纳米技术在传热中的应用
新型纳米材料在热管理中的应用
新型纳米材料在热管理中的应用一、引言在现代工业化生产中，热管理是一个十分重要的方面。
热不平衡问题不仅会影响电子设备的性能和寿命，还会影响整个工业化生产的效率和质量。
因此，如何提高热管理的效率成为了工业界的一个重要研究方向。
传统的热管理材料已经很难满足需求，因此新型纳米材料在热管理方面的应用备受关注。
本文将介绍新型纳米材料在热管理中的应用，旨在探究纳米材料在提高热管理效率方面的发展前景。
二、新型纳米材料的基本特性新型纳米材料相较于传统的热管理材料，具有以下优点：1.表面积较大：纳米材料具有极高的比表面积，这意味着它们能够较好地传递热量和电子，并且具有更好的光学性能。
2.尺寸效应：在纳米尺度下，材料的性质发生了很大的变化。
纳米材料的热导率可以比传统材料高出数倍甚至数百倍，这意味着纳米材料对于热管理的应用有着很好的发展潜力。
3.柔性：纳米材料可以制成薄膜或者纤维，使得它们可以适应不同形态的热管理系统。
三、新型纳米材料在热管理中的应用1.纳米复合材料的应用纳米材料与传统热管理材料的复合可以形成纳米复合材料。
这种材料具有传统材料的可加工性，并且拥有纳米材料的优点，如较高的热导率、更高的光学性能和更好的电磁波隔离性能。
该领域的研究正在得到越来越多的关注，如铜基纳米复合材料是目前最常见的一种应用。
2.纳米流体的应用纳米流体由纳米粒子和液体组成，在传热领域具有很大的应用潜力。
由于纳米粒子的表面积很大，它们能够更高效地进行热对传，从而提高传热性能。
纳米流体不仅可以作为润滑油，还可以应用于冷却剂和热板等领域。
近年来，该领域技术不断得到改进和应用，有效地提高了热管理的效率和质量。
3.纳米陶瓷材料的应用纳米陶瓷材料是由纳米颗粒和陶瓷基体构成。
由于纳米颗粒与基体之间的化学反应和结构相互作用，这种材料具有更好的机械和热学性能。
纳米陶瓷材料可以作为导热材料、热电压力传感器的组件、高温电子元件的组件等等，在高温环境或高电场区域具有较好的应用前景。
纳米流体在微通道中的传热特性研究
纳米流体在微通道中的传热特性研究纳米流体是指含有纳米粒子的流体，具有较高的传热性能和流体动力学特性。
近年来，随着纳米材料的发展和应用，纳米流体在微通道中的传热特性研究成为热力学和微流体力学领域的热点之一。
本文将探讨纳米流体在微通道中的传热特性以及其应用前景。
首先，纳米流体在微通道中具有较高的传热性能。
纳米粒子的加入能够增加流体的导热性能，提高热传导率。
通过调整纳米粒子的种类、浓度和尺寸等参数，可以实现对导热性能的调控。
此外，纳米流体还具有较高的比表面积，使得流体与微通道壁面之间的热传递更为充分，进一步提高传热效率。
其次，纳米流体的流体动力学特性在微通道中也发挥重要作用。
纳米粒子的加入可以改变流体的黏性和流动性，在微通道中产生新的流体行为。
例如，纳米流体的雷诺数过渡区较大，呈现出非线性、剥离和再注入等复杂的流动现象。
这些特殊的流体动力学行为既对传热特性的研究提出了挑战，同时也为微流体混合器、分离器、微反应器等微流体器件的设计提供了新的思路和方法。
纳米流体在微通道中的传热特性研究不仅在基础学科上有重要意义，也对实际应用具有广泛的潜力。
首先，纳米流体的高传热性能使其成为微电子器件冷却技术的有力候选。
随着集成电路尺寸的不断缩小，电子器件的功耗急剧增加，需要更加高效的散热方式。
纳米流体的良好导热性能和可调控的流动性质可以实现对微电子器件的快速、均匀散热，提高器件的可靠性和寿命。
其次，纳米流体在能源领域的应用也引起了广泛关注。
纳米流体的高热传导率和可调控的流态特性使其在太阳能集热器、燃料电池、换热器等领域具有广阔的应用前景。
例如，利用纳米流体在微通道中的优良传热性能，可以提高太阳能集热器的热转换效率，实现更高效的太阳能利用。
此外，纳米流体在生物医学领域的应用也备受瞩目。
纳米流体的高比表面积和可控的流动性质使其成为药物传递和细胞操作的有力工具。
通过设计合适的纳米流体体系，可以实现药物的快速、均匀释放，提高疗效。
强化传热技术及其应用
强化传热技术及其应用
强化传热技术是一种通过改进传热介质（如流体）以及加入某些物理、化学或结构因素来提高传热效率的技术。
它的应用范围非常广泛，包括化工、制药、石油、电力等行业。
以下列举一些常见的强化传热技术及其应用。
1. 换热器增强传热技术：通过改善换热器的结构设计、增加传热面积或使用辅助传热器件等方式来提高传热效率。
应用于化工、石油等行业中的冷却、蒸发、蒸汽管路等工艺中。
2. 湍流增强传热技术：通过增加流体的湍流度、改变流体流动状态等方式来提高传热效率。
应用于化工、制药、石油等行业中的传热、冷却、加热等工艺中。
3. 热管增强传热技术：利用热管中的工作流体的相变过程来增强传热效率。
应用于电子、航空航天等领域中的散热、温控等技术中。
4. 纳米材料增强传热技术：利用纳米材料的特异性能来增强传热效率。
应用于电子、计算机等领域中的散热技术中。
5. 超临界流体增强传热技术：利用流体处于超临界状态下的特异性质，以及超临界状态下的相变过程来增强传热效率。
应用于石油、化工等领域中的提取和分离过程中。
纳米结构材料的传热性能研究
纳米结构材料的传热性能研究引言热传导是材料科学中重要的研究领域之一，对于纳米结构材料的传热性能研究具有极大的意义。
随着纳米科技的快速发展，纳米结构材料以其独特的物理特性引发了广泛的关注。
传热性能作为材料性能的重要指标之一，直接影响到材料在热管理、电子器件散热等领域的应用。
本文将重点探讨纳米结构材料的传热性能研究，旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。
纳米材料的传热机制纳米结构材料的结构尺度较小，表面积大，这导致了其传热机制与传统材料存在显著的差异。
传统材料中的热传导主要通过晶格振动传递热量，而纳米材料由于结构的特殊性质，热传导机制更为复杂。
纳米材料中热传导的主要机制包括晶格振动传输、电子输运和辐射传热。
晶格振动传输是热传导的基本机制之一。
纳米材料中，晶界、表面以及缺陷等结构对晶格振动的散射和限制起到重要作用，影响着热传导的效率。
此外，纳米材料中的尺寸效应和界面效应也会对晶格振动传输产生显著的影响。
电子输运是纳米材料中的另一种重要传热机制。
纳米材料中的电子传输与热传输密切相关，在一些导电性较好的纳米材料中，电子输运的作用甚至可以主导热传导过程。
纳米尺度下电子传输的性质十分丰富，其对于纳米材料的传热性能起到重要的调控作用。
此外，辐射传热也是纳米材料传热的重要机制之一。
由于纳米材料的尺寸较小，其体积与表面的比例较大，辐射传热在纳米结构材料中也发挥着重要的作用。
纳米材料的表面特性和形貌对辐射传热的影响尤为显著。
纳米结构材料的传热性能调控了解纳米结构材料的传热机制对于调控其传热性能具有重要意义。
基于纳米结构材料传热性能的研究，一些调控手段也逐渐被发现并得到了应用。
首先，纳米结构材料的形貌和尺寸对其传热性能有着显著的影响。
纳米材料尺寸的减小会导致晶格振动传输过程中的界面散射增加，进而降低热传导的效率。
此外，材料形貌的改变也会对纳米材料的传热性能产生影响。
一些研究表明，纳米结构材料中的空隙结构和多孔性能够显著增强其热传导能力。
换热中常见的新技术
换热中常见的新技术包括：
1. 材料技术：新型材料的出现可以改善传热性能和耐久性，例如使用高导热率的铜合金、耐腐蚀的不锈钢、高温合金等。
2. 微通道技术：微通道技术利用微小的流通通道来增加表面积，从而提高换热效率。
这种技术适用于高效紧凑型的换热器，例如汽车散热器、计算机散热器等。
3. 超临界流体技术：超临界流体是指在高压和高温下，物质介于气态和液态之间的状态，具有较高的热传导能力。
利用超临界流体进行换热可以提高传热效率和节约能源。
4. 相变材料技术：相变材料可以在固液相变或液气相变时释放或吸收大量的潜热，从
而实现高效的热储存和热释放。
将相变材料应用于换热器中，可以提高热传导性能和
储热能力。
5. 纳米技术：纳米技术可以通过增加热传导界面的数量和表面积来提高传热效率。
利
用纳米材料或纳米涂层进行换热可以实现高效的热传导和耐久性。
这些新技术可以单独使用或者组合使用，以满足不同应用场景下的需求，提高能源利
用效率和环境友好性。
纳米流体传热强化机理描述
纳米流体传热强化机理描述引言纳米流体传热强化是当前研究领域中的热点课题之一。
随着纳米技术的发展与应用，人们对纳米流体传热强化机理的研究不断深入，取得了一系列重要的成果。
纳米流体传热强化机理的描述是理解并优化纳米流体传热过程的关键一步。
本文将分析和讨论纳米流体传热强化机理的几个主要方面，为相关研究提供参考。
纳米流体的特性纳米流体是由纳米颗粒均匀分散在基础流体中形成的复合流体。
与传统流体相比，纳米流体具有许多独特的特性。
首先，纳米颗粒具有较大的比表面积，可以提供更多的表面与流体接触，增强了传热性能。
其次，纳米颗粒的大小亚微米级别，具有与传统流体相比更小的热质量，使其具有更大的热扩散系数。
此外，纳米流体还表现出高稳定性、良好的可逆性和可控性等特点。
纳米颗粒的传热机制纳米颗粒与流体之间存在着多种传热机制，包括纳米颗粒的尺寸效应、纳米颗粒的热物理性质以及纳米颗粒与流体之间的相互作用等。
首先，纳米颗粒的尺寸效应对纳米流体的传热性能有显著影响。
由于纳米颗粒的尺寸小于传统流体中热扩散长度尺度，纳米颗粒的热扩散系数相对较大，有利于快速传导热量。
此外，纳米颗粒的较大比表面积增强了与流体之间的接触面积，进一步提高了传热性能。
其次，纳米颗粒的热物理性质也对纳米流体的传热机制起到重要作用。
纳米颗粒的热导率较高，使得其快速传热成为可能。
而纳米颗粒的比热容相对较小，使得纳米流体在传热过程中温度升高幅度较小。
最后，纳米颗粒与流体之间的相互作用对纳米流体的传热性能具有重要影响。
纳米颗粒可以与流体形成有效的热对转移机制，增加传热界面的热阻。
此外，纳米颗粒还可以作为传热增强剂，在流体中形成微观结构，进一步增强传热效果。
纳米流体的传热增强机制纳米流体传热强化主要体现在两个方面：纳米颗粒的机械增强作用和纳米颗粒的界面效应增强作用。
纳米颗粒的机械增强作用是指纳米颗粒与流体之间的相互作用增加了流体的混合程度，进而增强了传热性能。
当纳米颗粒的浓度较低时，纳米颗粒可以促进流体的对流性能，增加了传热与流体的交换程度。
纳米流体传热技术的研究及其应用
纳米流体传热技术的研究及其应用一、引言纳米流体传热技术是近些年来快速发展的研究领域，通过控制介质中微纳米尺度下的热传导特性，可以显著提高介质的传热性能。
本文将就纳米流体传热技术进行深入探讨，包括纳米流体传热机制、纳米流体的制备方法以及纳米流体传热技术在工业领域中的应用。
二、纳米流体传热机制纳米流体传热机制主要包括两种方式：纳米颗粒的热传导与纳米颗粒的对流换热。
1.纳米颗粒的热传导热传导是固体传热的一种基本方式。
纳米颗粒的热传导主要来源于两个方面：一个是基底材料的热传导特性，另一个是纳米颗粒的尺寸效应。
基底材料的热传导特性可以用热传导系数来描述，而在纳米尺度下，传热系数的值会因为基底材料的组成和结构而改变。
在纳米颗粒的尺寸效应方面，数据表明，当纳米颗粒的尺寸减小到一定程度时，其导热系数会有所增加，这就是所谓的纳米尺度下的尺寸效应。
综合上述，纳米颗粒的热传导主要来源于材料的基础热传导特性和纳米尺度下的尺寸效应。
2.纳米颗粒的对流换热纳米颗粒的对流换热是浮力引起的流动产生的，而浮力产生的机制是受到物质热性质的影响。
因此，在纳米流体中，热量通过流动的方式进行传递，提高了介质传热效率。
三、纳米流体的制备方法纳米流体的制备方法一般有物理法、化学法和生物法三种方法。
1.物理法物理法是将纳米颗粒分散在基底流体中的一种方法，通过外力作用使纳米粒子悬浮在基底流体中。
这种方法需要引入纳米颗粒的表面处理，使纳米颗粒之间的静电斥力足够强，可以克服重力和聚集力的引力，形成一个平衡的动态微乳液状态。
物理法的优点是操作相对简单，但是难以控制纳米颗粒的粒径和分布，同时由于表面处理可能会导致纳米颗粒的表面粘膜，因此对介质的传热性能也可能产生负面影响。
2.化学法化学法是通过化学反应合成纳米颗粒，并将其分散在基底流体中，包括溶胶凝胶法、水热合成法等。
与物理法相比，化学法具有可控制粒径和分布、纳米颗粒表面稳定等优势，但是该方法需要适当地处理生成的纳米颗粒颗粒表面，避免对介质的传热性能产生负面影响。
传热传质传动量-概述说明以及解释
传热传质传动量-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:传热、传质和传动量是热力学和流体力学中重要的概念，它们在各种工程领域都具有广泛的应用。
传热是指热量在物体之间传递的过程，其中包括传导、对流和辐射等方式。
传质则是指物质内部和物质之间的组分传递的过程，如气体和液体中的物质扩散。
而传动量是传热和传质的综合概念，描述了在一定时间内传递的热量或物质的数量。
本文将深入探讨传热、传质和传动量的基本概念，介绍它们在工程领域的重要性和计算方法。
通过对这些概念的深入理解，我们可以更好地应用它们解决实际问题，提高工程效率和性能。
同时，本文还将展望未来在传热传质领域的发展趋势，为工程技术的进步提供参考和指导。
1.2 文章结构:本文将首先介绍传热、传质和传动量的基本概念，以便读者对后续内容有基本的了解。
随后，将深入探讨传热在工程领域中的重要性，以及传质对于工程过程的影响。
最后，将详细介绍传动量的计算方法，作为传热传质研究的核心内容。
通过对这三个方面的系统介绍和分析，希望读者能够全面了解传热、传质和传动量之间的关系，以及它们在工程领域中的应用和发展前景。
这将有助于读者更好地理解和应用传热传质的知识，为工程实践提供理论支持。
1.3 目的本文的主要目的是探讨传热、传质以及传动量在工程领域中的重要性和应用。
通过对传热、传质和传动量的基本概念以及计算方法进行介绍，读者能够了解这些概念在不同领域中的应用和作用。
同时，结合工程实践和未来发展展望，我们希望能够启发读者对传热传质传动量领域的更深入研究，为工程技术的发展和进步贡献力量。
通过本文的指导，读者将能够更好地理解和应用传热、传质和传动量的相关知识，从而为工程实践提供有益的参考和指导。
2.正文2.1 传热的基本概念传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
在自然界和工程领域中，传热是普遍存在的现象，也是热力学研究的一个重要方面。
热量的传递方式可以通过三种基本方式实现：传导、对流和辐射。
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纳米技术在传热中的应用摘要：随着半导体技术的飞速发展，器件的尺寸已进入到微/ 纳米尺度。
由于量子效应、表面及界面效应，使得微尺度下的热物性与宏观尺度下有了明显的区别。
人们针对微观传热领域的特点，发展了声子玻尔兹曼传输方程、分子动力学等方法，取得了一定的成果，但仍存在不少问题。
本文综述了当前研究的现状，以及目前所面临的挑战和问题。
关键字：纳米技术强化传热导热对流辐射前言：随着科学技术的发展和能源问题的日益突出，热交换系统的传热负荷和热强度日益增大，这就对强化传热技术提出了更高的要求。
而传统的纯液体换热工质(如水、油、醇等)已很难满足一些特殊条件下的传热和冷却要求，因此，研制导热系数高、传热性能好的高效新型换热工质是当前强化传热技术的重点。
纳米技术是在前沿科学的基础上发展起来的高新技术，其研究与开发还处于起步阶段。
纳米材料由于量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应、量子隧道效应等，使纳米材料在力学性能、电学性能、磁学性能、热学性能等方面与传统的固体材料有着不同的特殊性质，使其成为了近十年来材料科学与工程的新兴领域，被誉为21世纪最有前途的材料，有着极为广泛的市场应用前景。
如何充分利用纳米材料已知和仍然未知的特殊性能以拓展其应用领域是目前摆在国内外科研工作者面前急需解决的问题。
国内外研究现状：1995年，美国Argonne国家实验室的Choi[1]等人首次提出了一个崭新的概念———纳米流体：即以一定的方式和比例在液体中添加纳米级金属或金属氧化物粒子，形成一类新的传热冷却工质。
Choi和Eastman[2]等人分别测试了Cu-水、Cu-机油、Al2O3、SiO2-水、TiO2-水等纳米流体导热系数。
实验结果表明，以不到5%的体积比在水中添加氧化铜纳米粒子，形成的纳米流体导热系数比水提高60%以上。
Eastman 等[3]采用气相沉积法制备了CuO/ 水、Cu/ 机油、A12O3/ 水等几种纳米流体，通过电镜观察及静置实验发现，纳米流体悬浮液中粒子分散性较好、悬浮稳定性较高。
Wilson 等[4]通过浓缩金属盐制备金属纳米粒子，用该方法制备了AuPd合金胶状颗粒，其TEM 照片表明纳米粒子分散均匀且具有非常窄的尺度分布。
可见，单步法把纳米粒子的制备与纳米流体的制备结合在一起，所制得的纳米颗粒粒径小，纳米颗粒在流体中分散好，无需加入分散剂或改性处理就能得到稳定悬浮的纳米流体。
但是该方法适合在低蒸汽压的流体中制备含金属粒子的纳米流体，并且对设备要求较高，费用高，产量小，不易于工业化生产。
Liu[5]等人研究了悬浮液内固体颗粒的体积含量和颗粒尺寸对其在流动中引起的压力降带来的影响，结果表明当悬浮液的固相体积含量小于20%时，与单项流体相比，悬浮液流动引起的压力降并无明显增加。
根据这一结果，Choi认为使用纳米流体作为传热介质，在提高传热系数时，可显著节约泵动力，这将导致开发高效热流体重大的技术突破，把纳米流体应用于新型换热器，可减少尺寸和重量、降低运行成本、提高总体性能。
谢华清[6]等把纳米Al2O3、SiC 粉体，在分散剂的作用下，通过超声、磁力搅拌分散到水、乙二醇、泵油中制得纳米流体;宣益民[7]等把金属Al、Cu 纳米粉体，在分散剂的作用下，通过超声分散到水、机油、航天传热液等介质中制得纳米流体。
显然，两步法制备工艺简单、工序少、花费少，易于批量化生产，几乎是用于所有的流体介质，因而在纳米颗粒制备的基础上采用两步法合成纳米流体存在潜在的经济优势。
Lee 等[8]实验研究了悬浮液中纳米颗粒表面电荷对热传导率的影响，表明纳米流体的pH 值很大程度上影响了流体的热性能。
pH 值越偏离颗粒的零电位，悬浮液中纳米颗粒就越稳定。
Vadasz[9]认为纳米流体瞬间热传导过程可以为导热系数增加提供一个合理的解释。
Keblinski 和Choi[10]等定性研究了纳米流体中导热强化的可能机制，分析了纳米颗粒在基液中的布朗运动、纳米颗粒表面吸附的薄液层、纳米颗粒内部热载子弹性散射以及纳米颗粒团聚等四个方面因素对纳米流体导热系数强化的作用机理。
随后，清华大学王补宣等在Keblinski 与Choi的纳米流体强化导热系数分析观点的基础上，运用分形理论和考虑纳米粒子表面颗粒吸附液体效应，建立了有效导热系数模型，分析了低浓度非金属纳米颗粒悬浮液导热系数增强的机理。
宣益民等根据布朗运动理论模拟纳米粒子的无规则运动及其在流体中的聚集过程，运用分形理论描述纳米粒子团的聚集结构，并考虑纳米粒子的运动传热，建立了纳米流体的导热系数模型。
用其模型预测Cu －水纳米流体的导热系数，理论值与其实验结果较一致，而考虑纳米粒子聚集结构时，获得导热系数理论值与实验值更为吻合。
他们还通过引入纳米粒子的相互作用势及流体分子对纳米粒子的布朗力的影响，建立了纳米流体的格子Boltzmann 模型，模拟了静止及流动状态下纳米粒子的分布。
结果说明纳米流体中纳米粒子的形态受布朗运动和粒子间作用势的影响，纳米流体的布朗运动可以有效地抑制粒子的聚集和沉降，使粒子分布更均匀，有利于纳米流体的能量传输纳米技术在传热领域的应用原理：1）纳米技术在导热中应用的机理自Borom提出AlN是良好的声子热导体后，人们对AlN的研究产生了浓厚的兴趣[9]。
绝缘非磁性陶瓷，热传导主要是晶格间非谐振作用产生的声子传导。
导热率K为：式中c—单位体积声子的热容;v—声子运动的速度(即晶体内传播的声速);l—声子的平均自由程;ω—声子振动频率;ωD—德拜(Debye)振动频率。
对于一定物质，v为常数，在低温下(即10K以下)热容c随温度T3趋于零，在超过德拜温度QD(AlN为950K)的高温下，c接近于恒量3NKB(KB—波尔兹曼常数;N—阿佛加德罗常数)。
因而，导热率K在低温下取决于热容，而在德拜温度以上的高温下，则受与温度成反比的声子平均自由程支配。
在10K~德拜温度之间，温度是影响导热率的重要因素。
由此可见，影响导热率的因素除温度外，主要由声子平均自由程决定;自由程的大小由声子的碰撞或散射决定。
影响热传导性质的声子散射主要有以下两类结构：第一类是晶格本身的缺陷;第二类是位于连续多晶体处的晶界缺陷。
晶格本身的缺陷主要是由于原料中的杂质引入的。
氧杂质是AlN中的主要杂质，该杂质进入晶格后，使晶格发生局部畸变，由此产生应力作用，引起位错、层错等缺陷。
这些缺陷引起声子散射，降低了AlN的导热率。
晶界缺陷主要是由于烧结行为引入的。
改善以上两种缺陷的最主要的方法就是在烧结AlN时添加烧结助剂。
纳米粉末由于表面积和表面原子所占比例都很大，所以具有很高的能量状态，在较低的温度下便有较强的烧结能力。
它可以与AlN粉末中的氧发生反应，生成液相，使烧结趋于致密化，并把氧固定在晶界中，以得到较高的热导率。
2）纳米技术在对流传热中的应用机理美国Argonne国家实验室的Choi[1]等人首次提出了一个崭新的概念———纳米流体：即以一定的方式和比例在液体中添加纳米级金属或金属氧化物粒子，形成一类新的传热冷却工质。
但是迄今为止，还没有一个比较精确的理论描述纳米流体的导热系数，Hamilton和Crosser[5]提出了一个模型，用来计算当两相导热系数比大于100时的液-固混合物的导热系数：式中κp—不连续粒子相的导热系数;κf—介质液体的导热系数;α—粒子的体积份额;n—经验形状因子，n =3/Ψ，Ψ指粒子的球形度，其定义为体积和粒子相等的球的表面积之比以上公式适合于悬浮有微米或毫米级固体粒子的两相混合物，在没有合适的公式用来计算纳米流体导热系数的情况下，可用以上公式进行估算。
从以上模型可以看出纳米流体的导热系数同时依赖于粒子的体积份额和球形度。
对于一给定的粒子形状，悬浮有纳米固体粒子的纳米流体的导热系数随着粒子体积份额的增加而增大;当粒子体积份额一定时，通过减小粒子的球形度可以增大纳米流体的导热系数，这说明了纳米粒子的形状和性质对纳米流体的导热系数有很大的影响。
3）纳米技术在辐射换热中应用的机理对于纳米材料，由于晶粒尺寸小到了纳米量级，使材料的结构特别是晶格结构发生了根本的变化，进而导致其红外吸收发生明显变化。
对纳米材料光谱的研究近年来有许多的报道，主要集中在纳米氧化物、氮化物和半导体纳米材料上。
对大多数纳米材料而言，其红外吸收将随着材料粒径的减小主要表现出吸收峰的蓝移和宽化现象，但也有的纳米材料由于晶格膨胀和氢键的存在出现蓝移和红移同时存在的现象。
关于纳米材料红外光谱的吸收特征是一个非常复杂的过程。
对蓝移和宽化等现象可以做如下的解释。
首先，导致纳米材料红外吸收蓝移的因素可归因于小尺寸效应。
这种观点主要建立在键的振动基础上。
由于纳米材料的尺寸很小，表面张力较大，颗粒内部发生畸变使键长变短，这就导致键的振动频率升高，使光谱发生蓝移。
另一种观点是量子尺寸效应导致能级加宽，利用这一观点也可以解释同样的吸收带为何在纳米态下发生蓝移。
其次，在纳米材料的制备过程中，很难控制材料的粒径一致。
由于颗粒的大小有一个分布，使得各个纳米颗粒子表张力有差别，晶格畸变程度也不相同，因此纳米材料的键长也有一个分布，这是引起吸收带宽化的原因之一。
另外，界面效应也可以引起纳米材料吸收带的宽化。
这是因为纳米材料表面原子数很大，在界面处存在大量的缺陷，原子配位数不足，失配键较多，使得界面和纳米粒子内的键长不一样，还有界面上原子的排列有一定差异等导致整个纳米材料的键长有一个很宽的分布。
纳米流体传热特性研究中存在的问题纳米流体是个全新的概念，纳米流体的应用涉及纳米材料科学、热物理科学、物理化学等诸多学科，是多学科的交叉和渗透。
目前，我们对纳米流体这种材料的性能和局限性了解不多，从理论上解释纳米流体的热物性和传热行为还停留在初步阶段。
特别是还没有人从热传递，流变学和相变行为的综合角度去定义和理解纳米流体;同时，对纳米流体中导致导热系数增加的纳米颗粒尺寸效应的重要性知之甚少，对粒子稳定分散需要的条件还不清楚;布朗运动的作用、颗粒之间的相互作用、粒子团聚以及应用场效应等对导热系数增加的作用也不很清楚这些未知因素将严重阻碍纳米流体的快速实际应用。
所以纳米流体近期的主要目标仍在于解决以下方面的问题：(1)由于实验条件、试件的材料和制作工艺的差异，使得这些实验结果之间缺乏统一的评标准;(2)纳米流体悬浮液的稳定性问题;(3)纳米流体传热机理的理论研究。
综上所述纳米流体导热性能表现出许多特异的行为，测量得到的纳米流体的导热系数显著高于理论计算值，现有的关于固液混合物导热性能的理论均不能解释这种现象，应该基于对微尺度传热和纳米颗粒在纳米流体内的物理和化学行为的研究，发展新的纳米流体导热性能理论来解释这些现象。
新理论的应用，将有助于优化设计纳米流体的性质以及特殊用途。