5.5 点击新材料一、纳米材料（1）、纳米是一个长度单位：1nm=10-9m（2）、1nm小到什么程度？(10个分子紧密排布 的 尺度，大约是一根头发丝直径的1%)（3）、纳米材料除了其基本单元空间尺度小外， 在力、热、声、光、电、磁等方面表现出许多特殊的 性能。随着对物质属性研究的不断深入，各种新材料层出 不穷，它们越来越多地进入我们的学习、工作和生活 的方方面面，并正在改变我们的生活方式，提高我们 的生活质量，促进社会的进步和发展。黄金黄金的纳米颗粒尺寸小到纳米时纳米材料的特点当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会 发生显著变化。纳米材料的应用纳米材料在工业、农业、能源、环境保护、医疗 、国家安全等方面有着广泛的应用。各种纳米材料将来人们可以用纳米技术一 个一个地将原子组装起来 制 成各种纳米机器 药物做成纳米颗粒纳米镜面纳米产品二、半导体材料 半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间的物体 锗、硅、砷化镓等都是半导体材料半导体材料是半导体工业的基础，是信息技术和 产业发展的“粮食”。 半导体材料的应用水平已经成为衡量一个国家经济 发展、科技进步和国防实力的重要标志。 半导体材料的类别： 元素半导体（硅）特点：储量丰富，价格低廉，热性能和机械性能 优良，易生长成大尺寸高纯度的晶体。元素半导体（硅）的应用：95%以上的半导体器件 和99%以上的集成电路是用硅材料制作的，并且它是电 子信息产品最主要的基础材料。化合物半导体砷化镓、磷化铟、氨化镓等包括许多其它III-V 族化合物半导体，其中以砷化镓技术较为成熟，应用 也较为广泛。评价：硅（元素半导体）本身有许多难以再改善 的电子特性，已经无法再充分满足人们的需求，化合 物半导体逐渐受到青睐，其中砷化镓凭借着高频率， 高电子迁移率，低噪音，输出功率高，耗能少，效益 高以及线性度良好，不易失真等优越的特性，脱颖而 出，开发前景令人鼓舞。小到电子表、收录机、数码照相机、电视机；大 到汽车、火车、飞机、宇宙飞船 半导体应用广泛：半导体的一些元件应用半导体的一些产品激光笔当前化合物半导体产业发展的主要体现（1）半导体照明技术的迅猛发展基于半导体发光二极管（LED）的半导体光源具 有体积小，发热量低，耗电量小，寿命长，无污染， 易开发成轻薄短小产品等优点，具有重大的经济技术 价值和市场前景。LED：英文单词的缩写，主要含义：LED = Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能 转化为可见光的固态的 半导体器件。那么LED有哪些方面应用呢？LED 照明灯（半导体照明灯）在提倡绿色环保、节能减排的产业发展思路下， LED照明将成为行业的发展主流。它极为安全，身体 接触无任何危险、也可用水清洗等、非常节能，由于 光谱中没有紫外线和红外线、故没有很高的热量、属 于新型绿色照明光源，使用寿命长。 半导体交通信号灯路灯采用LED与电源模块分离式设计易于后面的维 修保固。最佳化散热管理技术，有效地将灯具光衰现 象降至最低。灯具防尘防水保护等级IP66 。 （2）消费类产品日新月异信息产业数字化、智能化、网络化的不断推进,新 材料和新技术的不断涌现,都将对半导体未来的发展产 生深远的影响,将会从不同的侧面促进半导体高速、低 噪声、大功率、大电流、高线性、大动态范围、高效 率、高灵敏度、低功耗、低成本、高可靠、微小型等 方面快速发展。全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比 例越来越高，音视频装置日益无线化，这类产品的市 场为化合物半导体的应用带来了庞大的新市场。（ 3）移动通信技术正在不断朝有利于化合物半 导体产品的方向发展目前，第四代（ 4G ）技术正成为移动通信技术 的主流。由于三代技术对功放的效率和散热有更高的要求 ，而4G技术要求更高的工作频率，更宽的带宽和高线 性，这对砷化镓技术的发展是有利的。总结：从产业发展前景和趋势来看，由于环保节 能减碳受到重视，使得半导体材料的应用会日益广泛 ，而基于半导体材料的优点，它的发展前景，也是令 人鼓舞的。（4）军用光电子由于半导体激光结构简单，易于调制等优点，广泛 应用于军事领域。如激光测距，激光瞄准告警，激光 雷达，激光通信等，而在制作光纤传感器，液晶光阀 和激光二极管原子钟等方面也有广泛的军事应用前景 。三、超导材料当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率 突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然 变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象 的物质称为超导体 （1） 特点 当温度降到一定时，材料的电阻变为零。 （2）超导材料的应用：利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可 无损耗输送强电流。超导材料种类多，应用广泛。如超导块材超导电流引线 高温超导磁体 超导磁悬浮列车信息浏览：特点：能将雷达发射出的电磁波大部分吸收掉 ，反射回去很少，使雷达成“睁眼瞎”。应用：飞机、坦克等重要军事目标或武器上。1、隐性材料隐形战斗机是利用新型的隐性材料制成的重要军 事武器，涂有隐性材料的战斗机能将雷达发射出的无 线电波大部分吸收掉，反射回去的却很少，使雷达变 成了“睁眼瞎”.我国正在研制试飞中的歼-20和歼- 31就属于此类飞机。而普通飞机反射回去的无线电波 信号很强，雷达接收屏能接收到，因此能显示出普通 飞机的存在态。主要成分：镍和钛；物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的 晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化. 加热后能随意拉长和扭曲，冷却后形状不变；再 次加热可恢复到原来形状。2、形状记忆合金应用：（）、热水器的出水阀门（）、管接头、形状复杂的接头、联轴节、连接 鞘、紧固件、夹具、定位器、止动器、电路连接器、 记忆铆钉等。记忆铆钉（）、人造卫星或宇宙飞船上的半球形的网状自 展天线。 先把天线在低温下折叠成一小团，放在卫星或飞 船里，发射或升空后，太阳的热量使它从发射的折 叠状态展开成半球形的工作状况。（4）、月面天线：发射前天线被压缩成小球团， 到达月球表面后，能展开成半球面状正常工作。（5）、科普展览会上有一种神奇的金属花，记忆 合金”花朵”，它的花瓣是用记忆合金制成的，具有 记忆能力，灯光一照会绽开。（6）、医疗上用镍钛形状记忆合金制造牙齿的矫 正器、凝血过滤器，脑动脉瘤手术夹钳、人造心脏瓣 膜、脊椎矫正器、骨折部位的定位夹具等，给病人带 来福音。 将“记忆金属”做成“金属食道支架”，能在患者喉 部膨胀成新的食道，必要时只要向食道里加冰块，“ 食道”又会遇冷收缩，从而可轻易取出。2、关于超导材料的下列说法中错误的是（ ）A、超导材料是一种电阻为零的材料B、用很细的超导丝可以输送强大的电流C、超导材料电阻只能接近零，不可能等于零D、用超导材料输电时，输送电路中无损耗C1、下列关于纳米的叙述错误的是 （ ）、纳米是一个长度单位，符号是nmB、人们在纳米尺度内发现了很多的新现象，给技 术上带 来很多新发展C、纳米技术是现代化科学的前沿，我国在这方面 的研究具有世界先进水平D、所有的高分子科技产品都与纳米技术有关D课堂练习