奇特效能的奧秘

奈米材料為何有如此特別的效能呢?科學家們研究後認為,關鍵就在於它“小”。由於奈米顆粒的尺寸小到用肉眼已看不到,它就產生了兩種效應:即小尺寸引起的表面效應和量子效應。表面效應前面已經說到,即它的比表面積極大,晶粒邊界極多,在奈米材料中,單位體積中處於表面上的原子數目的百分比顯著增加。例如,當顆粒直徑為0.1微米時,處在表面的原子只佔2%(即98%的原子“擠在”顆粒內部);當顆粒直徑為10奈米時,原子有20%處於表面上,當顆粒直徑為5奈米時,表面上的原子就佔40%;而當顆粒直徑只有1奈米時,原子就全部“暴露”到了表面。因此原子極易遷移,使其物理效能發生了極大變化。表面效應和量子效應的深層理論比較深奧,難以用很通俗的語言說明白。但正如我們在開頭說到的,材料的效能和組成它的顆粒大小是絕對有關係的,正像只有用顆粒極細的富強粉才能拉出“龍鬚麵”,而用普通的粗麵粉是絕對拉不出“龍鬚麵”一樣。