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发布时间：2024-10-23 22:55
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当物质尺寸进入纳米级别，其行为特征与传统力学观点有所不同，这是因为必须运用量子力学进行描述。例如，当粉末粒子由10微米缩小至10纳米，粒径虽然缩小了1000倍，但体积变化却带来了10的9次方倍的差异，导致其行为产生显著变化。
纳米粒子的特殊性体现在其表面积的显著增大，表面呈现出阶梯状结构，富含高表面能的不稳定原子。这些原子易于与外来原子形成键结，且由于粒径减小，提供了大量活性原子，影响其与外界的互动。
在熔点方面，纳米粉末的特性尤为独特。由于粒子内的原子数量减少，表面原子的不稳定性使得表面晶格振动增强，表面能量随之上升。这表现为纳米粉末的熔点降低，而且它们在较低温度下就能实现有效烧结，成为优良的烧结助剂。
磁性材料在纳米尺度下也有显著变化。当磁性物质的粒子尺寸减小到无法区分磁区时，会转变为单磁区，这使得制成超微粒子或薄膜的磁性材料表现出优异的磁性能。
最后，纳米粒子的独特性质在于其尺寸小于光波长，因此与光的交互作用复杂。金属在特定条件下可以形成易于吸收光的黑色超微粒子，即金属黑，这与金属在真空镀膜中的高反射特性形成鲜明对比。纳米材料的高光吸收率使其在红外线感测器等领域具有广泛应用潜力。
纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。