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1、第二章 物质性质的初步认识第四节 新材料及其应用我们先来看一则新闻 世界科学报道()讯使用OLED材料做的衣服可以通过无线网络的传输随意改变颜色，这在时装界或许有广阔前景。这个被称作“Urbanhermes”的小东西，是媒体实验室最近研发出的可随穿着者的情绪而改变款式、颜色并能无限共享的时装配件，我们可以称它为“情绪外衣”。这不是一件真正的衣服，而是一个小配件。它造型小巧，可以随意放在衣服或者背包里面。假设Lucy在街上遇到了Ben，Lucy携带的配置了Urbanhermes的背包上带有她从最喜爱的设计师那里获得的图片。背包自动感受到了Ben书包上显示的图片，并且询问Lucy是否显示Ben的图
2、片。Lucy接受了Ben的图片，并且可以和Ben交谈。这就意味着，我们不用再去羡慕别人的衣服。自己的背包或者服饰可以自动感受到其他穿着者的时尚图案，衣服上安装的用户许可装置会询问用户是否接收、传输讯息，说不定Urbanhermes还能偶尔客串“红娘”的角色，当然前提是对方也必须穿戴配有Urbanhermes的服饰或者背包。可见，新材料的研制和应用，给人们的生活带来了无限的惊喜 21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。这节课，我们就了解一些新材料以及人类对它们的应用纳米材料 你知道什么是纳米吗？纳米（nm)是长度单位，1纳米
3、是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，比如，人的头发丝的直径一般为70008000nm，人体红细胞的直径一般为30005000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。它是在0.10至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。一
4、些新颖的纳米材料被应用到某些产品上，产生了神奇的效果会自洁的纳米领带 高科技-纳米织物整理技术（环保 无毒）领带具有：防水防污、除菌防霉、防辐射防静电等效果，可保持领带永洁常新。纳米能量口罩 具有杀菌、除臭、高度阻隔飞沫、透气、抗紫外线、消炎消肿、活血镇痛等功效 纳米陶瓷杯 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性。纳米陶瓷杯还具有保健作用纳米机器人纳米手机纳米电子元件纳米电子元件纳米墙壁漆纳米墙壁漆 一位学者给我们列出了这样一些数字：根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，煤炭也只能用220年。世界各地的人们已经意识到那种无节制的能源消耗将会导致地球环境条
5、件的进一步恶化，造成对人类生活方式的破坏。现在，世界各国都在积极开发各类新能源，特别是可再生的“绿色能源”。“绿色”能源 能源危机让人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源。新材料在这方面扮演了重要的角色。比如传统的电池污染环境，还不能重复使用。用锂作电极制造出的锂离子电池，体积小、质量轻、能够多次充电，对环境污染小。已经被广泛地用于移动通信、小型摄像机等设备上 人造地球卫星上天，卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备，需要足够的持续不断的电能，而且要求重量轻，寿命长，使用方便，能承受各种冲击、振动的影响。利用多晶硅和非晶硅材料做成的太阳能电池完全满足这些要求 当前，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业
6、化、产业化；小功率小面积的太阳能电池在一些国家已大批量生产，并得到广泛应用；同时人们正在开发光电转换率高、成本低的太阳能电池；可以预见，太阳能电池很有可能成为替代煤和石油的重要能源之一，在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置。利用光电池制作自动旋转的小风扇 有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲，冷却后保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状。这种合金叫做形状记忆合金。我们来看一些用形状记忆合金做成的神奇的物体记忆合金镍钛记忆合金受热后恢复原来形状 镍钛记忆合金“花瓣”在相应的温度下慢慢绽放 用记忆合金材料制作的的花在摄氏65度以上便能自动开放，可用于各种自动调节和
7、控制装置。讨论：新材料的层出不穷，使科学得到发展，人们生活有了改善但同时是否也给人类带来什么不利的影响？课堂练习：1、纳米技术是指纳米尺度内的科学技术，它是现代科学技术的前沿，纳米是一个很小的 单位，1nm=m；2、我们在日常生活中长期使用的干电池具有轻便的优点，但只能使用一次，丢弃后会 ；铅蓄电池能反复使用，但是又 了；用锂做的电极制造出的锂离子电池，它具有体积 ，质量 ，能够多次充电，对环境污染 ，等特点。最理想的绿色能源是 。3、记忆合金的主要成分是 和 ，它的物理性质是当温度达到一定的数值时材料内部的 结构会发生变化，从而导致了 的变化。长度1x109污染环境笨重小轻小太阳能镍钛外形晶体
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