纳米技术的应用与前景展望
纳米材料在材料科学领域的应用与前景展望

纳米材料在材料科学领域的应用与前景展望引言:纳米科技是21世纪最具前沿性和潜力的科学领域之一。
作为一种研究和应用纳米尺度下物质特性的学科,纳米科学与材料科学有着密切的联系。
纳米材料以其独特的尺度效应和特殊的物理、化学性质,正在广泛应用于材料科学领域。
本文将介绍纳米材料在材料科学中的应用,同时展望其未来的发展前景。
纳米材料在材料科学中的应用:1. 纳米材料在材料强度方面的应用纳米材料具有较大的比表面积,优异的机械性能以及高度的韧性,这使得其在材料强度方面的应用得到广泛关注。
纳米材料可以用于制备高性能复合材料,提高材料的强度和硬度,广泛应用于航空航天、汽车工程和建筑领域等。
例如,添加纳米颗粒的金属基复合材料可以提高材料的硬度、强度和耐磨性。
2. 纳米材料在催化领域的应用纳米材料因其特殊的表面和界面效应,具有优异的催化性能,成为催化领域的重要研究对象。
纳米材料催化剂可以加速化学反应的速率,提高催化反应的选择性和效率。
纳米金属、纳米金属氧化物和纳米有机材料等纳米催化剂已成功应用于电池、燃料电池、化学传感器和环境保护等领域。
3. 纳米材料在能源领域的应用能源是当前全球关注的热门领域之一,纳米材料在能源领域的应用前景巨大。
纳米材料可以应用于太阳能电池、燃料电池和超级电容器等能源转换和储存设备中,以提高能量的转化效率和储存性能。
此外,纳米材料也被应用于节能材料的研究和开发,如纳米涂层材料可以降低建筑物的热传导,提高能源利用效率。
4. 纳米材料在生物医学领域的应用纳米材料在生物医学领域的应用是一个新兴领域,吸引了广泛的关注。
纳米材料具有特殊的表面活性和生物相容性,可用于制备生物传感器、药物递送载体和组织工程材料等。
纳米材料可以通过改变其表面性质和结构,实现对生物分子的高灵敏度检测和定向药物输送。
此外,纳米材料还有望应用于疾病诊断和治疗等领域。
纳米材料在材料科学领域的前景展望:1. 纳米材料的可控合成与制备技术发展纳米材料的性能取决于其形貌、尺寸和结构等因素。
纳米技术的应用

纳米技术的应用近年来,纳米技术在众多领域中崭露头角,其应用前景备受瞩目。
纳米技术以其独特的特性和潜在的改革能力,正在推动科技进步并改变我们的生活。
本文将探讨纳米技术在医药、电子和环境领域的应用,并展望未来发展潜力。
一、纳米技术在医药领域的应用1. 纳米药物输送系统纳米技术可用于药物输送系统的制备,将药物通过纳米粒子进行载体,以提高药物治疗效果。
通过改变纳米粒子的材料、形状和表面修饰,可以实现靶向治疗,减少药物对正常细胞的毒副作用,同时提高药物的生物利用度。
2. 纳米生物传感器纳米技术在生物传感器领域具有广阔应用前景。
通过纳米材料的敏感性和稳定性,可以制备高灵敏度、高选择性的纳米生物传感器,用以检测生物标志物,实现早期疾病的诊断和监测。
3. 纳米医疗器械纳米技术的发展也催生了各类纳米医疗器械的研制。
例如,纳米颗粒可以用于抗癌药物的放疗,通过纳米材料的局部释放特性,实现对癌细胞的高效杀灭。
同时,纳米传感器还可以用于实时监控患者生理指标,提供更精准的治疗方案。
二、纳米技术在电子领域的应用1. 纳米电子材料纳米材料的出现为电子设备的制造提供了更多可能。
纳米技术能够制备具有优异导电性、热稳定性和机械性能的纳米电子材料,如纳米线、石墨烯等。
这些材料在电子器件中的应用,可以提高电子器件的性能和功耗效率。
2. 纳米光电技术纳米技术的突破为光电器件提供了新的发展机遇。
以纳米材料为基础的光电器件具有更高的灵敏度和更短的响应时间。
例如,纳米量子点材料在光伏板和光传感器等领域有广泛应用前景。
3. 纳米磁性材料纳米磁性材料在数据存储、传感技术和医学诊断等领域发挥着重要作用。
通过纳米技术制备的纳米磁性材料,可以提高数据存储密度、加快传感器的响应速度,并在磁共振成像等医学领域有广泛应用。
三、纳米技术在环境领域的应用1. 纳米吸附材料纳米技术可以制备各种吸附材料,用于水质净化、废气处理等环境保护领域。
通过纳米材料的大比表面积和丰富的活性位点,可以实现高效的污染物吸附和降解。
纳米科技的未来发展趋势与前景展望

纳米科技的未来发展趋势与前景展望随着科技的迅速发展,纳米科技已经成为了各个领域的热门话题。
纳米科技以其独特的特性和广泛的应用前景,深受科学家和工程师的关注。
然而,纳米科技的未来发展趋势和前景是什么呢?本文将对纳米科技的前景进行展望,并讨论其未来发展的趋势。
纳米科技是一门研究与操作纳米尺度物质的跨学科科学,它涉及到物质的控制和操纵,以及构建新的材料和器件。
纳米材料具有与传统材料不同的属性和行为,如量子效应和表面效应,使其在许多领域具有广阔的应用潜力。
首先,纳米科技在医疗领域的应用前景巨大。
纳米颗粒可以用于药物递送系统,通过调控颗粒的表面特性和尺寸,可以提高药物的生物利用度和治疗效果。
此外,纳米技术还可以应用于癌症治疗,通过纳米粒子的选择性靶向,可以减少对正常细胞的损害,提高治疗的安全性和疗效。
纳米科技也可以用于生物传感器和诊断工具的开发,通过纳米材料的敏感性和高度选择性,可以实现更快速、准确和灵敏的诊断。
其次,纳米科技在能源领域的应用潜力巨大。
随着全球对可再生能源的需求日益增长,纳米技术可以帮助改善能源转换效率和存储能力。
纳米材料可以用于太阳能电池的制造,通过提高光吸收效率和电荷分离效率,可以大幅提高太阳能电池的能量转换效率。
此外,纳米材料还可以用于燃料电池的催化剂,通过提高电催化反应的效率和稳定性,可以有效提高燃料电池的性能和寿命。
再次,纳米科技在材料科学领域的应用潜力也是无限的。
纳米材料具有特殊的物理、化学和力学性质,在材料的设计和制备方面具有巨大的潜力。
例如,通过纳米技术,可以制备出具有高强度和轻质性能的纳米复合材料,广泛应用于航空航天、汽车和建筑领域。
此外,纳米技术还可以用于开发新型的光学材料和传感器,通过调节纳米结构的尺寸和形状,可以实现对光学波长和敏感度的精确控制。
对于纳米科技的未来发展趋势,一方面,纳米科技将越来越向多学科整合发展。
纳米科技不仅仅涉及到物理学、化学和生物学,还需要结合计算机科学、工程学等领域的知识和技术。
纳米材料科技的应用与前景展望

纳米材料科技的应用与前景展望纳米科技是当今世界科技领域的热门话题,随着科技水平的不断提升,纳米材料的应用范围也越来越广泛。
本文将介绍纳米材料科技的应用及其前景展望。
一、纳米材料科技的应用1.生物医学纳米材料在生物医学领域具有广泛的应用前景。
例如,可以使用纳米颗粒作为药物输送系统。
纳米颗粒的小尺寸和表面化学特性可以增强药物的生物利用度,使其更容易被细胞摄取,从而提高药效。
同时,纳米颗粒还可以作为分子探测器,用于诊断疾病和病原体检测等方面。
2.电子技术纳米材料的应用还涉及到电子技术领域。
例如,在制造微型芯片时,纳米颗粒可以作为制造材料使用。
纳米颗粒还可以用于电子材料的化学修饰,以提高电子器件的性能和可靠性。
3.环境保护纳米材料在环境保护方面也有一定的应用价值。
例如,可以使用纳米材料来清除污水中的有毒重金属。
使用纳米颗粒作为杀菌剂可以杀灭水中的细菌和病毒等微生物,从而净化水质。
二、纳米材料科技的前景展望1.医疗领域在医疗领域,纳米材料的应用前景十分广泛。
例如,可以通过纳米颗粒向肿瘤部位输送药物,从而提高治疗效果,并减少副作用。
此外,还可以使用纳米材料来研究细胞组织、生物学过程以及药物和生物材料的相互作用等问题。
2.材料领域在材料领域,纳米材料的应用前景也非常广泛。
例如,在制造新型电池和太阳能电池方面,纳米材料可以作为材料的重要组成部分。
此外,还可以使用纳米颗粒作为材料添加剂,以提高材料的电导率、热传导率等性能。
3.能源领域在能源领域,纳米材料也有着巨大的应用前景。
例如,可以使用纳米材料来制造高效的催化剂,以提高燃料电池的效率。
此外,还可以使用纳米材料来研究新型太阳能电池和燃料电池等能源技术。
总之,纳米材料科技的应用和前景展望十分广泛。
其优势在于,纳米材料的小尺寸和表面化学特性是其他材料无法比拟的。
未来,随着纳米科技的发展和应用不断深入,纳米材料的应用前景将会更加广阔,涉及到更多的领域和行业。
纳米技术在化妆品中的应用与前景展望

纳米技术在化妆品中的应用与前景展望随着科技的不断进步和创新,纳米技术正在各个领域展现出广阔的应用前景,其中之一便是在化妆品领域。
纳米技术的应用使得传统化妆品得以升级,带来更多的优势和改进。
本文将探讨纳米技术在化妆品中的应用,并展望其未来的发展前景。
一、纳米技术在化妆品中的具体应用1. 纳米颗粒的应用:纳米颗粒的小尺寸使得其具有更好的渗透性和更高的活性,从而能够更好地被皮肤吸收。
化妆品中添加纳米颗粒,可以增加产品的吸附性和渗透性,提高其效果。
比如,纳米银颗粒可以具有抗菌作用,纳米二氧化钛颗粒可以用于防晒,纳米黄金颗粒可以有助于修复损伤的皮肤等。
2. 纳米包裹液滴的应用:纳米技术可以将活性成分包裹在微小的液滴中,以进一步提高其效果。
这些液滴可以更好地被皮肤吸收,延长活性成分的释放时间,从而增强产品的效果。
例如,纳米包裹液滴可以用于传递抗氧化物质如维生素C和维生素E,以增强其抗衰老和修复作用。
3. 纳米乳化技术的应用:纳米乳化技术可以使乳状化妆品更加稳定,并提高其渗透性。
通过纳米乳化技术,化妆品中的油溶性和水溶性成分可以更好地混合在一起,使得产品更易于吸收和使用。
这种技术还可以使化妆品更加清爽,不油腻,并且具有更长的保湿效果。
二、纳米技术应用的优势1. 提高产品效果:纳米技术的应用可以使化妆品的活性成分更好地被皮肤吸收,从而增加产品的功效。
纳米颗粒的小尺寸和纳米包裹液滴的应用可以提高活性成分的渗透性和稳定性,延长其作用时间,从而使化妆品的功效更加明显。
2. 提升产品质感:纳米技术可以改善产品的触感和使用感受。
纳米乳化技术可以使化妆品更加清爽、易吸收、不油腻,提高用户的舒适度。
此外,纳米颗粒的应用也可以使某些产品具有质感上的升级,例如在口红中加入纳米金属颗粒,可以使口红更加柔滑易涂抹。
3. 促进创新与发展:纳米技术的应用不仅可以改进传统的化妆品产品,还有助于新产品的开发。
纳米技术提供了更多的可能性,例如纳米胶囊技术可以将不同的活性成分进行组合,以开发出更多样化的产品。
纳米技术的应用和前景展望

纳米技术的应用和前景展望纳米技术,即纳米尺度下的材料与设备的制造、控制和应用技术,在过去几十年里得到了蓬勃发展,其在众多领域内呈现出巨大的应用和潜力。
今天,我们将探讨纳米技术的应用和前景展望。
一、医疗保健领域纳米技术在医疗保健领域中的应用,显然颇具前景。
其技术能够用于药物传递、生物成像、诊断和治疗等方面。
例如,“纳米粒子药物”方案,即通过制造纳米颗粒,将一些药物散发到体内,从而达到更好的治疗效果。
更为重要的是,“纳米机器人”技术,即通过纳米尺度下的机械机构,将治疗包括急性疼痛、心脏病和肿瘤等一系列疾病,转化为有效而准确的治疗。
二、计算机与电子技术领域在今天这个数字化社会中,计算机和电子设备的应用已经无处不在。
而基于纳米技术制造出来的高性能计算机芯片,则拥有更高的计算能力和更低的功耗,可以让更多的人们在使用时不必担心发热或能量浪费等问题。
除此之外,在生产出比传统硅制的芯片更小和更更强大的存储器和处理器等设备,也是纳米技术在电子领域中不断探索的方向。
三、能源领域纳米技术在能源领域中也具有广泛应用。
通过纳米尺度下的物质制造技术,可以制备出超高效的太阳能电池和储存系统、高性能的燃料电池等。
在寻找更为清洁的能源方面,纳米技术为我们提供了崭新的思路,未来可望在能源领域中得到更广泛的应用。
四、材料科学领域纳米技术还能用于材料制造领域。
通过控制纳米尺度下的材料组成和结构,并针对物料的材料和使用环境进行调整,可制造出可定制嵌入物、强化材料等性质优异的材料。
这些物料在各种应用中都有重要的作用,包括航空航天、汽车、电子设备、医疗等。
五、环境治理领域纳米技术还被广泛用于环境治理方面。
例如,通过制造出高效的“纳米氧化锌颗粒”,可清除太阳辐射造成的臭氧污染;利用纳米技术制造出的新型材料,可以在环境的有害物质中将各种有害物质快速分解和清除;纳米材料的吸附性质,可用于制造各种级别的过滤器等。
六、食品营养行业纳米技术还可应用于食品安全和营养保健领域。
纳米技术的未来展望与挑战

纳米技术的未来展望与挑战近年来,纳米技术在各个领域引起了广泛的关注。
纳米技术不仅为我们带来了新的应用和产品,还推动着各种科学研究的前沿。
那么纳米技术的未来会是什么样子呢?本文将从纳米技术的应用、风险和发展方向等方面进行探讨。
一、纳米技术的应用前景纳米技术已经从各个领域广泛应用,如医疗、环保、能源、材料等方面,都有不同程度的革新。
其中,医疗方面的应用被认为是最具有潜力的。
在医学领域,纳米技术可以被用于制造新型的药物载体,从而提高药物的治疗效果。
以传统的药物为例,药物本身并不具备选择性,难以辨别是身体的“坏细胞”还是“好细胞”。
因此,药物往往会对机体造成不同程度的毒副作用。
而利用纳米技术制造的药物载体,则可以精确的将药物送达到特定的细胞、组织中,从而提高药物的治疗效果,减少药物对机体的毒副作用。
例如,印度科学家制造出了一种通过就地抗癌疗法的纳米粒子,可直接将药物运送到癌细胞内部,提高癌细胞的化疗药浓度,从而达到治疗癌症的效果。
此外,纳米技术还能在医疗设备、诊断等方面发挥巨大的作用。
例如,纳米颗粒可以用于制造新型的MRI对比剂、光学成像剂等,这些剂都拥有更高的精度和稳定性。
二、纳米技术的风险挑战纳米技术的风险问题也引起了许多人的担忧。
由于纳米颗粒的尺寸极小,散布时难以被察觉,因此引发的安全问题比一般材料更加具有挑战性。
例如,目前很多市面上销售的抗菌纳米制品,其表面会涂有银、铜等金属颗粒,这些金属颗粒虽然能起到抗菌的效果,但许多研究发现,这些金属颗粒会残留在环境中,造成环境危害。
此外,纳米技术的对人体健康的影响也引起了越来越多的关注。
例如,研究表明,纳米颗粒可以通过皮肤、呼吸道、消化道等多种方式进入人体,几乎可以影响人体的所有器官和组织。
因此,要认真评估纳米颗粒的生物学效应,以便更准确地了解纳米颗粒的安全性。
三、纳米技术的发展方向从纳米技术的发展趋势来看,未来的纳米技术将主要围绕着以下几个方向发展:1.多功能性纳米技术的未来发展趋势之一是拥有多功能性。
纳米技术在神经科学研究与治疗中的应用前景

纳米技术在神经科学研究与治疗中的应用前景近年来,纳米技术的快速发展给诸多领域带来了前所未有的机遇和挑战。
在神经科学研究与治疗领域中,纳米技术也展现出了巨大的潜力和广阔的应用前景。
本文将重点探讨纳米技术在神经科学研究与治疗中的应用前景,并展望其对人类健康的深远影响。
一、纳米技术在神经科学研究中的应用纳米技术在神经科学研究中扮演着重要的角色。
首先,纳米技术可以帮助科学家实现对大脑的高精度观测和控制。
通过将纳米材料引入大脑内部,科学家可以实时监测神经元的活动,并通过纳米传感器获取大脑中微小变化的信息。
这为深入理解大脑功能的机制提供了新的手段。
其次,纳米技术在神经科学研究中还可以用于精确的基因编辑。
利用纳米技术制造的纳米粒子可以精确地送达基因编辑工具到目标细胞中,从而实现精确的基因修饰。
这为研究神经系统疾病的基因机制提供了便利,也为开发基因治疗提供了新的途径。
此外,纳米技术还可以用于构建人工神经网络。
通过使用纳米材料制造的电极和传感器,科学家可以实现对神经元的高效刺激和信号检测,从而构建起人工神经网络。
这一技术的应用潜力巨大,不仅有助于研究神经网络的基本规律,还可以为实现大脑与计算机的连接提供新的思路。
二、纳米技术在神经科学治疗中的应用纳米技术在神经科学治疗中的应用前景也备受关注。
首先,纳米技术可以用于治疗神经系统疾病。
通过利用纳米粒子载药系统,药物可以被精确地输送到病变部位,减少副作用,并提高治疗效果。
例如,利用纳米技术制造的纳米粒子可以被装载上抗癌药物,并通过靶向导航系统将药物送达肿瘤细胞,实现高效的治疗。
其次,纳米技术还可以用于神经组织的修复和再生。
纳米材料具有特殊的生物相容性和生物活性,可以在损伤的神经组织中发挥促进修复的作用。
通过纳米技术,科学家可以制造出具有特定结构和功能的纳米材料,用于支持和引导神经细胞的再生和连接。
这为神经系统疾病的治疗提供了新的思路和方法。
另外,纳米技术还可以为神经科学治疗提供个性化的解决方案。
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纳米技术的应用与前景展望
【摘要】纳米技术是二十一世纪最具潜力的学科分支,有可能成为下一世纪前二十年的主导技术。
本文概述了纳米技术在陶瓷、电器、医学等方面的应用,并对纳米技术的发展进行了展望。
【关键词】纳米技术;应用;发展前景
0.引言
纳米技术是上世纪末出现的高技术,有科学家预言,在21世纪纳米材料将是“最有前途的材料”,纳米技术甚至会超过计算机和基因学,成为“决定性技术”.1990年,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩召开,《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世.从此一个崭新的科学技术领域—纳米科技开始得到科技界的广泛关注。
[1]
1.纳米技术
1.1纳米技术的发展现状
二十世纪90年代以后,纳米技术飞速发展。
自首届国际纳米科学技术会议召开以后,世界各国的纳米技术研究风起云涌,各种形式的研究机构像雨后春笋遍布世界各地,纳米技术研究所涉及的科学领域及应用范围在不断扩大,各个领域都取得了可喜的进展,纳米技术研究获得了空前的快速发展。
纳米材料是纳米技术的重要组成部分,在纳米材料领域,人们研究出了纳米金属、合金、陶瓷和有机高分子等复合型材料并在实际中应用,取得了明显的效果。
[2]
1.2发展纳米技术的重要性
纳米技术的研究开发可能在精密机械工程、材料科学、微电子技术、计算机技术、光学、化工、生物和生命技术以及生态农业等方面产生新的突破。
世界各国都给予极大的重视,美国国家关键技术委员会将纳米技术列为政府重点支持的22项关键技术之一,制定了投资2亿美元进行大规模开发纳米技术的10年计划。
英国成立了纳米技术战略委员会,国家纳米技术计划已开始实施。
科学家们认为,纳米技术的深远意义可与18世纪的工业革命相媲美,它的重要性非常大,表现在技术和科学方面,主要有以下几点:
(1)纳米技术是一项交叉领域学科,对它的基础研究和应用研究是能否拥有国际竞争力的先决条件。
(2)由于它的交叉学科性能,决定了它不仅应用于一种技术领域,它为许多学科的发展奠定基础并起到推动的作用。
(3)实践证明,为了在经济方面取得相对的成功,必须在纳米技术的研究和开发方面制定长期的发展计划。
[3]
2.纳米技术的发展
2.1纳米技术促进配套技术的发展
电子元件越来越小,对其它电子部件也提出了新的要求,例如电线。
电线传输信息,在纳米级基础上进行线路加工是纳米技术的基础和关键。
现已制出宽度为20纳米的线,今后可能用此法制出4纳米或低于4纳米的线。
此项发明可能在半导体元件上获得多种应用,也可能用此技术突破磁性储存的极限。
另一种非金属线是用C-C共轭键联结分子制成,研究工作者对这些分子制成的线的性能进行了测定和研究,下一步将设计先进构型分子,制造分子级电子元件,使之具有晶体管和开关器的性能。
这些材料虽已合成出来,但实际应用尚有许多问题。
[4]
2.2纳米技术要在应用中求得发展
美国某一技术公司仅成立8年,正在生产纳米晶体粉并进行工业应用,纳米级材料有较高的化学活性,分子组成比较均匀一致,并且更易加工。
因为材料近于分子级水平,量子效应明显。
该公司的目的是能供应大量纳米材料,使研究工作能进行下一阶段的元件制造。
纳米技术产业要通过纳米级粉末和薄膜的制造和应用,将精密制造技术扩展到其它产业中去。
一些纳米材料研究开发单位和人员还重视在催化剂、传感器和磨料方面应用纳米级材料,使它们能进一步小型化和更为有效。
[5]
2.3应用与展望
如前所述,纳米技术的应用除了传统的应用外,还应用于医药和信息传输。
随着信息时代的到来,多媒体技术的发展和应用,特别是局域网,光纤接入网的大力发展和扩容联网,及光纤到户的实现,纳米技术在信息传输中的应用范围会越来越广,需要解决的技术课题也会不断增加。
国外在这一领域已取得了巨大成果。
我国也应该积极开展这一领域的研究和推广应用工作。
首先人材料研究入手,逐步展开,技术推广应用,结合我国情况开展应用技术研究。
吸收石英光纤研究的教训,重视纳米材料的制造技术的研究,使我国的光通信技术,跟上世界科技的发展水平,迎接信息时代的到来。
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3.未来展望
纳米技术作为一门新兴的多学科交叉科学,它的发展将会带动许多相关学科的发展。
纳米材料科学是纳米技术的重要组成部分,是原子物理、凝聚态物理、固体化学、胶体化学、化学反应动力和表面、界面科学等多相关学科交叉汇合而出现的新学科生长点,纳米材料研究的进展势必把许多学科推向一个新层次。
根据对世界各国在纳米技术方面领先程度的等级分析,目前,我国在纳米技术的研究和应用与美国、日本等发达国家还有较大的差距,还存在严重的财力不足及质量问题。
我国的纳米技术发展应该根据国情,有所赶超,有所不超,集中有限的财力,重点突破。
首先应把微型机电系统(MEMS)作为发展的重点,其优先发展领域为国防领域与生物领域。
其次,发展纳米技术基础研究,应重点开展纳米材料、纳米加工、纳米测量与控制技术与设备的研究,同时亦应重视开展纳米尺度上的新物质现象、新效应的科学理论研究,并加强开发研究基地的建设和科技与产业人才的培养,以加快我国纳米技术的研究和应用。
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【参考文献】
[1]赵丽娜,王平.纳米材料和纳米技术的应用研究,自然科学报,2006,11.
[2]杨芸,刘渝,张改莲.纳米材料与纳米技术的应用,化学教育,2001(03).
[3]赵青梅.纳米技术的发展与应用,内蒙古石油化工(第30卷).
[4]马玉宝.纳米技术的发展与展望,胜利油田职工大学学报,2003,9(第17卷)(03).
[5]汪一佛.纳米技术的进展.
[6]佟鹏,高建强,王兵树,曹文亮.纳米技术的研究与应用,能源研究与信息,2002(第18卷)(03).
[7]张莉芹,袁泽喜.纳米技术和纳米材料的发展及其应用,武汉科技大学学报,2003.9(第26卷)(03).。