纳米材料的最新进展
纳米技术的最新进展
纳米技术的最新进展随着科技的不断发展和进步，人们越来越关注那些新型先进的技术，其中最具潜力和前途的，当属纳米技术了。
自上世纪90年代开始，纳米技术逐渐走进人们的视野，人们开始意识到纳米技术的巨大潜力，并开始致力于研究和应用这项技术。
最近几十年里，纳米技术取得了长足的进步和发展，不仅仅应用于生物医药、材料科学，还涉及了许多领域，所以本文将会对纳米技术的最新进展进行综述。
首先，最新进展领域之一是生物医药领域。
近年来，人们对纳米技术在生物领域的应用愈加重视。
纳米技术最显著的优势之一就是它可以在比细胞还要微小的尺度上操作，可以制造出尺度与人体细胞相当的药物和生物组织。
充分利用这种能力，科学家们研究出了一些可用于治愈癌症的药物，这些药物在结构和功能方面均比传统的化学药品更加优秀。
例如，一些利用纳米技术制造的“纳米粒子”可以更轻易地进入癌症细胞，从而达到更好的治疗效果。
另外，最近研究人员发现，通过使用纳米技术，可以制造出类似自然生物体结构的材料，在治愈组织受损方面也是具有很高的应用价值的。
总的来说，祥报道纳米技术在医学领域内的将日渐增多，未来将会会产生更多医疗应用.其次，最新进展领域之二是制造业。
纳米技术在制造业中的应用也日益增多。
例如，利用纳米技术，可以制造出更轻、更耐用的材料，可以将普通金属或塑料加工成为符合特定需求的形态。
在此，我们不得不提到的是纳米涂层技术。
纳米涂层技术可以在溶液中以纳米级颗粒的形式存在，其导电性、光学性能和力学性能远超过传统的金属或非金属材料，同时还可以抵御污染、氧化和腐蚀等因素，因此可以广泛应用于材料科学和制造领域。
另外，在制造领域中，纳米器件也是一项非常出色的创新。
纳米器件是一种电子设备，其尺寸一般在10纳米到100纳米之间，这种器件可以利用纳米尺寸的极度小巧来实现高度集成和更高的性能。
最后，纳米技术还可以应用于环境领域。
全球气候变化、水资源短缺、环境污染等问题一直是人类所关注的问题。
纳米材料在电子信息工程中的前沿研究与发展趋势
纳米材料在电子信息工程中的前沿研究与发展趋势近年来，纳米材料在电子信息工程中的应用得到了广泛关注和研究。
纳米材料具有独特的物理和化学特性，在电子器件制备、传感器技术、能源存储和转换等领域展示出了巨大的应用潜力。
本文将从纳米材料在半导体器件、柔性电子、光电器件和能源领域的研究与发展趋势进行探讨。
首先，纳米材料在半导体器件中的研究与应用已经取得了显著的进展。
纳米材料广泛应用于半导体量子点、量子线和量子阱等器件结构中，这些纳米结构的引入能够改善器件的电子传输性能，提高能带调控能力，并实现高效的光电转换。
此外，纳米线和纳米片等纳米材料在柔性电子学中的应用也日益成熟。
通过将纳米材料与可弯曲基底相结合，可以实现具有高导电性和高可靠性的柔性电子元件，这对于可穿戴设备、可卷曲屏幕和弯曲传感器等领域具有重要意义。
其次，纳米材料在光电器件中的研究也取得了重要进展。
量子点材料被广泛应用于光电转换器件中，其可调谐的能带结构和优异的光电转换效率使其成为太阳能电池和发光二极管等领域的理想候选材料。
此外，纳米复合材料的引入也为光电器件的高效能量传输和光学功能提供了新的途径。
例如，通过将纳米粒子或纳米线填充到聚合物基底中，可以实现光学波导和光学增强效应，从而提高传感器和光环境中的能量传输效率。
最后，纳米材料在能源领域中的研究也引起了广泛的兴趣。
纳米材料在能源存储和转换中具有独特的性能，可以提高电池和超级电容器的能量密度和循环寿命，促进储能技术的发展。
纳米颗粒和纳米结构的引入也能够优化光催化和光电化学过程，提高太阳能电池和水分解器等能源转换器件的光电转换效率。
此外，纳米材料在燃料电池、热电材料和储能材料等领域的研究也取得了显著的成果，为实现清洁能源和可持续发展提供了新的可能性。
综上所述，纳米材料在电子信息工程中的应用前景令人振奋。
通过将纳米材料与传统材料相结合，可以实现电子器件的高性能、柔性可靠性以及光电器件和能源转换器件的高效能量转换。
纳米材料应用技术的新进展
纳米材料应用技术的新进展
纳米材料应用技术是指将纳米材料应用于各个领域的技术。
近年来，随着纳米技术的不断发展，纳米材料的应用领域也在不断扩大，以下是一些纳米材料应用技术的新进展：
1. 生物医学领域：纳米材料在生物医学领域的应用已经取得了很大的进展。
例如，纳米材料可以用于药物传递、基因治疗、生物传感器等方面。
通过将药物包裹在纳米材料中，可以提高药物的溶解度和生物利用度，减少药物的毒副作用。
2. 能源领域：纳米材料在能源领域的应用也备受关注。
例如，纳米材料可以用于太阳能电池、锂离子电池、超级电容器等方面。
通过使用纳米材料，可以提高电池的能量密度和循环寿命，从而提高能源的利用效率。
3. 环境保护领域：纳米材料在环境保护领域的应用也有很大的潜力。
例如，纳米材料可以用于水处理、空气净化、土壤修复等方面。
通过使用纳米材料，可以去除水中的有害物质、空气中的污染物和土壤中的有毒物质，从而保护环境和人类健康。
4. 电子信息领域：纳米材料在电子信息领域的应用也在不断拓展。
例如，纳米材料可以用于制造电子元件、传感器、显示器等方面。
通过使用纳米材料，可以提高电子元件的性能和可靠性，减小电子产品的尺寸和重量。
总之，纳米材料应用技术的新进展为各个领域的发展带来了新的机遇和挑战。
随着研究的不断深入，相信纳米材料的应用将会更加广泛和深入。
1。
2024年的纳米材料
生物成像技术改进方向
01
高分辨率成像
利用纳米材料的高光学性能，开发高分辨率的生物成像技术，提高成像
的清晰度和准确性。
02
多模态成像
设计能够同时实现多种成像模式（如光学成像、核磁共振成像、超声成
像等）的纳米材料，为疾病的诊断和治疗提供更全面的信息。
03
实时动态成像
利用纳米材料的快速响应性和高灵敏度，开发能够实时监测生物体内动
态过程的成像技术，为疾病的早期诊断和治疗提供有力支持。
组织工程支架材料创新
生物相容性支架材料
开发具有良好生物相容性的纳米支架材料，促进细胞在支架上的黏附、增殖和分化，为组 织再生提供理想的微环境。
可降解支架材料
设计能够在体内逐渐降解并被机体吸收的纳米支架材料，避免二次手术取出支架的痛苦和 风险。
纳米催化技术
利用纳米催化剂的高效催化活性，加速水中污染物的降解和转化， 提高水处理效率。
大气污染治理方法探讨
纳米催化剂用于大气污染物降解
利用纳米催化剂的高效催化活性，促进大气中的有害污染 物（如VOCs、NOx等）的氧化和还原反应，降低其浓度和 毒性。
纳米材料用于大气颗粒物捕集
开发具有优异捕集性能的纳米材料，如纳米纤维、纳米颗 粒等，用于捕集大气中的细颗粒物（PM2.5、PM10等）， 减少其对环境和人体健康的影响。
纳米传感器用于大气污染监测
利用纳米材料的高灵敏度和选择性，开发用于大气污染监 测的纳米传感器，实现对大气中有害物质的快速、准确检 测。
土壤修复技术进展及挑战
纳米材料用于土壤 重金属污染治理
开发具有高效吸附和固定重金 属能力的纳米材料，如纳米零 价铁、纳米硅酸钙等，用于治 理土壤中的重金属污染。
纳米材料应用于能源储存技术的前沿研究进展
纳米材料应用于能源储存技术的前沿研究进展随着全球能源需求的不断增长和可再生能源的推广利用，能源储存技术成为了亟待解决的关键问题之一。
在过去的几十年里，纳米材料作为一种具有独特结构和性能的新型材料，引起了人类对能源储存技术的重大关注。
利用纳米材料进行能源储存的研究已取得了一系列令人瞩目的成果，为更高效、可持续的能源储存技术的发展提供了广阔的前景。
纳米材料在能源储存领域的应用主要包括锂离子电池、超级电容器和燃料电池等方面。
首先，纳米材料在锂离子电池领域的应用表现出了巨大的潜力。
纳米结构材料以其独特的高比表面积和优异的电化学性能，能够提高电池的能量密度、循环寿命和耐高倍率充放电性能。
例如，利用二氧化钛纳米颗粒作为负极材料，其纳米级尺寸能够缩短离子扩散路径，提高锂离子的传输速率，从而提高电池的充放电速率和循环稳定性。
另外，纳米复合材料的应用也在锂离子电池领域取得了显著的成就。
将纳米材料与其他高性能材料结合，可以充分发挥各自的优势，提高电池的能量密度和循环寿命。
通过表面修饰和掺杂等手段，可以进一步调控纳米材料的电化学性能，实现更高效、更稳定的能量储存。
其次，纳米材料在超级电容器领域的应用也取得了一些重要的突破。
超级电容器作为一种能够实现高功率密度和长循环寿命的能源储存设备，对纳米材料的需求尤为迫切。
纳米材料具有可调控的孔隙结构和大比表面积，可以提供更多的表面存储电荷和提高电解液的扩散速率，从而提高超级电容器的能量密度和功率密度。
例如，二氧化钛纳米管阵列作为电极材料，具有较高的比容量和循环寿命，能够显著提高超级电容器的能量存储性能。
此外，纳米材料的结构工程也为超级电容器的发展提供了新的思路。
通过纳米材料的自组装、表面功能化和多孔材料的构建等手段，可以实现超级电容器的自组装和多向导电通道，进一步提高超级电容器的电容量和能量密度。
最后，纳米材料在燃料电池领域的应用也受到了广泛关注。
燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换技术，可以将燃料的化学能转化为电能，同时产生的副产物为水。
微纳米颗粒制备与应用技术的最新进展
微纳米颗粒制备与应用技术的最新进展近年来，微纳米颗粒制备与应用技术发展迅猛，为多个领域带来了重大的突破和改进。
微纳米颗粒具有较大的比表面积、优异的物理、化学性质，以及特殊的表面效应，因此在药物传递、能源储存、环境保护等方面具有广阔的应用前景。
本文将从微纳米颗粒制备和应用上最新的进展进行阐述。
一、微纳米颗粒的制备技术随着纳米技术的不断发展，诸多微纳米颗粒制备技术应运而生。
其中，溶胶凝胶法、燃烧法、沉淀法和气相法等成为主要的制备技术。
（一）溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种常用且有效的微纳米颗粒制备技术。
其通过控制溶胶中的化学成分、浓度和溶解度等参数，使颗粒在溶胶中逐渐增长、聚集而成。
同时，通过改变溶胶的温度、时间和湿度等条件，可以调控颗粒的尺寸、形状和晶相结构。
（二）燃烧法燃烧法是利用可燃物质进行颗粒制备的一种方法。
常见的可燃物质包括金属盐、有机物和高分子物质等。
在高温燃烧过程中，可燃物质会被氧化剂氧化产生燃烧产物，进而形成微纳米颗粒。
燃烧法制备颗粒的优点是制备过程简单、快速准确。
（三）沉淀法沉淀法是一种通过反应产物的沉淀过程制备微纳米颗粒的方法。
该方法主要通过溶液中的反应物通过化学反应生成难溶沉淀，然后通过过滤、离心等步骤得到微纳米颗粒。
沉淀法可以灵活地调整反应溶液的浓度、pH值和温度等参数，以控制颗粒的尺寸和形貌。
（四）气相法气相法是一种制备纳米颗粒的常用技术，其通过在高温、高压的条件下将气体反应产物进行快速冷却，从而得到微纳米颗粒。
气相法具有颗粒尺寸均一、纯度高、结构可控等优点，在催化剂、纳米电子器件等领域有着广泛的应用。
二、微纳米颗粒的应用领域微纳米颗粒作为一种先进材料，其在多个领域都显示出卓越的性能。
（一）生物医学应用在生物医学领域，微纳米颗粒被广泛应用于药物传递、分子影像和生物传感等方面。
微纳米颗粒可以作为一种药物载体，通过表面改性、药物包封等方法，实现药物的靶向输送，提高疗效同时减少毒副作用。
纳米材料制备技术的最新进展和控制策略
纳米材料制备技术的最新进展和控制策略纳米材料制备技术是当今材料科学和工程领域中备受关注的研究方向之一。
纳米材料由于其独特的物理、化学和机械性质，在能源、生物医学、环境保护和电子等领域具有广泛的应用前景。
在过去几十年中，科学家们不断探索新的纳米材料合成方法和控制策略，以满足不同领域对纳米材料的需求。
本文将介绍纳米材料制备技术的最新进展和控制策略。
一、纳米材料制备技术的最新进展今天，纳米材料的制备已经从最初的湿化学合成和气相溅射发展到了更多的方法。
以下是一些纳米材料制备技术的最新进展：1. 溶胶-凝胶法（Sol-Gel Method）:这是一种常用的制备纳米材料的方法。
它通过溶胶的凝胶化过程来制备纳米材料。
这种方法可以通过调整溶胶的成分、浓度和制胶条件来控制纳米材料的形貌和尺寸。
2. 微乳液法（Microemulsion Method）:这是一种利用微乳液作为反应介质的制备纳米材料的方法。
微乳液中的胶束可以作为反应模板，用于生成所需形状和尺寸的纳米材料。
3. 等离子体化学气相沉积法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）:这是一种常用的制备纳米薄膜的方法。
PECVD利用等离子体激活气体分子，从而使其在基底表面生成纳米尺度的沉积物。
4. 燃烧法（Combustion Method）:这是一种高温下的快速化学反应方法，通过控制反应条件可以制备出具有不同尺寸和形貌的纳米材料。
5. 水热法（Hydrothermal Method）:这是一种利用高温高压水作为反应介质进行纳米材料合成的方法。
水热法可以控制纳米材料的形貌和尺寸，并且具有高产率和低成本的优势。
二、纳米材料制备技术的控制策略纳米材料的制备过程中，控制策略是实现所需尺寸和形状的核心要素。
以下是一些常用的纳米材料制备技术的控制策略：1. 成核控制:成核是纳米材料制备过程中的第一步，它决定了纳米颗粒的尺寸和形状。
纳米技术在材料领域中前沿进展
纳米技术在材料领域中前沿进展纳米技术是在纳米尺度上对物质进行研究、控制和改造的一门学科。
纳米尺度指的是物质尺寸在1到100纳米之间。
随着科技的不断进步，纳米技术在各个领域都展现出了巨大的潜力，特别是在材料领域中，纳米技术的应用已经引起了广泛的关注。
一、纳米材料的合成与制备技术纳米技术的快速发展与纳米材料的合成与制备技术密不可分。
传统的材料制备方法无法精确控制材料的尺寸和形貌，但纳米技术的发展使得这一问题得到了解决。
现代纳米材料的合成和制备技术包括溶剂热法、熔融法、溶胶凝胶法、氧化还原法等多种方法。
这些方法可以合成出具有特殊功能和性质的材料，如纳米粒子、纳米薄膜、纳米线和纳米结构等。
二、纳米材料在能源领域中的应用纳米材料在能源领域的应用是当前研究的热点之一。
由于纳米材料具有特殊的物理和化学性质，可以提高能量的转换效率和储存密度。
例如，纳米材料在太阳能电池、燃料电池和储能设备中的应用已经取得了显著的进展。
使用纳米材料可以提高光电转换效率，延长电池的寿命，减小储能设备的体积和重量，为可持续发展提供了新的解决方案。
三、纳米材料在传感器领域中的应用纳米材料在传感器领域中也有着广泛的应用。
由于纳米材料具有大比表面积、高灵敏度和优异的电化学性能，可以用于制备高灵敏的传感器。
例如，一些纳米材料可以用来制作生物传感器，可以实现对生物分子的高灵敏检测，广泛应用于生物医学和环境监测中。
此外，纳米材料还可以用于制备传感器阵列，实现多参数的同时检测，提高传感器的性能。
四、纳米材料在医疗领域中的应用纳米材料在医疗领域的应用也备受关注。
纳米材料具有较小的尺寸和较大的比表面积，可以实现药物的精确传递和靶向治疗。
这些特性为靶向药物输送系统的设计提供了可能。
例如，纳米颗粒可以携带药物并将其精确释放到病变组织中，减少药物的毒副作用，提高治疗效果。
此外，纳米材料还可以用于制备生物成像剂，实现对疾病的早期诊断和治疗监测。
五、纳米材料在环境保护中的应用纳米材料在环境保护领域中的应用也显示出了巨大的潜力。
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纳米材料论文班级：材料物理081401姓名：胡鹏飞学号：200814020110纳米材料几个热点领域的新进展一、纳米组装体系的设计和研究目前的研究对象主要集中在纳米阵列体系纳米嵌镶体系；介孔与纳米颗粒复合体系和纳米颗粒膜。
目的是根据需要设计新的材料体系，探索或改善材料的性能，目标是为纳米器件的制作进行前期准备，如高亮度固体电子显示屏，纳米晶二极管，真空紫外到近红外特别是蓝、绿、红光控制的光致发电和电子发光管等都可以用纳米晶作为主要的材料，国际上把这种材料称为“量子”纳米晶，目前在实验室中Si 已设计出的纳米器件有Si-SiO2 的发光二极管掺Ni的纳米颗粒发光二极管，用不同纳米尺度的CdSe 做成红、绿、蓝光可调谐的二极管等。
介孔与纳米组装体系和颗粒膜也是当前纳米组装体系重要研究对象，主要设计思想是利用小颗粒的量子尺寸效应和渗流效应，根据需要对材料整体性能进行剪裁、调整和控制达到常规不具备的奇特性质，这方面的研究将成为世纪之交乃至下一个世纪引人注目的前沿领域。
纳米阵列体系的研究目前主要集中在金属纳米颗粒或半导体纳米颗粒在一个绝缘的衬底上整齐排列的二维体系。
纳米颗粒与介孔固体组装体系近年来出现了新的研究热潮。
人们设计了多种介孔复合体系，不断探索其光、电及敏感活性等重要性质。
这种体系一个重要特点是既有纳米小颗粒本身的性质，同时通过纳米颗粒与基体的界面隅合，又会产生一些新的效应。
整个体系的特性与基体的孔洞尺寸，比表面以及小颗粒的体积百分比数有密切的关系。
可以通过基体的孔洞将小颗粒相互隔离，使整个体系表现为纳米颗粒的特性；也可以通过空隙的连通，利用渗流效应使体系的整体性质表现为三维块体的性质。
这样可以根据人们的需要组装多种多样的介孔复合体。
目前，这种体系按支撑体的种类可划分为：无机介孔和高分子介孔复合体两大类。
小颗粒可以是：金属、半导体、氧化物、氮化物、碳化物。
按支撑体的状态也可分为有序和无序介孔复合体。
二、高性能纳米结构材料的合成对纳米结构的金属和合金重点放在大幅度提高材料的强度和硬度，利用纳米颗粒小尺寸效应所造成的无位错或低位错密度区域使其达到高硬度、高强度。
纳米结构铜或银的块体材料的硬度比常规材料高50倍，屈服强度高12倍；对纳米陶瓷材料，着重提高断裂韧性，降低脆性，纳米结构碳化硅的断裂韧性比常规材料提高100 倍，n-ZrO2+Al2O3、n-SiO2+Al2O3 的复合材料，断裂韧性比常规材料提高4-5倍，原因是这类纳米陶瓷庞大体积百分数的界面提供了高扩散的通道，扩散蠕变大大改善了界面的脆性。
三、纳米添加使传统材料改性在这一方面出现了很有应用前景的新苗头，高居里点、低电阻的 PTC 陶瓷材料，添加少量纳米二氧化铣可以降低烧结温度，致密速度快，减少 Pb 的挥发量，大大改善了 PTC 陶瓷的性能，尺度为 60nm 的氧化锌压敏电阻、非线性阀值电压为 100V／cm，而 4mm 的氧化锌，阀值电压为 4kV／cm，如果添加少量的纳米材料，可以将阀值电压进行调制，其范围在 100V~30kV 之间，可以根据需要设计具有不同阀值电压的新型纳米氧化锌压敏电阻，三氧化二铝陶瓷基板材料加入 3％-5％的 27nm 纳米三氧化二铝，热稳定性提高了 2-3 倍，热导系数提高 10％-15％。
纳米材料添加到塑料中使其抗老化能力增强，寿命提高。
添加到橡胶可以提高介电和耐磨特性。
纳米材料添加到其他材料中都可以根据需要，选择适当的材料和添加量达到材料改性的目的，应用前景广阔。
四、纳米涂层材料的设计与合成这是近 1—2 年来纳米材料科学国际上研究的热点之一，主要的研究聚集在功能涂层上，包括传统材料表面的涂层、纤维涂层和颗粒涂层，在这一方面美国进展很快，80nm 的二氧化锡及 40nm 的二氧化钦20nm 的三氧化二铬与树脂复合可以作为静电屏蔽的涂层，80nm 的 BaTiO3 可以作为高介电绝缘涂层，40nm 的 Fe3O4 可以作为磁性涂层， 80nm 的Y2O3 可以作为红外屏蔽涂层，反射热的效率很高，用于红外窗口材料。
近年来人们根据纳米颗粒的特性又设计了紫外反射涂层，各种屏蔽的红外吸收涂层、红外涂层及红外微波隐身涂层，在这个方面的研究逐有上升的趋势，目前除了设计所需要的涂层性能外，主要的研究集中在喷涂的方法，大部分研究尚停留在实验室阶段，日本和美国在静电屏蔽涂层、绝缘涂层工艺上有所突破，正在进入工业化生产的阶段。
五、纳米颗粒表面修饰和包覆的研究这种研究主要是针对纳米合成防止颗粒长大和解决团聚问题进行的，有明确的应用背景。
美国已成功地在 ZrO2 纳米颗粒表面包覆Al2O3 在纳米 Al2O3 表面包覆了 ZrO2，SiO2 表面的有机包覆，TiO2表面的有机和无机包覆都已在实验室完成。
包覆的小颗粒不但消除了颗粒表面的带电效应，防止团聚，同时，形成了一个势垒，使它们在合成烧结过程中（指无机包覆）颗粒不易长大。
有机包覆使无机小颗粒能与有机物和有机试剂达到浸润状态。
这为无机颗粒掺入高分子塑料中奠定了良好的基础。
这些基础研究工作，推动了纳米复合材料的发展。
美国在实验室中已成功的把纳米氧化物表面包覆有机物的小颗粒添加到塑料中，提高了材料的强度和熔点。
同时防水能力增强，光透射率有所改善。
若添加高介电纳米颗粒，还可增强系统的绝缘性。
在封装材料上有很好的应用前景。
一、纳米材料研究的现状自 70 年代纳米颗粒材料问世以来，80 年代中期在实验室合成了纳米块体材料，至今已有 20 多年的历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在 80 年代中期以后。
从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。
第一阶段（1990 年以前）主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。
对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在 80 年代末期一度形成热潮。
研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。
第二阶段（1994 年前）人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。
第三阶段（从 1994 年到现在）纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。
国际上，把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系，基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。
纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。
如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。
著名诺贝尔奖金获得者，美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…，那将创造什么样的奇迹” 。
就像目前用 STM 操纵原子一样，人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言，创造新奇迹的起点。
美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上发表论文，指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。
可见，纳米结构的组装体系很可能成为纳米材料研究的前沿主导方向。
二、纳米材料研究的特点 1、纳米材料研究的内涵不断扩大第一阶段主要集中在纳米颗粒（纳米晶、纳米相、纳米非晶等）以及由它们组成的薄膜与块体，到第三阶段纳米材料研究对象又涉及到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料（包括凝胶和气凝胶），例如气凝胶孔隙率高于 90％，孔径大小为纳米级，这就导致孔隙间的材料实际上是纳米尺度的微粒或丝，这种纳米结构为嵌镶、组装纳米微粒提供一个三维空间。
纳米管的出现，丰富了纳米材料研究的内涵，为合成组装纳米材料提供了新的机遇。
2．纳米材料的概念不断拓宽 1994 年以前，纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜，现在纳米结构的材料的含意还包括纳米组装体系，该体系除了包含纳米微粒实体的组元，还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体，因此，纳米结构材料内涵变得丰富多彩。
3．纳米材料的应用成为人们关注的热点经过第一阶段和第二阶段研究，人们已经发现纳米材料所具备的不同于常规材料的新特性，对传统工业和常规产品会产生重要的影响。
日本、美国和西欧都相继把实验室的成果转化为规模生产，据不完全统计，国际上已有 20 多个纳米材料公司经营粉体生产线，其中陶瓷纳米粉体对常规陶瓷和高技术陶瓷的改性、纳米功能涂层的制备技术和涂层工艺、纳米添加功能油漆涂料的研究、纳米添加塑料改性以及纳米材料在环保、能源、医药等领域的应用，磨料、釉料以及纸张和纤维填料的纳米化研究也相继展开。
纳米材料及其相关的产品从 1994 年开始已陆续进入市场，所创造的经济效益以 20％速度增长。
三、纳米材料的发展趋势 1．加强控制工程的研究在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究，这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。
由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用，它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分，是有利的作用，还是不利的作用更难以判断，这不但给某一现象的解释带来困难，同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。
如何控制这些效应对纳米材料性能的影响，如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响，这都是控制工程研究亟待解决的问题。
国际上近一两年来，纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面：一是纳米颗粒的表面改性，通过纳米微粒的表面做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度；二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态（连续分布还是孤立分布）来控制量子尺寸效应和渗流效应；三是通过设计纳米丝、管等的阵列体系（包括有序阵列和无序阵列）来获得所需要的特性。
六、近年来引人注目的几具新动向（1）纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头。
日本 Nippon 钢铁公司闪电化学阳极腐蚀方法获得 6H 多孔碳化硅，发现了蓝绿光发光强度比 6H 碳化硅晶体高 100 倍：多孔硅在制备过程中经紫外辐照或氧化也发蓝绿光；含有 Dy 和 Al 的 SiO2 气凝胶在 390nm 波长光激发下发射极强的蓝绿光，比多孔 Si 的最强红光还高出 1 倍多， 250nm波长光激发出极强的蓝光。
（2）巨电导的发现。
美国霍普金斯大学的科学家在 SiO2-Au 的颗粒膜上观察到极强的高电导现象，当金颗粒的体积百分比达到某临界值时，电导增加了 14 个数量级；纳米氧化镁铟薄膜经氢离子注入后，电导增加 8 个数量级；（3）颗粒膜巨磁电阻尚有潜力。