新型碳纳米材料有哪些？

一、新型碳纳米材料有哪些？

01 石墨烯

石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为“黑金”、“新材料之王”。

02 碳纤维

碳纤维强度大、密度低、线膨胀系数小等特性使之在飞机制造等军工领域、汽车和医疗器械等工业领域、高尔夫球棒和自行车等体育休闲领域备受追捧。

03 轻型合金

钛合金具有高强度、延展性好、耐腐蚀、无磁性等优越性能，除钛合金之外，轻型合金还主要包括铝合金和镁合金。铝合金使用较早，如今普及程度也较高，在汽车、轮船等领域经常出现。而镁合金是实用金属当中质量最轻的，是汽车实现轻量化最重要的新材料之一。

04 碳纳米管

碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。2018年，清华大学在超强碳纳米管纤维领域取得重大突破，在世界上首次报道了接近单根碳纳米管理论强度的超长碳纳米管管束，其拉伸强度超越了目前发现的所有其它纤维材料。

05 超导材料

超导材料是在特定温度下，电阻消失的材料。近年来，超导材料所具有的零电阻、完全抗磁性和隧道效应三个特性，使之在全世界广受关注。

06 半导体材料

近年来，数字家居以及物联网的崛起惠及半导体产业蓬勃发展。据市场研究公司Trend Force报告显示，2019年中国功率半导体市场规模将达到2907亿元人民币，较2018年成长12.17%，维持双位数的成长表现。除此之外，半导体材料涉及的产业主要包括集成电路、LED、太阳能光伏等。

07 功能薄膜

功能薄膜属于先进高分子材料的一种，其种类较多，在战略新兴产业中扮演重要角色。近年来，薄膜行业形势发展变化极为迅猛，其中锂电池隔膜行业发展过热，铝塑封装膜异军突起，BOPA薄膜行业开始进入低谷，BOPP行业轻微回暖，BOPET行业迎来春天，流延薄膜行业出现了新的投资方向，镀铝膜行业的整合进一步加快。

08 智能材料

智能材料是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料拥有七大功能，包括传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。而这七大功能正好切合了时下火热的可穿戴设备以及4D技术。

09 生物材料

生物材料主要应用在医学上，目前利用生物材料已经生产出除大脑以外的人体所有的器官的相关材料。在市场上已经有的产品包括人工眼角膜、心脏支架、心脏起搏器、人工硬脑膜等。预计2020年我国生物医用材料市场规模将达到9300多亿元人民币，成为世界第二大生物医用材料市场，约占全球市场份额的22%。

10 特种玻璃

目前，特种玻璃包含的光伏玻璃和超薄玻璃两个子行业也迎来发展先机。随着移动设备产业的发展，对高性能玻璃的需求也越来越大，其中包括用于各种平板显示器件的平板玻璃，用于光的折射、透射等方面的传光玻璃。此外，微晶玻璃还应用在太阳能基板、集成电路基板和人工骨齿等方面。

二、新型纳米材料及用途？

当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理，可以通过控制晶粒尺寸来得到不同能隙的硫化镉，这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新的用途。

我们知道物质的种类是有限的，微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的，但通过控制制备条件，可以得到带隙和发光性质不同的材料。也就是说，通过纳米技术得到了全新的材料。

纳米颗粒往往具有很大的比表面积，每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千平方米，这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂，在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。对纳米体材料，我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。

“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体积，使其更轻盈。第一台计算机需要三间房子来存放，正是借助与微米级的半导体制造技术，才实现了其小型化，并普及了计算机。

无论从能量和资源利用来看，这种“小型化”的效益都是十分惊人的。“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。

纳米材料的用途：

纳米材料的应用前景是十分广阔的，如：纳米电子器件，医学和健康，航天、航空和空间探索，环境、资源和能量，生物技术等。我们知道基因DNA具有双螺旋结构，这种双螺旋结构的直径约为几十纳米。

三、纳米材料有哪些？

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于 10-100 个原子紧密排列在一起的尺度。纳米材料具有一些独特的物理、化学和生物学性质，这些性质使得它们在许多领域都有广泛的应用。以下是一些常见的纳米材料：

1. 碳纳米管：碳纳米管是由石墨烯片卷曲而成的中空管状物，具有高强度、高韧性、高导电性和高热导率等特性，在能源、环境、电子、生物医学等领域都有广泛的应用。

2. 纳米金属材料：纳米金属材料具有高强度、高硬度、高韧性、高导电性和高催化活性等特性，在航空航天、汽车、电子、催化等领域都有广泛的应用。

3. 纳米陶瓷材料：纳米陶瓷材料具有高强度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和低密度等特性，在航空航天、汽车、电子、生物医学等领域都有广泛的应用。

4. 纳米复合材料：纳米复合材料是由两种或多种不同材料在纳米尺度范围内复合而成的材料，具有优异的物理、化学和力学性能，在航空航天、汽车、电子、生物医学等领域都有广泛的应用。

5. 纳米药物：纳米药物是指将药物分子制成纳米尺寸的颗粒，具有靶向性、缓释性、高效性等特性，在肿瘤治疗、基因治疗、疫苗等领域都有广泛的应用。

6. 纳米传感器：纳米传感器是指将传感器元件制成纳米尺寸的颗粒，具有高灵敏度、高选择性、低能耗等特性，在环境监测、医学诊断、食品安全等领域都有广泛的应用。

这些只是纳米材料的一部分，随着纳米技术的不断发展，还会涌现出更多新型的纳米材料。

四、新型功能材料有哪些？

新型功能材料主要包括电子信息、能源、纳米、生物医用、高温超导、金刚石薄膜等材料。其中,最被外界熟知的有磁性材料、锂离子电池材料、太阳能电池材料等

五、新型鱼塘材料有哪些？

塑料布，帆布，水泥板，石棉板，瓦，铁板，钢筋，水泥，石子等。

六、新型装修材料有哪些？

随着科技的不断进步和人们对生活品质的追求，新型装修材料也越来越多，下面是一些常见的新型装修材料：

1. 雕塑背景墙：采用聚苯乙烯泡沫制成，轻量化、易安装、防水、防火，还可以按照客户要求定制各种造型。

2. 抗菌地板：利用纳米技术在地板表面形成较为均匀的纳米颗粒覆盖层，可以有效地杀灭细菌、病毒等有害物质。广泛应用于医院、实验室等场所。

3. 碳纤维地暖：采用碳纤维发热技术，加热均匀、发热面积大，避免了传统地暖的易损坏、能耗高等问题。

4. 涂料：如液态壁纸、净味漆、功能性涂料等，具有环保、美观、易清洁等特点。

5. 仿真石材：采用高分子材料，具有质感逼真、耐候性好等特点，可替代天然石材等传统材料。

6. 智能玻璃：可以通过电脑或者手机APP控制透明度，实现隐私保护、调节室内光线等功能。

7. 空气净化器：主要利用高效的HEPA过滤网，可有效去除细菌、PM2.5等有害物质，适用于人口密集的家庭、办公场所等。 

这些新型装修材料在环保性、美观性、实用性以及智能化程度等方面都得到了较大提升和改善，越来越受到人们的关注和欢迎。

七、新型门窗材料有哪些？

　门窗材料有以下这些：

木：加工修理方便、挡光较多、保温性能好、实木材料在使用的过程中易变形、高档木窗用集成材。

钢：标准钢窗料坚固耐久、防火、挡光少、经济、维护不好易锈蚀、保温性能差。

不锈钢：装饰效果优异、不生锈、造价高。

铝合金：挤压成型、装饰效果好、保温差、耗能高。

塑钢：综合性能好，性价比高。

断桥铝：有穿条和注胶两种形式、节能隔热好、坚固美观。

玻璃：常用于制作室内隔断，没框地弹门等。

玻璃钢即玻璃纤维增强材料，是一种新型复合材料，它具有质轻、高强、防腐、保温、绝缘、隔音等诸多优点。

八、新型永磁材料有哪些？

永磁材料有合金、铁氧体和金属间化合物三类。

①合金类：包括铸造、烧结和可加工合金。

铸造合金的主要品种有:AlNi(Co)、FeCr(Co)、FeCrMo、FeAlC、FeCo(V)(W)；烧结合金有：Re－Co（Re代表稀土元素）、Re－Fe以及AlNi（Co）、FeCrCo等；可加工合金有：FeCrCo、PtCo、MnAlC、CuNiFe和AlMnAg等，后两种中BHC较低者亦称半永磁材料。

②铁氧体类：主要成分为MO·6Fe2O3,M代表Ba、Sr、Pb或SrCa、LaCa等复合组分。

③金属间化合物类：主要以MnBi为代表。常用软磁磁芯的种类铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类：

(1) 粉芯类： 磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（High Flux）、坡莫合金粉芯（MPP）、铁氧体磁芯(2) 带绕铁芯：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金

九、纳米材料的运用有哪些？纳米材料的运用有哪些？

从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米＝100厘米，1厘米＝10000微米，1微米＝1000纳米，1纳米＝10埃），即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。

纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。

纳米级结构材料简称为纳米材料(nano material)，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。

纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。

纳米材料具有一定的独特性，当物质尺度小到一定程度时，则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍，但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。

纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。

就熔点来说，纳米粉末中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。

一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时，将成为优异的磁性材料。

纳米粒子的粒径（10纳米～100纳米）小于光波的长，因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下，可得到易吸收光的黑色金属超微粒子，称为金属黑，这与金属在真空镀膜形成高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。

纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段，美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是尚在研究之中，新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平，研究队伍也在日渐壮大。

纳米材料分类

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。

纳米粉末：又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。

纳米纤维： 指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。

纳米膜： 纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。

纳米块体： 是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。

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。

家电 用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料。

电子计算机和电子工业 可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。

环境保护 环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。

纺织工业 在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。

机械工业 采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。

十、无机纳米材料有哪些？

1、纳米SiO2

　　纳米SiO2是不定型的白色粉末（指团聚状态），其分子结构呈三维链状，存在大量不饱和的残键和不同键合态的羟基。它可与基材的某些基团发生键合作用，从而大大改善材料的硬度和强度。纳米SiO2颗粒尺寸小，具有较高的流动性，当采用适当的方式与树脂复合时，其分布在高分子键的空隙中，使得复合材料的强度、韧性、延展性显著提高。

　　2、层状硅酸盐粘土

　　层状硅酸盐是粘土矿物，如钠蒙脱土、锂蒙脱土和海泡石等可用于制备聚合物，目前研究较多并具有实际应用前景的纳米复合材料用层状硅酸盐、结构单元是由一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间形成的层状结构，层间有可交换性阳离子，如Na+、Ca2+、Mg2+等，它们中可与无机金属离子或有机阳离子等交换，从而修饰硅酸盐层间表面形成具有不同性能的无机和有机粘土，这种硅酸盐粘土以纳米级微块分散在聚合物中，形成无机/有机复合材料，其性能明显优于纯聚合物材料，在制备聚合物/纳米复合材料领域中得到广泛应用。

　　3、纳米CaCO3

　　纳米CaCO3材料来源易得，用纳米CaCO3作为塑料填充剂可减少树脂用量，大大降低成本，而且制品的拉伸强度、伸长率等性能指标均有所提高，起到补强剂的作用，还可以提高塑料加工时的流变性和挤出速度，改善塑料加工性能。研究发现，掺加纳米CaCO3后材料得以增强增韧，且其光透性能没有受到影响。

　　4、纳米TiO2

　　TiO2的晶体粒径达到纳米级后，其性能得到极大改善产生突破性的变化。将其添加于环氧树脂中可明显提高材料的综合性能。

　　5、纳米Al2O3

　　工业界对纳米Al2O3在聚合物和环氧树脂改性中的应用进行了大量的研究，将纳米Al2O3粒子用作橡胶填充时可以提高其介电性、耐磨性和材料的耐高温冲击韧性。纳米α-Al2O3与环氧树脂的复合材料，使其模量增加，玻璃化转变温度提高，模量达极大值。纳米Al2O3与其他填料一起填充聚合物还可能产生协同效应。

　　6、纳米ZnO

　　纳米ZnO是常用于聚合物增韧改性主流产品，它用于改性环氧树脂已相当广泛，但仍存在许多问题，主要是如何解决纳米粒子的团聚，使其尽可能均匀地分散在聚合物材料体系中，以得到增强增韧的高性能环氧树脂复合材料。

　　7、石墨烯

　　任小孟等研究了天然石墨（NG）、石墨烯（GNS）、膨胀石墨（EG）和氧化石墨烯（GO）4种石墨烯类材料对环氧树脂的增韧和增强作用。不同添加剂对断裂伸长率的影响不同，石墨烯（GNS）的作用最明显，余者较差，天然石墨（NG）不能增韧环氧树脂。