碳纳米管的制备。正确答案： 电弧放电法
激光蒸发法
CVD法
高温分解C-H化合物法
电弧放电法解析： 暂无解析