纳米材料制备研究现状及其发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向一、引言纳米科技是近年来备受关注的前沿科技领域，它的发展对于人类社会的进步和发展具有重要意义。
本文将从纳米科技的定义、发展历程和应用领域入手，探讨纳米科技的发展现状以及未来的发展方向。
二、纳米科技的定义和发展历程纳米科技是研究和应用尺度在纳米级别的科学和技术的总称。
纳米级别是指物质尺度在1到100纳米之间。
纳米科技的概念最早由著名物理学家理查德·费曼在1959年提出，但直到1980年代末期才开始引起广泛关注。
随着扫描隧道显微镜和透射电子显微镜等纳米级别观测和制备技术的发展，纳米科技得以快速发展。
三、纳米科技的应用领域1. 纳米材料纳米材料是纳米科技最重要的应用之一。
纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理、化学性质，可以应用于催化剂、能源存储、传感器等领域。
例如，纳米颗粒可以作为高效催化剂用于环境污染物的降解，纳米材料可以用于制备高性能的锂离子电池。
2. 纳米电子学纳米电子学是纳米科技的另一个重要应用领域。
纳米电子学主要研究纳米级别的电子器件和电子材料。
纳米电子器件具有更小的尺寸、更高的性能和更低的功耗，可以应用于集成电路、传感器、显示器等领域。
例如，纳米晶体管的浮现使得集成电路的集成度大幅提高，纳米传感器可以实现更高灵敏度的检测。
3. 纳米医学纳米医学是纳米科技在医学领域的应用。
纳米医学可以通过纳米材料的特殊性质实现药物的靶向输送、肿瘤治疗和疾病诊断等。
例如，纳米粒子可以作为药物载体被输送到特定的组织或者细胞内，纳米探针可以用于癌症的早期诊断。
四、纳米科技的发展现状目前，纳米科技已经在多个领域取得了重要的突破和应用。
纳米材料的合成和制备技术不断进步，纳米电子学的研究也取得了许多重要的成果。
纳米医学的应用也在不断扩展。
然而，纳米科技仍面临一些挑战，如纳米材料的环境和生物安全性、纳米电子学的可靠性和稳定性等。
五、纳米科技的未来发展方向1. 多功能纳米材料未来的纳米科技将更加注重多功能纳米材料的研究和应用。
纳米技术的发展现状与未来趋势分析
纳米技术的发展现状与未来趋势分析纳米技术是近年来备受关注的领域，它将科学与技术相结合，通过控制物质的结构和性质，制造出尺寸在纳米尺度范围内的材料和器件。
随着研究的不断深入，纳米技术在许多领域展现出了巨大的潜力，例如能源、医药、材料等。
本文将对纳米技术的发展现状与未来趋势进行分析，以期为读者带来关于纳米技术的一些思考。
第一部分：纳米技术的发展现状随着纳米技术的快速发展，各种纳米材料的制备和应用得到了极大的推进。
在能源领域，纳米技术被用于提高太阳能电池的效率和储能设备的性能。
通过利用纳米颗粒的特殊光学和电子性质，太阳能电池的能量转换效率得到了显著提高。
此外，纳米材料的储能性能也引起了广泛关注，纳米结构能够增加电池的容量并提高充放电速度，因此在电动汽车和可再生能源存储方面具有重要应用价值。
在医药领域，纳米技术也有着广泛的应用。
纳米材料可以用于制造高效的药物传递系统，通过合理设计纳米载体，可以使药物在体内更好地释放，提高药效并减少副作用。
此外，纳米技术还可用于制造纳米传感器，用于早期疾病诊断和治疗。
纳米生物传感器具有高灵敏度、高选择性和快速响应等特点，可用于检测微量分子、病原体和肿瘤标志物，为医学诊断和治疗提供了新的手段。
纳米材料的开发还具有广泛的材料领域的应用前景。
纳米技术可以改变材料的物理、化学和力学性能，使其具有更高的强度、硬度和导电性能。
纳米材料还在光电子、光伏、化学催化等领域具有丰富的应用。
例如，纳米线材料可用于高效光伏电池的制备，纳米催化剂可以提高化学反应的效率。
这些领域的研究和应用对于推动纳米技术的发展具有重要意义。
第二部分：纳米技术的未来趋势分析纳米技术的发展前景广阔，未来的发展方向也具有很大的潜力。
首先，纳米技术将进一步推动信息技术领域的发展。
纳米电子器件和存储器件可以实现更高的密度、更快的速度和更低的能耗。
通过利用纳米材料的特殊性质，例如量子效应和磁性特性，可以制造更小、更快的计算机和数据存储设备，为信息技术的发展提供新的可能性。
纳米材料制备技术及其应用前景分析
纳米材料制备技术及其应用前景分析随着科学技术的不断进步，纳米材料制备技术也得到了快速发展，成为当今材料科学领域最具前景的研究方向之一。
由于纳米材料具有很多独特的物理和化学性质，因此在多个领域有着广泛的应用前景。
本文将从制备技术和应用前景两个方面分析纳米材料的发展。
一、纳米材料制备技术1.概述纳米材料的制备技术主要包括两种：物理方法和化学方法。
物理方法主要指的是在高能场下将大尺寸材料形成纳米材料的方法，包括靶溅射、蒸发冷却、气相凝聚、微流控制等；而化学方法则是指通过化学反应制备纳米材料的方式，包括凝胶法、水热合成、溶胶-凝胶法等。
2.制备技术的优缺点物理方法制备纳米材料具有简单、快速、低成本等优点，适用于大规模工业生产。
但是，由于其对于原材料和设备有很高的要求，需要较为先进的技术支持，因此在真正的应用中面临一些困难。
而化学方法则可以制备具有晶体结构和表面形貌较为完美的纳米材料，具有制备粒径更小、精度更高等优点。
当然，也存在着某些化学试剂对于环境和人体健康的潜在风险等缺点。
3.纳米材料制备技术的发展方向随着生物、医学、工程等领域的不断发展，对纳米材料的制备技术提出了更高的要求。
近年来，高效、低耗、绿色的纳米材料制备技术不断涌现，例如生物硅素法、微波辅助法等，这些新的制备方法被认为是未来的发展方向。
二、纳米材料的应用前景1.生物医药作为纳米医学的重要组成部分，纳米材料在生物医药领域有着广阔的应用前景。
一方面，纳米材料可以在药物输送、诊断、治疗等方面发挥重要作用。
例如，利用纳米材料包裹药物，可以增强药物在体内的稳定性，缩小对于健康组织的毒副作用；同时，也可以通过纳米材料制作成诊断手段，以达到早期诊断、有效治疗的目的。
另一方面，纳米材料可以在细胞和组织修复、生物成像等方面应用，例如用具有导电性、导磁性、荧光等特性的纳米材料标记细胞以及组织成像。
2.环境保护在环境保护方面，纳米材料可以被应用于水净化、空气净化、储油等领域。
纳米材料的应用现状及发展趋势最终版
纳米材料的应用现状及发展趋势罗新中2007440375摘要作为一种新型的材料，纳米材料曾经引起了一场巨大的科技的革命，它的特殊性能、规模化制备和生产引起了人们对其不懈的探索。
纳米材料的研发制备是其应用的基础，而规模化产业化的应用才是研究的最终目的。
因此，如何使纳米材料由科学研究转化为大规模的产业化生产才是重中之重。
文章分别从纳米材料的制备、纳米材料的应用以及纳米材料未来的发展方向三个方面对其进行总结。
介绍了其研究现状及应用前景，分析了目前在纳米材料研究方面所存在的问题，并对以后的研究提出了自己的看法。
关键词纳米材料制备应用前景纳米材料是指物质的粒径至少有一维在1～100 nm 之间，具有特殊物理化学性质的材料。
如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。
纳米材料独特的纳米晶粒及高浓度特征以及由此产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、光、电、声、磁等性能，在电子信息、生物工程、航空航天、国防科技及日常生活中有着广阔的应用前景。
因此，近年来关于纳米材料的研究及其制备技术引起了世界各国的普遍重视，对纳米材料的制备、结构、性能及其应用的研究也成为2O 世纪90年代材料科学研究的热点，继而在整个社会中形成了“纳米热”。
1 纳米材料的制备技术1.1 现阶段纳米材料的制备技术纳米材料的制备从制备手段来分一般可归纳为物理方法和化学方法。
1.1.1 物力制备方法物理制备纳米材料的方法有：粉碎法、高能球磨法、惰性气体发、溅射法等。
粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。
高能球磨法是利用球磨机的转动或震动对原料进行强烈的撞击，研磨和搅拌，将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。
高能球磨法可以将相图上几乎不相互融的几种元素制成纳米固溶体，为发展新材料开辟了新途径。
惰性气体凝聚蒸发法是在以充满惰性气体的超高真空室中将蒸发源加热蒸发，产生原子雾，原子雾再与惰性气体碰撞失去能量，骤冷后形成纳米颗粒。
纳米科技的发展及未来的发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向引言概述：纳米科技是一种新兴的科技领域，其研究对象是尺度在纳米米级的材料和结构。
纳米科技的发展已经在许多领域展现出了巨大的潜力，包括医疗、能源、材料等。
本文将探讨纳米科技的发展现状以及未来的发展方向。
一、纳米科技的发展现状1.1 纳米材料的研究和应用纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性，可以应用于传感器、药物输送、催化剂等领域。
1.2 纳米器件的研究和应用纳米器件如纳米管、纳米线等可以用于电子器件、光电器件等领域，具有优异的性能。
1.3 纳米技术在医疗领域的应用纳米技术可以用于药物输送、影像诊断、癌症治疗等，为医疗领域带来了革命性的变革。
二、纳米科技的未来发展方向2.1 多功能纳米材料的研究未来纳米材料将具备多种功能，如药物释放、成像、治疗等功能的综合材料。
2.2 纳米生物技术的应用纳米生物技术将在生物医学领域发挥重要作用，如纳米粒子用于基因治疗、干细胞修复等。
2.3 纳米器件的集成和微型化未来的纳米器件将更加微型化和集成化，可以应用于智能手机、可穿戴设备等领域。
三、纳米科技的挑战与机遇3.1 纳米材料的安全性问题纳米材料的生物毒性和环境影响是当前研究的重要挑战，需要加强相关研究。
3.2 纳米技术的标准化和规范化纳米技术的标准化和规范化是未来发展的重要方向，需要建立一套完善的标准体系。
3.3 纳米科技的产业化和商业化纳米科技的产业化和商业化是当前面临的挑战，需要加强产学研合作，推动纳米科技的商业化应用。
四、纳米科技的社会影响4.1 纳米科技对经济的推动纳米科技的发展将推动经济的增长，创造更多就业机会。
4.2 纳米科技对环境的影响纳米科技的发展可能对环境产生影响，需要加强环境监测和保护。
4.3 纳米科技对生活的改变纳米科技的应用将改变人们的生活方式，带来更多便利和舒适。
五、结语纳米科技作为一种新兴的科技领域，具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。
未来，随着纳米技术的不断创新和发展，将为人类社会带来更多的福祉和进步。
纳米技术的发展现状
纳米技术的发展现状纳米技术是一个应用范围非常广泛的领域，它包括了各个方面的技术和应用，涉及到生物、化学、材料、电子等众多领域，在许多国家的科技发展中扮演着重要的角色。
本文将探讨目前纳米技术发展的现状。
一、纳米技术的定义和应用纳米技术指的是在纳米级别上进行设计和制造的技术，所涵盖的长度尺度为1-100纳米。
在这个尺度范围内，物质的特性变得非常特殊，具有独特的电子、光学、化学、物理等性质。
这些性质可以用来设计制造新材料、新器件、新药物等。
纳米技术的应用非常广泛，可以用于制造高强度的材料、高效率的能源设备、高灵敏的传感器、高分辨率的成像设备等。
在生物医学领域中，纳米技术的应用尤其广泛，可以用来治疗各种疾病、设计新的药物等。
二、纳米技术的发展现状目前，纳米技术在各个国家的科技发展中都扮演着越来越重要的角色。
在美国、欧洲、日本等国家，纳米技术已经成为国家战略，各级政府都在加大对纳米技术的支持和投入。
在美国，联邦政府已经制定了“纳米技术研发行动计划”，并投入了大量资金用于纳米技术的研发。
目前，美国已经成为全球最大的纳米技术研发国家之一，其在纳米材料、纳米电子、纳米医学等领域取得了丰硕的成果。
在欧洲，欧盟已经成立了“欧洲纳米技术平台”，旨在加强欧洲纳米技术的研究和应用。
各个欧洲国家也都在逐渐建立自己的纳米技术研究中心和产业基地。
在日本，政府和产业界的合作非常密切，共同投入大量资金用于纳米技术的研究和开发。
日本已经成为世界上纳米技术应用最广泛的国家之一。
除此之外，中国、韩国、印度等国家也都在大力发展纳米技术，并且已经取得了一定的成果。
目前，纳米技术的主要发展方向包括以下几个方面：1、纳米材料的研究和应用：包括纳米颗粒、纳米线、纳米管等。
这些材料的独特性质可以应用于制造新型材料、电子器件、生物传感器等。
2、纳米电子技术的研究和应用：包括纳米晶体管、纳米存储器件、纳米光电器件等。
这些设备具有更高的性能、更小的体积和更低的功耗，可以应用于计算机、通讯设备等领域。
纳米科技的发展及未来的发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向引言概述:纳米科技是一门涉及材料和技术的学科，它研究和应用的对象是纳米级别的物质和结构。
随着科技的进步，纳米科技在各个领域都有了广泛的应用。
本文将从五个大点阐述纳米科技的发展及未来的发展方向。
正文内容:1. 纳米材料的研究与应用1.1 纳米材料的定义和特点纳米材料是指在纳米尺度下制备或控制的材料，具有特殊的物理、化学和生物学性质。
纳米材料具有高比表面积、尺寸效应、量子效应等特点。
1.2 纳米材料在能源领域的应用纳米材料在能源领域的应用包括太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等。
纳米材料的高比表面积和尺寸效应可以提高能源转化效率和储存能力。
1.3 纳米材料在医药领域的应用纳米材料在医药领域的应用包括药物传输、生物成像和治疗等。
纳米材料可以通过改变形状和表面性质来提高药物的稳定性和选择性。
2. 纳米电子学的发展与应用2.1 纳米电子学的定义和特点纳米电子学是研究和应用纳米级别的电子元件和系统的学科。
纳米电子学具有尺寸效应、量子效应和量子隧穿效应等特点。
2.2 纳米电子学在信息技术领域的应用纳米电子学在信息技术领域的应用包括纳米存储器、纳米传感器和纳米计算机等。
纳米电子学的高集成度和低功耗特性可以提高信息处理和存储的效率。
2.3 纳米电子学在生物医学领域的应用纳米电子学在生物医学领域的应用包括生物传感器、生物成像和药物释放等。
纳米电子学可以实现对生物体的高灵敏度检测和精确控制。
3. 纳米机器人的研究与应用3.1 纳米机器人的定义和特点纳米机器人是指尺寸在纳米级别的机器人系统，能够在纳米尺度上进行操作和控制。
纳米机器人具有高精度、高灵敏度和高效能的特点。
3.2 纳米机器人在医学领域的应用纳米机器人在医学领域的应用包括药物输送、手术治疗和疾病诊断等。
纳米机器人可以在体内定位和操作，实现精确的治疗和诊断。
3.3 纳米机器人在环境领域的应用纳米机器人在环境领域的应用包括污染物检测、清洁和修复等。
纳米科技的发展及未来的发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向1. 纳米科技的发展概述纳米科技是一门研究和应用在纳米尺度（10^-9米）下的科学和技术领域。
自20世纪80年代以来，纳米科技取得了巨大的突破和发展，对各个领域的科学、工程和医学都产生了深远的影响。
纳米科技的发展主要包括纳米材料的合成与制备、纳米器件的设计与创造、纳米尺度的表征与测试以及纳米技术的应用等方面。
2. 纳米科技的应用领域纳米科技的应用领域广泛，涵盖了材料科学、电子学、能源、医学、环境保护等众多领域。
以下是一些典型的纳米科技应用领域：2.1 材料科学领域：纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质，可以应用于新型材料的开辟和改良。
例如，纳米颗粒可以用于改善材料的强度、硬度和导电性能。
2.2 电子学领域：纳米电子器件的发展可以提高电子器件的性能和功能。
例如，纳米晶体管可以实现更高的开关速度和更低的功耗，纳米存储器件可以实现更大的存储容量和更快的数据读写速度。
2.3 能源领域：纳米材料在能源领域的应用主要包括太阳能电池、燃料电池、储能材料等。
纳米材料可以提高能源转换效率、减少能源损耗，并且可以降低能源设备的体积和分量。
2.4 医学领域：纳米医学是纳米科技在医学领域的应用，包括纳米药物传输、纳米诊断和纳米治疗等。
纳米药物可以实现药物的靶向输送，减少药物的副作用和毒性。
纳米诊断技术可以提高疾病的早期诊断和治疗效果。
2.5 环境保护领域：纳米材料在环境保护领域的应用主要包括污水处理、废气管理和土壤修复等。
纳米材料可以吸附和分解有害物质，提高环境管理的效率和效果。
3. 纳米科技的未来发展方向纳米科技在各个领域的应用前景广阔，未来的发展方向主要包括以下几个方面：3.1 纳米材料的合成与制备：未来的纳米材料合成将更加注重绿色环保和可持续发展。
研究人员将探索新的合成方法和技术，以减少对环境的污染和资源的消耗。
3.2 纳米器件的设计与创造：未来的纳米器件将更加小型化、高性能和多功能化。
纳米材料的发展历史现状及
对未来的展望与建议
01
加强基础研究
为了推动纳米材料技术的进一步发展，需要加强基础研究，探索新的理
论和方法，提高纳米材料的设计与制备水平。
02 03
关注安全性与环境影响
随着纳米材料应用的不断扩大，其安全性与环境影响问题也日益突出。 未来需要加强这方面的研究，确保纳米材料的应用不会对人类健康和环 境造成负面影响。
应用
在航空航天、汽车、生物医学等领域有广泛应用，如制造高强度陶瓷和生物可降 解塑料等。
04
纳米材料的应用领域
能源领域
高效太阳能电池
利用纳米结构提高光电转换效率，降低成本。
燃料电池催化剂
纳米材料可以提供更大的表面积和更好的电 化学性能。
储能技术
纳米材料在电池和超级电容器中具有优异性 能。
医疗领域
安全与防护
纳米材料可用于提高防护装备的性能和安全性。
体育器材
利用纳米材料可以提高运动器材的性能和舒适度。
05
纳米材料的挑战与前景
技术挑战与解决方案
挑战
纳米材料制备、表征ຫໍສະໝຸດ 控制的 精确度和可重复性。解决方案
采用先进的合成技术，如化学气相 沉积、物理气相沉积和溶胶凝胶法 等，以提高纳米材料的可控制备。
早期研究与发展
1959年，理查德·费曼首次提出了利用原子和分子来构造物质的设想。
1984年，德国科学家格莱特利用气相法制备了碳纳米管，为纳米材料的研究开辟了 新的道路。
1990年代初，随着扫描隧道显微镜和原子力显微镜等纳米测量技术的发展，纳米材 料的研究进入了一个新的阶段。
关键里程碑与突破
1991年，日本科学家饭岛澄男发现了 一种名为碳纳米管的结构，其直径只 有几纳米，长度可以达到几十微米。
纳米材料的应用与发展趋势
纳米材料的应用与发展趋势纳米材料是由纳米粒子构成的材料，其纳米粒子的尺寸在1-100纳米之间。
纳米材料具有比传统材料更优异的物理、化学和生物学性能，成为一种炙手可热的新型材料。
在医疗、电子、化学、航空等领域有着广泛的应用。
本文将阐述纳米材料的应用及其发展趋势。
一、医疗领域中的应用在医疗领域中，纳米材料被广泛应用于制备纳米药物、纳米生物传感器、纳米生物材料及纳米诊断等方面。
其在药物制备中的应用是将药物载入纳米粒子内，使药物在体内更加稳定和持久，减少对人体的伤害并提高药效。
另外，纳米生物传感器则可以通过将靶细胞作为生物传感器来检测和诊断疾病。
而纳米生物材料则可以被用来制备人工器官和组织；而纳米诊断技术则能够在更早期发现并治疗疾病。
二、电子领域中的应用在电子领域中，因为纳米材料具有优异的电学性能，因此在电子领域的应用也相当广泛。
作为电池材料，纳米材料的电化学性能、电容量等数据可以大幅度的被提高；而由于纳米材料的巨大比表面积，可以更大程度上利用纳米材料扩增传统电池的充电速度和放电深度。
同时，利用其优异的光电特性，纳米材料也可以被应用于LED的制造和太阳能电池的研发。
三、化学领域中的应用在化学领域中，纳米材料的应用也得到了广泛的发展。
由于其巨大的比表面积，纳米材料可以增强催化反应的能力，并可以用于生产新型催化剂。
而作为光催化材料，纳米材料可以制备出更加高效的光催化剂和吸附材料，因此纳米材料也常被应用于水处理、储能等领域。
四、航空领域中的应用在航空领域，纳米材料也有着广泛的应用。
纳米材料具有轻、强、稳定等特性，并可以在极端环境下稳定运作，因此可以用于制造更加轻盈、坚固的航空材料。
同时，利用其Excellent的光电、热传输等特性，纳米材料还可以被应用于制造一系列高效的航空电子零部件。
五、纳米技术发展方向和挑战纳米技术是一项富有挑战性的工作，其在技术方面的挑战和待解决的问题仍比较多。
但是纳米技术也是十分有前景的一项技术，其应用和发展方向还有着很大的潜力。
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制备工艺和所存在的问题。提出利用超声的空化作用来防止团聚现象， 达到防止团聚的目的， 以期得到理想的纳米材料。
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［’］ 象。久保 早就采用一电子模型求得金属超微粒子
性会加大。例如利用纳米镍粉作为火箭固体燃料反
［6］ 应触媒， 燃烧效率可提高 比常规催化剂产率提高 8 9 + 个数量
级； 用粒径为 +# $% 的 :; 作环辛二烯加氢生成环辛 烯反应的催化剂， 选择性为 8"#， 而用传统 :; 催化剂
［<］ 时， 其选择性仅为 8! 。
!"!
在精细陶瓷材料方面 精细陶瓷是以人工合成的高纯度纳米粉末为原
料， 经过粉体处理、 成形、 烧结、 加工及设计等高技术 工艺， 制成的含微细结构及卓越性能的无机非金属 材料。它具有坚硬、 耐磨、 耐高温、 耐腐蚀的性能， 有 些陶瓷材料还具有能量转换、 信息传递功能等。此 外， 纳米陶瓷的高磁化率、 高矫顽力、 低饱和磁矩、 低 磁耗， 特别是光吸收效应都将成为材料开拓应用的 一个崭新领域， 并对高技术及新材料的发展产生重
［!］
一起， 确定了微电子器件进一步微型化的极限， 也限 定了采用磁带磁盘进行信息储存的最短时间。 由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率， 粒子 间能充分接近， 从而范德华力得以充分发挥， 使得纳 米粒子之间、 纳米粒子与其他粒子之间的相互作用 异常强烈。这种作用提供了一系列特殊的吸附、 催 化、 螯合、 烧结等性能。
［""］ 外吸收原理可以改善人体微循环等功能性织物 。
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［"8］ 在军事上的应用
第 !" 卷第 # 期
张喜梅等： 纳米材料制备研究现状及其发展方向
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纳米技术将是 “未来驱动军事作战领域革命” 的 关键技术。与传统武器相比， 纳米武器具有许多不 同的特点： !武器装备系统超微型化。纳米技术使 武器的体积、 重量大大减少。用纳米技术制造的微 型武器， 其体积只有昆虫般大小， 却能像士兵一样执 行任务。"高度智能化。量子器件的工作速度比半 导体快 ! """ 倍， 采用量子器件取代半导体的纳米 技术， 可使现有雷达体积缩小数千分之一， 同时， 其 信息获取能力提高数百倍。用纳米材料作军用机器 人的 “皮肤” ， 可以使之具有比真人的皮肤还要灵敏 的 “触感” ， 从而能更有效地完成军事任务。 # 便于 大量使用。用纳米技术制造的微型武器系统， 其成 本将低得多， 运用也十分方便。利用纳米技术生产 出的纳米卫星重量小于 "#! $%， 一枚 “飞马座” 级的 运载火箭一次即可发射数百颗乃至数千颗卫星， 覆 盖全球， 完成侦察和信息转发任务。
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纳米材料的应用
在催化作用方面 纳米粒子表面活化中心多， 其催化活性和选择
。因此， 当粒子直径逐渐接近原子直径时，
表面原子占总原子的百分数急剧增加， 其作用就显 得异常明显， 故具有很大的化学活性， 纳米粒子的表 面积、 表面能及表面结合能都迅速增大。 当物质的体积减少时， 将会出现两种情形： 第一 种是物质本身的性质不发生变化， 仅电子的自由程、 磁体的磁区等与体积 （尺寸） 密切相关的性质发生变 化； 第二种是物质本身的性质也发生变化。在后种 情况下， 物质的性质由原来的无数个原子或分子组 成的集合体的属性变成有限个原子或分子结合的属 性。如大块金属中， 电子的细能级形成连续的能带， 而金属纳米粒子中， 电子的数量有限， 不能形成连续 的能带， 因而转化成各自分立的能级。一般来说， 半 径小于 "# $% 的金属纳米粒子， 在低温下就能观察 ［&］ 到这种能级分立的现象， 这就是体积效应 。 久保效应是指当粒子尺寸下降到最低值时， 费 米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现
新材料的研制是当今科学研究中最为活跃的领 域之一。 一般来说， 材料的性能与其晶粒尺寸的关系极 为密切。当晶粒的尺寸减少时， 晶界相的相对体积 将增加， 因此， 晶界相占整个晶体的体积比例就增 大， 这时， 晶界相的作用对晶体整体性能的影响就非 常显著。此外， 由于界面原子排列的无序状态， 界面 原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的 变更， 故当晶粒尺寸小到一定程度时， 晶体材料的某 些性能势必产生变化。研究证实， 当晶粒尺寸小到 纳米量级时， 这类材料的性能将发生根本性的变化 以至突破， 这样一来， 原先适合于微米材料制备的理 论基础将不再适应纳米材料的制备， 因而， 纳米材料 的制备工艺和理论是目前整个材料科学的热门研究 内容 （如超微粉体学、 烧结动力学、 纳米材料物理、 纳 ［"］ 米材料的显微结构、 纳米材料的检测与表征等 ） 。 纳米材料是指那些尺度为 " K "## .8 的超微 ［I］ 粒， 经压制、 烧结或溅射而成的凝聚态固体 。由于 其粒径比光波短， 因此， 不仅必须借助于电子显微镜 来进行探索， 而且， 也表现出了许多与一般材料截然 不同的性能， 诸如高硬度、 高强度和陶瓷超塑性等。
应生成物是稳定的溶胶体系， 经放置一定时间转变 为凝胶， 其中含有大量液相， 需借助蒸发除去液体介 质， 而不是机械脱水。用溶胶-凝胶法反应温度较其 他方法低， 能形成亚稳态化合物， 纳米粒子的晶型、 粒度可控， 且粒子均匀度高， 纯度高， 反应过程易于 控制， 副反应少、 分相， 并可避免结晶等， 从同一种原 料出发， 改变工艺过程即可获得不同的产品。 采用 ./0-120 法可以生产很多种氧化物粉末， 目 前已报道的有莫来石、 堇青石、 尖晶石、 氧化锆、 氧化
［"#］ 要作用 。例如， 现已证实， 纳米陶瓷 =2)8 和 >;?8 在常温下具有很好的韧性和延展性能。德国 @2AABC
的能级间距! ( ! ! ) * + " ， 其中 ! ) 为费米能级， "为 微粒中的总原子数。显然， 对于宏观物体来说， 当 即对大粒子或宏观物体， 能级间距 " ! , 时， !! #， 几乎为零； 而对于纳米微粒， 由于 " 值的存在， !就 有一定的值， 即能级间距发生了分裂。当能级间距 大于热能、 磁能、 静磁能、 静电能、 光子能量或超导态 的凝聚能时， 就导致了纳米微粒的磁、 光、 声、 热、 电 以及超导电性与宏观特性都有显著的不同。 微观粒子具有贯穿势垒的能力， 称为隧道效应。 近年来， 人们发现一些宏观量， 例如微颗粒的磁化强 度、 量子相干器件中的磁通量以及电荷等亦具有隧 道效应， 它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化， 万方数据 故称为宏观的量子隧道效应， 用此概念可定性解释
（ F2D GGH "I D " D IHJ"$#"） 。 ! 国防科技预研项目 第一作者： 张喜梅， 女， 博士， 讲师， 主要从事声化学及其应用方面的研究。 "G$G 年生，
万方数据
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现代化工
!""" 年 # 月 超 细 镍 微 粒 在 低 温 下 继 续 保 持 超 顺 磁 性。
［5］ 通过实验证实了在低温确实存在 -./01234% 等人 磁的宏观量子隧道效应。这一效应与量子尺寸效应
子又具有某种特殊的序。总之， 界面原子处于一种 特殊的原子状态， 是一种物质新态— — —纳米态。 当物质的粒子尺寸达到纳米数量级时， 将会表 现出优于同组分的晶态或非晶态的性质， 如熔点降 低、 体积小、 巨大的比表面积、 强烈的化学活性和催 化活性以及特殊的比热、 扩散、 光学、 电学、 磁学、 力 学、 烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、 体积效应、 久保效应等引起的。 所谓表面效应， 是指纳米粒子表面原子与总原 子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质 上的变化。研究表明， 固体表面原子与内部原子所 处的环境不同， 前者的周围缺少相邻的原子， 有许多 悬空键， 具有不饱和性质， 易与其他原子相结合而稳 定下来
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32$A 大学的研究发现， =2)8 和 >;?8 纳米陶瓷材料在 而且烧结 6# 9 "6#D 内可产生约 "##E 的塑性形变， 温度降低， 能在比大晶粒样品低 ’##D 的温度下达 ［"］ 到类似于普通陶瓷的硬度 。 !"$ 在纺织物上的应用 根据纳米粒子的微观结构和光谱特性， 将其应 用于纺织物中， 可制造出各种功能性纺织物。经分 散处理或抗氧化处理的纳米粒子与粘胶纤维相混 后， 在一定条件下可以喷成为功能性粘胶纤维， 该功 能性粘胶纤维再与棉纱等混纺可织成各种功能性纺 织物， 如抗紫外线、 抗可见光、 抗电磁波以及通过红