1、四 新材料及其应用,【体验】生活中的新材料 活动1:到商场实际查看有自洁功能的衣服,或者从网络上查找一些有自洁功能衣服的资料。 活动2:从网络上查找一些“绿色”能源、记忆合金的资料。,1.纳米是什么单位?这个单位大小如何? 2.纳米材料有什么特点? 3.常见“绿色”能源有哪些?它们各有什么特点? 4.记忆合金的主要成分是什么?记忆合金有什么特点?,探究 纳米材料 新材料及其应用 结合“体验”,思考下列问题: 1.纳米材料的界定范围是 ,1nm= m。 提示:纳米材料指制成材料的基本单元大小限制在1100nm范围内的材料,这大约相当于10100个分子紧密排列在一起的尺度。纳米是一个长度单位,即1
2、nm=10-9m。 参考答案:1100nm 10-9,2.纳米材料在哪些方面表现出与普通材料不同的特殊性能? 提示:纳米材料颗粒尺度的变小,引起了物质很多性质的改变,出现了一些奇异和反常的性质。例如,可以除味、杀菌、不沾水、不沾油等,物质的强度、硬度及韧性都发生质的变化,并具有了奇异的光学、热学、力学等奇异特性。 参考答案:可以抑制细菌生长、有自洁性能、可以增强韧性等。,3.“绿色”能源举例,参考答案:,4.记忆合金的物理特性是什么?应用在哪些方面? 参考答案:温度达到某一数值时,材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致外形变化。应用在医学方面,如制造记忆合金医用支架,记忆合金制成弹簧等。,一、
3、纳米材料 1.概念: 将物质的尺度加工到_范围的材料,1m=_nm。 2.特点: (1)抑制_生长,如抗菌奶瓶等。 (2)_性能,如不沾_、油的衣服等。 (3)增强_,如纳米陶瓷发动机的缸体等。,1100nm,109,细菌,自洁,水,韧性,二、“绿色”能源 1.锂离子电池: 体积_,质量_,能_充电,对环境污染_。 2.硅光电池: 把_能直接转换为_能,且无_。有_、多晶和非 晶硅几种材料的硅光电池。 3.氢燃料电池: 使用化学元素_制造成的储存能量的电池,具有_、 _、高效率的优点。,小,轻,多次,小,太阳,电,污染,单晶,氢,无污染,无噪声,三、记忆合金 1.主要成分: _和_。 2.特点
4、: 当温度达到某一数值时,材料内部的_会发生变化,从 而导致_的变化。,镍,钛,晶体结构,外形,考点 纳米材料的应用 【典例】纳米是长 度单位,1nm= m。图示为世界 上最小的发电机纳米发电机。纳 米发电机主要依靠氧化锌等晶体材料 在机械压力作用下产生电压,实现将能转化为 能,为纳米器件提供电力。,【思路导引】解答本题抓住以下关键点: (1)nm和m之间的进度为10-9。 (2)分清原来具有的能,最后得到了什么能。 【精讲精析】本题主要考查对纳米单位的掌握及能的转化形式的了解。1m=109nm。所以1nm=10-9m。纳米发电机需要机械压力才会产生电压,所以它是将机械能转化为电能。 答案:1
5、0-9 机械 电,【方法归纳】熟记各种新材料的特点 (1)纳米材料具有自洁、抑制细菌生长等特点; (2)绿色能源具有高效、环保的特性; (3)记忆合金具有超强的“记忆”能力。,1.丰富多彩的材料具有各种各样的性质,下列关于材料的性质及其应用的说法中正确的是 ( ) A.用钢铁做建筑材料,主要应用其导电性 B.用橡胶做汽车轮胎,主要应用其硬度大 C.机械表中的发条,主要应用其弹性 D.玻璃能按照需要分割成不同的大小和形状,主要应用其延展性,【解析】选C。针对不同材料的性质并结合所制作的物体的要求进行思考作答.用钢铁做建筑材料,不是应用其导电性,而是应用其硬度大、抗拉等特性;用橡胶做汽车轮胎,因为
6、橡胶是一种很好的弹性材料,可以大大减轻汽车的震动与颠簸;机械表中的发条,主要应用其弹性,可以储存手表转动所需要的能量;玻璃能按照需要分割成不同的大小和形状,是应用其脆性。,2.关于纳米技术,下列说法错误的是 ( ) A.纳米是一个长度单位,符号是nm B.所有的高科技产品都与纳米技术有关 C.纳米技术是现代科学技术的前沿,我国在这方面的研究具有世界先进水平 D.人们在纳米尺度内发现很多新的现象,给技术带来很多新进展,【解析】选B。纳米是一个长度单位,符号是nm,自从发明了扫描隧道显微镜后,世界上便诞生了一门以1100nm这样的尺度为研究对象的新学科,这就是纳米科技。纳米技术是现代科学技术的前沿
7、,对我们认识和改造世界带来了新的现象,但并非所有的高科技产品都与纳米技术有关。,3.纳米陶瓷作为高科技材料应用广泛,它具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防浸透、完全无磁性等特点。但它不可用于下列哪项技术中 ( ) A.公交IC卡 B.纳米陶瓷刀 C.“嫦娥二号”外表涂层 D.装浓硫酸的容器 【解析】选A。本题考查纳米材料的应用和发展前景。IC卡是一种磁性材料,所以不能用纳米陶瓷来做;纳米陶瓷刀利用耐磨的特性;“嫦娥二号”外表涂层利用耐高温的特性;装浓硫酸的容器利用耐腐蚀的特性。故选A。,4.绿色能源不会产生或残留对环境造成污染的物质,下列利用能源中不能称为绿色能源的是 ( ),【解析】选A。本题考查绿
8、色能源的含义。煤燃烧也会产生大量空气污染物及大量温室气体二氧化碳,不是绿色能源。氢能是绿色能源,氢气燃烧的产物是不污染环境的水,属于绿色能源。风能的使用不产生环境污染物,属于绿色能源。太阳能的使用不产生环境污染物,属于绿色能源。,5.用 制作的眼镜架,当这种眼镜架弯曲时,只要将它放入55的环境中即可恢复到原来的形状,如图所示。,【解析】本题考查对记忆合金特点的了解。记忆合金的主要组成部分是镍和钛,它的独有的物理特性和化学特性是随着温度的变化,材料的晶体结构会发生变化,从而导致外形的变化。 答案:记忆合金,6.发挥你的想象力,提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想(参照示例,另举1例)。 例:用记忆合金制作记忆合金花朵,当达到一定温度时,花开;当温度降低时,花谢。 【解析】本题考查记忆合金的应用。根据形状记忆可用于设计因温度的高低变化而引起的现象。,答案:(1)用记忆合金制作一个“窗帘开关”,白天温度升高时,记忆合金就恢复高温时的形状,拉开窗帘;夜晚温度降低时恢复低温时的形状,关闭窗帘。 (2)用记忆合金制作餐饮热力发动机,当达到一定温度时,电动机停止工作;当温度降低时,电动机开始工作。 (3)用记忆合金制作记忆合金弹簧,把弹簧安装在热水器阀门上,控制阀门的开与闭。,
