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如何揭示纳米尺度的基本规律

  纳米分子和材料的结构与性能关系的基本规律是21世纪的化学和物理需要解决的重大难题之一。
 
  现在中美日等国都把纳米科学技术定为优先发展的国家目标。钱学森先生说,继信息科学之后,纳米科学技术可能引起新一轮的产业革命。在复杂性科学和物质多样性研究中,尺度效应至关重要 。尺度的不同,常常引起主要相互作用力的不同,导致物质性能及其运动规律和原理的质的区别。
 
  纳米尺度体系的热力学性质,包括相变和“集体现象”如铁磁性,铁电性,超导性和熔点等与粒子尺度有重要的关系。当尺度在十分之几到10纳米的量级,正处于量子尺度和经典尺度的模糊边界中,此时热运动的涨落和布朗运动将起重要的作用。例如金的熔点为1063℃,纳米金(5-10nm)的融化温度却降至330℃。银的熔点为960.3℃,而纳米银(5-10nm)为100℃。
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