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“全能纤维”--碳纳米管①碳纳米管,顾名思义,由碳原子组成,它的大小是纳米--也就是10-9米数量级,形状呈管状,又称“巴基管”,是日本物理学家饭岛澄男发现的一种超级材料。
题目详情
“全能纤维”--碳纳米管
①碳纳米管,顾名思义,由碳原子组成,它的大小是纳米--也就是10-9米数量级,形状呈管状,又称“巴基管”,是日本物理学家饭岛澄男发现的一种超级材料。
②碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约为0.34nm,直径一般为2~20nm,端帽部分由含五边形的碳环组成的多边形结构,或者称为多边锥形多壁结构。
③碳纳米管是一种超级材料,它的强度是钢材的300倍,而密度仅仅是钢材的1/6,而且它还有良好的柔韧性,与金刚石的弹性模量相当,约为钢的5倍,可以随意拉伸,它还具有良好的导热性和导电性,被誉为“全能纤维”。 碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料,若将其他工程材料与碳纳米管制成复合材料, 可表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性,给复合材料的性能带来极大的改善,也许在不久的将来,它可以取代硅成为计算机芯片的主要材料,还有可能被广泛应用在信息、光电、生命、能源、传感、材料等各个领域,成为21世纪最有前途的纳米材料。
④虽然全能,可目前的碳纳米管还只能在实验室中拳打脚踢施展武艺,之所以会这样,是因为想要制造一个碳纳米管实在太困难了!碳纳米管是一种完美的形状,每个碳原子都和其他的碳原子组成六边形。可是在实际制造碳纳米管的过程中,可没有那么完美,五边形、六边形、七边形……一个个长得都歪瓜裂枣。这些碳原子会随机组成各种不同的组合,这些不确定的组合会严重影响碳纳米管的性质!人们不知道如何来控制碳纳米管的结构,从而得到性能稳定的成品。这个问题一直困扰了人们20多年。直到2014年,中国北京大学李彦教授及他的团队首次提出碳纳米管生长规律的控制方法,从而生产出完美的全部六边形的碳纳米管。这一发现,无疑给碳纳米管的深度开发利用奠定了基础。
⑤作为一种超级材料,碳纳米管的应用,无疑给我们的生活带来了很多的便利,不过他也有很多不好的地方。首先,它能引起我们的眼睛不适,让我们的皮肤过敏,如果我们吸入过多的碳纳米管,还可能导致肺癌、尘肺等疾病。其次,它会引起水生物的生长变慢,甚至死亡。再次,它的结构并不是十分稳定,它会吸附周围的物质从而引起自身结构的改变,这些改变会不会产生一些有毒的物质,还需要进一步研究。
⑥目前,碳纳米材料应用研究方兴未艾,内容丰富,前景诱人。对碳纳米管的研究,必然带动相应学科的发展,虽然我国对此项研究起步较晚,但发展很快。相信将来人们一定会想办法改进碳纳米管的性质,使它更多地造福人类。
(选自2015《科学大众》)
(1)选文第⑤段可以删去吗?试说明理由。
(2)分析第③段划线句子运用的说明方法及其作用
(3)阅读下面链接材料,按要求回答问题。
【链接材料】
美国复合材料网站2015年4月15日报道 MIT(麻省理工学院)将新的技术引入到飞机的非热压罐制造工艺中。他们开发出一种碳纳米管(CNT)薄膜,可以加热并固化复合材料,而不需要热压罐。当连接到一个电源,包裹在一个多层聚合物复合材料中的薄膜就会加热,促使聚合物固化,其强度与传统热压罐固化的一样,但只使用了百分之一的能量。
结合上文,说说麻省理工学院这一科研新成果的依据是什么。
①碳纳米管,顾名思义,由碳原子组成,它的大小是纳米--也就是10-9米数量级,形状呈管状,又称“巴基管”,是日本物理学家饭岛澄男发现的一种超级材料。
②碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约为0.34nm,直径一般为2~20nm,端帽部分由含五边形的碳环组成的多边形结构,或者称为多边锥形多壁结构。
③碳纳米管是一种超级材料,它的强度是钢材的300倍,而密度仅仅是钢材的1/6,而且它还有良好的柔韧性,与金刚石的弹性模量相当,约为钢的5倍,可以随意拉伸,它还具有良好的导热性和导电性,被誉为“全能纤维”。 碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料,若将其他工程材料与碳纳米管制成复合材料, 可表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性,给复合材料的性能带来极大的改善,也许在不久的将来,它可以取代硅成为计算机芯片的主要材料,还有可能被广泛应用在信息、光电、生命、能源、传感、材料等各个领域,成为21世纪最有前途的纳米材料。
④虽然全能,可目前的碳纳米管还只能在实验室中拳打脚踢施展武艺,之所以会这样,是因为想要制造一个碳纳米管实在太困难了!碳纳米管是一种完美的形状,每个碳原子都和其他的碳原子组成六边形。可是在实际制造碳纳米管的过程中,可没有那么完美,五边形、六边形、七边形……一个个长得都歪瓜裂枣。这些碳原子会随机组成各种不同的组合,这些不确定的组合会严重影响碳纳米管的性质!人们不知道如何来控制碳纳米管的结构,从而得到性能稳定的成品。这个问题一直困扰了人们20多年。直到2014年,中国北京大学李彦教授及他的团队首次提出碳纳米管生长规律的控制方法,从而生产出完美的全部六边形的碳纳米管。这一发现,无疑给碳纳米管的深度开发利用奠定了基础。
⑤作为一种超级材料,碳纳米管的应用,无疑给我们的生活带来了很多的便利,不过他也有很多不好的地方。首先,它能引起我们的眼睛不适,让我们的皮肤过敏,如果我们吸入过多的碳纳米管,还可能导致肺癌、尘肺等疾病。其次,它会引起水生物的生长变慢,甚至死亡。再次,它的结构并不是十分稳定,它会吸附周围的物质从而引起自身结构的改变,这些改变会不会产生一些有毒的物质,还需要进一步研究。
⑥目前,碳纳米材料应用研究方兴未艾,内容丰富,前景诱人。对碳纳米管的研究,必然带动相应学科的发展,虽然我国对此项研究起步较晚,但发展很快。相信将来人们一定会想办法改进碳纳米管的性质,使它更多地造福人类。
(选自2015《科学大众》)
(1)选文第⑤段可以删去吗?试说明理由。
(2)分析第③段划线句子运用的说明方法及其作用
(3)阅读下面链接材料,按要求回答问题。
【链接材料】
美国复合材料网站2015年4月15日报道 MIT(麻省理工学院)将新的技术引入到飞机的非热压罐制造工艺中。他们开发出一种碳纳米管(CNT)薄膜,可以加热并固化复合材料,而不需要热压罐。当连接到一个电源,包裹在一个多层聚合物复合材料中的薄膜就会加热,促使聚合物固化,其强度与传统热压罐固化的一样,但只使用了百分之一的能量。
结合上文,说说麻省理工学院这一科研新成果的依据是什么。
▼优质解答
答案和解析
(1)本题考查的是语段能否删去的问题,解答时需要注意,首先表态,一般是不能删,接着分析这段说明了什么,然后说说语段之间的联系,最后强调不能删.
(2)本题考查的是说明方法及其作用,根据标志性语言判断说明方法类型,结合上下文及该段的说明中心,分析其说明作用即可.“300倍”“1/6”可见是列数字的说明方法,将碳纳米管与金刚石的弹性进行比较,是作比较的说明方法.然后根据说明方法的作用答题模式解答即可.
(3)本题考查了对文章内容的应用,需要读懂文章,结合材料进行分析,从文章中找出答案.根据第三段的内容,提取即可解答.
答案:
(1).不可以.前文说明碳纳米管的优越性及新发现,第⑤段说明它的弊端,从不同角度说明,使说明的内容更全面、更具体,删去就显得不够完整.(2分,只答“不可以”不得分)
(2).运用列数字(1分)、作比较(1分)的说明方法,具体准确地说明碳纳米管强度大、柔韧性好的特点,具有说服力(1分).
(3).依据碳纳米管材料有良好的导热性、导电性和强度大.当连接到一个电源,复合材料中的薄膜就会加热,其强度不变,能量却消耗少.(2分)
(2)本题考查的是说明方法及其作用,根据标志性语言判断说明方法类型,结合上下文及该段的说明中心,分析其说明作用即可.“300倍”“1/6”可见是列数字的说明方法,将碳纳米管与金刚石的弹性进行比较,是作比较的说明方法.然后根据说明方法的作用答题模式解答即可.
(3)本题考查了对文章内容的应用,需要读懂文章,结合材料进行分析,从文章中找出答案.根据第三段的内容,提取即可解答.
答案:
(1).不可以.前文说明碳纳米管的优越性及新发现,第⑤段说明它的弊端,从不同角度说明,使说明的内容更全面、更具体,删去就显得不够完整.(2分,只答“不可以”不得分)
(2).运用列数字(1分)、作比较(1分)的说明方法,具体准确地说明碳纳米管强度大、柔韧性好的特点,具有说服力(1分).
(3).依据碳纳米管材料有良好的导热性、导电性和强度大.当连接到一个电源,复合材料中的薄膜就会加热,其强度不变,能量却消耗少.(2分)
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