奈米材料

2021/11/05

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奈米（nm）和米（m）、分米（dm），釐米（cm）等單位一樣，是一種長度單位，1nm=10-9m，

相當於 45 個原子排列起來的長度，

通俗一點就是，

相當於萬分之一頭髮絲粗細。

奈米級別結構的材料簡稱奈米材料，指的是三維空間尺度至少有一維小於100nm，介於1-100nm 之間的材料，不僅肉眼看不到，就是普通的光學顯微鏡也無法觀察到。它是由尺寸介於原子、分子和宏觀體系之間的奈米粒子所組成的新一代材料。過去，人們只關注原子、分子等一些物質，而奈米材料實際上大量存在於自然界，只是以前我們沒有認識到這個尺度範圍的效能。現如今，在資訊、生物、能源、環境等領域的高速發展，對材料提出了新的需求，也使得奈米材料開始活躍在人們視野中。

繪圖/米婭

隨著科技的發展，我們的手機、電腦等越來越薄，因此，尺寸微小的奈米材料在輕量化潮流下大有用處，它能夠滿足人們對材料方便、小型化、高整合等方面的需求。

當材料的尺寸由微米降至奈米級別時，其粒徑會改變上千倍，體積也將變化109倍，所謂“濃縮就是精華”，

這一變化將導致材料的聲、光、電、磁、熱效能呈現出新的特性。其次，奈米材料相對於大塊物質來說，就像一堆沙粒相對於一整塊岩石，前者擁有較大的比表面積，也因此具有優秀的效能。例如在化學反應中催化劑被製成奈米材料後，由於比表面積的增大，能夠像堆疊的沙粒那樣提供更多的反應接觸面積，以此提高反應的效率。

藉助奈米材料和技術，我們可以製備體積更小，效能不變甚至更好的器件，減少器件的數量，能讓我們的生活變得更加方便，比如我們平時所使用的手機、電腦等，正是藉助奈米技術（半導體制造技術）才實現的小型化，輕捷化。同時，奈米材料有著更高、更強的物理效能（如更高的光、電、磁、熱效能）；更強的力學效能 （ 如強度和韌性等 ）。這些都將大大豐富材料的研究內容和新的用途。奈米材料在醫學，能源，科技，材料加工工程等方面都有廣泛的應用。目前，奈米技術從整體上還處於實驗研究和初級階段，擁有廣闊的空間等待我們去探索。

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編輯：Ser‘lu

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