(
课件网) 第3节 液晶、纳米材料与超分子 联想 · 质疑 联想 · 质疑 固态、液态、气态是物质三种最常见的聚集状态。除此之外，在生活中你还见到过其他物质的聚集状态吗？ 1.知道物质除有三种基本的聚集状态外,还有液晶、纳米材料、超分子等其他聚集状态； 2.知道液晶、纳米材料和超分子的结构与性质的关系。 资料在线 液晶的发现 1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔观察到胆甾醇在加热过程中会先变成浑浊液体，继续加热后又成为透明液体。德国物理学家莱曼共同研究了 这一现象，发现这类浑浊状态的物质外观上虽然呈液态，但在不同方向上对光的折射率不同，即显示出各向异性晶体所特有的双折射性。基于此物质同时具备“液”体和“晶”体性质，将其命名为“液晶”。 图1 美丽的液晶光学织构 一、液晶 1.定义： 在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性(折射率、磁化率、电导率等)的物质。 2.结构特点： 液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，由此在分子长轴的平行方向和垂直方向表现出不同的性质。 3.液晶性质及用途： 液晶本身不发光，但在电场作用下分子取向会沿电场方向扭曲，通过改变电压而改变液晶旋光状态，可以调控通过液晶盒的光强，再经过彩色滤光片最终组成我们看到的彩色图像。 上偏光片 彩色滤光片 液晶层 下偏光片 液晶显示的驱动电压低、功率小 联想 · 质疑 联想 · 质疑 纳米材料具有某些与传统材料明显不同的特征，如纳米陶瓷可以具有像金属一样的柔韧性，碳纳米管的强度远超过钢，纳米金居然可以溶于水，为什么纳米材料具有如此神奇的功能 纳米陶瓷膜 碳纳米管 纳米金溶液 二、纳米材料 1.结构特点： 由直径为几或几十纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。通常，纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则为无序结构。因此，纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质。 2.性能： 纳米材料的颗粒很小和处于界面的原子所占比例较高，使得纳米材料在光学、声学、电学、磁学、热学、力学、化学反应等方面完全不同于由微米量级或毫米量级的结构颗粒构成的材料。 3.应用： (1)纳米陶瓷 纳米陶瓷不仅保留了陶瓷硬度高、强度高的特点，其韧性和可加工性也显著增强，甚至具有金属一样的柔韧性。 (2)碳纳米管 碳纳米管不仅纤维长、韧性高，而且其强度比同体积钢的强度高100倍，质量却只有钢的1/7到1/6，因而被称为“超级纤维”。 (3)金属纳米 隐形飞机 优良的金属导体在尺寸减小到几纳米时就成了绝缘体，多数金属纳米颗粒在特定尺寸时会呈现为黑色，因此纳米金属材料可用于制作隐形飞机上的雷达吸波材料。 金的熔点为 1064℃，但 2 nm 尺寸金的熔点仅为 327℃左右。纳米金颗粒因与硫化氢在弱碱性环境中结合而呈现稳定的红色，可用于现场检测空气中是否存在硫化氢;在免疫检测、肿瘤检测、靶向药等方面也都具有重要应用价值。 (4)纳米金 (5)磁流体 磁流体又称磁性液体，是磁性纳米粒子（如Fe3O4、Fe2O3等）的超稳定悬浮液，它可以像液体一样流动，在外加磁场作用时又会表现出磁性。磁流体可用于磁性流体密封、声光仪器设备、磁性靶向药物等领域。 (6)其他 纳米机器 防水防静电 防紫外线 拓 展 视 野 超原子 2005 年，卡斯尔曼团队发现某些特定大小的 Al 金属簇具有与某些原子相似的性质。例如，Al13簇具有与氯原子相似的电负性，Al14簇具有与碱土金属相似的性质。 具有与某种原子相似性质的金属簇，被称为该原子的超原子。一些超原子，如 WC、ZrO，分别具有与贵金属原子 Pt、Pd 相近的性质，可作为重要化工生产催化剂的潜在廉 价替代品。超原子概念已经开始用于 指导新材料的设计，如(Al13K3O)6，由 A ... ...
