纳米材料及其应用 知识点题库
纳米材料的出现对信息技术、材料技术的提高具有很大的推动作用。“纳米”实际上是一个长度单位，1纳米＝
米。那么0.3纳米可能是下列哪个物体的长度( )
① 大大提高材料的强度和硬度
②降低烧结温度
③提高材料的磁性
④能制作高贮存密度的量子磁盘
⑤纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞
纳米陶瓷
纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛．贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米陶瓷，具有永久、稳定的防静电性能，且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点，采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀，具有金属刀无法比拟的优点：刀刃锋利，能切割钢铁等物质．能削出如纸一样薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍；完全无磁性；不生锈变色，健康环保；可耐各种酸碱、有机物的腐蚀；为全致密材料，无孔隙、不沾污、易清洁．纳米陶瓷充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代人奉献的又一杰作．
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（1） “神舟七号”飞船与空气摩擦呈炽热状态时，飞船船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有，的特点．
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（2） 纳米陶瓷刀（选填“能”或“不能”）被磁化，它的耐磨性好，是因为它的高．
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（3） 如图是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线（填字母）．
纳米材料的小尺寸效应
物质的尺度加工到1 ~10nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，会发生变化，这些物质组成的材料称为“纳 米材料”． 纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象．随着颗粒尺寸变小，在一定条件下会引起颗粒性质改 变．由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”．纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面：
⑴．特殊光学性质：所有金属在纳米状态时都呈现黑色．尺寸越小颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑，金属铬变成铬黑．金属超微颗粒对光的反射率很低，通常低于1%，约几微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料，以很高效率将太阳能转变为热能、电能．还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等．
⑵．特殊热学性质：通常晶体具有固定的熔点，但当晶体达到纳米尺寸时却截然不同．例如：金的熔点为1064℃，而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃，直径为5nm的金粉熔点降低到830℃．此特性可应用于粉末冶金工业．
⑶．特殊电学、磁学性质：纳米材料的导电性有所改变．例如：铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电；通常绝緣的二氧化硅颗粒在 时却开始导电．此外，纳米材料呈现出超顺磁性，科学家发现鸽子、海膝、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁 细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领．
⑷．特殊力学性质：氟化鈣纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂．研究表明，人的牙齿具有高强度，是因为它由磷酸鈣 等纳米材料构成．纳米金属要比传统金属硬3 ~5倍．金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好，制成的刀具比金刚石制品 还要坚硬．
纳米技术目前已成功应用于许多领域，在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用．
请回答下列问题：
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（1） 金粉颗粒直径5nm=m．
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（2） 通常晶体具有固定的熔点，但当晶体达到时却截然不同．
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（3） 小东针对纳米材料的“特殊光学性质”，提出了一个问题：金属的颜色会变黑吗？请你判断这是不是一个可以 探究的科学问题．答 （选填“是”或“不是”）
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（4） 请你针对纳米材料“特殊热学性质”，提出一个可以探究的科学问题：．
北京8分钟
2018年平昌冬奧会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京时间．短短8分钟的表演蕴含着大量的“中国智慧”和“中国制造”。闭幕式上，演员穿着大尺寸的熊猫木偶道具（如图所示）进行轮滑表演，给人留下了深刻印象。制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用强度高、韧性好的铝合金管材和碳纤维条作为制作材料．最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg。装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长3m，为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，背后卡槽与屏之间的距离达到微米级，经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受15m/s的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至-3℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服釆用了超级新型纳米材料——石墨烯发热膜，石墨烯具有超高强度及很好的导热性能。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在-20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。
请根据上述材料，回答下列问题：
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（1） 为达到最佳表演效果，熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，可以减小道具质量，这是因为这两种材料的较小；
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（2） 在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，“冰屏”相对于地面静止，风速为15m/s，则“冰屏”相对于风的速度大小为km/h；
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（3） 根据石墨烯的特性，请设计一种石墨烯在生活或生产中可能的应用。
