納米材料:
材料的基本結(jié)構(gòu)單元至少有一維處于納米尺度范圍(一般在1~100nm),并由此具有某些新特性的材料。
功能高分子材料:
一般指具有傳遞、轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合材料,或具體地指在原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上,還具有化學(xué)反應(yīng)活性、光敏性、導(dǎo)電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性、磁性等功能的高分子及其復(fù)合材料。
分類:
(1)化學(xué)功能:離子交換樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂、感光性樹(shù)脂、氧化還原樹(shù)脂、高分子試劑、高分子催化劑、高分子增感劑、分解性高分子等
(2)物理功能:導(dǎo)電性高分子(包括電子型導(dǎo)電高分子、高分子固態(tài)離子導(dǎo)體、高分子半導(dǎo)體)、高介電性高分子(包括高分子駐極體、高分子壓電體)、高分子光電導(dǎo)體、高分子光生伏打材料、高分子顯示材料、高分子光致變色材料等
(3)復(fù)合功能:高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等
(4)生物、醫(yī)用功能:抗血栓、控制藥物釋放和生物活性等
相關(guān)高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn):生活中的元素(常量元素、微量元素)
常量元素:
常量元素人體中含量較多的元素有11種,它們約占人體質(zhì)量的99.95%。在人體中含量超過(guò)0.01%的元素,稱為常量元素。
①人體中的常量元素
元素名稱 | 元素符號(hào) | 質(zhì)量分?jǐn)?shù)% |
氧 | O | 65.0 |
碳 | C | 18.0 |
氫 | H | 10.0 |
氮 | N | 3.0 |
鈣 | Ca | 2.0 |
磷 | P | 1.0 |
鉀 | K | 0.35 |
硫 | S | 0.25 |
鈉 | Na | 0.15 |
氯 | Cl | 0.15 |
鎂 | Mg | 0.05 |
②一些常量元素在人體中的作用及每天適宜攝入量
鈣 | 使骨骼和牙街具有堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)支架 | 800—1200mg | 缺鈣主要影響骨骼的發(fā)育和結(jié)構(gòu),臨床癥狀表現(xiàn)為青少年的佝僂病和成年人的骨質(zhì)軟化癥及老年人的骨質(zhì)疏松癥。鈣是無(wú)毒的元素,但攝入過(guò)量會(huì)導(dǎo)致高血鈣,從而引起消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等的疾病 | 海產(chǎn)品、豆類、奶類、各種綠葉蔬菜等 | 其中99%存在于骨骼和牙齒中,主要以羥基磷酸鈣 [Ca10(PO4)6(OH)2晶體的形式存在 |
鈉 | 細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液中的Na+和K+各自保持一定的濃度,維持人體內(nèi)的水分和體液恒定的pH | 2000—2500mg | 缺鈉會(huì)引起肌肉痙攣、頭痛等;過(guò)量會(huì)引起水腫、高血壓、貧血等 | 食鹽 | 其中一半以Na+的形式存在于細(xì)胞外液中 |
鉀 | 1850—5600mg | 缺鉀會(huì)引起肌肉不發(fā)達(dá)、心律小齊等;過(guò)量會(huì)導(dǎo)致惡心、腹瀉等 | 香蕉、柑橘、橙子、山楂、蘑菇、豆炎及其制品等 | 主要以K+的形式萍在干細(xì)胞內(nèi)液中 | |
鎂 | 促進(jìn)骨骼發(fā)育、細(xì)胞遺傳物質(zhì)合成等 | 300—400mg | 缺鎂會(huì)引起肌肉不發(fā)達(dá)、抽搐、痙攣、心律不齊等;過(guò)量會(huì)引起神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、腎病等 | 堅(jiān)果、大豆、牛奶等 | 70%的鎂以磷酸鹽和碳酸鹽形式參與骨骼和牙齒的組成,25%的鎂存在于軟組織中 |
微量元素:
在人體中含量在0.01%以下的元素。
①一些人體必需的微量元素
元素名稱 | 元素符號(hào) |
鐵 | Fe |
鈷 | Co |
銅 | Cu |
鋅 | Zn |
鉻 | Cr |
錳 | Mn |
鉬 | Mo |
氟 | F |
碘 | I |
硒 | Se |
②一些必需微量元素對(duì)人體的作用及14—18歲人群每天的適宜攝入量
元素 | 人體內(nèi)的含量 | 對(duì)人體的作用 | 適宜攝入量(每天) | 攝入量過(guò)高,過(guò)低對(duì)人體健康的影響 |
鐵 | 4—5g | 是血紅蛋白的成分,能幫助氧氣的運(yùn)輸 | 20—50mg | 缺鐵會(huì)引起貧血 |
鋅 | 2.5g | 影響人體發(fā)育 | 15.5—19mg | 缺鋅會(huì)引起食欲不振,生長(zhǎng)遲緩,發(fā)育不良 |
硒 | 14—21mg | 有防癌、抗癌作用 | 50μg | 缺硒可能引起表皮角質(zhì)化和癌癥。如攝入量過(guò)高,會(huì)使人中毒 |
碘 | 25—50mg | 是甲狀腺激素的重要成分 | 150μg | 缺碘會(huì)引起甲狀腺腫大,幼兒缺碘會(huì)影響生長(zhǎng)發(fā)育,造成思維遲鈍。過(guò)量也會(huì)引起甲狀腺腫大 |
氟 | 2.6g | 能防治齲齒 | 1.5mg | 缺氟易產(chǎn)生齲齒,過(guò)量會(huì)引起氟斑牙和氟骨病 |
相關(guān)高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn):新型材料(新型陶瓷、單晶硅等)
新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特性:
①能承受高溫、強(qiáng)度高②具有光學(xué)特性③具有電學(xué)特性④具有生物功能
新型陶瓷:
①碳化硅陶瓷:將二氧化硅與碳在電爐中加熱至1900℃以上可制得碳化硅:碳化硅陶瓷具有像金剛石一樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu),晶體屬于原子晶體。碳化硅陶瓷硬度高,可耐2000℃的高溫,有較高的高溫強(qiáng)度,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐腐蝕性強(qiáng)。
碳化硅陶瓷可用于制造高溫耐蝕部件、研磨盤(pán)、密封環(huán)、防彈板,用作研磨介質(zhì)、航天器的涂層材料等。
②氮化硅陶瓷:將高純硅與純氮?dú)饧訜嶂?300℃ 可制得氮化硅:
氮化硅陶瓷是一種超硬物質(zhì),本身具有潤(rùn)滑性,并且耐磨損:除氫氟酸外,不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng),抗腐蝕能力強(qiáng),高溫時(shí)也能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊,在空氣中加熱到1000℃以上,急劇冷卻再急劇加熱,也不會(huì)碎裂。
氮化硅陶瓷可用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件以及發(fā)動(dòng)機(jī)受熱面等。
③氧化鋁陶瓷:氧化鋁陶瓷(人造剛玉)是一種極有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。它的熔點(diǎn)很高,可用作高級(jí)耐火材料,如坩堝、高溫爐管等。利用氧化鋁陶瓷硬度高的優(yōu)點(diǎn),可以制造在實(shí)驗(yàn)室中使用的剛玉球磨機(jī),用來(lái)研磨比它硬度小的材料。用高純度的原料,使用先進(jìn)工藝,還可使氧化鋁陶瓷變得透明,可制作高壓鈉燈的燈管。
現(xiàn)代信息基礎(chǔ)材料——單晶硅:
硅是目前半導(dǎo)體工業(yè)最重要的基礎(chǔ)材料,其導(dǎo)電特性對(duì)雜質(zhì)等十分敏感,因此必須首先制備高純度的硅,然后精確控制摻雜元素的量和種類,并使它們均勻分布于材料之中。
粗硅制。
高純硅制。
新型無(wú)機(jī)非金屬材料的品種:
(1)氧化鋁陶瓷(人造剛玉)
特性:①高熔點(diǎn) ②高硬度 ③可制成透明陶瓷
用途:高級(jí)耐火材料,剛玉球磨機(jī),高壓鈉燈的燈管等
(2)氮化硅陶瓷
特性:①高硬度,耐磨損 ②抗腐蝕。高溫時(shí)抗氧化 ③抗冷熱沖擊 ④耐高溫且不易傳熱 ⑤本身具有潤(rùn)滑性
用途:制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件,用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面等
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