Question

【題目】閱讀以下材料，回答相關問題.
納米材料的小尺寸效應
物質的尺度加工到1～100nm，它的物理性質或者化學性能與較大尺度時相比，會發生變化，這些物質組成的材料稱為“納米材料”.
納米材料在聲、光、電、磁、熱、力學等性能呈現出“新奇”的現象.隨著顆粒尺寸變小，在一定條件下會引起顆粒性質改變.由此引起的宏觀物理性質的變化稱為“小尺寸效應”.納米材料小尺寸效應主要表現在如下方面：
⒈特殊光學性質：所有金屬在納米狀態時都呈現黑色.尺寸越小顏色愈黑，銀白色的鉑變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑.金屬超微顆粒對光的反射率很低，通常低于l％，約幾微米厚度就能完全消光.利用此特性可制造高效率光熱、光電轉換材料，以很高效率將太陽能轉變為熱能、電能.還可用于紅外敏感元件、紅外隱身技術等.
⒉特殊熱學性質：通常晶體具有固定的熔點，當晶體達到納米尺寸時卻截然不同.例如：金的熔點為1064℃，而直徑為10nm的金粉熔點降低到940℃，直徑為5nm的金粉熔點降低到830℃.此特性可應用于粉末冶金工業.
⒊特殊電學、磁學性質：納米材料的導電性有所改變.例如：銅顆粒達到納米尺寸就變得不能導電；通常絕緣的二氧化硅顆粒在20nm時卻開始導電.此外，納米材料呈現出超順磁性，科學家發現鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細菌等生物體中都存在超微磁性顆粒，使這類生物在地磁場導航下能辨別方向，具有回歸的本領.
⒋特殊力學性質：氟化鈣納米材料在室溫下可大幅度彎曲而不斷裂.研究表明，人的牙齒具有高強度，是因為它由磷酸鈣等納米材料構成.納米金屬要比傳統金屬硬3～5倍.金屬陶瓷復合納米材料不但強度高且韌性好，制成的刀具比金鋼石制品還要堅硬.
納米材料小尺寸效應還表現在超導電性，介電性能、聲學特性以及化學性能等方面.
納米技術目前已成功應用于許多領域，在工業、農業、能源、環保、醫療、國家安全等都有廣泛應用，圖34是1993年中國科學院北京真空物理實驗室自行操縱原子寫出的“中國”二字，標志著我國開始在世界納米領域占有一席之地.

請回答下列問題：
（1）銅顆粒達到納米尺寸就可以變成（選填：“導體”或“絕緣體”） .
（2）金屬陶瓷復合納米材料強度高且韌性好，請對此種材料提出一項可以應用于人體的設想：.
（3）小東針對納米材料的“特殊光學性質”，提出了一個問題：金屬的顏色會變黑嗎？
請你判斷這是不是一個可以探究的科學問題.答：.
（4）請你針對納米材料“特殊熱學性質”，提出一個可以探究的科學問題：.

Answer 1

【答案】
（1）絕緣體
（2）人造牙齒、人造骨骼 等
（3）不是
（4）納米晶體的熔點與其直徑有關嗎？或：納米晶體的直徑越小,它的熔點如何變化？
【解析】解：（1）由材料的內容可知，銅顆粒達到納米尺寸就變得不能導電，成為絕緣體；（2）人的牙齒具有高強度，金屬陶瓷復合納米材料不但強度高且韌性好，可以用來制造人造牙齒、人造骨骼等 ；（3）所有金屬在納米狀態時都呈現黑色，尺寸越小顏色愈黑，所以金屬的顏色會變黑不需要去探究，這就是一個事實；（4）由材料可知，通常晶體具有固定的熔點，當晶體達到納米尺寸時卻截然不同；故可提出：納米晶體的熔點與其直徑有關嗎？
所以答案是：（1）絕緣體；（2）人造牙齒、人造骨骼 等；（3）不是；（4）納米晶體的熔點與其直徑有關嗎？或：納米晶體的直徑越小，它的熔點如何變化.

【考點精析】掌握導體的概念和絕緣體的概念是解答本題的根本，需要知道導體：容易導電的物體叫導體．如：金屬，人體，大地，酸、堿、鹽的水溶液等；絕緣體：不容易導電的物體叫絕緣體．如：橡膠，玻璃，陶瓷，塑料，油，純水等．