沪科版物理九年级全册 20.3材料的开发和利用课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
初中物理 九年级
第二十章 能源、材料与社会
第三节 材料的开发和利用
“马可波罗游记·东方见闻录”中提到，元朝宫殿内伺候皇上饮食的人，口鼻都要蒙上蚕丝与黄金线织成的面罩，防止呼出的气传到食物上，这即是原始的口罩。
真正的医用口罩出现在19世纪末，医生开始在手术时戴纱布口罩，以避免自己呼出的细菌感染病人的伤口。
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材料与社会
材料与社会
材料的分类方法很多，我们可以根据材料的物理性质进行分类。
弹性
硬
度
延展性
比热容
磁性
密度
密度
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材料的导电性
材料按照导电能力的不同，
分为导体、半导体、绝缘体。
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材料的导电性
LED（light emitting diode）,即
发光二极管，是一种半导体发光器件。
半导体材料的导电性能介于导体与绝缘体之间,具有一些特殊的物理性质。
【体验】二极管的单向导电性
活动:准备电池、开关、导线、二极管、小灯泡,连接成如图所示的电路。
结合“体验2”,回答以下问题:
(1)由“体验2”可知:二极管的C端接电源负极时,
二极管相当于导体,二极管的D端接电源负极时,
二极管相当于绝缘体。
说明二极管具有　　　 。
(2)二极管是由________________制成的,常见的半导体材料有_____________________;
(3)半导体材料能制成_____________________________________。
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材料的导电性
单向导电性
半导体材料
硅、锗、砷化镓
二极管、三极管等半导体元件和集成电路
_
+
极为安全、可用水清洗、非常节能，属于新型绿色照明光源，使用寿命长。
半导体照明装饰天花板
路灯采用LED与电源模块分离式设计，易于维修保养。最佳化散热管理技术，有效地将灯具光衰现象降至最低。灯具防尘防水保护等级IP66 。
半导体交通信号灯
超宽禁带（UWBG）半导体材料
超宽禁带材料耐压比传统材料更高，所以需要堆叠的器件更少。超宽禁带材料还能够用于极端温度或辐射环境，如核武器或卫星应用。
钙钛矿晶体太阳能电池
钙钛矿材料的薄膜层与硅太阳能设备相结合。在将光子转化为电能方面比硅更为优越。
媒体实验室研发出的可随穿着者的情绪而改变款式、颜色并能无限共享的时装配件，我们可以称它为
“情绪外衣”
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开发新材料
开发新材料
纳米纤维气凝胶
助力中国航天
中国技术成就绿色能源梦想
“阿布扎比之光”光伏电站项目全景
项目总控室内，中外员工一起调试设备
创建出首例人造单染色体真核细胞
基于体细胞核移植技术成功克隆出猕猴
2019年1月3日，嫦娥四号首次登陆月背。
5月23日，时速600公里高速磁浮样车下线。
6月6日，5G商用牌照正式发放。
超导材料
1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试温度降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到几乎为零,从而发现超导现象。发生超导现象的材料叫超导材料。
应用
（１）利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。
　　超导材料出现以后，人们首先想到的是利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电。
很细的超导丝就可以输送强大的电流
新型输电线路诞生，能够输送高达10万安培的电流
用于欧洲核子研究中心(CERN)的下一代粒子加速器(大型强子对撞机(LHC))的新型输送电路，是第一条能够在相对较小直径的管道内输送大量电流的超导输电线路，它长达60米，可输送40000安培的电流，是相同尺寸的普通铜线电缆所输送电流的20倍。
超导计算机
（２）超导材料的抗磁性
　　超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的安全性能和运行速度。
当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化。
黄金
黄金的纳米颗粒
纳米材料
纳米是一个长度单位：1nm=10-9m
应用
工业、农业、能源、环境保护、医疗、国家安全等方面
将来人们可以用纳米技术一个一个地将原子组装起来制成各种纳米机器
药物做成纳米颗粒
纳米镜面
全世界最细的纳米电线
纳米电线在平面和立体结构上都与传统电线不同，能够解决传统电线无法解决的量子尺寸效应对电流的限制。
将纳米材料用于水保护和监测
纳米材料（NMs）显著提高了废水处理如吸附、催化、分离和消毒的性能。基于纳米材料的传感器技术已被用于监测水污染。
碳纳米管的研究意在代替硅制半导体。碳纳米管用来当做储存芯片，即便断电也不会清除储存在上面的信息。除了读写速度是普通闪存的1000倍之外，同时可提供功耗更低，更具可靠性与耐用性的存储器，而且生产成本更低。
碳纳米管有望替代半导体新材料
青岛能源所研究团队第一次发现碳材料可以作为主体材料用于太阳能电池，为钙钛矿电池器件研究工作提供了全新思路。
“梦幻材料”石墨炔
一种透明、可延展、自愈合的导电材料，24小时之内可自动修复破损结构。这种材料未来有望用于驱动人造肌肉，也可用于提高电池、电子设备和机器人等重要设备的性能。
“金刚狼”材料
根据能量转移和转化的方向性，排出的废物无法循环运转，所以应该让废物变成可利用的资源，符合可持续发展战略。
延展性
硬度
弹性
绝缘体
半导体
导体
三极管
二极管
材 料
常见材料
半导体材料
探索新材料
应用
超导材料
纳米 材料
课堂小结
带口罩只能阻挡病毒，能不能制造出吃掉病毒的纳米材料机器人，进入人体内，帮助医生治病呢？请同学们课下查找有关资料，与同学老师在网上交流。
课后作业
在《环太平洋》电影中出现的中国第一台机甲“暴风赤红号”，采用的是什么材料？有什么优点？
暴风赤红号