【精品】PPT课件 走进纳米世界

界
且不断咀嚼的磨损和压力，原因是在牙齿
的外表排列着纳米尺寸的微小晶体。
中国古代铸剑大师，可能已经创造纳米晶 体结构，使得凡铁铸成的宝剑既不锈蚀又 能削铁如泥。
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2 纳
米 莲花效应
自 然 世 界
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2
纳
米 自
莲花效应(Lotus Effect)
然
世
莲花效应 ( Lotus effect )：在莲花的叶子
界
上，其表面有自然的微小纳米级颗粒（大约
大小为1纳米的惧水性蜡晶体），而在这个
布满纳米级颗粒的表面结构上，水分子不易
与表面接蟹，导致水珠不会分散，让污泥、
水粒子不容易沾附表面。而这种特性更让莲
叶具有“自我洁净”的功能
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2 最早发现莲叶上纳米级颗粒的德国人
纳
米
自
Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
纳米颗粒，这种纳米颗粒具有“罗盘”
的功用，蜜蜂在离开蜂房时，会把周围
环境图像储存起来，采蜜归来时会开启
记忆系统，把储存在记忆中的图像与眼
前看到的图像进行比对，并不断移动，
直到两个图像完全一致。
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2
纳
米 海龟---行动导航
自
然
纳米磁性引导海龟回家
世
海龟为了寻找食物，会横渡大半个海峡，到
界
另一个海域生活，当产卵季来临时，又会再度迁
行走自如，只是亿万年来，由于地球磁
场发生多次剧烈倒转，使得螃蟹体内小
磁针粒发生严重的混乱完全失去原先的
定向作用，最后使他们失去了前后移动
的能力，变成必须“横行”天下，真是
可怜的下场啊！
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颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗
粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列
新奇的性质。
（1） 特殊的光学性质
所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑，银白
色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微颗粒
对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米的厚度就能完全消光。
度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称
之为宏观的量子隧道效应。
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纳米材料的用途
纳米材料的用途很广，主要用途有：
医药 使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在 纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功 能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便， 用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击 癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检 测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地
将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外
隐身技术等。
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（2） 特殊的热学性质 固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细 微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量 级时尤为显著。 （3） 特殊的磁学性质 人们发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋 磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒，使这类生物在 地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领。磁性超微 颗粒实质上是一个生物磁罗盘，生活在水中的趋磁细菌 依靠它游向营养丰富的水底。 人们利用磁性超微颗粒 具有高矫顽力的特性，已作成高贮存密度的磁记录磁粉， 大量应用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等。利用超 顺磁性，人们已将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液 体。Fra bibliotekppt课件

纳米科学与纳米技术
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1 纳米世界里的大科学
纳米科学与技术简称纳米科技，是一 项新兴的科学研究，纳米科技值得一搏，
但不是每个参入者都有把握赌赢。
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2
1.1 人类对自然界的认识
人类对自然世界的认识始于宏观物体又溯源于原
子、分子等微观粒子，然而对纳米微粒却缺乏深入细
致的研究。
客观世界，主要为两个层次：一是宏观领域，二
纳米固体有一般晶体材料和非晶体材料都不具
备的优良特性，它的出现使凝聚态物理理论受到了 挑战。
纳米科技是现代科学和先进技术结合的产物，
它不仅为人类提供新颖的装置，而且在物理学、化 学、生物学、材料学、矿物学等领域中有广阔的前 景，对于基础科学、应用科学研究来说都有重要意 义。
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1.3 纳米科学与技术的未来
新兴的纳米科学和技术的发展，开辟了纳米物理学、 纳米化学、纳米材料学、纳米矿物学研究的新领域。
纳米微粒的结构研究，将促使物理学、化学、材料科
学、矿物学工作者认识改造完客整版观ppt 世界进入一个新层次，6 将 使自然科学和技术等向更高层次发展。
1.4 纳米物质结构
纳米微粒在一定压力和温度作用下生成纳米固体，它是
尺度范围内物理、化学等特性确定。
原子是组成物质的基本单位，原子的不同方式排列使自
然界多姿多彩。
1959年，美国物理学家理查德·费曼设想，在原子和分
子水平上操纵和控制物质。完整版ppt
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纳米科技使能够直接利用原子、分子制备出仅
含几十个到几万个原子的纳米微粒，把它作为基本 单元，适当排列成一维的量子线、二维的量子面、 三维的纳米固体。
微米科技在二十世纪七十年代以来的信息科学中占有

走进纳米世界
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纳米科技与基因工程和智能科 技一起被称为“21世纪高科技 三剑客”.在21世纪初正式登 上世界经济舞台.纳米科技的 兴起,孕育了一个新的经济模 式------纳米经济的诞生.
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河南纳米材料工程技术研究中心简介
河南省纳米材料工程技术研究中心是由河南省科 技厅委托河南大学特种功能材料重点实验室承建的 工程中心，是河南省从事纳米材料开发与推广应用 的专业研究机构，是我国最早从事纳米材料研究的 集体之一。它位于河南济源科技园区。中心集中了 材料化学、高分子化学与物理、无机化学、凝聚态 物理、摩擦学等多专业研究人员，其中有教授12人， 副教授8人，在读博士研究生、硕士研究生100余人。 拥有价值4000多万元的材料制备、化学合成、结构 表征到性能测试的较完备的大型分析仪器和中试设 备，8000平方米的专用实验室和1500平方米的中试 车间，并与企业合作成立了济高化工有限公司。
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中心多年来一直致力于可分散纳米微粒的制备，性能及应用研究，
在纳米材料的合成制备方面取得了优异的成绩。中心工程技术开
发以在有机介质中有良好分散性的修饰纳米微粒开发为主，形成
具有自主知识产权的专利产品和技术，将化学制备与物理制备技
术有机结合在一起，所开发产品和技术的起点高，附加值高，经
济效益显著。目前该工程中心已鉴定项目四项，申请国家发明专
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▪ 对于宏观物体包含无限个原子，N→∞， 于是δ→0，即宏观物体的能级间距几乎 为零；而纳米微粒包含的原子数有限， N值很小，能级间距将发生分裂，这就 导致纳米微粒磁、光、声、热、电以及 超导电性与宏观特性不同，从而产生量 子尺寸效应。
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五、纳米技术在生活中的应用：

2020/3/14
• 打比方：这主要是因为人们在认识上存在盲区， 或者说人类知识的大厦பைடு நூலகம்存在一个裂缝。
利用两种不同事物的相似之处打比方，以 增强说明的形象性和生动性。
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• 做比较：如果把金属纳米颗粒粉体制成块状 金属材料，它会变得十分结实，强度比一般 金属高十几倍，同时又可以像橡胶一样富于 弹性。
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课后作业
纳米科技给人们的思维方式、生活方式、工 作方式带来了巨大的变化，请在学习本文的基础 上写一篇600字左右的科幻短文《我生活在纳米世 界里》。
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走向未知的世界——纳米
解思深
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纳米机器人清理肺最深处的尘土
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纳米芯片
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纳米材料耐磨实验
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纳米技术展览
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导语
“纳米”这个词在我们的生活中越来 越常 见，有人预言，纳米将会带来一次技术革 命，从而将引起21世纪又一次产业革命。 那么，到底什么是纳米？纳米技术将会带 给人类生活什么改变？让我们跟随纳米专 家解思深一起走进这个神奇的未知世界 ——纳米。
说明某些抽象的或是人们比较陌生的事 物，可以用具体的或者大家已经熟悉的事物 跟它进行比较，使读者通过比较得到具体而 鲜明的印象。事物的特征也往往在比较中显 现出来。
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• 举例子：最近，用磁性纳米颗粒成功地分离了动 物 的 癌 细 胞 和 正 常 细 胞 ， 特别是在治疗人的骨髓 癌的临床实验上获得了成功，前途不可限量。 举出实际事例来说明事物，使所要说明的事 物具体化，以便读者理解。
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纳度的操作， 可以在生物学和医学领域实现精确治疗和诊断。
纳米机器人在生物学和医学领域的应用
1
药物输送
纳米机器人可用作药物的精确传递系统
2
疾病检测
利用纳米机器人进行早期疾病检测和诊断
3
组织修复
纳米机器人可用于修复受损组织和器官
纳米材料在新能源领域的应用
纳米材料的应用领域
医学
纳米粒子可用于药物传递和肿 瘤治疗
电子
能源
纳米材料提高了电子器件的性能
纳米材料在太阳能电池和储能 系统中的应用
纳米技术的三大应用方向
1 纳米材料制备
开发新材料和制备技术
2 纳米器件制造
设计和制造新一代纳米 器件
3 纳米系统集成
将不同纳米器件组装成 集成系统
纳米机器人的概念和作用
太阳能
纳米材料提高了太阳能电池的 效率
能量储存
利用纳米材料提高电池的储能 密度
燃料电池
纳米材料改善了燃料电池的性能
纳米技术在环境治理中的作用
水处理
利用纳米材料去除水中的 污染物
污染监测
纳米传感器能够监测环境 中的污染物
废物处理
纳米技术可以有效处理废 物和污泥
纳米技术与信息技术的结合
纳米技术与信息技术的结合将推动计算机、通信和存储设备的性能提升到新 的高度，为信息社会的发展提供强大的支持。
纳米电子学的发展和应用
1 纳米传感器
实现高灵敏度和快速响应的传感器
2 量子电子学
开发基于量子效应的电子元件
纳米传感器的作用和应用场景
1
健康监测
纳米传感器可用于实时监测生理参数
2
环境监测
纳米传感器可以检测环境中的污染物

纳 拥箱 臭蔬碳 钢 隐健 康胞
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疾 防灶 需
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长度度量单位
这种大小的物质
纳米自清洁技术 碳纳米管
纳米管储氢气
纳米吸波材料
探测雷达波
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nà pīng pang yōng shā jūn chòu
纳米 乒乓 拥 杀菌 除臭
shū tàn
gāng yǐn
蔬菜 碳纳米管 钢铁 隐形
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ái zhèng jiàn kāng bāo jí
癌症
健康
细胞
lǜ zào xū
死亡率
病灶 需要
疾病
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明显的事例：伊拉克战争。
欧盟、其他国家（包括中国）共建的“伽利略全球卫星定 位系统”。 中国的“北斗导航系统” 。

影片光的偏振现象 影片壁虎 影片北斗导航
第八章 柳暗花明又一村
摩尔定律的魔力

计算机也许是世界上贬值最快的商品之一； 新机型的推出意味着旧机型的淘汰；新型号的 计算机价格昂贵，旧型号的计算机却快速贬值。
药物纳米粒类型
1）纳米脂质体：粒径在100纳米左右，可作为改善生物大分子药物的口服 吸收以及其他途径吸收的载体，如胰岛素纳米脂质体。 2）固体脂质纳米粒：多种类脂材料如脂肪酸、脂肪醇及磷脂等形成的固体 颗粒。具有一定的缓释作用，适合于难溶性药物的包裹，作为靶向定位和 控释作用的载体。 3）纳米囊和纳米球：聚乳酸、明胶等高分子材料制备而成，用于包裹药物， 缓控释作用。 4）聚合物胶束：共聚物在水中溶解成高分子胶束，完成对药物的增溶和包 裹。 5）纳米混悬剂：在表面活性和水等附加剂存在下，直接将药物粉碎加工成 纳米混悬剂，提高药物吸收或靶向性。
X射线加工技术


X射线的刻蚀精度可以达到50纳米左右；
如果采用电子束，有可能达到10纳米左右的 刻块晶片约需要一 天的时间。

扫描隧道显微镜和原子力显微镜 碳材料的应用 DNA生物计算机 光子计算机 量子计算机
影片纳米技术将使电脑自动组装 影片数据的存储将由专门的探针来完成 影片宇航与DNA计算机
能进入细胞的微型机械--分子马达

康奈尔大学科学家Montemagno，制作出体 积只有红细胞1/5大小的生物分子马达。 分子马达关键部分是附在轴上的一种来自大 肠杆菌的蛋白质和推进器。所需能量来自 ATP（三磷酸腺苷）。

上。
• 列数据：可以估计出在尺寸1纳米的立方体
“颗粒”中，“立方颗粒”的每一边上只能排 列5个原子，总体可容纳125个原子，但是其中
98个原子在表面上。
为了使所要说明的事物具体化，还可以采 用列数据的方法，以便读者理解。引用的数字， 一定要准确无误，即使是估计的数字，也要有
可靠的根据，并力求近似。
阅读课文
• 阅读这篇说明文，画下一些关键句子，并找同学念出是哪些句子 让我们更多更好地了解纳米科技。
文章综合运用了哪些说明方法？ 请找出相关语句加以体会。
• 纳米科学是研究在千万分之一（10-7）米到十亿分之 一（10-9）米内，原子、分子和其他类型物质的运动 和变化的学问。
文章综合运用了哪些说明方法？ 请找出相关语句加以体会。
• 这主要是因为人们在认识上存在盲区，或者说人类知识的大厦上 存在一个裂缝。
• 打比方：这主要是因为人们在认识上存在盲区，或者说人类知
识的大厦上存在一个裂缝。
利用两种不同事物的相似之处打比方，以 增强说明的形象性和生动性。
• 如果把金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料， 它会变得十分结实，强度比一般金属高十几
•
低着头，心情就放松了，但那种放松对学习一点好处也没有，之所以会放松，就是因为觉得即便是自己开小差，老师也不知道。如果你往前看，不时地和老师眼神交会一下，注意力必然会集中起来。和老师眼神交汇的那种紧张感会让你注意力集中，并充
实地听完整堂课。
•
3、课前预习
•
课前预习新课内容，找出不理解的地方标记下来。预习后尝试做课后练习题，不要怕出错，因为老师还没有讲，出错也是正常的。
•
2、不要看书，要看老师的眼睛
•
只要老师不是在一味地读教材，那老师的“话”就不可能和你低头看着的教材上的“文字”一致。头脑聪明的学生，也许能做到既集中精神听老师的话，又集中精神看眼前书上的内容。可是实际上大部分的学生都做不到这一点。

让我们一起揭开纳米技术的神秘面纱。
试一试，你有不会读的词语吗？
举例子，具体说明纳米技术在我们身边的运用。
第3和第4两个自然段在结构上非常相似，读一读，说说你的发现。
发现癌细胞 举例子，具体说明纳米技术可以让人们更健康。
疾病的早期检测和防御
用两个“非常”和列数字的方法说明纳米是极其小的长度单位。
纳米技术在医学领域发挥了怎样的作用？
由于纳米机器人可以小到在人的血管中自. 举例子，具体说明纳米技术可以让人们更健康。 请读一读课文的第三个自然段，说说纳米技术在我们的生活中得到了哪些应用？ 朗读课文，把文中的科技术语读正确。 读一读课文最后一段，说一说，纳米技术还会运用在哪些方面 ？ 都是用了总分句的结构，第一句话总写，然后举例子证明。 让我们一起揭开纳米技术的神秘面纱。 举例子，具体说明纳米技术可以让人们更健康。 你知道《西游记》里三借芭蕉扇的故事吗？
纳米技术在医学领域发挥了怎样的作用？
常广阔的前景。21世纪，纳米技术必将更好地造福人类。 让我们一起揭开纳米技术的神秘面纱。
请你读准这些词语中的生字，记住它们的样子。 我们来写写这些汉字吧！ 都是用了总分句的结构，第一句话总写，然后举例子证明。
让我们一起揭开纳米技术的神秘面纱。 列举的例子具体、真实，很有说服力。
感知学字
听读课文，注意读准字音，思考：什么是纳米技 术？我们身边的纳米技术有哪些？
认读生词
请你读准这些词语中的生字，记住它们的样子。
y拥ōn有g
jūn
杀菌
chòu
tàn
除臭 竹碳粉
shū
蔬菜
ái
zhèng pīng pāng
癌症 症状 乒乓球
lǜ
jí
zào

螺旋菌(Magnetotacticum
bavaricum)：带有磁性的
细菌可以合成纳米磁铁
链，用作指南针的指针。
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海星Ophiocoma wendtii 拥有对光敏感的完美微型透 镜系统。
上图：白天的模样；下图：夜间的模样。
Ophiocoma wendtii 是一种碟 形多毛的海星，长期以来是一 个不解之谜。这种碟形带甲壳 的动物有五个触角，当有潜在 敌人靠近时，它们就会急忙缩 进壳里，但是它们显然没有眼 睛。这个问题最终在其甲壳上 找到了答案，上面长满了完美 的微型透镜，将毛茸茸的整个 海星身体变成一个眼观六路的 眼睛。其中的纳米原理？各个 透镜结成晶体，以使化方解石 的特性只产生一个不起作用的 重影— 即纳米程度的晶体化控 制。为了防止不必要的色边， 向透镜添加少量的镁可校正透 镜的“球面像差”。 Ophiocoma 海星使用的这种纳 米改进技术，曾为Carl Zeiss 赢得盛名。
生物矿化作用
田鼠臼齿牙釉中的三维生物矿物网可保护牙齿
表面不受磨损。
生物矿化作用也可以创造非常精密的结构。在靠近菲律
宾岛的一小块海底中，生长着一种名为“维纳斯花篮”
的海绵动物。这种动物像土耳其匕首的刀鞘一样弯曲着，
缠绕在其长轴上。这种海绵因其外皮内部的特殊骨架结
构而闻名。它们是由细小的硅石针骨组织构成，其网状
学习交流PPT
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黏着生命
生命之所以存在，是因为其组件通过精密的纳米技术黏着
在一起。即使是伤口也如此，如昆虫叮咬：被叮咬的部位
会红肿，原因是毛细血管膨胀，大量的白细胞或白血球涌
进来。被叮咬的细胞会分泌出信息素，根据信息素的浓度，
血管内壁的细胞和白细胞就会传送黏着分子，这些分子过

第二组：
桌面：(1）桌子上用来放东西的平面；(2）进人计算机的视窗
操作系统平台时，显示器上显示的背景叫作桌面。
窗口：(1）窗户或墙上开的窗形的口，如（售票处、挂号室等 ）;(2）比喻反映或展示精神上、物质上各种现象或状况的事物 或地方，如窗口行业：(3）指计算机操作系统中的窗口程序， 包括文档窗口和对话框。 潜水：(1）在水面以下活动：(2）指在网络论坛、 QQ 等互联 网群中不回帖、不发言、不上线的单独个体或行为。 文件夹：(1）用来保存文件的夹子；(2）计算机系统中指存放 在一起的一组文件的目录。
通过这些不同的例子，可以反映出纳米技 术应用的广泛，由此可见“纳米技术就在我们 身边”。
课堂小结 大声朗读第3、4自然段，读出自己的感悟。
纳米技术不但改变了我们的生活，而且 应用前景非常广阔。它就在我们身边，可以 让我们更加健康！这就是神奇的纳米技术！
改变生活应用前景广
五 大胆想象，创造“神奇”
四年级下册第二单元
7 纳米技术就在 我们身边
一、导入
互联网
基因
纳米技术
二 提问题，讨论交流
快速默读课文，记录自己不懂的问题。
1.什么是纳米？什么是纳米技术？ 2.“纳米涂层”等科技术语我不懂。 3.为什么说“21世纪必将是纳米的世纪”？ 4.纳米技术是一种怎样的技术？
解决问题的方法： 联系上下文 联系生活 请教他人
纳米技术可以让人们更加健康： 利用极其灵敏的纳
米检测技术，可以实现疾病的早期检测与预防。
未来的纳米机器人可以通过血管直达病灶，杀死癌细胞。 未来的纳米缓释技术，能够让药物效力缓慢地释放出来，服 一次药可以管一周，甚至一个月。
4.想一想，作者为什么举这些不同的例子 ？纳米涂层、碳纳米管、纳米机器人……