1、 5.55.5 点击新材料点击新材料 1.1.能列举一些新材料能列举一些新材料( (如纳米材料、半导如纳米材料、半导 体材料、超导材料、隐形材料等体材料、超导材料、隐形材料等) )的一些特的一些特 点及其应用点及其应用. . 2.2.通过对新材料的认识通过对新材料的认识, ,关注前沿科学的新关注前沿科学的新 进展进展, ,认识到物理学的重要性认识到物理学的重要性. . 3.3.会使用网络查找新材料的应用会使用网络查找新材料的应用. . 1.1.纳米是纳米是_单位单位, ,它的符号是它的符号是_,1nm=_m. _,1nm=_m. 2.2.纳米材料有什么特点纳米材料有什么特点? ?请举例说明请举
2、例说明. . 长度长度 特点：特点：当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著 变化。变化。 举例：举例：纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲; 纳米碳管的强度是钢的纳米碳管的强度是钢的100倍倍; 纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高10倍以上；倍以上； 纳米复合材料对光的反射低纳米复合材料对光的反射低,能吸收电磁波能吸收电磁波. 1010- -9 9 nm 一、纳米材料一、纳米材料 新材料之一新材料之一:纳米材料纳米材料 纳米是一个纳米是一个长度长度单位单位 1nm
3、=101nm=10- -9 9m m 纳米材料尺度纳米材料尺度: 1100个纳米个纳米 1nm1nm小到什么程度？小到什么程度？(10(10个分子紧密个分子紧密 排布的尺度，大约是一根头发丝的排布的尺度，大约是一根头发丝的 1%)1%) 1、特点、特点 当材料的微粒小到纳米尺寸时，当材料的微粒小到纳米尺寸时， 材料的性能就会发生显著变化。材料的性能就会发生显著变化。 黄金黄金 黄金的纳米颗粒黄金的纳米颗粒 2、应用、应用 工业、农业、能源、环境保护、工业、农业、能源、环境保护、 医疗、国家安全等方面医疗、国家安全等方面 将煤炭中的原子重新排列将煤炭中的原子重新排列 钻石钻石 向沙子中加入一些微
4、量元素，并将向沙子中加入一些微量元素，并将 原子重新排列原子重新排列 电脑芯片电脑芯片 土壤、水和空气土壤、水和空气 的原子重新排列的原子重新排列 马铃薯马铃薯 细胞老化时一个分子一个分子地制细胞老化时一个分子一个分子地制 造出来新细胞造出来新细胞 生命无限延长生命无限延长 纳米机械零件纳米机械零件 药物做成纳米颗粒药物做成纳米颗粒 将来人们可以用纳米技术一个一个地将来人们可以用纳米技术一个一个地 将原子组装起来将原子组装起来 制成各种纳米机器制成各种纳米机器 纳米镜面纳米镜面 二、半导体材料二、半导体材料 答案答案 导电性能介于导体和绝缘体之导电性能介于导体和绝缘体之 间的材料称为半导体间的
5、材料称为半导体. . 常见的半导体材料有锗、硅、常见的半导体材料有锗、硅、 砷化镓等砷化镓等. . 3.什么是半导体材料什么是半导体材料?有哪些常见的有哪些常见的 半导体材料半导体材料? 4.4.完成“活动完成“活动 研究半导体的导电特性”研究半导体的导电特性”. . 在废弃的电子灯座上卸下一只二极管在废弃的电子灯座上卸下一只二极管, ,按照如图所示的装置进行实验按照如图所示的装置进行实验, ,观观 察灯泡的发光情况察灯泡的发光情况. .将现象列出来将现象列出来. . 在甲图装置中在甲图装置中, ,闭合开关闭合开关, ,灯泡灯泡_,_,在乙图装置中在乙图装置中, ,闭合开关闭合开关, ,灯灯
6、泡泡_. _. 5.5.半导体材料具有什么特性半导体材料具有什么特性? ?它有哪些应用它有哪些应用? ? 特点：半导体具有单向导电性特点：半导体具有单向导电性, 应用：它可以制成二极管、三极管等半导体元件及电脑的微处理应用：它可以制成二极管、三极管等半导体元件及电脑的微处理 器等器等. 发光发光 不发光不发光 半导体元件半导体元件 新材料之二新材料之二: :半导体材料半导体材料 计算机的心脏计算机的心脏微处理器微处理器 答案答案 超导材料是指在一定的条件下电阻等于零的材料超导材料是指在一定的条件下电阻等于零的材料; ; 超导特性表现为电阻为零超导特性表现为电阻为零. .目前只能通过低温实现超导
7、目前只能通过低温实现超导; ; 超导材料将应用于磁悬浮列车、输电导线等超导材料将应用于磁悬浮列车、输电导线等. . 6.6.什么是超导材料什么是超导材料? ?目前通过什么方法可实现超导目前通过什么方法可实现超导? ?超导材超导材 料将应用在哪些方面料将应用在哪些方面? ? 三、超导材料三、超导材料 超导材料是一种超导材料是一种电阻为零电阻为零的材料的材料 当温度降到一定时，材料的电阻变为当温度降到一定时，材料的电阻变为零零 的特性称为超导体的特性称为超导体 新材料之三新材料之三: :超导材料超导材料 1、特点、特点 2、应用、应用 1、若用来输电可节约能源和材、若用来输电可节约能源和材 料。料
8、。 利用超导利用超导零电阻零电阻特性实现远距特性实现远距 离大功率输电，可以无电能损离大功率输电，可以无电能损 耗输送。耗输送。 2、超导磁悬浮列车：、超导磁悬浮列车： 用超导实现交通工用超导实现交通工 具的无摩擦运行。具的无摩擦运行。如图：如图： 磁悬浮列车磁悬浮列车 超导磁悬浮列车：用超导实现交超导磁悬浮列车：用超导实现交 通工具的无摩擦运行。通工具的无摩擦运行。 3、超导材料种类多，应用广泛。、超导材料种类多，应用广泛。如：如： 超导电流引线超导电流引线 高温超导列车高温超导列车 高温超导磁体高温超导磁体 四、隐形材料四、隐形材料 7.7.什么是隐形材料什么是隐形材料? ? 答案答案 隐
9、形材料是指能够强烈吸收电磁波的材料隐形材料是指能够强烈吸收电磁波的材料 8.8.如图所示的隐形飞机能够隐形的原理是什么如图所示的隐形飞机能够隐形的原理是什么? ? 答案答案 隐形飞机表面上涂有隐形材料隐形飞机表面上涂有隐形材料, ,它能够吸它能够吸 收大部分电磁波收大部分电磁波, ,且形状特殊能减少电磁波的反且形状特殊能减少电磁波的反 射射, ,使雷达变成“睁眼瞎”使雷达变成“睁眼瞎”. . 新材料之四、隐形材料新材料之四、隐形材料 1、特点、特点 能将雷达发射出的电磁波大部分能将雷达发射出的电磁波大部分 吸收掉，反射回去很少吸收掉，反射回去很少 2、应用、应用 飞机、坦克等重要军事目标或武器
10、上飞机、坦克等重要军事目标或武器上 隐形战斗机是利用新型的隐形战斗机是利用新型的隐隐 形材料形材料制成的重要军事武器，制成的重要军事武器，涂涂 有隐形材料有隐形材料的战斗机能将雷达发的战斗机能将雷达发 射出的无线电波大部分吸收掉，射出的无线电波大部分吸收掉， 反射回去的却很少，使雷达变成反射回去的却很少，使雷达变成 了了“睁眼瞎睁眼瞎”. .而普通飞机反射回而普通飞机反射回 去的无线电波信号很强，雷达接去的无线电波信号很强，雷达接 收屏能接收到，因此能显示出普收屏能接收到，因此能显示出普 通飞机的存在态。通飞机的存在态。 除本节所点击的新材料外，除本节所点击的新材料外， 你还知道哪些新材料？你
11、还知道哪些新材料？ 新材料之五、形状记忆金属新材料之五、形状记忆金属 (a) 原始形状原始形状 (b) 拉拉 直直 (c) 加热后恢复加热后恢复 形状记忆效应简易演示实验形状记忆效应简易演示实验 1、特点、特点 有些合金在加热时能像弹簧一样有些合金在加热时能像弹簧一样 拉长和扭曲，冷却后保持这个形拉长和扭曲，冷却后保持这个形 状不变；当再次加热时，他们又状不变；当再次加热时，他们又 恢复到被拉长或扭曲的形状。恢复到被拉长或扭曲的形状。 二、主要成分是：二、主要成分是：镍和钛镍和钛； 三、物理特性：三、物理特性：当温度达到当温度达到 某一数值时，材料某一数值时，材料内部的晶内部的晶 体结构体结构
12、会发生变化，从而导会发生变化，从而导 致了外形的变化致了外形的变化. . 四、应用：四、应用： 、热水器的出水阀门、热水器的出水阀门 、管接头、形状复杂、管接头、形状复杂 的接头、联轴节、连接鞘、的接头、联轴节、连接鞘、 紧固件、夹具、定位器、止紧固件、夹具、定位器、止 动器、电路连接器、记忆铆动器、电路连接器、记忆铆 钉等。如图钉等。如图: : 记忆合金管的接头记忆合金管的接头 记忆记忆铆钉铆钉 、人造卫星或宇宙飞船上的半人造卫星或宇宙飞船上的半 球形的网状自展天线。球形的网状自展天线。 先把天线在低温下折叠成一先把天线在低温下折叠成一 小团，放在卫星或飞船里，发射小团，放在卫星或飞船里，发
13、射 或升空后，太阳的热量使它从发或升空后，太阳的热量使它从发 射的折叠状态展开成半球形的工射的折叠状态展开成半球形的工 作状况。如图作状况。如图: : 4 4、月面天线月面天线。发射前天线被压缩。发射前天线被压缩 成小球团，到达月球表面后，能成小球团，到达月球表面后，能 展开成半球面状正常工作。展开成半球面状正常工作。 5 5、科普展览会上有一种神奇的金属花，科普展览会上有一种神奇的金属花， 记忆合金记忆合金”花朵花朵”，它的花瓣是用记忆，它的花瓣是用记忆 合金制成的，具有记忆能力，灯光一照合金制成的，具有记忆能力，灯光一照 会绽开。会绽开。 6 6、医疗上用镍钛形状记忆合金制造牙、医疗上用镍
14、钛形状记忆合金制造牙 齿的矫正器、凝血过滤器，脑动脉瘤手齿的矫正器、凝血过滤器，脑动脉瘤手 术夹钳、人造心脏瓣膜、脊椎矫正器、术夹钳、人造心脏瓣膜、脊椎矫正器、 骨折部位的定位夹具等，给病人带来福骨折部位的定位夹具等，给病人带来福 音。音。 将将“记忆金属记忆金属”做成做成“金属食道金属食道 支架支架”，能在患者喉部膨胀成新的食道，能在患者喉部膨胀成新的食道， 必要时只要向食道里加冰块，必要时只要向食道里加冰块，“食道食道” 又会遇冷收缩，从而可轻易取出。又会遇冷收缩，从而可轻易取出。 纳米材料纳米材料 半导体材料半导体材料 超导材料超导材料 隐形材料隐形材料 5.5 点击新材料点击新材料 练
15、习一练习一 一、纳米材料：一、纳米材料： 1.1.长度单位：长度单位：1nm = _m1nm = _m 2.2.纳米技术：材料达到纳米尺寸时，性能会发纳米技术：材料达到纳米尺寸时，性能会发 生。生。 3.3.应用应用: :在在_等方面。等方面。 二、半导体材料：二、半导体材料： 1.1.定义定义: :导电性能介于导电性能介于_和和_之间。之间。 2.2.实例实例: _: _。 3.3.特性特性:_:_导电性。导电性。 4.4.应用应用: _: _ 10-9 显著变化显著变化 工业工业 农业农业 能源能源 医疗医疗 导体导体 绝缘体绝缘体 单向单向 锗锗 硅硅 砷化镓砷化镓 二极管二极管 三极管
16、三极管 电脑的微处理器电脑的微处理器 三、超导材料三、超导材料: : 1.1.超导性超导性: :当温度降到足够低时当温度降到足够低时, ,导体的电阻变为导体的电阻变为 _。 2.2.优点优点: :输电输电_损耗损耗, ,可大大节约可大大节约_和和_。 四、隐形材料四、隐形材料: : 1.1.作用作用: :能吸收能吸收_,_,反射回的很反射回的很_._. 2.2.应用应用: :制造制造_._. 零零 无无 能源能源 材料材料 电磁波电磁波 少少 隐形飞机隐形飞机 练习二练习二 1、关于超导材料的下列说法中错误的是（、关于超导材料的下列说法中错误的是（ ） A、超导材料是一种电阻为零的材料、超导材
17、料是一种电阻为零的材料 B、用很细的超导丝可以输送强大的电流、用很细的超导丝可以输送强大的电流 C、超导材料电阻只能接近零，不可能等于零、超导材料电阻只能接近零，不可能等于零 D、用超导材料输电时，输送电路中无损耗、用超导材料输电时，输送电路中无损耗 2、下列关于纳米的叙述错误的是、下列关于纳米的叙述错误的是 （ ） 、纳米是一个长度单位，符号是、纳米是一个长度单位，符号是nm B、人们在纳米尺度内发现了很多的新现象，给技术上、人们在纳米尺度内发现了很多的新现象，给技术上 带带 来很多新发展来很多新发展 C、纳米技术是现代化科学的前沿，我国在这方面的、纳米技术是现代化科学的前沿，我国在这方面的
18、 研究具有世界先进水平研究具有世界先进水平 D、所有的高分子科技产品都与纳米技术有关、所有的高分子科技产品都与纳米技术有关 C D 练习三练习三 1.1.设想一下设想一下, ,如果我们找到了在常温下具如果我们找到了在常温下具 有超导特性的导体有超导特性的导体, ,我们的生活将会发生我们的生活将会发生 什么变化什么变化? ? 答案 答案 若具有常温超导材料若具有常温超导材料, ,可用超导可用超导 材料制成输电线材料制成输电线, ,则导线不会因发热而则导线不会因发热而 损耗电能损耗电能, ,我们不必再用高压输电我们不必再用高压输电, ,同时同时 输电线也不必像现在这样粗输电线也不必像现在这样粗. . 2.2.查阅互联网查阅互联网, ,你还知道哪些新材料你还知道哪些新材料? ?将它将它 们罗列出来与大家分享们罗列出来与大家分享. . Thank you !
