第1个回答 2013-10-18
21世纪是一个科学技术飞速发展的时代，人类却面临着许多资源(如：海洋资源、森林资源、水资源等)的挑战。然而，纳米材料的出现也是人类对能源现状的挑战。纳米材料是尺度在1-100nm的微小颗粒组成的体系，它由于具有独特的性能而倍受关注。本文综述了近几年来纳米材料的研究进展，着重从纳米材料的制备、微观结构、力学性能等的研究现状作了一个概述，并简述了纳米材料的应用及面临的问题。纳米材料将成为新世纪信息时代的核心。纳米材料的应用 由于纳米材料有着许多优越的性能，所以它具有广泛的应用前景。例如：大块硅是不发光的，当它体积缩小到纳米尺度时，它会发光。采用纳米硅材料制成的高效电子元件，其功效可以超过普通单晶硅的几十倍。钢是一种多晶体物质，如果把它的单个晶体压缩小到纳米规模或者更小时，它的硬度就会大幅度提高。碳纳米材料诞生于1991年，是目前研究较多的纳米材料之一。由于石墨原子层卷曲成碳纳米管（直径一般为几纳米到几十纳米，壁厚仅几纳米），其韧性极高，强度比钢铁高100倍，比重才是钢的1/6，它还具有非常好的储氢性能。 纳米复合材料能改善聚合物的性能。美国一些公司现正利用这一原理研究开发热塑性树脂纳米复合材料。通用汽车公司和蒙特尔公司联合研究小组已利用纳米复合材料试制成功汽车的车身后侧板件和车门板件，并已将这种材料投入性能鉴定试验。 在军事方面，利用纳米材料可以改善和提高某些武器表面的性能。有些纳米材料可使某些武器装备表面有灵敏的"感觉"。例如利用纳米材料制成的潜艇蒙皮可灵敏的"感觉"水流、水波、水压、水温等极微小的变化，并及时反馈到中央计算机以调整潜艇的运动状态、侦察和躲避敌方鱼雷。利用纳米材料制造的军用机器人的"皮肤"有比真人皮肤还灵敏的"感觉"，能更好的完成各类军事任务。纳米固体材料在较宽频谱范围内，对电磁波又有很强的均匀吸收性能。仅几十纳米厚的纳米薄膜与比它厚1000倍的现有吸收材料具有相同的吸收效果。因此采用纳米薄膜吸波材料将会使隐形武器的实战能力大为提高。 彩电与家电一般都是黑色的，被称为黑色家电，因为材料中加入碳黑进行静电屏蔽。而利用纳米技术人们已研究出可静电屏蔽的纳米涂料，通过控制涂料颜色，黑色家电将变成彩色家电。轮胎通常也是黑色的，但利用纳米材料生产的轮胎不仅色彩鲜艳，性能也大大提高；轮胎侧面胶的抗折性能由10万次提高到50万次。 一系列研究成果表明：随着纳米材料的深入研究和不断扩大应用，将会对整个世界的面貌带来相当大的改观；因此，纳米材料被誉为21世纪最有前途的材料。