Question

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納米材料的小尺寸效應

物質的尺度加工到1 ~10nm，它的物理性質或者化學性能與較大尺度時相比，會發(fā)生變化，這些物質組成的材料稱為“納 米材料”． 納米材料在聲、光、電、磁、熱、力學等性能呈現(xiàn)出“新奇”的現(xiàn)象．隨著顆粒尺寸變小，在一定條件下會引起顆粒性質改 變．由此引起的宏觀物理性質的變化稱為“小尺寸效應”．納米材料小尺寸效應主要表現(xiàn)在如下方面：

(1)．特殊光學性質：所有金屬在納米狀態(tài)時都呈現(xiàn)黑色．尺寸越小顏色愈黑，銀白色的鉑變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑．金屬超微顆粒對光的反射率很低，通常低于1%，約幾微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光熱、光電轉換材料，以很高效率將太陽能轉變?yōu)闊崮�、電能．還可用于紅外敏感元件、紅外隱身技術等．

(2)．特殊熱學性質：通常晶體具有固定的熔點，但當晶體達到納米尺寸時卻截然不同．例如：金的熔點為10640C，而直徑為10nm的金粉熔點降低到9400C，直徑為5nm的金粉熔點降低到8300C．此特性可應用于粉末冶金工業(yè)．

(3)．特殊電學、磁學性質：納米材料的導電性有所改變．例如：銅顆粒達到納米尺寸就變得不能導電；通常絕緣的二氧化硅顆粒在 時卻開始導電．此外，納米材料呈現(xiàn)出超順磁性，科學家發(fā)現(xiàn)鴿子、海膝、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁 細菌等生物體中都存在超微磁性顆粒，使這類生物在地磁場導航下能辨別方向，具有回歸的本領．

(4)．特殊力學性質：氟化鈣納米材料在室溫下可大幅度彎曲而不斷裂．研究表明，人的牙齒具有高強度，是因為它由磷酸鈣 等納米材料構成．納米金屬要比傳統(tǒng)金屬硬3 ~5倍．金屬陶瓷復合納米材料不但強度高且韌性好，制成的刀具比金鋼石制品 還要堅硬．

納米技術目前已成功應用于許多領域，在工業(yè)、農業(yè)、能源、環(huán)保、醫(yī)療、國家安全等都有廣泛應用．

請回答下列問題：

（1） 金粉顆粒直徑5nm=_______m．

（2） 通常晶體具有固定的熔點，但當晶體達到______時卻截然不同．

（3） 小東針對納米材料的“特殊光學性質”，提出了一個問題：金屬的顏色會變黑嗎？請你判斷這是不是一個可以 探究的科學問題．答 ______（選填“是”或“不是”）

（4） 請你針對納米材料“特殊熱學性質”，提出一個可以探究的科學問題：______．

Answer 1