初中物理《材料的開發(fā)和利用》(共41張)

初中物理?材料(cáiliào)的開發(fā)和利用?(共41張)第一頁，共43頁。1.知道材料對人類社會開展的促進作用。2.知道導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電性能的差異，知道半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦浴?.知道超導(dǎo)材料是一種電阻為零的材料，知道超導(dǎo)材料具有超導(dǎo)磁懸浮的特性。4.了解(liǎojiě)納米材料的有關(guān)知識。第二頁，共43頁。我們周圍(zhōuwéi)的材料第三頁，共43頁。材料(cáiliào)與社會開展第四頁，共43頁。人類社會的開展與人們對材料的認識、開發(fā)和利用密切相關(guān)，人類開展過程中先后經(jīng)歷了石器時代、青銅時代和鋼鐵(gāngtiě)材料時代。第五頁，共43頁。材料的導(dǎo)電性根據(jù)(gēnjù)材料的導(dǎo)電性能，材料可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體三大類。第六頁，共43頁。容易導(dǎo)電的材料是導(dǎo)體不容易導(dǎo)電的材料是絕緣體半導(dǎo)體可以制成二極管、三極管等半導(dǎo)體元件和集成電路半導(dǎo)體二極管有單向?qū)щ娦?，半?dǎo)體三極管可以用來(yònɡlái)放大電信號第七頁，共43頁。其中有一種性能較好的材料(cáiliào)叫超導(dǎo)材料(cáiliào)為了制造物美價廉、性能更好的物品(wùpǐn)，人們正在不斷地研究性能更好、更容易制造的材料。1911年，昂內(nèi)斯在研究汞電阻隨溫度的變化時，觀察到在測試溫度降低到時，汞的電阻突然降低到測量不到的微小值。從而(cóngér)發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。一、超導(dǎo)材料探索新材料第八頁，共43頁。超導(dǎo)體1.超導(dǎo)現(xiàn)象和超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到無法測量的程度，可以認為其電阻率突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體。2.轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)溫度TC：材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)為超導(dǎo)狀態(tài)的溫度，叫做超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)溫度。3.超導(dǎo)體的兩個根本特性：零電阻性、抗磁性第九頁，共43頁。超導(dǎo)材料出現(xiàn)以后(yǐhòu)，人們首先想到的是利用超導(dǎo)體的零電阻性實現(xiàn)遠距離大功率輸電。很細的超導(dǎo)絲就可以輸送(shūsònɡ)強大的電流第十頁，共43頁。超導(dǎo)材料(cáiliào)不僅電阻為零，而且還有其他令人注目的特性。超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象使人們想到可以利用超導(dǎo)體來實現(xiàn)交通工具的無摩擦運行，大大提高交通工具的平安性能(xìngnéng)和運行速度。第十一頁，共43頁。1.納米是一個(yīɡè)長單位：1nm=10-9m小到什么程度？(10個分子緊密排布的長度(chángdù)，大約是一根頭發(fā)絲的1%)3.納米材料除了其根本單元(dānyuán)空間尺度小外，在力、熱、聲、光、電、磁等方面還表現(xiàn)出許多特殊的性能。二、納米材料第十二頁，共43頁。4.納米材料(nàmǐcáiliào)納米顆粒(kēlì)材料碳納米管第十三頁，共43頁。納米(nàmǐ)超晶格想象(xiǎngxiàng)中的納米“機器人〞計算機芯片中的納米(nàmǐ)導(dǎo)線第十四頁，共43頁。納米(nàmǐ)機械零件第十五頁，共43頁。藥物做成納米(nàmǐ)顆粒將來(jiānglái)人們可以用納米技術(shù)一個一個地將原子組裝起來制成各種納米機器納米(nàmǐ)鏡面第十六頁，共43頁。納米衣服不用洗、“納米水〞喝出健康……從上世紀90年代起，實驗室里的尖端科技納米技術(shù)一下子被媒體推到了市民面前，它神秘又令人憧憬：納米究竟是種什么“米〞？怎么“種〞出來的？對我們(wǒmen)的生活將產(chǎn)生怎樣的影響？武漢“種植納米〞的水平如何？帶著這些問題，本報記者探訪了武漢的一些高校和科研機構(gòu)，請科學(xué)家來揭開“納米〞的面紗。第十七頁，共43頁。納米是種什么“米〞？近日，中國地質(zhì)大學(xué)〔武漢〕材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院的納米研究課題組再次接到了深圳某美容機構(gòu)的“納米硫〞訂單。去年，地大在世界上首次研制出“納米硫磺(liúhuáng)〞，在面膜、膏霜等化裝品中應(yīng)用納米硫材料，對治療脂溢性皮炎、螨蟲、青春痘等有奇效。第十八頁，共43頁?！凹{米〞譯自英文“nanometer〞，它并不是什么特殊的物質(zhì)，而是一種度量單位(dānwèi)。1納米等于十億分之一米，相當(dāng)于針尖大小的百萬分之一，約相當(dāng)于45個原子串起來那么長。納米技術(shù)就是指在納米尺寸范圍內(nèi)，通過直接操縱單個原子、分子來組裝和創(chuàng)造具有特定功能的新物質(zhì)。當(dāng)物質(zhì)顆粒小到100納米以下，這種物質(zhì)就可被稱為納米材料。其物理性能與化學(xué)性質(zhì)就會較原來有意想不到的巨變，這些“巨變〞正在生物學(xué)、材料學(xué)、信息技術(shù)等各個領(lǐng)域展開，它們將對人類未來的生活產(chǎn)生重大影響。第十九頁，共43頁。納米帶來美好生活最近，新加坡科學(xué)家在利用納米技術(shù)治療裂骨方面取得突破(tūpò)。實驗中，專家在大鼠腳骨上制造了大約3毫米的裂縫，然后把用納米材料制成的骨頭構(gòu)架植入裂縫中，結(jié)果5個月后成功讓骨頭完全愈合。這是納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的又一次成功應(yīng)用，但“納米〞究竟會給我們帶來怎樣的新生活呢？第二十頁，共43頁。從第一次工業(yè)革命到現(xiàn)在，真正稱得上主導(dǎo)技術(shù)(jìshù)的只有4次，而“納米〞技術(shù)(jìshù)將成為第五次推動社會各領(lǐng)域快速開展的主導(dǎo)技術(shù)(jìshù)。更重要的是，傳統(tǒng)的技術(shù)(jìshù)進步往往會消耗巨大的自然資源，而“納米技術(shù)(jìshù)〞那么將在知識經(jīng)濟中成為最大的節(jié)省再生資源和能源的標志。第二十一頁，共43頁。專家預(yù)言，借助納米技術(shù)，未來我們有可能用基因芯片、蛋白質(zhì)芯片組裝成“納米機器人〞，通過血管送入人體去偵察疾?。粩y帶DNA去更換或修復(fù)有缺陷的基因片段。有可能用納米藥物來阻斷血管餓死癌細胞。使用納米診斷儀只需檢測微量血液就可從蛋白質(zhì)和DNA上診斷出各種疾病。利用碳納米管，我們可以搭建強度比鋼高一百倍，但重量只有鋼的六分之一的新型建筑(jiànzhù)，摩天大樓將修得更高。而用碳納米材料替代硅芯片，將引發(fā)電腦行業(yè)的革命……第二十二頁，共43頁。未來會出現(xiàn)很多自然界并不存在的強度高、對環(huán)境友好、節(jié)省能源和資源(zīyuán)的新型材料，這一影響不會低于現(xiàn)在的計算機、微米技術(shù)給人類帶來的影響。第二十三頁，共43頁。納米雖是一個尺度單位，但卻成為近年來最時髦的商業(yè)“亮點〞——“納米家電〞、“納米水〞、“納米服裝〞等概念盛行一時。它們都是真納米嗎？目前市場上的納米產(chǎn)品，往往給人們帶來一些誤解。比方納米冰箱，通常是添加了氧化鈦的納米無機物，具備了一定的抗菌性能；所謂納米洗衣機，也只能說是添加了納米材料的洗衣機，而且納米材料還只是(zhǐshì)應(yīng)用在滾筒洗衣機外桶的內(nèi)壁上，對于最容易產(chǎn)生污垢的內(nèi)桶的外壁還沒有很好的解決方法。第二十四頁，共43頁。在目前我國相關(guān)行業(yè)、產(chǎn)品技術(shù)標準還是(háishi)空缺的情況下，這些產(chǎn)品能否被稱之為“納米產(chǎn)品〞還是(háishi)一個問題，而炒作相關(guān)的納米概念顯然不是科學(xué)和負責(zé)任的態(tài)度。第二十五頁，共43頁。從世界范圍看，納米研究正在向應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化努力，這也從側(cè)面說明“納米技術(shù)〞離大規(guī)模的應(yīng)用還有一個過程(guòchéng)。比方美國前總統(tǒng)克林頓曾提出的用一個方糖大小的存儲器可存下國家圖書館的資料，這就是“納米晶體管〞技術(shù)，但其目前還僅是實驗室產(chǎn)品，不能用于大規(guī)模生產(chǎn)，原因在于改造的本錢過于昂貴、產(chǎn)品的可靠性和耐久性難以驗證，“納米科技展示的前景非常美好，但要想使納米材料真正大批量應(yīng)用在現(xiàn)實生活中，還需要科學(xué)家和政府的不斷努力。〞第二十六頁，共43頁。納米，有時也會帶來傷害。不少專家對納米概念的炒作表示出擔(dān)憂。納米技術(shù)可能出現(xiàn)負效果，納米材料是非常小的微粒，如果應(yīng)用不得當(dāng)，比方在一些藥物中任意應(yīng)用，也可能突破人體內(nèi)的一些屏障，對人類的健康造成傷害。課題組曾在一項中藥研究工程中提出納米的方向，但有專家表示疑慮(yílǜ)：這種藥材需要做到那么細嗎？具體微小到什么程度能有最好療效？……這些都值得商榷。全面看待納米技術(shù)帶來的技術(shù)進步和可能出現(xiàn)的弊端，說明人們對納米技術(shù)的認識更加理性、成熟。第二十七頁，共43頁。皮教授的觀點(guāndiǎn)與近日英國科學(xué)家針對納米危害提出的一份報告的觀點(guāndiǎn)相近。該報告呼吁重視這種微粒給人類生活帶來的影響，建議標準和檢驗納米產(chǎn)品，把納米產(chǎn)品對人體健康和環(huán)境的潛在危害降到最低限度。第二十八頁，共43頁。目前的問題是，人們不清楚人造納米微粒及納米管被人體吸入、通過皮膚吸收及在環(huán)境中蓄積，會給人體健康和環(huán)境帶來什么危害。他強調(diào)，目前國內(nèi)對納米產(chǎn)品的監(jiān)控還是一片空白，對于涉及到普通市民平安的納米產(chǎn)品，人們對應(yīng)當(dāng)怎樣防護(fánghù)考慮得還不夠。納米技術(shù)是美好的，但我們應(yīng)該把未來的不確定性和風(fēng)險性降到最低，在這樣的情況下逐步發(fā)揮納米技術(shù)的應(yīng)用潛力，為人類造福。第二十九頁，共43頁。納米科技·歷程·1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼預(yù)言，人類可以用小的機器制作更小的機器，最后將變成根據(jù)人類意愿，逐個地排列原子，制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢想?！?0世紀70年代，科學(xué)家開始從不同角度提出有關(guān)納米科技的設(shè)想(shèxiǎng)，1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機械加工。第三十頁，共43頁?！?982年，科學(xué)家創(chuàng)造研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，揭示了一個可見的原子、分子世界，對納米科技開展產(chǎn)生了促進作用?！?991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強度卻是鋼的100倍，成為納米技術(shù)研究的熱點。諾貝爾化學(xué)獎得主斯莫利教授認為，碳納米管將是未來最正確纖維的首選材料，也將被廣泛(guǎngfàn)用于超微導(dǎo)線、超微開關(guān)以及納米級電子線路等。第三十一頁，共43頁?！?993年，繼1989年美國斯坦福大學(xué)搬走原子團“寫〞下斯坦福大學(xué)英文名字、1990年美國國際商用機器公司在鎳外表用36個氙原子排出“IBM〞之后，中國(zhōnɡɡuó)科學(xué)院北京真空物理實驗室自如地操縱原子成功寫出“中國(zhōnɡɡuó)〞二字，標志著我國開始在國際納米科技領(lǐng)域占有一席之地。第三十二頁，共43頁?！?999年，巴西和美國科學(xué)家在進行碳納米管實驗時創(chuàng)造了世界上最小的“秤〞，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當(dāng)于一個病毒的重量；此后不久，德國科學(xué)家研制出能稱量單個原子重量的秤，打破了美國和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀錄?！さ?999年，納米技術(shù)逐步走向市場，全年納米產(chǎn)品的營業(yè)額到達500億美元。近年來，一些國家紛紛(fēnfēn)制定相關(guān)戰(zhàn)略或者方案，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。第三十三頁，共43頁。在“超級纖維〞領(lǐng)域?qū)嵙Σ蝗醯奈覈茖W(xué)家近年來也開展了相關(guān)研究，并于今年7月取得突破。西安交通大學(xué)朱長純教授率領(lǐng)的小組采用新的技術(shù)途徑，引導(dǎo)碳納米管有序、定向生長在導(dǎo)電的硅片襯底上，并進而研制出功能完備(wánbèi)的場發(fā)射像素管，因純度高，有序性好，場發(fā)射性能也大大提高，在碳納米管平板顯示器的實用化進程中做出了中國人的獨特奉獻。第三十四頁，共43頁。和傳統(tǒng)顯示器比，這種顯示器不僅體積小，重量輕，大大省電，顯示質(zhì)量好，而且響應(yīng)時間僅為幾微秒，從零下45度到零上85度都能正常工作，因此擁有極廣闊的潛在市場前景。

碳納米管可制成極好的微細探針和導(dǎo)線、性能頗佳的加強材料、理想的儲氫材料。它使壁掛電視進一步成為可能，并在將來可能替代硅芯片的納米芯片中扮演極重要(zhòngyào)的角色，從而引發(fā)計算機行業(yè)革命。第三十五頁，共43頁。人們一直希望自己的衣料能像荷花般出污泥而不染，現(xiàn)在這種夢想已由中國科學(xué)家實現(xiàn)。2000年9月27日，中科院化學(xué)所專家宣布研制成功一種不粘油污、不粘水的新型納米材料——超雙疏性界面材料。使用這種材料的紡織品和建材，不用洗滌，也不沾染油污。這標志著中國在納米材料研制方面的又一新突破。納米是一種長度單位，一納米等于十億分之一米，大約相當(dāng)于幾十個原子的長度。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)材料組成的精度到達納米級時，物質(zhì)就能表現(xiàn)出一些新特性，從而為新材料的產(chǎn)生創(chuàng)造條件。最具有說明性的例子就是，改變碳原子的排列(páiliè)結(jié)構(gòu)，能把廉價的石墨變成價值連城的鉆石。因此，納米技術(shù)是當(dāng)今各國科技界競爭的焦點。第三十六頁，共43頁。電阻(diànzǔ)超導(dǎo)(chāodǎo)轉(zhuǎn)變超導(dǎo)(chāodǎo)臨界TC超導(dǎo)磁懸浮1～100nm...第三十七頁，共43頁。電阻(diànzǔ)為零電能(diànnéng)超導(dǎo)(chāodǎo)磁懸浮..第三十八頁，共43頁。延展性

硬度

彈性絕緣體半導(dǎo)體

導(dǎo)體三極管二極管材料常見材料半導(dǎo)體材料探索新材料應(yīng)用超導(dǎo)材料納米材料第三十九頁，共43頁。聰明出于勤奮，天才(tiāncái)在于積累。——華羅庚第四十頁，共43頁。1、不要做刺猬，能不與人結(jié)仇就不與人結(jié)仇，誰也不跟誰一輩子，有些事情沒必要記在心上。2、相遇總是猝不及防，而離別多是蓄謀已久，總有一些人會慢慢淡出你的生活，你要學(xué)會接受而不是思念。3、其實每個人都很清楚自己想要什么，但并不是誰都有勇氣表達出來。漸漸才知道，心口如一，是一種何等(héděng)的強大!4、有些路看起來很近，可是走下去卻很遠的，缺少耐心的人永遠走不到頭。人生，一半是現(xiàn)實，一半是夢想。5、你心里最崇拜誰，不必變成那個人，而是用那個人的精神和方法，去變成你自己。6、過去的事情就讓它過去，一定要放下。學(xué)會狠心，學(xué)會獨立，學(xué)會微笑，學(xué)會丟棄不值得的感情。7、成功不是讓周圍的人都羨慕你，稱贊你，而是讓周圍的人都需要你，離不開你。8、生活本來很不易，不必事事渴求別人的理解和認同，靜靜的過自己的生活。心假設(shè)不動，風(fēng)又奈何。你假設(shè)不傷，歲月無恙。9、命運要你成長的時候，總會安排一些讓你不順心的人或事刺激你。10、你迷茫的原因往往只有一個，那就是在本該拼命去努力的年紀，想得太多，做得太少。11、有一些人的出現(xiàn)，就是來給我們開眼的。所以，你一定要禁得起假話，受得住敷衍，忍得住欺騙，忘得了承諾，放得下一切。12、不要像個落難者，告訴別人你的不幸。逢人只說三分話，不可全拋一片心。13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保護你的，是你自己的選擇。而真正能傷害你的，也是一樣，自己的選擇。14、不要那么敏感，也不要那么心軟，太敏感和太心軟的人，肯定過得不快樂，別人隨便的一句話，你都要胡思亂想一整天。15、不要輕易去依賴一個人，它會成為你的習(xí)慣，當(dāng)分別來臨，你失去的不