標題比表面超細粉體的表面特征及我國測試儀器的進展

由于固體材料與外界的相互作用是通過表面來實現的,因而材料表面的特征,無論從基礎理論或技術應用的角度看,都是至關重要的.隨著超細微粒與納米材料的發展,表面的作用愈顯突出。處于固體自由表面上的原子，其鍵合狀態與體內不同，由于鍵的不飽和性，和近鄰原子數的減少，表面的能量顯著提高，為了降低自由能，固體傾向于縮小表面積，因此許多粉體都呈球形，一些處于結構不穩定狀態的納米顆粒也是球形或近球形的形態；對于晶體而言，由于各向異性，不同晶面上的原子密度、配位數、鍵合角不同，顆粒經常成為多面體的形狀，顯露在外的晶面一般是表面能低的原子密排面，由于某些原因偏離密排面時，在表面上會出現臺階或扭折，對于非晶或無定形的固體顆粒一般呈多孔的復雜形狀。值得注意的是，表面的結構缺陷大大的影響著表面的特性，例如，表面的催化活性大為提高，此外，表面吸附、表面偏析、表面腐蝕、表面電導、介電擊穿、解理斷裂等物理、化學、力學行為都將受到重要影響。近些年來，掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的成功應用，不但證實了一系列關于表面的物理模型，還直接觀察到固體表面的一系列新的構象。低能電子顯微術、高分辨電子顯微術的不斷完善，通過研究還發現了固體表面結構與內部結構的重要差別，一是表面弛豫，二是表面重構，前者有助于了解更多的表面現象，后者可以發現更多的表面超結構。對于固體表面的微觀結構的觀察與研究已經深入到原子的尺度，可以期待未來還會有更多新的驚人的發現。

　　對于超微粉和納米微粉來說，表面尤其重要，他涉及一系列的學科領域。例如，表面吸附科學，吸附作用僅僅發生在兩相交界面上，是一種重要的表面現象，即表面上一種組分或多種組分的濃度與體相中不同的現象，對于粉體材料而言，他們總是被包圍在其他的氣體、液體或固體之中，吸附現象即是表面原子與周圍物質的一種最重要的交互作用形式，吸附現象的本質、吸附規律、具有特殊吸附能力的材料、以及吸附現象與吸附材料的工業應用等等，形成了一個獨立的科學體系，吸附科學不僅在理論上意義重大，更重要的是其應用價值，比如利用特種吸附劑吸附分離DNA、分析微量氣體和液體成分、物質的定性分析、重要的工業分離和精制技術、吸附科學在環境污染的治理與凈化方面的作用、在生物醫藥與人體健康領域中的應用、在納米新材料制備及表面改性方面的應用等等，毫不夸張地說，在與人類生活密切相關的眾多領域中都有重要的實際意義。再如表面的催化效應是與化學吸附密切相關的又一個重要領域，是表面吸附與表面反應的綜合結果，多相催化反應廣泛應用于無機和有機化學工業、石油工業、制藥工業等，催化劑的合理應用在提高工業生產的效率和效益方面有著無可比擬的作用。隨著納米科學與技術的崛起，納米粒子的結構，特別是表面結構及其特殊性質引起了科學界極大的關注，在所謂納米效應中，表面效應十分重要，實驗表明納米粒子的表面處于受高壓壓縮的狀態，或者說處于高能量狀態，加上表面原子有較多的斷鍵，原子的活性大大增加，因此納米顆粒具有更大的催化能力，吸附能力，而且熔點降低，結構的穩定性大大降低，甚至處于準熔化態，因此表面效應是納米材料最重要的特性之一。綜上所述，粉體材料表面科學與技術正在成為一門引人注目的新興的學科。