나노물질은 전통적인 물질이 가지고 있지 않은 많은 이국적인 특성을 나타냅니다. 우리가 가장 먼저 알아야 할 것은 나노미터(주로 100nm 미만을 나타냄) 구성의 나노미터가 4가지 주요 효과를 갖는다는 것입니다.

1. 작은 사이즈 효과

결정 주기성의 경계 조건이 파괴됩니다. 비정질 나노입자의 표면층 근처의 원자 밀도가 감소,하여 소리, 빛, 전기, 자기, 및 열. 특성의 변화

입자 크기의 양적 변화, 특정 조건에서 입자 특성의 정성적 변화. 입자 크기 감소로 인한 거시적 물리적 특성의 변화를 나노 입자의 작은 크기 효과.라고 합니다, 크기가 작아지고, 비표면적도 크게 증가하여, 자기 특성, 내부 압력, 광 흡수, 열 저항, 화학 활성, 촉매 및 융점 일반 입자와 비교하여 큰 변화를 겪었으며, 시리즈의 새로운 특성., 예를 들어, 빛의 흡수 나노 금속 분말 크게 증가하고, 흡수 피크의 플라즈몬 공명 주파수 이동이 발생합니다. 작은 크기의 나노입자의 자기적 성질은 벌크 물질의 자기적 성질, 자기 질서 상태에서 자기 무질서한 상태,로 명백히 다르며 초전도상은 정상. 상변태.가 큰 고체와 비교된다 물질, 나노 입자의 녹는점이 크게 감소할 것입니다. 예를 들어, 2nm 금 입자의 녹는점이 600K,이고 녹는점이 입자 크기, 및 벌크의 증가에 따라 급격히 상승합니다. 금은 1337K.

2. 표면 효과

나노 입자의 입자 크기가 작음, 표면 원자의 수가 증가, 표면적 및 표면 장력이 더 커지고, 원자의 배위가 불충분하여, 나노 입자가 높은 화학적 활성을 갖도록.

구형 입자의 표면적은 직경,의 제곱에 비례하고 부피는 직경,의 세제곱에 비례하므로 비표면적(표면적/부피)은 직경.에 반비례합니다. 비표면적은 입자 직경이 감소함에 따라 크게 증가합니다. 예를 들어, 입자 크기가 10nm일 때, 비표면적이 90m2/g이고; 입자 크기가 5nm일 때, 비표면적이 180m2/g일 때; 입자 크기가 2nm로 떨어지면, 비표면적이 450m2/g.으로 급격히 증가합니다. 입자 직경이 나노미터 수준으로 감소하면 표면 원자 수가 급격히 증가할 뿐만 아니라, 나노 입자의 표면적 및 표면 에너지. 이는 주로 표면에 있는 원자의 수가 많고, 표면 원자의 결정장 환경 및 결합 에너지가 내부 원자의 것과 다르기 때문. 표면 원자에는 인접 원자가 부족, 많은 댕글링 결합이 있음, 불포화 속성이 있음, 다른 원자와 쉽게 결합하여 안정화되어, 화학적 활성이 크므로. 표면 에너지가 크게 증가함. 이러한 표면 원자의 활성은 나노입자 표면의 원자 이동 및 배열의 변화를 일으킬 뿐만 아니라, 표면 전자 스핀 구조 및 전자 에너지 스펙트럼의 변화를 야기한다.

3. 양자 크기 효과

입자 크기가 특정 값으로 감소할 때, 페르미 준위 근처의 전자 에너지 준위가 준연속에서 불연속 준위로 변경. 에너지 준위 간격의 분할은 필연적으로 나노입자의 거시적 특성에 상당한 차이를 초래할 것입니다. .

벌크 물질의 에너지 밴드는 연속적인 것으로 볼 수 있지만, 원자와 벌크 물질 사이의 나노 물질의 에너지 밴드는 개별 에너지 준위로 분할됩니다. 에너지 준위 사이의 간격은 입자 크기가 감소함에 따라 증가합니다. 에너지, 전기장 에너지, 또는 자기장 에너지가 평균 에너지 준위 간격,보다 작음, 거시적 물체와 완전히 다른 일련의 변칙적 속성이 나타납니다, 이를 양자 효과.라고 합니다. 이 효과는 나노입자가 높은 광학적 비선형성, 특정 촉매 및 광촉매 특성.을 갖도록 할 수 있습니다.

4. 거시적 양자 터널링 효과

미세 입자는 터널링.으로 알려진 전위 장벽을 관통할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 결합에 의한 시너지 효과 및 양자 결합 효과가 있으며, 나노 물질의 많은 이국적인 특성은 외부 필드에 의해 제어될 수 있음.