简答题

纳米颗粒的纳米效应包括哪些方面?为什么纳米颗粒具有这样的特殊效应?

正确答案

纳米颗粒的纳米效应:
(1)表面效应:纳米颗粒尺寸小,表面大,位于表面的原子占相当大的比例;表面原子的影响不能够忽略,所以纳米颗粒具有高的比表面积和比表面能,会使纳米颗粒表面成为极活泼的表面,大大增强了纳米颗粒的活性和化学反应性;
(2)体积效应:纳米颗粒体积极小,所包含的原子数很少,相应的质量极小。因此,许多现象就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明,这种特殊的现象通常称之为体积效应;
(3)小尺寸效应:当纳米颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,非晶态纳米颗粒表面层附近原子密度减小,这将导致声、光、电磁、热力学等特性均会出现新的小尺寸效应;
(4)量子尺寸效应:当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象,纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级,以及能隙加宽而发生发光带或吸收带由长波长移向短波长的“蓝移”现象;
(5)宏观量子隧道效应:微观粒子具有贯穿势垒的能力。

答案解析

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