1. 양자 효과 :나노 스케일에서, 양자 역학은 점점 더 중요 해지고 고전 물리학과의 편차를 초래합니다. 파동 입자 이중성 및 터널링과 같은 양자 효과는 재료 특성에 크게 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 재료의 전자 밴드 구조 및 광학적 특성은 나노 스케일에서 크게 변경 될 수있어 전기 및 광학 동작이 변화 할 수 있습니다.
2. 표면 효과 :재료의 크기가 감소함에 따라 표면 면적 대 대량 비율이 증가합니다. 이는 물질의 특성에 영향을 미치는 표면 효과가 더욱 우세하다는 것을 의미합니다. 표면 원자는 상호 작용할 인접 원자가 적고 주변 환경에 더 취약합니다. 이는 강도 및 경도 증가와 같은 기계적 특성의 변화뿐만 아니라 변화된 화학적 반응성 및 촉매 거동으로 이어질 수 있습니다.
3. 결함 및 탈구 :결함과 탈구는 재료의 기계적 특성에 중요한 역할을합니다. 나노 스케일에서, 결함의 밀도와 특성은 대규모 재료의 밀도와 특성과 크게 다를 수 있습니다. 결함의 존재는 물질의 강도와 연성에 영향을 줄 수 있습니다. 경우에 따라, 나노 스케일 재료에 결함이 없으면 탁월한 기계적 특성을 초래할 수 있습니다.
4. 입자 크기 효과 :입자 크기는 물질 내의 개별 결정 도메인의 크기를 나타냅니다. 다결정 물질에서, 입자 크기는 물질의 특성에 상당한 영향을 줄 수 있습니다. 입자 크기가 감소함에 따라, 곡물 경계 효과가 더욱 두드러지면서 기계적 특성, 전기 전도도 및 열전도율에 영향을 미칩니다.
5. 유한 크기 효과 :재료의 크기가 나노 스케일에 접근 할 때, 시스템의 유한 크기는 대규모 재료에서는 관찰되지 않는 고유 한 특성으로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 나노 입자의 유한 크기는 개별 에너지 수준을 초래하여 크기 의존적 광학 및 전자 특성을 초래할 수 있습니다.
6. 계면 현상 :나노 스케일에서는 다른 재료 나 단계 사이의 인터페이스가 점점 더 중요해집니다. 이러한 인터페이스의 특성은 재료의 전체 거동에 크게 영향을 줄 수 있습니다. 계면 결합, 변형 및 전하 전달과 같은 요인은 전기, 열 및 기계적 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
재료의 크기 의존적 행동을 이해하는 것은 나노 기술, 미세 전자 공학 및 고급 재료 개발과 같은 분야에서 중요합니다. 나노 스케일에서 재료의 크기와 구조를 조정함으로써 과학자와 엔지니어는 대규모 재료에서는 불가능한 원하는 특성과 기능을 달성 할 수 있습니다.
