高分子纳米复合材料.详解
高分子纳米复合材料的制备与性能研究
高分子纳米复合材料的制备与性能研究高分子纳米复合材料是将纳米材料与高分子材料相结合而形成的一种新型复合材料。
它具有许多优良的性能，如优异的力学性能、高耐磨性、耐温性能和导电性能等。
因此，研究高分子纳米复合材料的制备与性能一直是材料科学领域的热点之一。
一、纳米材料的制备与表征纳米材料是具有尺寸小于100纳米的颗粒状物质，因其尺寸效应和界面效应的出现，使其具有与体材料不同的特殊性能。
常见的纳米材料包括纳米颗粒、纳米管和纳米片等。
制备纳米材料的方法有很多种，包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法和机械法等。
此外，还需要对纳米材料进行表征，以确定其形貌、结构和性能等。
常用的表征手段有透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等。
二、高分子纳米复合材料的制备方法高分子纳米复合材料的制备方法主要包括物理混合法、原位聚合法和胶束模板法等。
物理混合法是将纳米材料直接与高分子材料进行机械混合，然后通过热压、溶液浸渍或溶胶凝胶法形成复合材料。
原位聚合法则是在纳米材料表面引入功能单体，通过聚合反应将其与高分子材料连接起来。
胶束模板法则是利用纳米胶束结构控制高分子材料的组装行为，形成具有规则微观结构的复合材料。
三、高分子纳米复合材料的应用领域高分子纳米复合材料具有较高的力学性能和导电性能，因此广泛应用于工程领域。
例如，在航空航天领域中，高分子纳米复合材料可以用于制作轻量化的结构材料，提高航空器的载荷能力和燃料效率。
在电子领域，高分子纳米复合材料可以作为电池的电解质或封装材料，提高电池的性能和寿命。
此外，高分子纳米复合材料还可以应用于水处理、医学和环境保护等领域。
四、高分子纳米复合材料的性能研究对于高分子纳米复合材料的性能研究，主要包括力学性能、导电性能和热性能等方面。
力学性能的研究可以通过拉伸实验、压缩实验和弯曲实验等来评价材料的强度和刚度等性能。
导电性能的研究可以通过电阻测试和电导率测试等来评价材料的导电性能。
热性能的研究可以通过热重分析和差示扫描量热分析等来评价材料的热稳定性和导热性能。
高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料是一种由纳米材料与高分子材料相结合而成的新型材料，具有许多优异的性能和广泛的应用前景。
纳米材料的引入可以显著改善高分子材料的力学、热学、光学和电学性能，使其在工程领域中具有更广泛的应用价值。
首先，高分子纳米复合材料具有优异的力学性能。
由于纳米材料的加入，可以有效地增强高分子材料的强度、刚度和韧性，使其具有更好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能。
这使得高分子纳米复合材料在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域中得到广泛应用。
其次，高分子纳米复合材料具有优异的热学性能。
纳米材料的加入可以显著提高高分子材料的热稳定性和热导率，使其具有更好的耐高温和隔热性能。
这使得高分子纳米复合材料在电子电器、航空航天、新能源等领域中得到广泛应用。
此外，高分子纳米复合材料还具有优异的光学和电学性能。
纳米材料的加入可以显著改善高分子材料的透明度、抗紫外线性能和导电性能，使其具有更广泛的应用前景。
这使得高分子纳米复合材料在光学膜、光电器件、柔性电子等领域中得到广泛应用。
综上所述，高分子纳米复合材料具有优异的力学、热学、光学和电学性能，具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和高分子材料的不断创新，相信高分子纳米复合材料将在未来得到更广泛的应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
高分子纳米复合材料的制备及应用研究
高分子纳米复合材料的制备及应用研究高分子纳米复合材料是一种新型的材料，主要由高分子基质和纳米填充剂组成。
这种材料具有许多良好的性能，如优异的力学性能、热稳定性、电学性能和气体阻止性能等。
因此，在化学、电子、医学、航空航天等领域都有广泛的应用。
一、高分子纳米复合材料的制备方法高分子纳米复合材料的制备方法包括机械法、化学法和物理法等多种方法。
机械法主要是通过研磨来实现纳米颗粒的加入，但这种方法会破坏高分子的结构，从而影响材料的性能；化学法主要是通过控制反应条件来实现纳米颗粒的加入，但这种方法需要对材料的纯度、反应速率等有很高的要求；物理法主要是通过各种物理手段来实现纳米颗粒的加入，如超声波、等离子体等。
其中，超声波辅助制备是目前应用最为广泛的一种方法。
该方法可以通过控制超声波的频率、功率和处理时间等参数来实现纳米颗粒的均匀分散在高分子基质中，从而得到具有优良性能的高分子纳米复合材料。
二、高分子纳米复合材料的应用研究高分子纳米复合材料的应用研究主要包括以下几个方面：1. 电子领域：高分子纳米复合材料可以制备高性能的电子器件，如场效应晶体管、有机发光二极管、薄膜晶体管等。
其中，场效应晶体管是高分子纳米复合材料在电子领域中最成功的应用。
该器件不仅具有高迁移率、高电流驱动能力和良好的稳定性等优点，还可以通过控制纳米填充剂的种类和含量来实现器件性能的调控。
2. 医学领域：高分子纳米复合材料可以制备一些用于医学诊断和治疗的纳米药物载体，如聚乳酸纳米粒子、碳纳米管纳米复合材料等。
这些材料不仅具有较小的粒径和较大的比表面积，具有良好的药物负载能力和靶向性，还可以通过控制组成和结构来调控药物的释放行为，从而提高治疗效果。
3. 航空航天领域：高分子纳米复合材料可以制备高性能的航空航天部件，如复合材料和超高温材料等。
其中，碳纤维增强高分子基质复合材料是一种重要的结构材料，具有优异的力学性能和热稳定性，已经广泛应用于航空航天领域中。
高分子材料的纳米复合
高分子材料的纳米复合近年来，随着人们对材料性能需求的不断提高，高分子材料的研究领域也变得越来越广泛。
作为一种广泛应用于人类各种生产生活中的材料，高分子材料具有很多的优点，例如具有优异的机械性能、化学稳定性和生物相容性等。
而要进一步提高高分子材料的性能，最有效的方法之一便是引入纳米材料，从而产生纳米复合材料。
本文将介绍高分子材料的纳米复合，探讨其优点以及应用前景。
一、什么是纳米复合材料？纳米复合材料是指将两种或多种不同尺度的材料混合在一起，其中至少有一种是尺寸在纳米级别范围内的材料。
由于其特别的微观结构，纳米复合材料具有较大的比表面积和界面能，因此通常具有异于其单独材料的特殊化学、物理、力学、光学等性质，例如高分子材料的纳米复合材料常常会表现出优异的力学性能、热稳定性、化学稳定性和导电性能等特点。
二、高分子材料与纳米复合高分子材料是一类链状分子组成的大分子化合物，分子量上万至上千万。
高分子材料的重要性体现在其巨大的物理、化学性质上，且这些性质可以通过化学合成、物理改性等方法进行调整。
在实际应用中，高分子材料广泛应用于塑料、弹性体、涂料、胶粘剂等领域，其耐热性、抗氧化性、机械性能等性能常常是其他材料所无法比拟的。
但是，高分子材料也存在着一些局限性。
例如，其机械性能和热稳定性常常无法满足严苛的工业生产需求。
同时，高分子材料在生物领域的应用也受到了某些因素的限制。
为了解决这些问题，研究人员开始将纳米材料引入高分子材料中，制备高分子材料的纳米复合材料。
三、纳米复合材料的制备方法1. 自组装法自组装法是通过局部浓缩现象，让纳米颗粒在高分子表面沉积并形成纳米复合材料。
自组装法制备的高分子纳米复合材料具有表面平整光滑，分散性好的特点。
2. 均相混合法均相混合法是将纳米颗粒直接分散到高分子材料中，再通过机械搅拌等方法进行充分混合，形成纳米复合材料。
这种方法适用于纳米颗粒的分散性较好的材料。
3. 两步法两步法是指先将纳米颗粒与表面活性剂等添加剂制备成胶体，然后再将胶体加入到高分子溶液中，通过溶剂挥发等方式获得纳米复合材料。
高分子纳米复合材料的制备与性能研究
高分子纳米复合材料的制备与性能研究导言高分子纳米复合材料是一种由高分子基体和纳米填料组成的复合材料。
这种复合材料具有优异的物理、化学和力学性能，被广泛应用于各个领域。
本文将以制备方法和性能研究为主线，探讨高分子纳米复合材料的最新研究进展。
制备方法高分子纳米复合材料的制备方法主要包括溶液法、熔融法和原位聚合法等。
溶液法是目前研究得最为广泛的一种制备方法。
它通过将纳米填料分散到高分子溶液中，然后通过溶剂蒸发或流变调控等方法实现纳米填料在高分子基体中的均匀分散。
溶液法制备的高分子纳米复合材料具有优异的加工性能和物理性能。
性能研究高分子纳米复合材料的性能研究主要包括物理性能、力学性能和热性能等方面。
物理性能的研究主要关注复合材料的介电性能、热导率和光学性能等。
高分子纳米复合材料在这些方面可以显著改善，并具有潜在的应用前景。
力学性能的研究主要关注复合材料的强度、硬度和韧性等。
纳米填料的加入可以增强基体材料的力学性能，并提升复合材料的综合性能。
热性能的研究主要关注复合材料的热稳定性和热分解性能等。
纳米填料的加入可以提高复合材料的热稳定性，并提高其在高温环境下的应用性能。
应用前景高分子纳米复合材料具有广泛的应用前景。
在电子领域，高分子纳米复合材料可以应用于电子元器件和柔性电子器件等。
其优异的介电性能和热导率可以提高电子器件的性能，并增强其抗热性能。
在能源领域，高分子纳米复合材料可以应用于太阳能电池和储能器件等。
纳米填料的加入可以提高太阳能电池的光电转换效率，并提高储能器件的能量密度。
在汽车工业领域，高分子纳米复合材料可以应用于汽车制动系统和轮胎等。
其优异的力学性能可以提高汽车制动系统的刹车效果，并提高轮胎的耐磨性和抗老化性能。
结论高分子纳米复合材料的制备方法和性能研究是当前材料科学领域的研究热点。
通过不断改进制备方法和深入研究性能，可以进一步优化高分子纳米复合材料的性能，并拓宽其应用范围。
高分子纳米复合材料的研究将为解决环境、能源和汽车等领域的技术难题提供新的解决思路，并促进科技创新和经济发展的持续推进。
高分子纳米复合材料介绍PPT(24张)
特殊性质
同步增韧增强效应——纳米材料对有机聚合
物进行复合改性，却是在发挥无机材料增强
效果的同时，又能起到增韧的效果。
新品功能高分子材料——传统功能高分子基
本上都是通过化学反应合成特殊官能团得到
。但是纳米材料可以直接或者间接达到具体
的功能，如光电转换，高校催化，紫外屏蔽
例如，李谷等对PS/纳米CaCO3复合材料玻璃化 转变及物理老化研究发现，少量的纳米CaCO3粒 子对PS基体的分子链锻松弛行动有促进作用，并 且随着纳米CaCO3质量分数的增加而有不同程度 的下降。
卢红斌等对层状硅酸盐-环氧树脂纳米复合材料在 受限环境下松弛行为的研究得出了三种松弛模型 。认为，与硅酸盐片层相连的链段松弛速率最低 ，而在层与层之间的部分松弛速率最快。其他区 域的链段松弛速率则与纯PS时的相同。当聚合物 与硅酸盐片层以弱的作用力（比如物理吸附）结 合时其链段松弛速率最低。当聚合物嫁接到硅酸 盐固体表面时，松弛速率最快。也即是，当聚合 物链与纳米粒子结合时，这部分的链段松弛速率 会大大增加。
纳米复合材料是由两种或两种以上的固相至少在一维 以纳米级大小(1 -100 nm) 复合而成的材料。
非晶体、半晶体、晶体
无论分散相还是 连续相
无机物（陶瓷、金属等）、 有机物（高分子）等
4
聚合物基纳米复合材料
以聚合物（树脂）为连续相，以纳米 粒子为分散相的复合材料。
一般纳米粒子为无机物。但有时候是有机物 ，如刚性棒状高分子，包括溶致性和热致性 液晶高分子。他们以分子水平分散在聚合物 基体中，形成有机物/有机物纳米复合材料 。
纳米CaCO3粒子的加入对PS分子链的影响是两方 面的：一方面，纳米CaCO3的加入，增加了PS链 与链间的自由体积；另一方面，纳米CaCO3粒子 对其之间的PS分子链起到了加速松弛作用。这两 种因素不相互对立，而是各自独立，共同促进了 分子链的松弛，只是方式的不同。
高分子纳米复合材料.详解
具有闭壳层电子结构的金属，如II主族的Ca、Mg等，其纳米 粒子内部的原子间距比常规块材的要大，相应地结合力性质 从金属键向范德华力转变； 常规的Si、Ge等材料是典型的共价键型材料，而其纳米粒子 表现出金属键的性质； 常规的离子键材料，如金属卤化物等，其纳米粒子带有共价 键的性质，且主要是由于表面原子的贡献。
1atm的H2S, 2h
在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成聚 合物
在含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子溶液中，单 体分子原位聚合生成高分子，其关键是保持胶体粒子 的稳定性，使之不发生团聚。
在Au/Pt双金属胶体粒子溶液中原位聚合生成聚乙烯醇及聚（N-乙烯 基-2-吡咯烷酮）制备纳米复合材料。 把一系列金属微粉浸泡在含有聚电解质的吡咯、呋喃、噻吩、苯胺 及其衍生物的溶液中，单体吸附在粒子表面，再放入氧化剂溶液中 聚合，就在金属粒子表面包上一层导电聚合物，既保持了金属的高 电导率，又可防止粒子被空气氧化。 对热固性高聚物，如环氧树脂，可以先将纳米单元与环氧低聚物混 合，然后再固化成型，形成纳米复合材料。
2.0
( Em )
1.5
1.0
0.5
4 3.5
Clay E = 178 GPa = 2.83 L/t = 50
0.0
Talc E = 41 GPa = 2.75 L/t = 7
Modulus Ratio (E||/E0)
0
100
200
300
400
500
3 2.5 2 1.5 1 0 10 20 30
表面活性剂可吸附在纳米粒子的表面，对生成的粒子 起稳定和保护作用，防止粒子的进一步生长。 另外通过选择表面活性剂及助剂还可以控制水相微区 的形状，从而得到不同形状的纳米粒子包括球形、棒 状、碟状，还可以制备纳米级核－壳双金属粒子、合 金粒子、核－壳双半导体粒子等。
高分子纳米复合材料的制备与性能研究
高分子纳米复合材料的制备与性能研究引言：高分子纳米复合材料是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型复合材料。
通过将纳米颗粒与高分子基体相结合，可以获得许多独特的性能，如优异的力学性能、热稳定性、电性能等。
本文将对高分子纳米复合材料的制备方法和性能研究进行综述，并讨论其在不同领域中的应用前景。
一、高分子纳米复合材料的制备方法1. 溶液混合法：溶液混合法是一种常用的制备高分子纳米复合材料的方法。
该方法通过将纳米颗粒和高分子溶液混合，并经过溶剂蒸发或沉淀法使纳米颗粒与高分子基体相互作用和结合。
该方法操作简单，适用于制备多种类型的高分子纳米复合材料。
2. 界面聚合法：界面聚合法利用化学反应在纳米颗粒表面形成高分子层，使纳米颗粒与高分子基体之间通过共价键连接。
这种方法可以有效控制纳米颗粒与高分子基体之间的界面相互作用，提高复合材料的力学性能和稳定性。
3. 反应挤出法：反应挤出法结合了聚合反应和挤出工艺，可以在挤出过程中实现纳米颗粒与高分子基体的混合和反应。
此方法具有高效、节约能源和环保的特点，并且可用于对物料进行连续大规模生产。
二、高分子纳米复合材料的性能研究1. 力学性能研究：高分子纳米复合材料的力学性能是其研究的重点之一。
研究表明，纳米颗粒的添加可以显著改善高分子复合材料的力学性能，如增强材料的强度、硬度和韧性等。
同时，纳米颗粒的大小、分散度和填充浓度等参数也对力学性能有着重要影响。
2. 热稳定性研究：高分子纳米复合材料的热稳定性是其在高温环境下应用的关键性能之一。
纳米颗粒的添加可以提高材料的热稳定性和热解温度，并改善其热膨胀系数。
研究发现，在热稳定性研究中，纳米颗粒的表面改性和分布均匀性对提高高分子纳米复合材料的热稳定性具有重要影响。
3. 电性能研究：高分子纳米复合材料在电子器件和能源领域具有广泛的应用前景。
研究表明，纳米颗粒的添加可以显著提高高分子复合材料的电导率、介电常数和电子迁移率。
不仅如此，纳米颗粒的表面修饰和填充方式也对电性能有着重要影响。
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例如蒙脱土Nax(Al2-xMgx)(Si4O10)· mH2O是一种层状硅酸盐，层 厚约为1nm，层内表面具有过剩的负电荷，通过层间吸附阳离子 来补偿，若层间阳离子为Ca2+、Mg2+、Na+等时，易与有机或无 机阳离子进行交换。原位插层聚合后的基体除聚酰胺外，还有聚 酰亚胺、聚酯、聚碳酸酯等。
具有闭壳层电子结构的金属，如II主族的Ca、Mg等，其纳米 粒子内部的原子间距比常规块材的要大，相应地结合力性质 从金属键向范德华力转变； 常规的Si、Ge等材料是典型的共价键型材料，而其纳米粒子 表现出金属键的性质； 常规的离子键材料，如金属卤化物等，其纳米粒子带有共价 键的性质，且主要是由于表面原子的贡献。
年份
纳米颗粒的表面改性
聚合物基体
颗粒填充复合材料中的 界面（颗粒间和颗粒 /基 体间）相互作用是实现 材料性能的关键； 随着颗粒粒径的减小， 排斥力降低的速度远高 于吸引力，从而形成团 聚体； 必须通过颗粒的表面处 理以降低复合材料中粒 子间的吸引力，同时增 大颗粒/基体相互作用。
纳米粒子
表面改性方法
Filler Aspect Ratio
40
50
Filler Concentration (Wt %)
聚合物基纳米复合材料的制备方法
纳米单元与聚合物 直接共混； 在聚合物基体中原 位生成纳米单元； 在纳米单元存在下 单体分子原位聚合 生成聚合物； 纳米单元和聚合物 同时生成。
常规复合材料
插层纳米复合材料
物理气相沉积法（PVD）：在低压的惰性气体中加热 欲蒸发的物质，使之气化，再在惰性气体中冷凝成纳 米粒子，加热源可以是电阻加热、高频感应、电子束 或激光等，不同的加热方法制备的纳米粒子的量、大 小及分布等有差异；还有流动液面真空蒸发法，放电 爆炸法，真空溅射法等。
物 理 气 相 沉 积 法
电 子 束 加 热
一、纳米粒子的结构、性能及制备
纳米粒子的尺寸范围一般是1~100nm。当材料尺寸减 小到纳米级的某一尺寸，材料的物性会发生突变，与 同组份的常规材料的性能完全不同，所以纳米级材料 表现出强烈的尺寸依赖性。
而粒子的尺寸小于1nm时，称为团簇，其总原子数从 几个至几十个，几乎所有的原子都排列在粒子的表面 上。 纳米粒子尺寸小，比表面积大，位于表面上的原子占 相当大的比例，因此粒子表现为具有壳层结构（包括 键态、电子态、配位数等）。
3D 纳米粒子 (例如二氧化硅等) 2D 纳米管 (例如碳纳米管、晶须等) 1D 纳米片 (如层状硅酸盐等)
石块撞击引起应力发白
普通高分子材料
纳米复合材料
喷漆抗刮擦能力
普通高分子材料
纳米复合材料
阻燃性
• 成炭 • 不蔓延 • 不滴落
• 不成炭 • 蔓延
• 滴落
纳米复合材料
普通高分子材料
1980 – 2002年纳米复合材料国际专利统计
半导体
ionic
陶瓷
met allic
原子间相互作用变化示图
v.d.Waals cluster covalent
bulk
高分子
纳米粒子的性能
由于纳米粒子的结构和原子间相互作用发生了 上述变化，导致在化学、物理（热、光、电磁 等）性质方面表现出特异性; 小尺寸效应（材料周期性边界条件的破坏）； 表面或界面效应（表面能和活性的增大）； 量子尺寸效应（电子能级或能带结构的尺寸依 赖性）等。
纳米单元和高分子同时生成
插层原位聚合制备聚合物基有机－无机纳米复合材料： 聚合物单体插入到具有层状结构的硅酸盐粘土中，在 层间原位聚合，同时聚合物大分子链促使层状结构解 理，在聚合物基体中形成分散的纳米单元，从而原位 得到纳米复合材料。
蒸发（或溅射、激光）沉积法制备纳米金属－有机聚 合物复合膜：利用蒸发沉积，溅射沉积和激光沉积使 有机单体在衬底表面聚合，同时金属汽化沉积在衬底 上，得到金属－有机聚合物复合膜。 溶胶－凝胶法等。
由于目前我国非层状纳米无机颗粒生产厂家有数百 家，加上从结构材料的角度来看，必须考虑大批量 和低成本生产是的要素，因此将市售非层状纳米无 机颗粒和塑料工业长期采用的共混工艺结合起来有 利于新材料的开发和应用。
800
纳米粒子 纳米复合材料 聚合物基纳米复合材料
论文发表数目
600
400
200
0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
2.0
( Em )
1.5
1.0
0.5
4 3.5
Clay E = 178 GPa = 2.83 L/t = 50
0.0
Talc E = 41 GPa = 2.75 L/t = 7
Modulus Ratio (E||/E0)
0
100
200
300
400
500
3 2.5 2 1.5 1 0 10 20 30
关键： 1）单体先插入 2）聚合速度与外界相当 3）预交换的有机链越长越有利
Conventional Composites
Intercalated Nanocomposite
Exfoliated Nanocomposites
透射电镜照片
插层 Intercalation
层离 Exfoliation
基于直接共混法制备复合材料
1atm的H2S, 2h
在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成聚 合物
在含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子溶液中，单 体分子原位聚合生成高分子，其关键是保持胶体粒子 的稳定性，使之不发生团聚。
在Au/Pt双金属胶体粒子溶液中原位聚合生成聚乙烯醇及聚（N-乙烯 基-2-吡咯烷酮）制备纳米复合材料。 把一系列金属微粉浸泡在含有聚电解质的吡咯、呋喃、噻吩、苯胺 及其衍生物的溶液中，单体吸附在粒子表面，再放入氧化剂溶液中 聚合，就在金属粒子表面包上一层导电聚合物，既保持了金属的高 电导率，又可防止粒子被空气氧化。 对热固性高聚物，如环氧树脂，可以先将纳米单元与环氧低聚物混 合，然后再固化成型，形成纳米复合材料。
纳米单元的制备方法
通常有两种形式的制备： 从小到大的构筑式，即由原子、分子等前体出发制 备； 从大到小的粉碎式，即由常规块材前体出发制备 （一般为了更好控制所制备的纳米单元的微观结构 性能，常采用构筑式制备法）。 总体上又可分为物理方法、化学方法和物理化学方法 三种。
物理方法
物理粉碎法：采用超细磨制备纳米粒子，利用介质和 物料间相互研磨和冲击，并附以助磨剂或大功率超声 波粉碎，达到微粒的微细化。
利用聚合物特有的官能团对金属离子的络合吸附及基体对 反应物运动的空间位阻，或是基体提供了纳米级的空间限 制，从而原位反应生成纳米复合材料，常用于制备金属、 硫化物和氧化物等纳米单元复合高分子的功能复合材料。
Wang Y等人将离聚物E-MAA粒子与乙酸铅或乙酰丙酮铅在160oC左 右混炼，金属阳离子与E-MAA形成极性团簇，而共聚物的羧基作为 阴离子环绕在其周围。 30 ~ 300m厚的 聚合物膜 （含0.0005 ~ 1M 的Pb2+） 25~125oC PbS，PbSe、 ZnSe、ZnS、 CdSe等
层离纳米复合材料
层离纳米复合材料的 透射电镜照片
核心思想
通过对空间限制条件，反应动力学因素、热力学因素 等的控制来保证体系的某一组成相的至少一维尺寸在 纳米尺度范围内。
控制纳米单元的初级结构：纳米单元的自身几何参数。 控制纳米单元聚集体的次级结构空间分布参数和体积 分数等。
在聚合物基体中原位生成纳米单元
无机粒子的表面改性根据表面改性剂和粒子间有无 化学反应而分为物理改性和化学改性两类。
以次价键力为主的物理改性方法通常仅能产生 7.0x102 ~ 7.0x103MPa的粘附力，低于化学键产生 的7.0x103 ~ 7.0x104MPa粘附力。
表面活性剂处理
表面活性剂的分子由非极性的亲油的 碳氢键部分和极性的、亲水的基团组 成； 表面活性剂处理是在静电相互作用下， 通过纳米粒子的高能表面吸附表面活 性剂的极性基团而达到目的。 在一定条件下这种吸附会形成离子键 合，但新形成的化合物与粒子的次表 面的作用本质依然是物理作用。
等 离 子 和 激 光 加 热
适合实验室规模 量产
蒸发容器的结 构简单，除金 属外，对SiC 同样有效
流 动 液 面 真 空 蒸 发 法
通 电 加 热 蒸 发 法
制备碳化物， Cr、Ti、V、Zr 发烟量大，高 熔点金属给出 非晶物质，Nb、 Ta、Mo
化学方法
化学气相沉积法（CVD）：采用与PVD法相同的加热 源，将原料（金属氧化物、氢氧化物，金属醇盐等） 转化为气相，再通过化学反应，成核生长得到纳米粒 子； 水热合成法：高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合 成；
化学性质方面 金属纳米粒子在空气中易氧化，甚至燃烧； 纳米粒子具有常规材料所没有的催化性能，且可以 有特征反应，在提高催化反应效率、优化反应路径、 提高反应速度和定向等方面，提供了新的途径。
物理性能方面 热性能：由于纳米粒子尺寸小，表面能高，其熔点、 开始烧结温度和晶化温度比常规粉体低；例如纳米 银的熔点可低于373K；常规氧化铝烧结温度在 1973 ~ 2073K之间，而纳米氧化铝可在1423 ~ 1673K之间烧结，致密度可达99.0％以上。
C
3 Nucleation
4 Growth
激 光 合 成 法
可制备 SiC、 Si3N4， 产量大