纳米材料分类
0维纳米材料
纳米粉
应用
（一）纳米涂层 纳米涂层是运用表面技术，将部分或全部含有纳米粉的材料涂于基体，由于纳米粉体的独特表面
性质，从而赋予材料新的各种性质。 ① 可以做成表面涂料从而改变物质表面的光学性质。 ②纳米红外涂层。 ③纳米紫外涂层。 ④纳米隐身技术。
（二）环境保护方面的应用 矿物能源的短缺，环境污染困扰着人们，纳米材料在环境保护，环境治理和减少污染方面的应用，
缺点：是设备要求较高，投资 较大
液相法：:溶胶-凝胶(SOL-GEL)法、 水 热 (hydrothermal synthesis) 法 和 沉 淀 (co-precipitation) 法 等 。 其 中SOL-GEL得到广泛的应用。
主要原因是:①操作简单，处理时间 短，无需极端条件和复杂仪器设备; ②各组分在溶液中实现分子级混合， 可制备组分复杂大分布均匀的各种纳 米粉;③适应性强，不但可以制备微 粉，还可以方便的用于制备纤维、薄 膜、多孔载体和复合材料。
三维
纳米多层膜பைடு நூலகம்纳米阵列 纳米多孔材料 纳米复合材料
PART TWO 纳米粉
纳米粉
定义
纳 米 粉 也 叫 纳 米 颗 粒 , 一 般 指 尺 寸 在 1100nm之间的超细粒子,有人称它是超微粒子。 它的尺度大于原子簇而又小于一般的微粒。
纳米粉
制备方法
气相法：化学气相沉积(CVD， chemical vapor deposition)、 激 光 气 相 沉 积 (LCVD, laser chemical vapor deposition)、 真空蒸汽和电子束和射线束溅 射等
纳米球在电子显微镜下的状态
纳米球
作用机理
纳米球是一种以多元合金为原料的纳米级尺度的球状原子团簇，能够吸附在受损的摩擦表面，形成新 的超高硬度、极低摩擦系数、抗磨损、耐腐蚀的保护膜，实现润滑、修复和保护作用，实验显示其摩擦阻 力仅为普通润滑剂的1/3。同时，纳米球润滑剂在润滑和修复的同时，提高了机械密封型，控制燃料和空 气比重，燃料燃烧更充分，增强发动机动力，减少不完全燃烧过程中产生的多种有害气体污染，实现节能 和减排的目的。
纳米材料基本概念和分类
纳米器件
“自上而下”是指通过微加工或固态技术，不断在尺 寸上将人类创造的功能产品微型化；
“自下而上”是指以原子、分子为基本单元，根据 人们的意志进行设计和组装，从而构筑成具有特定 功能的产品。
目前，在纳米化工厂、生物传感器、生物分子计算 机、纳米分子马达等方面，都做了重要的尝试。
纳米材料定义
荷叶自清洁效应
水滴落在荷叶上，会变成了一个个自由滚动的水珠，而 且，水珠在滚动中能带走和叶表面尘土。荷叶的基本化 学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物 ，有丰富的羟基（-OH）、（-NH）等极性基团，在自 然环境中很容易吸附水分或污渍。而荷叶叶面都具有极 强的疏水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠 的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面 始终保持干净，这就是著名的“荷叶自洁效应”
1兆米（megametre）＝1000千米（kilometre） 1千米（kilometre）＝10百米（hectometre）
纳米材料定义
1百米（hectometre）＝10十米（decametre） 十米（decametre）＝100分米（decimetre） 1分米（decimetre）＝10厘米（centimetre） 1厘米（centimetre）＝10毫米（miillimetre） 1毫米（miillimetre）＝1000微米（micrometre） 1微米（micrometre）＝1000纳米（nanometre） 1纳米（nanometre）＝1000皮米（picometre） 1皮米（picometre）＝1000飞米（femtometre） 1飞米（femtometre）＝1000阿米（attometre）
的块体，如纳米陶瓷材料，如介孔材料等。
纳米材料分类与制备方法
纳米固体材料
纳米固体材料通常指 由尺寸小于15纳米的超微 颗粒在高压力下压制成型， 或再经一定热处理工序后 所生成的致密型固体材料。
Fe-B纳米棒
纳米膜材料
纳米薄膜是指尺寸在纳米量级的晶 粒（或颗粒）构成的薄膜以及每层厚度 在纳米量级的单层或多层膜。
碳纳米管
碳纳米管，是1991年由日本 电镜学家饭岛教授通过高分 辨电镜发现的，属碳材料家 族中的新成员，为黑色粉末 状，是由类似石墨的碳原子 六边形网格所组成的管状物， 它一般为多层，直径为几纳 米至几十纳米，长度可达数 微米甚至数毫米。
碳纳米管本身有非常完美的结构，意味着它有好的 性能。它在一维方向上的强度可以超过钢丝强度， 它还有其他材料所不具备的性能：非常好的导电性 能、导热性能和电性能。
碳纳米管尺寸尽管只有头发丝的十万分之一，但 它的导电率是铜的1万倍，它的强度是钢的100倍而重 量只有钢的七分之一。它像金刚石那样硬，却有柔韧
例如，以硝酸盐和有机燃料经氧化还原反应制备Y掺杂的 10nmZrO2粒子，采用柠檬酸盐/醋酸盐/硝酸盐体系，所形成的 凝胶在加热过程中经历自点燃过程，得到超微 La0.84Sr0.16MnO3粒子。在合成氮化物、氢化物时，反应物为 固态金属和气态N2、H2等，反应气渗透到金属压坯空隙中进行 反应。如采用钛粉坯在N2中燃烧，获得的高温来点燃镁粉坯合成 出Mg3N2。
5溶剂热合成法
用有机溶剂代替水作介质，采用类似水热合成的原理制备纳 米微粉。非水溶剂代替水，不仅扩大了水热技术的应用范围，而 且能够实现通常条件下无法实现的反应，包括制备具有亚稳态结 构的材料。
苯由于其稳定的共轭结构，是溶剂热合成的优良溶剂，最近 成功地发展成苯热合成技术，溶剂加压热合成技术可以在相对低 的温度和压力下制备出通常在极端条件下才能制得的、在超高压 下才能存在的亚稳相。
纳米光电材料
纳米光电材料1.定义：纳米材料是一种粒子尺寸在1到100nm的材料;纳米光电材料是指能够将光能转化为电能或化学能等其它能量的一种纳米材料;其中最重要的一点就是实现光电转化;其原理如下：光作用下的电化学过程即分子、离子及固体物质因吸收光使电子处于激发态而产生的电荷传递过程;当一束能量等于或大于半导体带隙Eg的光照射在半导体光电材料上时,电子e-受激发由价带跃迁到导带,并在价带上留下空穴h+,电子与孔穴有效分离,便实现了光电转化1;2.分类：纳米光电材料的分类纳米光电材料按照不同的划分标准有不同的分类,目前主要有以下几种：1.按用途分类：光电转换材料：根据光生伏特原理,将太阳能直接转换成电能的一种半导体光电材料;目前,小面积多结GaAs太阳能电池的效率超过40%2;光电催化材料：在光催化下将吸收的光能直接转变为化学能的半导体光电材料,它使许多通常情况下难以实现或不可能实现的反应在比较温和的条件下能够顺利进行;例如,水的分解反应,该反应的ΔrGm﹥﹥0在光电材料催化下,反应可以在常温常压下进行32.按组成分类：有机光电材料：由有机化合物构成的半导体光电材料;主要包括酞青及其衍生物、卟啉及其衍生物、聚苯胺、噬菌调理素等；无机光电材料：由无机化合物构成的半导体光电材料;主要包括Si、TiO2、ZnS、LaFeO3、KCuPO4·6H2O、CuInSe2等；有机与无机光电配合物：由中心金属离子和有机配体形成的光电功能配合物;主要有2,2-联吡啶合钌类配合物等4;3.按形状分类纳米材料大致可分为纳米粉末、一维纳米材料、纳米膜等;纳米粉：又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中问物态的固体颗粒材料;一维纳米材料：指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料;分为纳米线和纳米管;纳米膜：纳米膜分为颗粒膜与致密膜;颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜;致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜5;纳米光电材料具有纳米材料的四种特性量子、.....3.纳米光电材料的制备方法制备纳米材料的方法有很多,根据不同的纳米光电材料及其用途有不同的制备方法;1.化学沉淀法：通过在原料溶液中添加适当的沉淀剂,让原料溶液中的阳离子形成相应的沉淀物沉淀颗粒的大小和形状由反应条件来控制,然后再经过滤、洗涤、干燥、热分解等工艺过程而获得纳米粉体的方法;依其沉淀方式可分为：直接沉淀法和均匀沉淀法两种;TiO2常用此方法来制备;2.溶胶凝胶法：以无机盐或金属醇盐为前驱物,经水解缩聚过程逐渐凝胶化,然后作相应的后处理而得到所需的纳米粉体,溶液pH值、溶液浓度、反应时间和温度是影响溶胶、凝胶质量的主要因素;此方法也常用来制备TiO2;3.微乳法：由水、油有机溶剂、表面活性剂及其助剂组成透明或半透明的,各相同性的热力学稳定体系;其中水被表面活性剂及其助剂单层包裹形成“微水池”,通过控制“微水池”的尺寸来控制粉体的大小,制备纳米物质;CdTe常用此法制备;3.微乳法：由水、油有机溶剂、表面活性剂及其助剂组成透明或半透明的,各相同性的热力学稳定体系;其中水被表面活性剂及其助剂单层包裹形成“微水池”,通过控制“微水池”的尺寸来控制粉体的大小,制备纳米物质;CdTe常用此法制备;4.水热合成法：在密闭体系中,以水或其他有机物作为溶剂,在一定温度和水的自生压强下,原始混合物进行反应的一种合成方法;由于反应在高温、高压、水热条件下,反应物质在水中的物性与化学反应性能发生了很大变化,而不同于一般制备方法;如制备ZnO、ZnSetc;5.激光诱导气相沉积法：它是利用反应气体分子或光敏剂分子对特定波长激光束的吸收,引起反应气体分子的激光分解、激光裂解、激光光敏化和激光诱导化学反应,获得超细粒子空间成核和生长;如制备CdMnTeetc;二、纳米光电材料的问题及其发展纳米光电材料要得到广泛的应用,必须具备良好的综合性能;一个具有实际应用价值的半导体光电化学体系必须具有光照稳定性,高效和选择性,以及宽的光谱响应;而实际的纳米光电材料不能完全满足所有的要求;对其表面进行修饰非常必要,可以把光响应范围扩展至可见区,有效阻止电荷在转移过程的复合,从而提高对太阳能的利用并改善其催化活性;常见的方法有：染料表面敏化、鬼金属表面沉积、半导体复合等等染料表面敏化目前研究非常的热门的染料敏化太阳能电池DSSC正是基于此;TiO2只对紫外光敏感,而染料吸附后可以吸收可见光区的能量,从而极大地提高太阳光的用效率;吸光后激发态的染料产生电子和空穴的分离,电子通过回路中时可以对外接负载供电;其原理图6如下：1染料吸光激发DYE+hλ→ DYE2激发态的染料分子将电子注入二氧化钛的导带DYE-e→DYE+3电子穿过二氧化钛进入外电路4染料和电解液间发生下面反应,从而染料还原DYE++I-→DYE+I3-5从外电路流回的电子将还原e+I3-→I-6e导带中＋DYE+→DYE7e导带中+I3-→3I-目前,染料敏化太阳能电池正处于热门研究过程中并不断取得新进展,上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室7,材料科学与工程学院张荻教授创立及领导的“遗态材料”科研小组“启迪于碟翅的染料敏化太阳能电池的创新研究”在国际范围内率先提出,通过遗态工艺,以蝶翅鳞片为生物模板,成功获取了保留原始蝶翅结构的TiO2材料;研究发现,相对于普通的TiO2薄膜,具有蝶翅结构TiO2的光吸收率可提高2倍以上,以此为光阳极,可以大大提高光采集效率,进而有望提高该类太阳能电池的光电转换效率;另外,日本九州岛大学的山田淳教授,日前开发出可以提高染料敏化型太阳能电池发电效率的技术8;新技术使用直径数纳米至数十纳米的金微粒子;在取出电力的电极表面,积层配置金的微粒子；金的微粒子表面,则涂上使光转换成电的染料phthalocyanine,以增加受光的表面积,提高发电效率;贵金属表面沉积只要增加一层金属纳米粉末涂层,就能显着地改变硅薄膜型光电探测器的光吸收特性,通过精心选择纳米粉体涂层的材料和颗粒大小,可使光电响应的光谱范围由可见光和近红外区扩展到红外区;三、纳米光电材料的应用纳米光电子技术应用概况纳米光电材料的一项重要应用是制备纳米电子器件;目前,纳米光电子技术是一门新兴的技术,近年来越来越受到世界各国的重视,而随着该技术产生的纳米光电子器件更是成为了人们关注的焦点;到目前为止开发出了各种各样的纳米光电子器件,在这里主要介绍各类激光器1.纳米导线激光器2001年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在只及人的头发丝千分之一的纳米光导线上制造出世界最小的激光器一纳米激光器;这种激光器不仅能发射紫外激光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光;研究人员使用一种称为取向附生的标准技术,用纯氧化锌晶体制造了这种激光器;他们先是“培养”纳米导线,即在金层上形成直径为20nm-150nm,长度为10000nm的纯氧化锌导线;然后,当研究人员在温室下用另一种激光将纳米导线中的纯氧化锌晶体激活时,纯氧化锌晶体会发射波长只有17那nm的激光;这种纳米激光器最终有可能被用于鉴别化学物质,提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量2.紫外纳米激光器3.量子阱激光器纳米光电材料的应用纳米颗粒在光电探测器中的应用到目前为止,纳米尺度器件的可靠制备仍然是一个挑战;它要求纳米尺度精度的模板图案或所要合成材料的精确位置选择沉积;近几年,这种位置选择沉积得到了长足的发展,如化学官能团模板的选择性吸附或在亚微米尺度上的双向电泳DEP;DEP被证明是制备功能器件最常用的方法;WeijingYanetal通过ZnO纳米颗粒的双向电泳组装成了紫外探测器阵列9;纳米光电薄膜的应用纳米光电薄膜可用于纳米硅异质二极管、纳米硅薄膜太阳电池、纳米硅薄膜紫外光电探测器等等诸多方面;这里简单介绍纳米硅薄膜紫外光电探测器的制备方法11;1.电化学分解法在HF-H2O2中制备Si纳米晶；型衬底上生长500nm的氧化层；3.氢氟酸在氧化层上刻蚀器件图形；4.纳米Si晶沉积刻蚀图形中；5.纳米Si晶膜上沉积Au4nm,Au层之上和衬底背面沉积Au凸点以作为电极暑假参观的光电薄膜工业园这方面进行过的研究课题项目名称：基于纳米材料的太阳能光伏转换应用基础研究首席科学家：戴宁中国科学院上海技术物理研究所起止年限：至依托部门：上海市科委中国科学院其中提到纳米硅薄膜材料的生长硅基太阳电池在光伏领域是不可或缺的;有序高电子迁移率纳米硅薄膜材料生长、能带结构调控以及光电输运特性方面的探索现在依然是研究热点,这些研究主要面向进一步提高太阳电池的性能和降低成本;通过生长条件调节晶粒大小或掺杂浓度,借助于纳米尺度效应和晶格应变技术可以调控纳米硅薄膜材料的光学带隙和电导率,以满足高效理想太阳能电池的需要;再加上我们所采用的等离子体增强化学气相沉积方法具有成膜温度低、制膜面积大、薄膜质量好、易调控和适用性强等优点,非常适合于大规模低成本工业化生产;纳米硅薄膜太阳电池与其它硅系列太阳电池相比具有明显的优势;首先纳米硅薄膜同非晶硅薄膜的制备技术相容,只需在生产过程中增加反应气体中的氢稀释比;多晶硅薄膜的生长温度在650度以上,单晶硅材料的生长需要1000-1500度的高温,而纳米硅薄膜可以在不超过300度的温度下生长,能耗非常低,可以大大缩短能量回收期,非常有利于降低生产成本;同时纳米硅的低温生长条件也有利于在柔性衬底如聚合物等上制备太阳电池,使应用领域大为拓展,而且其耐高温性能优于晶体硅电池;与传统的单晶硅、多晶硅硅片即wafer,目前厚度约180-350微米比较,用纳米硅薄膜厚度小于10微米量级来制备太阳能电池可以节省更多的硅材料;文件夹里有个ppt,里面有很多应用例子的图片,做的时候可以选一些放在ppt里;我院博云新材也有专门做光电纳米的,在光伏电池板块应用前景广阔;文件夹里有截图。
纳米材料的分类和特性
经过之前一段时间对纳米材料与纳米技术的介绍，相信大家对纳米技术以及纳米材料有了一定的了解。
那么今天就让我们回顾一下纳米材料的具体细节吧。
纳米材料的分类方法很多，按其结构可分为：晶粒尺寸在三个方向都在几个纳米范围内的称为三维纳米材料；具有层状结构的称为二维纳米材料；具有纤维结构的称为一维纳米材料；具有原子簇和原子束结构的称为零维纳米材料。
按化学组成可分为纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子、纳米复合材料等。
按材料物性可分为纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。
按材料用途可分为纳米电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米光电子材料、纳米储能材料等。
▲图片源于网络，仅供参考上纳米材料具有特殊的结构，由于组成纳米材料的超微粒尺度属纳米量级，这一量级大大接近于材料的基本结构一一分子甚至于原子，其界面原子数量比例极大，一般占总原子数的50%左右，纳米微粒的微小尺寸和高比例的表面原子数导致了它的量子尺寸效应和其他一些特殊的物理性质。
不论这种超微颗粒由晶态或非晶态物质组成，其界面原子的结构都既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、短程有序的类似气体固体结构，因此，一些研究人员又把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第三态固体材料”。
1）小尺寸效应、当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减少，导致声、光、电磁、热力学等物性呈现新的小尺寸效应。
小尺寸效应的表现首先是纳米微粒的熔点发生改变，普通金属金的熔点是1337K,当金的颗粒尺寸减小到2nm时，金微粒的熔点降到600K；纳米银的熔点可降低到IOOC。
由于纳米微粒的尺寸比可见光的波长还小，光在纳米材料中传播的周期性被破坏，其光学性质就会呈现与普通材料不同的情形。
光吸收显着增加并产生吸收峰的等离子共振频移，磁有序态向无序态转变等，例如，金属由于光反射显现各种颜色，而金属纳米微粒都呈黑色，说明它们对光的均匀吸收性、吸收峰的位置和峰的半高宽都与粒子半径的倒数有关。
纳米材料 -简介
TiO2车用空气清净机
二、纳米二氧化硅
1、优势
纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无 机新材料之一，因其粒径很小，比表面积大，表 面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能 好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优
越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多
学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
Human Hair
Take 1 slice
1nm
1000 slices
1 m
10 纳米
一纳米有多小？
空间尺度的划分
宇观(Cosmoscopic) 宏观(Macroscopic) 人的肉眼可见的物体为最小物
体开始为下限，上至无限大的宇宙天体；
介观(Mesoscopic)或纳米观(Nanoscopic): 1~100nm
纳米二氧化钛及其复合氧化物
应用
（1）光催化剂： TiO2╱SnO2 复合氧化物较 单一级 纯TiO2 有较高的光催化活性。 （2）紫外吸收剂（化妆品） （3）其他用途（光过滤等） （4）环境保护（降解有机物、农药、垃圾）
中国科学院首次打造出的 “纳米皇冠”
国家大剧院用的自清洁玻璃
纳米TiO2在可见光照射下对碳氢化合物(包括油 污、细菌等)有催化作用，使其进一步氧化成气体或 者是很容易被擦掉的物质。 在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米TiO2 薄层，使其具有自清洁作用。
纳米颗粒（0D）
纳米线（1D）
扭曲的纳米线 （1D）
2
多孔 纳米线 （1D）
纳米膜（2D）
尺寸在纳米量级的晶粒（或颗粒）构 成的薄膜以及每层厚度在纳米量级的单层 或多层膜。
纳米带（2D）
纳米材料的特性及应用
纳米材料的特性及应用（齐齐哈尔大学材料科学与工程学院高分子专业）摘要：纳米材料是当今及未来最有发展潜力的材料，由于其独特的表面效应、体积效应以及量子尺寸效应 ,使得材料的电学、力学、磁学、光学等性能产生了惊人的变化。
本文分别从纳米材料的定义，发展，分类，特性，应用及未来发展方面进行了详细的论述。
引言很多人都听说过"纳米材料"这个词,但什么是纳米材料级简称为纳米材料，是指其的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间,广义上是中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。
由于它的尺寸已经接近电子的，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。
并且，其尺度已接近光的，加上其具有大表面的特殊效应。
因此它所具有的独特的物理和化学特性，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。
纳米材料的应用前景十分广阔。
近年来，它在化工、催化、涂料等领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力关键词：?纳米材料纳米材料分类特性应用一.什么是纳米材料纳米级简称为纳米材料(nanometermaterial)。
从尺寸大小来说，通常产生显着变化的细小的尺寸在0.1以下（注1米=100，1=10000微米，1微米=1000，1=10），即100以下。
因此，颗粒尺寸在1～100的微粒称为超微粒材料，也是一种材料。
其中，纳米是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米薄膜、纳米、纳米瓷性材料和材料等。
二.纳米材料发展简史纳米材料的应用实际上很早就有了，只是没有上升成纳米材料的概念。
早在1000多年前，我国古代利用燃烧蜡烛来收集的碳黑作为墨的原料及染料。
这是应用最早的纳米材料。
我国古代的铜镜表面长久不发生锈钝。
经检验发现其表面有一层纳米氧化锡颗粒构成的薄膜。
十八世纪中叶，胶体化学建立，科学家们开始研究直径为1-10nm的粒子系统。
即所谓的胶体溶液。
事实上这种液态的胶体体系就是我们现在所说的纳米溶胶，只是当时的化学家们并没有意识到，这样一个尺寸范围是人们认识世界的一个新的层次。
纳米材料的结构特征
2007物理诺贝尔奖介绍
瑞典皇家科学院诺贝尔奖评委会9号宣布，法国 科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因 1988年先后各自独立发现“巨磁电阻”效应而共同 获得2007年诺贝尔物理学奖。
阿尔贝·费尔
彼得·格林贝格尔
纳米材料的结构特征
纳米材料的机构特征
一、自然界中的纳米结构与纳米材料 二、纳米材料概论 三、纳米材料的分类
3.1、纳米微粒 3.2、纳米固体 3.3、纳米纤维 3.4、纳米薄膜
一、 自然界中的纳米结构与纳米材料
从纳米科技发展历史的角度来讲，1861年随着胶体化 学的建立，科学家们才开始对直径为1-100 nm的粒子 体系进行研究工作；真正有意识进行纳米粒子实验的 是20世纪30年代日本人为了军事目的进行的“沉烟实 验”,1959年著名物理学家、诺贝尔奖获得者费曼发 表了重要演讲，提出了纳米技术的设想，之后纳米材 料和纳米科技得到了蓬勃的发展。但是，“纳米”并 不是人类的专利，早在宇宙诞生之初，它们就存在了。
纳米材料的晶界组元
晶界组元：纳米材料中 晶界占有很大的体积分 数，因而，对纳米材料 来说，晶界不仅仅是一 种缺陷，更重要的是构 成纳米材料的一个组元， 即晶界组元，是评定纳 米材料的一个重要参数。
（1）纳米固体材料的结构组成 (A)纳米晶体材料的组成：晶粒组元(所有原子都位
于晶粒的格点上) ＋晶界组元； (B)纳米非晶材料的组成：非晶组元＋界面组元； (C)纳米准晶材料的组成：准晶组元＋界面组元。
纳米热电材料
纳米储能材料
3.1、纳米微粒 定义尺度
颗粒：指在一定尺寸范围内具有特定形状的几何体。这里所说的一 定一定尺寸一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾 滴、油珠等液体颗粒。 一般而言，在室温下，物理化学性质发生显著变化的颗粒尺寸，多数 处于0.1微米以下，因而从功能材料角度出发，可以将超细微颗粒尺 寸的上限定位0.1微米，即100纳米。 目前机械法粉碎获得颗粒的尺寸一般只能到1微米。超微颗粒是指超 越常规制粉手段所获得的微粒。因此1微米可作为超微颗粒的上限， 所以笼统的说超微颗粒尺寸在1到1000纳米之间（小于1微米）。大 于1微米就是通常的微粉，小于1纳米的粒子称为原子簇。 超细微颗粒也被称为纳米粒子，纳米颗粒、纳米微粒等。
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纳米材料分类
纳米材料是一种具有特殊尺度特征的材料，其尺寸通常在1到100纳米之间。
纳米材料的独特性质使其在许多领域有广泛的
应用前景。
纳米材料按其组成和结构可以分为以下几类。
1. 金属纳米材料
金属纳米材料是由金属原子组成的纳米颗粒，具有较高的导电性和导热性。
金属纳米材料常见的有纳米粉末、纳米线、纳米片等形式。
金属纳米材料可以用于制备高性能的传感器、催化剂、电子器件等。
2. 半导体纳米材料
半导体纳米材料是由半导体材料组成的纳米颗粒，通常具有半导体材料的特殊电学、光学和磁学性质。
常见的半导体纳米材料有纳米晶、纳米线、纳米管等形式。
半导体纳米材料在光电器件、太阳能电池、光催化等领域有广泛的应用。
3. 氧化物纳米材料
氧化物纳米材料是由氧化物化合物组成的纳米颗粒，具有良好的稳定性和化学反应活性。
常见的氧化物纳米材料有二氧化钛、氧化铁、氧化锌等。
氧化物纳米材料在环境净化、催化剂、电池材料等方面有广泛的应用。
4. 聚合物纳米材料
聚合物纳米材料是由聚合物分子组成的纳米颗粒，具有良好的力学性能和可塑性。
常见的聚合物纳米材料有聚苯乙烯纳米颗粒、聚合物纳米复合材料等。
聚合物纳米材料在纳米药物传输、
纳米涂料、纳米电子器件等方面有广泛的应用。
5. 碳基纳米材料
碳基纳米材料是由碳元素组成的纳米结构材料，常见的有纳米管、石墨烯等形式。
碳基纳米材料具有优异的电学、热学和力学性能，广泛应用于电子器件、储能器件、传感器等领域。
以上是几种常见的纳米材料分类，纳米材料的研究和应用方面仍在不断发展中。
纳米科学和纳米技术的进一步发展将为各个领域的科学技术创新提供新的机遇和挑战。