1. 표면적 대 부피 비율 :
재료의 크기가 감소함에 따라 표면 면적 대 볼륨 비율이 증가합니다. 이것은 더 많은 비율의 원자가 벌크에 비해 물질의 표면에 위치 함을 의미합니다. 표면 원자는 일반적으로 내부의 원자에 비해 다른 원자 배열 및 결합 환경을 갖는다. 이것은 재료 특성의 변화로 이어질 수 있습니다.
2. 양자 효과 :
나노 스케일에서는 양자 효과가 더욱 두드러집니다. 양자 역학은 원자 및 아 원자 수준에서 물질의 행동을 지배합니다. 재료가 줄어들면서 양자 제한 효과와 파동 입자 이원성이 중요한 역할을 시작합니다. 이러한 효과는 재료의 에너지 수준, 전자 특성 및 기계적 거동을 변경할 수 있습니다.
3. 원자 간 상호 작용 :
더 작은 구조에서, 원자 사이의 원 자간 상호 작용은 더욱 우세해진다. 결함, 불순물 및 표면 불규칙성은 재료의 전반적인 거동에 더 현저한 영향을 줄 수 있습니다. 원 자간 상호 작용은 물질 강도, 연성 및 기타 기계적 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
4. 입자 경계 및 탈구 :
결정질 물질에서, 입자 경계와 탈구의 존재는 물질 행동에 영향을 줄 수있다. 재료 크기가 감소함에 따라 단위 부피당 입자 경계 및 탈구 수가 증가합니다. 이러한 결함은 균열의 핵 생성 부위로서 작용할 수 있으며 물질의 강도와 인성에 영향을 줄 수 있습니다.
5. 표면 에너지 및 스트레스 :
나노 스케일에서 표면 에너지가 중요한 요소가됩니다. 더 작은 물질의 표면 에너지가 높을수록 반응성을 증가시키고 확산이 향상되며 기계적 특성의 변화가 발생할 수 있습니다. 또한, 작은 구조는 표면 장력과 격자 불일치로 인해 더 높은 내부 응력을 경험할 수있어 행동에 영향을 줄 수 있습니다.
6. 결합의 변화 :
특정 재료에서 크기가 감소하면 결합 특성의 변화가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 재료는 크기가 감소함에 따라 금속에서 공유 결합으로 전환 될 수 있습니다. 이러한 결합 변화는 재료의 특성을 크게 변화시킬 수 있습니다.
이러한 요인으로 인해 재료는 벌크 대응 물에 비해 나노 스케일에서 다른 기계적, 전기, 열 및 자기 특성을 나타낼 수 있습니다. 원하는 성능과 기능을 보장하기 위해 나노 스케일의 재료를 설계하고 작업 할 때 이러한 크기 효과를 신중하게 연구하고 이해하는 것이 중요합니다.
