【hc360慧聪网化工行业频道】:纳米固体或纳米微粒是指颗粒粒度属于纳米量级(1-100纳米)的固态颗粒。固态颗粒有两种来源。一是自然界本来就存在的,如矿产资源;二是用人工方法合成的,如陶瓷、金属等, 是用天然矿物原料和化学原料经高温烧结或其他方法制得成。
相应地纳米材料也有两种来源:一、自然界中本来就存在的纳米矿物,如大洋锰结核中的铁 矿物、某些种类的粘土矿物和火山灰等等;二、用人工方法合成的纳米材料,如纳米碳管、纳 米陶瓷、纳米涂料、纳米金属、纳米合金、烟灰等材料。
1、自然资源
所谓纳米矿物是对矿物显微颗粒达到纳米量级的所有矿物的统称,一般从晶体结构的角度来 说,纳米矿物的颗粒界定在1-100纳米之间。100纳米以上到1000纳米应称为微米量级(1微米 =1000纳米)。例如,大洋锰结核中的含铁矿物,其颗粒粒度为5-10纳米;又如某些煤矸石中 的硅质微粒,其颗粒粒度可达15-20纳米;我国南方一些地区的黄土中的硅质风华产物,是暴 露在自然条件下的岩石及矿物长期风化的结果,粒度达到50-100纳米;还有一些地区的火山灰 ,是在极高的火山喷发后的残留物,其粒度也为十到几十纳米。矿物在形成过程中周围的温度 、压力及流体成分千差万别,因此一些矿物在某些特定的环境中产生了纳米量级的结晶或非结 晶的甚至是准晶态的具有不同的化学成分、显微结构以及物理性质的固体颗粒,这就是自然界 中的纳米矿物。
2、纳米材料的特性
其实,早在古代时期,我们的祖先就已不自觉的使用了今天被人们所称之的纳米技术,如古 人特意将烧制木碳后的烟气收集起来,制成墨,这种烟灰的颗粒就是在纳米量级范围内的。对 于大部分固体材料,如矿物、陶瓷、合金等,在传统工艺技术下,其结晶粒度均是在微米量级 以上的,在这一量级以上的材料保持着其广为人们所知传统的物理及化学、磁、电、等特性, 但一进入纳米量级,材料的物理和化学性质则产生巨大变化,如材料的熔点很低、抗压强度明 显增强;当纳米级材料参加化学反应时,其速度异常加快。