校本教材 纳米技术及应用

六年级 1、纳米技术及应用纳米技术是近年来出现的一门高新技术。纳米，仅仅一个长度单位，1微米为千分之一毫米，1纳米又等于千分之一微米，相当于头发丝的十万分之一，没有任何技术属性。所以，单纯的某一纳米材料若没有特殊的结构和性能表现，还不能称为纳米技术。纳米技术，是指通过特定的技术设计，在纳米粒子的表面实现原子/分子的排列组成，使其产生某种特殊结构，并表现特异的技术性能或功能，这样的纳米材料才可称为是纳米技术。纳米材料可分为两个层次：纳米超微粒子与纳米固体材料。纳米超微粒子是指粒子尺寸为1-100nm的超微粒子，纳米固体是指由纳米超微粒子制成的固体材料。而人们习惯于把组成或晶粒结构控制在100纳米以下的长度尺寸称为纳米材料。折叠编辑本段当前研究科技水平的持续进步，尤其是在电子行业这个朝阳产业，纳米技术得到了很大的发展，主要是集中在电子复合薄膜，利用超微粒子来改善膜材的电性、磁性和磁光特性，此外还有磁记录、纳米敏感材料等。随着人们生活水平的日益提升，及人们对环保的重视水准持续增强。空气质量与工业废水处理已成为城市的一个生活生存质量标志。纳米材料因为其特有的表面吸附特性, 使其在净化空气与工业废水处理方面有着很大的发展前景。纳米材料是80年代中期发展起来的新型材料，它比负氧离子先进50年。因为纳米微粒(1-100nm)的独特结构状态，使其产生了小尺 1寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等，从而使纳米材料表现出光、电、热、磁、吸收、反射、吸附、催化以及生物活性等特殊功能。纳米材料具有很多独特功能，而且用量少，但却赋予材料意想不到的高性能，附加值甚高。纳米复合高分子材料、纳米抗菌、保鲜、除臭材料等等，因为纳米材料的尺寸小，比血液中的红血球小一千多倍，比细菌小几十倍，气体通过其扩散的速度比常规材料快几千倍。纳米颗粒与生物细胞膜的化物作用很强，极易进入细胞内。米技术的应用：纳米技术当前已成功用于很多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域：1、纳米技术在新材料中的应用2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用3、纳米技术在制造业中的应用4、纳米技术在生物、医药学中的应用5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 26、纳米技术在能源、交通等领域的应用7、 纳米技术在农业中的应用8、 纳米技术在日常生活中的应用问题： 1、什么是纳米技术？ 2、说一说生活当中用到纳米技术了吗？ 3土壤微生物的大作用 微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，个体微小，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜放大约1000倍才能看到，但也有些微生物是肉眼能够看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝等。微生物千姿百态，它们为了自己的生存与繁衍在以自己特有的方式存有着。可能你从没有看见过微生物，但是你可知道，牛奶是怎么变坏的？美酒是如何酿成的？吃下去的食物是如何消化吸收的？田里的秸秆残茬又是怎么变得面目全非，甚至不见踪影的？这些都是微生物的功劳。 土壤中微生物的种类较多，有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等。数量也很大，l克土壤中就有几亿到几百亿个。绝大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的，它们对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响，当然也有那么些不被人喜欢的致病微生物。正是有了土壤微生物的默默耕耘，大地才会有春华秋实的生生不息。那么微生物在土壤中究竟做了些什么呢？ 4首先，土壤微生物能够形成土壤结构。土壤并不是单纯的土壤颗粒和化肥的简单结合，作为土壤的活跃组成分, 土壤微生物在自己的生活过程中，通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换，以及分泌的有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构，最终形成真正意义上的土壤。土壤微生物的区系组成、生物量及其生命活动对土壤的形成和发育有密切关系。 其次，土壤微生物最显著的成效就是分解有机质， 比如作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料等，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用，并形成腐殖质，改善土壤的结构和耕性。 然后，土壤微生物还能够分解矿物质，土壤微生物的代谢产物能促动土壤中难溶性物质的溶解。例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用，提升土壤肥力。另外，尿素的分解利用也离不开土壤微生物。这些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工厂，将土壤中的矿质肥料加工成作物能够吸收利用的形态。 另外，土壤微生物还有固氮作用，氮气占空气组成的4/5，但植物不能直接利用，某些微生物可借助其固氮作用将空气中的氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物，有了这样的土壤微生物，就相当于土壤有了自己的氮肥生产车间了。 在植物根系周围生活的土壤微生物还可以调节植物生长，植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种有机营养，促进植物的生长。土壤微生物与植物根部营养有密切关系。 土壤中各种微生物之间 5有互惠互利的，也有相互敌对的。例如，土壤中存在一些抗生性微生物，他们能够分泌抗生素，抑制病原微生物的繁殖，这样就可以防治和减少土壤中的病原微生物对作物的危害，所以，土壤中的微生物其实也有不利的一面，比如病原微生物。 微生物还可以降解土壤中残留的有机农药、城市污物和工厂废弃物等，把他们分解成低害甚至无害的物质，降低残毒危害。当然，这些所有的功能都是由不同种群的微生物完成的，每一个功能的实现也需要有大量的微生物共同工作才行。 土壤中的微生物这么能干，你可能会想，要是能让他们听人类的话，想要他们干什么，他们就发挥什么功能就好了。嗯，没错，科学家们也是这么想的。现在，在医药卫生事业、工农业生产上，已经有大量应用微生物的例子。就拿土壤中的微生物来说吧，通过开发和筛选有效菌种，培育高效菌种，我们可以修复污染的土壤、生产菌肥、生物农药等等。 问题：1、什么是微生物？ 2、知道微生物在生活中的作用？ 6太阳 有这么一个传说，古时候，天上有10个太阳，晒得地面寸草不生。人们热得受不了，就找一个箭法很好的人射掉9个，只留下一个，地面上才不那么热了。其实，太阳离我们有1.5亿公里远。到太阳上去，如果步行，日夜不停的走，差不多要走3500年；就是坐飞机，也要飞二十几年。这么远，箭哪能射得到呢？ 我们看到太阳，觉得它并不大，实际上它大得很，130万个地球才能抵得上一个太阳。因为太阳离地球太远了，所以我们看上去只有一个盘子那么大。 太阳会发光，会发热，是个大火球。太阳的温度很高，表面温度有6000摄氏度，就是钢铁碰到它，也会变成汽；中心温度估计是表面温度的2500倍。 太阳虽然离我们很远很远，但是它和我们的关系非常密切。有了太阳，地球上的庄稼和树木才能发芽，长叶，开花，结果；鸟、兽、虫、鱼才能生存、繁殖。如果没有太阳，地球上就不会有植物，也不会有动物。我们吃的粮食、蔬菜、水果、肉类，穿的棉、麻、毛、丝，都和太阳有密切的关系。埋在地下的煤炭，看起来好像跟太阳没有关系，其实离开太阳也不能形成。因为煤炭是由远古时代的植物埋在地层底下变成的。 7地面上的水被太阳晒着的时候，吸收了热，变成了水蒸气。水蒸气遇到冷，凝成了无数小水滴，漂浮在空中，变成云。云层里的小水滴越聚越多，就变成雨或雪落下来。 太阳晒着地面，有些地区吸收的热量多，那里的空气就比较热；有些地区吸收的热量少，那里的空气就比较冷。空气有冷有热，才能流动，成为风。 太阳光有杀菌的能力，我们可以利用它来预防和治疗疾病。 地球上的光明和温暖，都是太阳送来的。如果没有太阳，地球上将到处是黑暗，到处是寒冷，没有风、雪、雨、露，没有草、木、鸟、兽，自然也不会有人。一句话，没有太阳，就没有我们这个美丽可爱的世界。问题：1、了解一下太阳的温度？ 2、如果没有太阳生物能生存吗？ 8流星、流星雨、陨石，不一样的三兄弟 流星是行星际空间的小颗粒和小尘埃（流星体）闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。如果它们在大气中未燃烧尽，落到地面后就称为“陨星”或“陨石”。从来源上说，陨石可能来自彗星、小行星，或者其他行星被撞击出来的碎块。陨石从星际空间到达地球的过程中可不容易, 它们通过大气层时会发生剧烈摩擦, 燃烧掉相当一部分, 如果能够幸运地保存下来并陨落到地球上才能叫做陨石。陨石对我们人类可说是弥足珍贵, 因为它们作为太阳系早期历史的记录者，携带了太阳系形成过程的大量信息, 更确切地说, 是太阳系起源的历史见证人。它们跨越时间和空间, 为我们带来了有关地球的、历史上几乎没有任何记载的重要信息。从某种意义上讲, 陨石也是我们地球起源的见证人。 9流星有单个流星、火流星、流星雨几种。单个流星的出现时间和方向没有什么规律，又叫偶发流星，其实在任何时候都会有偶发流星，只不过人们不经常看到。 大家喜欢看的火流星也是偶发流星，只是它出现时非常明亮，像条火龙且可能伴有爆炸声，有的甚至在白天都能看见，有些火流星的余迹消失得很快，有的则可存在几秒钟到几分钟，甚至长达几十分钟。当许多流星从星空中某一点（辐射点）向外辐射散开，这就是流星雨。历史上出现过许多次著名的流星雨：天琴座流星雨、狮子座流星雨、仙女座流星雨?流星雨的出现是有规律的，它们往往在每年大致相同的日子里重复出现，因此它们又被称为“周期流星”。问题：1、了解一下流星？ 2、知道流星雨的形成过程？ 10空间站我国将于2010年2011年底发射天宫一号目标飞行器，天宫一号的重量有8吨，类似于一个小型空间实验站，在发射天宫一号之后的两年中，我国将相继发射神舟8、9、10号飞船，分别与天宫一号实现对接。我国有望于2014年用“长征五号”把中国空间站送上太空，中国最终将建设一个基本型空间站。我国首个空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备20吨以上运载能力的火箭才有资格发射核心舱。为此，我国将在海南文昌新建第四个航天发射场，可发射大吨位空间站。据透露，中国的首个空间站建成后，其核心舱可以不断加舱。届时，每年将往空间站发射若干个航天器。据了解，2008年9月25日发射的“神舟七号飞船”，作为第二阶段的第一项实验，实现了航天员的出舱行走。随后的“神八”、“神九”飞船将不再载人，旨在发射目标飞行器，实现无人对接。而 11之后的“神十”将再次载人上天并实现有人对接。这些飞船都是为了在太空建设短期有人照料的空间站而服务的。 天宫一号是中国独立设计建造并发射运用的小型试验性空间站，它于2011年发射升空。天宫一号计划将与随后发射的神舟八号至十号飞船进行对接，成为中国第一个空间实验室。神舟八号已于2011年11月1日发射，并在11月3日和15日两次成功与天宫一号对接。2012年6月18日中午，神舟九号携三名航天员和天宫一号对接成功，航天员成功进入到天宫一号内部。2013年6月13日13时18分，神舟十号携三名航天员再次和天空一号对接成功，航天员进入到天宫一号内部，将开展为期15天的在轨生活和科研活动。2013年6月20日10时，中国女航天员王亚平在天宫一号上进行了一次50分钟的太空授课。问题： 1、什么是空间站？ 2、了解一下其他国家的空间站？ 12蜡烛发生了什么变化？蜡烛燃烧了，发光发热，火焰不断地舞动，蜡烛慢慢变短。蜡烛燃烧后，变成了什么新物质？这些新物质到哪里去了？我们只看到蜡烛在不断地减少，却没有看到生成新的物质，是不是物质会减少或者消失了呢？实际上，燃烧充分的蜡烛生成了新物质,分别是水和二氧化碳，蜡烛中的氢元素与氧元素形成水，由于温度高，转化成水蒸气飞散到空中。由于水蒸气和二氧化碳都是无色的，所以看不到。如果蜡烛燃烧不充分，还会产生部分碳的成分，可以拿铁器在烛焰上掠过，上面会留下碳黑的痕迹。问题：1、了解一下蜡烛燃烧是什么变化？ 13水中常见的微生物类群有哪些？1，水中常见的微生物类群有非细胞类型：病毒（动物病毒、植物病毒、昆虫病毒）,噬菌体（细菌病毒）,真菌病等。原核细胞类型：细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、衣原体、支原体等。真核细胞类型：真菌、原生动物、后生动物、显微藻类等。2，自然界的水可分为地下水和地面水,除了地下深层水外,如湖泊,河流,海洋等各种地面水中都存在着各种各样的微生物.但它们所含的微生物种类,数量和分布都不相同.其中有些是“土生土长”的,例如自养菌中的硫磺细菌,硝化细菌,铁细菌,光合细菌等.异养菌中的假单胞杆菌,放线菌,真菌,原生动物及藻类.在水生细菌中革兰氏阴性杆菌最多（占95）,阳性 14菌占4,而球菌只占1.3,另一些水生细菌是外来的,它们来自土壤,空气,垃圾,工厂废物或城市下水道污水.来自前两者的微生物一般都是腐生性的,而来自下水道的微生物中。活性污泥中的微生物活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。其中，细菌和原生动物是主要的两大类。（一）细菌细菌是单细胞生物，如球菌、杆菌和螺旋菌等。它们在活性污泥中种类多、数量大、体积微小，具有强的吸附和分解有机物的能力，在污水处理中起着关键作用。在活性污泥培养的初期，细菌大量游离在污水中，但随着污泥的逐步形成，逐渐集合成较大的群体，如菌胶团、丝状菌等。1.菌胶团菌胶团是细菌及其分泌的胶质物质组成的细小颗粒，是活性污泥的主体，污泥的吸附性能、氧化分解能力及凝聚沉降等性能均与菌胶团有关。菌胶团有球形、分枝状、蘑菇形、垂丝形等2.球衣细菌这种细菌对碳素营养需求量较大，常因有大量碳水化合物的存在，使它们过快地繁殖引起污泥膨胀，故分解有机物的 15能力强白硫细菌能分解含硫化合物；硫丝细菌是一种常见丝状细菌，大量繁殖时可使污泥松散，甚至引起污泥膨胀。 问题：1、了解一下水中的微生物？ 2、微生物主要包括什么？ 16甲醛去除方法1、保持室内空气流通;保持居家清洁干爽，避免使用含挥发性有机污染物的日常用品，在家中最好不要吸烟，厨房烹煮食物时要使用排油烟机。家中应减少饲养宠物及大面积铺用地毯，以免导致过敏。板材中甲醛的释放期为三至十五年，不是通过养绿色植物或者开窗能风就能解决得了。因此，对各类人造板材进行甲醛清除，是解决装修污染的重点，也是真正有效的方法。2、目前，市场上出现了一些净化室内空气中甲醛的设备和技术，可以根据自己室内空气污染情况选择使用严重甲醛去除方法1、物理吸附技术除甲醛主要是各种空气净化器，我国已有些厂家生产净化器产品，但大多数厂家仍然是生产机械过滤、臭氧和空气负离子发生器。这类产品主要吸附空气中的悬浮物，对室内甲醛等污染物质也有一定的吸附作用。1、空气净化器：对室内甲醛等污染物质有一定吸附作用。2、有害气体吸附器、家具吸附宝：可以对室内甲醛等有害气体进行催化分解。3、除味剂和甲醛捕捉剂：在装修工程使用，可以有效降低人造板中的游离甲醛。人们普遍使用的方法是在室内空气中喷洒甲醛清除剂或甲醛捕捉剂，或者使用一些能够立即清除异味的制剂。用这些方法只能对游离甲醛有清除作用，无法对根本的人造板材释放出来的甲醛有效。还有一类甲醛清除的方法是采用封闭的原理，直接用于家具的表面，用这种甲醛清除剂后，会在家具表面 17留有透明或带亮光的白色薄膜，封闭法虽然有立竿见影之效，但长时间的封闭也会有漏洞，并不能从根本上清除甲醛。4、甲醛封闭剂：涂刷于未经油漆处理的家具内壁板和人造板，减少甲醛释放量。新装修的房子甲醛超标怎么办？2、催化技术除甲醛催化技术也被称为冷触媒技术，以多元多相催化为主，结合超微过滤，从而保证在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质，由单纯的物理吸附转变为化学吸附，边吸附边分解，提高了吸附污染颗粒物种类、吸附效率和饱和容量，不产生二次污染，而且吸附材料的的寿命是普通材料的20倍以上，针对性比较强，可以对室内甲醛等有害气体进行催化分解。3、化学中和技术除甲醛目前一些专家研制出了各种除味剂和甲醛捕捉剂，这类产品一般采用络合技术，破坏甲醛、苯等有害气体的分子结构，中和空气中的有害气体，进而逐步清除，最终达到改善室内空气质量的目的。但要注意使用时机，最好结合装修工程使用，可以有效的降低人造板中的游离甲醛。新装修的房子甲醛超标怎么办？4、植物除甲醛1、吊兰特性：养殖容易，适应性强，最为传统的居室垂挂植物之一。它叶片细长柔软，从叶腋中抽生出小植株，由盆沿向下垂，舒展散垂，似花朵，四季常绿。 18功效：可吸收室内80%以上的有害气体，吸收甲醛的能力超强。一般房间养l2盆吊兰，空气中有毒气体即可吸收殆尽，故吊兰又有“绿色净化器”之美称。2、虎尾兰特性：叶簇生，剑叶刚直立，叶全缘，表面乳白、淡黄、深绿相间，呈横带斑纹。常见的家庭盆栽品种，耐干旱，喜阳光温暖，也耐阴，忌水涝。功效：可吸收室内80%以上的有害气体，吸收甲醛的能力超强。3、长春藤特性：是最理想的室内外垂直绿化品种，常绿藤本，枝蔓细弱而柔软，具气生根，能攀援在其他物体上。叶互生，叶片三角状卵形，盆栽需要量日渐增多。它典型的阴性植物，能生长在全光照的环境中，在温暖湿润的气候条件下生长良好，不耐寒。功效：强盗除甲醛。能分解两种有害物质，即存在于地毯，绝缘材料、胶合板中的甲醛和隐匿于壁纸中对肾脏有害的二甲苯。4、芦荟特性：多年生常绿多肉植物，茎节较短，直立，叶肥厚，多汁，披针形。喜温暖、干燥气候，耐寒能力不强，不耐荫。功效：它不仅是吸收甲醛的好手，而且具有很强的药用价值，如杀菌、美容的功效。现已经开发出不少盆栽品种，具有很强的观赏性，可用于装饰居室。问题：1、了解一下物理和化学除甲醛方法？ 2、什么植物能稀释甲醛？ 19