师：同学们好，如果把纸浸在水里会怎么样呢？生活中，或许有些同学曾做过这个实验。下面我们一起看个视频，请大家仔细观察实验现象，看看能有什么发现。
（播放视频）
师：从刚才的视频中，我们发现有些纸浸在水里不会变湿，有些则会变湿。而且打破的鸡蛋和番茄酱也不会粘到这种不会变湿的纸上，这是什么原因呢？实际上，这种纸用到了一种新材料。随着科学技术的发展，新型材料不断被开发出来。与传统材料相比，这些新材料具有一些特殊性能，比如在强度、刚度、硬度、耐温性、耐磨性、耐蚀性、抗辐照等某一方面或多个方面，都具有优越的性能。本节课，我们就一起来学习新材料及其应用。刚才那种在水里不会变湿，鸡蛋和番茄酱也不粘的纸，用到了哪一种新型材料呢？它用到了纳米材料。
那什么是纳米呢？我们之前学过，纳米是长度单位，1纳米等于10的 -9次方米，也就是1/1,000,000,000米。对于宏观物体来说，纳米是个极小的单位。比如人的头发丝直径一般为7,000 - 8,000纳米，我们想想，头发丝那么细，直径却有7,000 - 8,000纳米，由此可见纳米有多小。人体红细胞的直径一般为3,000 - 5,000纳米，一般病毒的直径也在几十到几百纳米大小。
人们发现，将某些物质的尺度加工到1纳米到100纳米时，它们的物理性质或化学性能与较大尺度时相比，会发生异常变化，具有一些特殊用途，我们把这种材料称为纳米材料。同学们，你们知道哪些纳米材料呢？说说看。
生：（学生发言）
师：家里的洗衣机常用来洗衣服，洗衣机桶因潮湿容易滋生细菌。如果在洗衣机桶表面使用纳米尺度的氧化铝VL和金属离子的组合，它就具有抑制细菌生长的功能。普通领带表面经过纳米技术处理后，会有很强的自洁性能，不沾水也不沾油，能长期保持干净整洁，跟新的一样。
我们知道，陶瓷比一般金属硬度高、耐磨损、耐高温，但它有个缺点，就是质地太脆，容易碎。如果用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，和普通陶瓷相比，就具有一定的韧性。同学们看，这是纳米陶瓷杯。如果用这种陶瓷制作发动机的缸体，就能大大提高发动机的性能。近几年，新冠病毒流行，改变了人们的生活习惯和方式，出门戴口罩成了生活的一部分。有一种口罩叫纳米口罩，它以单层纳米PTFE薄膜材料为核心过滤材料，具有优良的透气性能和防护性能，过滤效率更高，能有效降低空气中细菌病毒的浓度，使用寿命更长，透气性更好。同学们看，这就是纳米口罩。纳米材料在科技上还有很多应用，下面我们再来看个视频。
（播放视频）
师：最近科学家发现，当物质颗粒直径小于100纳米时，由于比表面增大，性质会发生很大变化，可以制造出许多性能优异的纳米材料。这块布表面涂布了一层纳米材料，变得超疏水，简直滴水不沾。这块玻璃左半边涂布了一种纳米材料，表面变成超亲水，具有防雾自洁功能。
在陶瓷增韧、提高催化剂活性、制造高磁性材料等方面，纳米材料的研究取得了许多成果。特别是新发现的碳的另一种单质——碳纳米管，碳原子呈六边形相连，再卷成管状。碳纳米管强度比钢强100倍，密度却只有钢的1/6，可以用来制作高强度的复合材料。碳纳米管能导电，控制碳纳米管的生长，还可以制作分子马达、分子计算机等。纳米技术的发展将引起信息技术的深刻革命。
从刚才的视频中，我们了解了纳米技术更多的应用，特别是在信息技术方面，它可以引发信息技术的革命。有关纳米技术和纳米材料的应用，同学们课后可以上网查阅资料。同学们，环境污染是现代社会的热门话题，能源危机也促使人类一直在寻找各种高效和环保的绿色能源，新材料在这方面发挥了重要作用。什么是绿色能源呢？绿色能源是指无污染或污染小的能源。
以电源为例，传统电池，比如干电池，对环境污染大，且不能重复使用。而用锂做电极制造出的锂离子电池，体积小、质量轻，能多次充电，对环境污染小，已广泛应用于移动通信、小型摄像机等设备。
（展示手机锂电池）
师：近几年来，锂离子电池的应用越来越广泛，主要应用于火力、水力、风力发电和太阳能发电等能源储存系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车特种装备等。现在国内电动汽车大多以磷酸铁锂电池为动力，这种电池质量较大。而使用锂离子电池，电池质量仅约3公斤，大大减小了质量，使电动汽车更轻便、安全、便宜。而且新一代锂离子电池以无污染、低污染、能源多样化等特点，在电动汽车行业得到大力发展。
硅光电池，也就是我们常说的太阳能电池，它把太阳能转化为电能，清洁无污染，应用也非常广泛。同学们看，这是应用在卫星上为卫星提供能量的太阳能电池。近年来发展起来的多晶硅、非晶硅材料，能够制造大面积的太阳能电池，提高效率，降低成本。面积为1平方米的太阳能电池可为100多瓦的用电器提供电能，这就是太阳能发电。实际上，太阳能发电适合各家各户分散发电，还能与电力公司的供电电网相连。如果各家各户电能宽裕，可把电能卖给供电公司；电能不足时，再从供电公司买入。太阳能电池在生活中还有其他应用，比如太阳能路灯就很方便。
氢燃料电池使用氢做燃料，把化学能转化为电能，具有无污染、无噪声、高效率的优点，是适用于汽车等动力设备的名副其实的绿色能源。同学们看，这是一辆氢燃料电池汽车。下面我们来看个奇妙的视频。
（播放视频）
师：门开了，哇，怎么样？我都瞠目结舌了。还在开，因为它没有直接对着那个灯光，是吗？现在我移动一下下面这朵花，让它也能被照到。