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納米材料及納米材料在通信領(lǐng)域的應(yīng)用
（作者未知） 2008/11/25
摘要：納米技術(shù)是一門高新技術(shù)學(xué)科，納米材料因其特殊的性質(zhì)使其在通信領(lǐng)域方面有著廣闊的應(yīng)用前景。本文闡述了納米材料的基本性質(zhì)，對(duì)納米材料在通信領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了討論。研究表明，納米科技及納米材料在通信領(lǐng)域的應(yīng)用及將來(lái)的發(fā)展有著很大的前景。
關(guān)鍵詞：納米材料；納米技術(shù)；通信工程；
納米技術(shù)具有極大的理論和應(yīng)用價(jià)值，納米材料被譽(yù)為“21世紀(jì)最有前途的材料”。納米技術(shù)研究在0.1~100nm尺度范圍內(nèi)物質(zhì)具有的特殊性能及其應(yīng)用。廣義的納米材料是指在三維空間中，至少有一維達(dá)到納米尺度范圍，或以其為基本單位所構(gòu)成的材料[1]。納米材料具有輻射、吸收、殺菌、吸附等特性，眾多研究表明這些新特性將在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本文就納米材料及其在通信領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。
1納米材料及其的基本性質(zhì)
1.1什么是納米材料
廣義地說(shuō)，所謂納米材料，是指微觀結(jié)構(gòu)至少在一維方向上受納米尺度（1nm——100nm）調(diào)制的各種固體超細(xì)材料，它包括零維的原子團(tuán)蔟（幾十個(gè)原子的聚集體）和納米微粒；一維調(diào)制的納米多層膜；二維調(diào)制的納米微粒膜（涂層）；以及三維調(diào)制的納米相材料。簡(jiǎn)單地說(shuō)，是指用晶粒尺寸為納米級(jí)的微小顆粒制成的各種材料，其納米顆粒的大小不應(yīng)超過(guò)100納米，而通常情況下不應(yīng)超過(guò)10納米。目前，國(guó)際上將處于1—100nm納米尺度范圍內(nèi)的超微顆粒及其致密的聚集體，以及由納米微晶所構(gòu)成的材料，統(tǒng)稱為納米材料，包括金屬、非金屬、有機(jī)、無(wú)機(jī)和生物等多種粉末材料。
1.2納米材料的性質(zhì)及特點(diǎn)
當(dāng)粒子的尺寸減小到納米量級(jí)，將導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱性能呈現(xiàn)新的特性。比方說(shuō)：被廣泛研究的II-VI族半導(dǎo)體硫化鎘，其吸收帶邊界和發(fā)光光譜的峰的位置會(huì)隨著晶粒尺寸減小而顯著藍(lán)移。按照這一原理，可以通過(guò)控制晶粒尺寸來(lái)得到不同能隙的硫化鎘，這將大大豐富材料的研究?jī)?nèi)容和可望得到新的用途。我們知道物質(zhì)的種類是有限的，微米和納米的硫化鎘都是由硫和鎘元素組成的，但通過(guò)控制制備條件，可以得到帶隙和發(fā)光性質(zhì)不同的材料。也就是說(shuō)，通過(guò)納米技術(shù)得到了全新的材料。納米顆粒往往具有很大的比表面積，每克這種固體的比表面積能達(dá)到幾百甚至上千平方米，這使得它們可作為高活性的吸附劑和催化劑，在氫氣貯存、有機(jī)合成和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。對(duì)納米體材料，我們可以用“更輕、更高、更強(qiáng)”這六個(gè)字來(lái)概括�！案p”是指借助于納米材料和技術(shù)，我們可以制備體積更小性能不變甚至更好的器件，減小器件的體積，使其更輕盈。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要三間房子來(lái)存放，正是借助與微米級(jí)的半導(dǎo)體制造技術(shù)，才實(shí)現(xiàn)了其小型化，并普及了計(jì)算機(jī)。無(wú)論從能量和資源利用來(lái)看，這種“小型化”的效益都是十分驚人的�！案摺笔侵讣{米材料可望有著更高的光、電、磁、熱性能�！案鼜�(qiáng)”是指納米材料有著更強(qiáng)的力學(xué)性能(如強(qiáng)度和韌性等)，對(duì)納米陶瓷來(lái)說(shuō)，納米化可望解決陶瓷的脆性問(wèn)題，并可能表現(xiàn)出與金屬等材料類似的塑性。
1.3納米材料分類
納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。其中納米粉末開(kāi)發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)最為成熟，是生產(chǎn)其他三類產(chǎn)品的基礎(chǔ)。
納米粉末：又稱為超微粉或超細(xì)粉，一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料�？捎糜冢焊呙芏却庞涗洸牧�；吸波隱身材料；磁流體材料；防輻射材料；單晶硅和精密光學(xué)器件拋光材料；微芯片導(dǎo)熱基片與布線材料；微電子封裝材料；光電子材料；先進(jìn)的電池電極材料；太陽(yáng)能電池材料；高效催化劑；高效助燃劑；敏感元件；高韌性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)等）；人體修復(fù)材料；抗癌制劑等。
納米纖維：指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的線狀材料�？捎糜冢何�(dǎo)線、微光纖（未來(lái)量子計(jì)算機(jī)與光子計(jì)算機(jī)的重要元件）材料；新型激光或發(fā)光二極管材料等。
納米膜：納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細(xì)小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級(jí)的薄膜�？捎糜冢簹怏w催化（如汽車尾氣處理）材料；過(guò)濾器材料；高密度磁記錄材料；光敏材料；平面顯示器材料；超導(dǎo)材料等。
納米塊體：是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為：超高強(qiáng)度材料；智能金屬材料等。
2納米材料在通信領(lǐng)域的應(yīng)用
納米科技的迅速發(fā)展是在80年代末、90年代初。80年代初發(fā)明了費(fèi)恩曼所期望的納米科技研究的重要儀器——掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等微觀表征和操縱技術(shù)，它們對(duì)納米科技的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。與此同時(shí)，納米尺度上的多學(xué)科交（未完，下一頁(yè)）
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