纳米材料的研究进展
纳米材料在电子器件领域的研究进展
纳米材料在电子器件领域的研究进展一、引言随着科技的不断发展和进步，纳米材料在各个领域的应用得到了广泛关注和研究。
在电子器件领域，纳米材料的应用正在改变传统器件的性能和功能。
本文将回顾纳米材料在电子器件领域的研究进展，并探讨其未来的发展方向。
二、纳米材料的定义与特征纳米材料是指材料的尺寸在纳米级别（10-9米）上具有特殊性质和效应的材料。
与传统材料相比，纳米材料具有较高的比表面积、较小的颗粒尺寸和量子效应等特征。
这些特征使纳米材料具有优异的电学、光学和磁学等性能，适用于电子器件的制造和应用。
三、纳米材料在晶体管领域的应用晶体管是电子器件的核心组成部分，纳米材料在晶体管领域的应用已取得了重要进展。
首先，纳米材料能够制备出更小尺寸的晶体管，提高集成度和工作频率。
其次，纳米材料能够改善晶体管的电子迁移率和开关特性，提高器件的性能和可靠性。
最后，纳米材料还可以用于制造新型晶体管结构，如纳米线、纳米片等，实现新功能的发现和应用。
四、纳米材料在存储器件领域的应用存储器件是电子器件中另一个重要的组成部分，纳米材料在存储器件领域也有广泛的应用。
首先，纳米材料能够制备出更高密度的存储器件，提高存储容量和速度。
其次，纳米材料能够改善存储器的抗氧化性和稳定性，延长器件的寿命。
最后，纳米材料还可以用于制造非易失性存储器件，如闪存、磁性存储器等，实现高速、低功耗的数据存储和传输。
五、纳米材料在传感器领域的应用传感器是电子器件中用于感知和检测环境信息的重要部件，纳米材料在传感器领域的应用也备受关注。
首先，纳米材料能够提高传感器的灵敏度和选择性，实现更精确的信号检测和分析。
其次，纳米材料能够制备出更小尺寸的传感器，实现更小型化和集成化的器件设计。
最后，纳米材料还可以用于制造多功能的传感器，如柔性传感器、生物传感器等，实现更广泛的应用场景和功能需求。
六、纳米材料在能量器件领域的应用能量器件是电子器件中用于能量转换和存储的重要组成部分，纳米材料在能量器件领域的应用也具有巨大潜力。
纳米材料在能源储存方面的研究进展
纳米材料在能源储存方面的研究进展近年来，随着科技的不断进步，能源储存成为一个备受关注的领域。
而纳米材料的应用在能源储存领域上正展现出巨大的潜力。
本文将探讨纳米材料在能源储存方面的研究进展，并对未来的发展提出展望。
首先，纳米材料在锂离子电池方面的应用已经取得了显著的成果。
纳米材料能够提供更大的比表面积，并且可以优化离子的传输路径，从而提高电池的电荷-放电效率。
例如，采用纳米结构的钛酸锂正极材料，其比表面积是普通钛酸锂材料的数十倍，可以实现更高的储能密度和更快的充放电速度。
此外，纳米材料还能够改善锂离子电池的稳定性和寿命。
其次，纳米材料在超级电容器领域的应用也吸引了广泛的关注。
超级电容器作为一种能量储存装置，可以快速充放电，具有高能量密度和长寿命的优点。
纳米材料在超级电容器中的应用能够提供更大的比表面积和更短的电子和离子传输路径，从而大大增强了其能量储存效果。
实验证明，采用纳米碳管作为电极材料，其超级电容器的电容量可以提高数倍，并且具有更长的循环寿命。
此外，纳米材料还在燃料电池领域展现出了巨大的应用潜力。
燃料电池作为一种清洁能源转换设备，能够将化学能转化为电能。
纳米材料可以提供更高的催化活性和更大的催化作用表面积，从而提高燃料电池的能量转化效率。
例如，采用纳米金属颗粒作为催化剂，可以大大提高甲醇燃料电池的效率和稳定性。
此外，纳米材料还能够减轻燃料电池中的质量传输限制，从而提高功率密度和响应速度。
纳米材料在能源储存方面的研究正处于快速发展的阶段，但仍面临一些挑战。
首先，纳米材料的合成和制备技术仍然不够成熟和可靠，需要进一步改进和完善。
其次，纳米材料的成本较高，应用范围受到限制。
因此，降低纳米材料制备成本是一个重要的研究方向。
此外，纳米材料在大规模工业化生产上面临着一系列的挑战，需要开展更加深入的研究。
综上所述，纳米材料在能源储存方面的研究取得了重要的进展，为能源储存技术的发展提供了新的思路和方法。
随着纳米材料的不断发展和突破，相信其在未来的能源储存领域将有更加广泛的应用，为人类提供更加可持续和清洁的能源解决方案。
纳米材料的研究进展与应用
纳米材料的研究进展与应用随着科技的不断发展，纳米科技的应用范围也越来越广泛，纳米材料也成为科学研究领域的热点之一。
纳米材料指分子组成的金属或非金属材料中，至少存在一个微小的维度小于100纳米的物质。
纳米材料的细小尺寸使其具有许多特殊的物理、化学和生物学性质，因此在能源、电子、医学等领域有着广泛的应用前景。
一、研究进展1.合成方法目前，纳米材料的制备方法主要分为物理法和化学法两种。
物理法包括蒸发冷凝法、溅射法等，这些方法已经广泛应用于半导体材料和金属氧化物的合成；而化学法包括溶剂热法、水热法等，这些方法已经发展成为制备全新材料的有力工具，具有制备精度高、成本低等优点。
2.性质特点纳米材料的独特性质主要来源于其表面效应、量子效应和缺陷效应。
在表面效应方面，由于纳米材料的表面积较大，表面能就会比普通材料大，表面位错和表面尺寸效应对其性质的影响也将更加明显。
此外，纳米粒子的量子效应体现在其光学、电学等方面，例如量子点可以作为荧光探针等。
缺陷效应是纳米材料的另一个独特性质，在制备过程中容易产生氧化物等缺陷结构，这些结构能够影响其机械、热学等性质。
二、应用研究1.催化剂纳米材料是优异的催化剂，能够提高催化反应速率和选择性，提高催化效率，降低催化剂用量等。
例如，纳米金属催化剂可用于CO和H₂O反应生成CO₂和H₂，广泛应用于环保领域。
2.生物医学应用纳米材料在癌症治疗、药物输送、光疗、核磁共振成像、生物传感器等方面都有广泛的应用。
例如，纳米粒子通过改变表面功能化基团实现具有肿瘤特异性的分子靶向治疗，可较好地避免正常细胞的损伤。
3.能源储存在绿色能源和新能源研究中，纳米材料是很重要的研究方向。
例如，利用石墨烯、纳米碳管等纳米材料设计超级电容器、超级电池、锂离子电池等，可以提高能量密度和导电性能。
4.环保领域纳米材料还可应用于净水和废气处理等方面。
比如引入纳米银材料，能够有效杀灭细菌、减小污染物浓度。
纳米材料在环境净化领域的应用深受关注，并在实际中展现出良好的发展前景。
纳米塑料材料的研究进展和应用前景展望
纳米塑料材料的研究进展和应用前景展望纳米塑料材料的研究进展和应用前景展望引言：纳米技术是当今科技领域中发展最快的领域之一，而纳米塑料材料则是纳米技术在材料科学领域的一项重要应用。
纳米塑料材料具有与传统塑料相比的许多显著特性，如优异的力学性能、耐磨性、导电性、热稳定性和耐高温性等。
同时，纳米塑料材料的应用前景广阔，可以应用于电子、医疗、环保、能源等多个领域。
本文将首先介绍纳米塑料材料的研究进展，然后探讨其应用前景。
一、纳米塑料材料的研究进展1. 突破传统材料性能限制纳米技术的引入赋予塑料新的特性和性能。
纳米塑料材料中的纳米填料能够改善塑料的力学性能，如增加强度、硬度和韧性等。
同时，通过纳米材料的加入，可以提高塑料的导电性和热稳定性，使其在特定领域中具有更广泛的应用。
2. 研发新型纳米填料目前，研究者们通过调控纳米填料的配比和添加方式，发展了多种新型纳米填料，如纳米硅胶、纳米碳管、纳米氧化锌等。
这些纳米填料具有高比表面积和特殊的形貌结构，能够改变塑料的微观结构和力学性能，提升塑料的综合性能。
3. 提高纳米塑料材料的加工性能纳米塑料材料的加工性能对于应用前景至关重要。
目前，研究者们通过改变塑料的分子结构和添加具有润滑作用的纳米填料，提高了纳米塑料材料的加工性能，使其更易于塑料原料制备和加工成型。
二、纳米塑料材料的应用前景展望1. 电子领域纳米塑料材料具有优异的导电性能和机械柔韧性，可以应用于柔性显示器、柔性电池和柔性电路板等电子产品中。
这些产品具有可弯曲、可卷曲等特点，可以为电子设备的小型化和轻量化提供可能。
2. 医疗领域纳米塑料材料可以制备成生物相容性材料，如纳米膜、纳米粒子等，用于制造人工器官、药物输送、组织工程等医疗领域。
同时，纳米塑料材料还具有抗菌性能，可以应用于医疗器械和医用材料中，提高其安全性和耐用性。
3. 环保领域纳米塑料材料在环保领域中的应用前景巨大。
通过合理利用废弃塑料资源，制备出质量轻、强度高的纳米塑料材料，可以替代传统材料，减少对环境的污染和能源消耗，实现可持续发展。
纳米材料的毒理学研究进展及其应用前景分析
纳米材料的毒理学研究进展及其应用前景分析纳米材料是指其中至少一种尺寸小于100纳米的固体物质，这些小尺寸特性使得纳米材料在许多领域有着独特的应用和潜在的应用前景，如医学、能源、环境、电子等。
但纳米材料也存在着潜在的毒性，这些毒性在前期的研究中就已经被证实。
因此，进行纳米材料毒理学研究是非常必要的。
本文将介绍纳米材料毒理学研究的进展及其应用前景分析。
一、纳米材料毒理学研究进展1.毒性机制研究表明，纳米材料的毒性机制主要包括：（1）氧化应激；（2）炎症反应；（3）细胞死亡；（4）肝脏、肾脏等重要器官的损伤。
2.研究对象在纳米材料的毒理学研究中，常用的研究对象包括：（1）小鼠和大鼠；（2）猴子；（3）人类细胞系；（4）鱼类和其他无脊椎动物等。
其中，小鼠和大鼠是最常用的实验动物。
3.评价方法为了评价纳米材料的毒性，目前主要采用以下几种方法：（1）细胞生存能力测定；（2）动物生存率和体重变化；（3）荧光显微镜观察；（4）电镜观察；（5）生化指标测定等。
4.毒性分析研究表明，纳米材料的毒性与其形态、大小和表面化学性质等因素有关，其中纳米材料的大小是最关键的因素。
同时，纳米材料对于不同种类的细胞和动物也存在特异性毒性。
二、纳米材料的应用前景1.医学领域纳米材料在医学领域的应用前景非常广泛，例如：（1）纳米材料在生物成像方面的应用：包括磁共振成像、X射线成像、CT等；（2）纳米材料在治疗方面的应用：包括药物输送、光动力疗法、热疗法等。
2.环境领域纳米材料在环境领域的应用前景也非常广泛，例如：（1）纳米材料在水处理方面的应用：包括吸附、光催化等；（2）纳米材料在空气治理方面的应用：包括过滤、氧化等。
3.电子领域随着电子领域的发展，纳米材料在该领域也有着巨大的应用前景，例如：（1）纳米材料在电池和太阳能电池方面的应用；（2）纳米材料在储存和传输信息方面的应用等。
三、结论纳米材料作为一种具有广泛应用潜力的新兴材料，其毒理学研究非常必要。
纳米材料的仿生学设计与应用研究进展
纳米材料的仿生学设计与应用研究进展近年来，纳米科技的飞速发展，为各个领域带来了极大的创新和进步。
仿生学是一门研究借鉴自然界生物体结构和功能，设计和制造具有相似或类似功能的人工材料和系统的学科。
纳米材料的仿生学设计与应用结合，为科学家和工程师提供了许多创新的思路和方法。
纳米材料是在尺寸为纳米级别的范围内制造的材料，具有独特的物理、化学和生物特性。
通过仿生学的设计原则，科学家和工程师可以基于生物体的结构和功能，设计和制造出具有高度特异性和效率的纳米材料。
以下是纳米材料的仿生学设计与应用研究的一些进展：1. 生物仿真：科学家通过仿生学的方法，研究和制造可用于仿真生物体功能的纳米材料。
例如，通过模拟植物叶片的微纹理，可以设计出具有自洁功能的纳米材料。
这种纳米材料能够在水滴接触到表面时排除污垢和液体，使其具有自洁能力。
2. 智能传感：纳米材料的仿生学设计在智能传感领域也有广泛的应用。
科学家们利用仿生学的原理，设计纳米材料用于检测和感知环境中的各种物质和条件。
例如，将仿生学设计的纳米材料与生物分子结合，可以制造出高灵敏度的生化传感器，用于检测疾病标志物或环境中的污染物。
3. 能量收集与转换：纳米材料的仿生学设计在能源领域也有广泛的应用前景。
科学家们通过仿生学的方法，设计和制造出高效的光伏材料和催化剂，用于太阳能的收集和转换。
此外，仿生学设计的纳米材料还可以模拟光合作用等生物过程，实现高效能源的转化。
4. 药物传输和治疗：纳米材料的仿生学设计在医学领域也有广泛的应用前景。
科学家们通过仿生学的设计原理，制造出具有控释功能的纳米药物载体。
这些纳米材料可以通过调整其表面性质和纳米结构，实现药物的精确控制释放和靶向传递，提高药物的疗效和减轻副作用。
5. 其他应用领域：纳米材料的仿生学设计还有许多其他应用领域。
例如，科学家们利用仿生学的原理，设计出具有高效吸附和分离功能的纳米材料，用于环境污染治理和水处理。
此外，在材料领域，纳米材料的仿生学设计也可以用于制造高强度和轻质的结构材料。
纳米材料在光催化领域的应用研究进展
纳米材料在光催化领域的应用研究进展引言：光催化技术是一种将光能转化为化学能的方法，具有环境友好、高效能和可持续发展等特点。
随着纳米材料技术的快速发展，纳米材料在光催化领域的应用引起了广泛的关注。
本文将回顾近年来纳米材料在光催化领域的应用研究进展，总结其优点和挑战，并展望未来的发展方向。
一、纳米材料的种类及其应用纳米材料是指具有在纳米尺度（一般认为小于100纳米）上特殊性质的材料。
在光催化领域中，常用的纳米材料包括金属纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒和复合纳米材料等。
1. 金属纳米颗粒金属纳米颗粒由于其表面等离子共振现象以及局域表面等离子体共振效应，具有优异的光催化性能。
例如，纳米银颗粒在可见光下表现出良好的光催化活性，可用于有机污染物降解、水分解产氢等方面的应用。
2. 二氧化钛纳米颗粒二氧化钛是一种重要的半导体材料，其纳米颗粒具有高比表面积和光吸收性能，因此在光催化领域具有广泛的应用。
研究表明，二氧化钛纳米颗粒在紫外光照射下可以光解水制氢，还可以用于有机污染物的光催化降解、空气净化和自清洁材料等方面。
3. 复合纳米材料复合纳米材料由两种或多种不同的纳米材料通过特定的方法组装而成，将各种纳米材料的特点相结合，以实现更好的光催化性能。
例如，将金属纳米颗粒与二氧化钛纳米颗粒复合可有效提高光催化活性，广泛用于有机污染物降解等领域。
二、纳米材料在光催化领域的优点纳米材料在光催化领域具有许多优点，这些优点使其成为理想的光催化剂。
1. 高比表面积纳米材料的特点之一是其比表面积大大增加。
由于其纳米尺度的特殊结构，纳米材料具有更多的表面活性位点，使光催化反应更易进行。
2. 增加光吸收能力纳米材料由于其小粒径的特性，能够表现出更好的光吸收能力。
这使得纳米材料在可见光下具有较高的光催化活性，相对于传统的光催化材料具有更广泛的应用前景。
3. 提高光催化效率由于纳米材料的特殊性质，比如电子和能量传输的方便性，纳米材料能够提高光催化反应的效率。
纳米材料与纳米技术研究进展
纳米材料与纳米技术研究进展近年来，随着科学技术的不断进步，纳米材料与纳米技术已成为热门话题，各国科学家也在纳米技术研究方面投入了大量的精力。
本文将介绍一些目前纳米材料与纳米技术研究的进展。
一、纳米材料研究进展1.金属纳米粒子金属纳米粒子是目前应用最广泛的纳米材料之一。
它的独特性质在医学、光电和材料科学等方面得到了广泛的应用。
近年来，科学家们发现，通过控制金属纳米粒子的形状和尺寸，可以进一步改善其性质。
例如，长轴为50纳米的椭球形金属纳米粒子比球形金属纳米粒子具有更好的光学特性。
因此，在未来的应用中，控制纳米粒子形状和尺寸将成为一项重要的研究方向。
2.化学合成纳米材料化学合成纳米材料是基于化学反应合成的新型材料。
其制备方法简单，成本低廉。
同时，科学家们也发现，通过控制反应条件，可以控制纳米材料的形状和尺寸。
因此，化学合成纳米材料发展前景非常广阔。
3.碳基纳米材料碳基纳米材料是一类以碳为主要成分的纳米材料。
它的制备方法多样，包括碳纳米管、石墨烯和类石墨烯材料。
在纳米材料领域，碳基纳米材料具有许多独特的性质，例如高强度、高导电性和高导热性。
因此，碳基纳米材料的应用范围非常广泛，包括能源存储、生物医学和电子器件等领域。
二、纳米技术研究进展1.纳米电子学纳米电子学是以纳米技术为基础的电子学。
在这个领域，科学家们研究如何使用纳米器件来替代传统电子器件，从而提高计算机的运行速度和存储容量。
同时，纳米电子学还可以应用于生物传感器、纳米机械和量子计算等领域。
2.纳米材料在能源存储中的应用随着可再生能源的发展，能源存储技术已变得越来越重要。
纳米材料在能量存储和转换中起着重要作用。
例如，纳米结构的锂离子电池具有更高的能量密度和更长的寿命，因此成为了研究热点之一。
同时，科学家们也在探索使用纳米结构的太阳能电池、燃料电池和超级电容器等能源存储装置。
3.纳米药物学纳米药物学是利用纳米技术制备药物纳米粒子，从而提高药物在体内的分布和靶向性。
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纳米材料的研究进展郭伟明（兰州城市学院化学与环境科学学院, 兰州730070）摘要: 本文综述了纳米材料的概念、种类、结构特性、制备方法及其研究进展，目前应用状况和相关的应用前景，并且着重介绍了纳米科技的研究现状、分析了纳米材料的应用前景和所面临的挑战。
关键词: 纳米材料；结构；性能；研究进展在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。
新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。
新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。
纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。
1纳米材料什么是纳米材料？纳米[1]（nm)是长度单位，一纳米是十亿分之一米，对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，人的头发丝的直径一般为7000—8000nm，人体红细胞的直径一般为3000—5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1—100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
所谓的纳米技术是指：用纳米材料制造新型产品的科学技术。
它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理学、分子生物学、化学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术、合成技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学等。
在新的世纪，纳米将带给人们更多功能超常的生产生活工具，把人们带向一个从未见过的生活环境。
纳米科学技术使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。
其最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。
这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式，实现生产方式的飞跃。
因而纳米科技将对人类产生深远的影响，甚至改变人们的思维方式和生活方式。
纳米技术涉及的范围很广，其中纳米材料是纳米技术发展的基础。
2 纳米材料的结构、性质、特殊效应及制备技术2.1纳米材料的结构所谓纳米结构是指以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造一种新的体系，包括一维、二维、三维体系[2]。
如：一维纳米结构材料是指在两维方向上为纳米尺度、作者简介：郭伟明（1990-）, 男, 甘肃天水人, 现为兰州城市学院化学化学与环境科学学院112班学生宏观尺度的新型纳米结构材料，通包括纳米管、纳米棒、纳米线、纳米纤维、纳米带以及同轴纳米电缆等。
纳米材料主要是由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成，纳米晶粒内部的微观结构与块材基本相同，纳米材料突出的结构特征是晶界原子的比例很大，有时与晶内的原子数相等。
这表明纳米微晶内界面很多，平均晶粒直径越小，晶界越多，在晶界面上的原子也越多；此外，晶粒越小，比表面积越大，表面能也越高。
晶界上原子的排列结构相当复杂,类似于气态而不同于晶态或玻璃态，对于纳米材料的界面结构有3种不同的理论即：leiter的完全无序模型，有序结构模型，和有序无序模型[3]。
2.2 纳米材料的性质正是由于纳米微晶在结构上与组成上的特殊性，使得纳米材料具有许多与众不同的特异性能，主要表现在以下几方面：2.2.1特殊的热学性质所有材料到纳米级以后性质都将发生变化，其中一项就是材料越小熔点越低[4]。
例如金的熔点本是1064度，但制成10纳米的粉末后，熔点就会降至940度，而2纳米的金粉末，熔点就和室温差不多，只有33度了。
2.2.2特殊的光学性质各种纳米微粒几乎都呈黑色，它们对可见光的反射率将显著降低，一般低于1%。
粒度越细，光的吸收越强烈，利用这一特性，纳米金属有可能用于制作红外线检测元件、隐身飞机上的雷达波吸收材料[5]。
2.2.3特殊的电磁学性质电导率低，纳米固体中的量子隧道效应使电子运输表现出反常现象，纳米材料的电导率随颗粒尺寸的减小而下降[6]。
当晶粒尺寸减小到纳米级时,晶粒之间的铁磁相互作用开始对材料的宏观磁性有重要影响，使得纳米材料具有高磁化率和高矫顽力，低饱和磁矩和低磁耗纳米磁性金属的磁化率是普通金属的20倍，而饱和磁矩是普通金属的1/2。
2.2.4特殊的力学性能陶瓷材料在通常情况下呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。
因为纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力学性质。
美国学者报道氟化钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂。
研究表明[7]，人的牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。
呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3-5倍。
至于金属一陶瓷等复合纳米材料则可在更大的范围内改变材料的力学性质，其应用前景十分宽广。
2.3纳米材料的特殊效应2.3.1体积效应纳米材料是由有限个原子或分子组成，改变了原来由无数个原子或分子组成的集体属性.当纳米材料的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等与普通晶粒相比都有很大变化，这就是纳米材料的体积效应.这种特异效应为纳米材料的应用开拓了广阔的新领域[8]，例如，随着纳米材料粒径的变小，其熔点不断降低，烧结温度也显著下降，从而为粉末冶金工业提供了新工艺；利用等离子共振频移随晶粒尺寸变化的性质，可通过改变晶粒尺寸来控制吸收边的位移，从而制造出具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、隐形飞机等.2.3.2量子尺寸效应从能带理论出发，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级；能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。
当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，称之为量子尺寸效应[9]。
例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子尺寸效应的宏观表现。
2.3.3宏观量子隧道效应近年来，人们发现一些宏观物理量，如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观的量子隧道效应[10]。
量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础，当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应，例如，在制造半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，电子就通过隧道效应而溢出器件，使器件无法正常工作。
目前研制的量子共振隧道晶管就是利用量子效应制成的新一代器件[11]。
2.3.4.表面效应纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化[12]。
由于纳米粒子表面原子数增多,表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来,故具有很高的化学活性。
2.4纳米材料的制备方法纳米材料的制备方法很多．按制备原料的状态来分．由固相法、液体法及气体法；接反应物状态来分，主要有干溘和湿法；接制备手段来分可分为物理方法和化学方法[13-17]。
2.4.1物理方法2．4．1．1真空冷凝法用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。
其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。
2．4．1．2物理粉碎法通过机械糟碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。
其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。
2．4．1．3机械球磨法采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。
其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。
2.4.1化学方法2．4．1．1气棚沉积洼利用金属化古物蒸气的化学反应合成纳米材料。
其特点产品地J皇商，粒度分布窄。
2．4．1．2沉淀法把沉淀剂加人到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料。
其特点简单易行，但纯度低．颗粒半径大，适合制备氧化物。
2．4．1．3水热合成法高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得到纳米粒子。
其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。
2．4．1．4溶胶凝胶法金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。
其特点反应物种多．产物颗粒均一，过程易控制．适于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化台物的制备。
2．4．1．5微乳液法两种互不相容的溶剂在表面活性刺作用下形成乳液。
在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得到纳米粒子。
其特点粒子的单分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ旗半导体纳米粒子多用此法制备。
3纳米材料的研究现状、应用前景3.1纳米材料的研究现状由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。
从纳米研究论文来说，美国以较大的优势领先于其他国家，日本、德国、中国和法国位居其后。
在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究[18]，尤其是纳米新材料研究。
除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。
在制造方法上，日本不断改进现有方法，同时还积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。
中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。
在合成与组装方面，美国领先，其次是欧洲，然后是日本。
在生物方法及应用方面，美国与欧洲的水平大致相当，日本位于二者之后，在纳米器件领域，日本独占鳌头，欧洲和美国居其后[19]。
3.1 .1碳纳米管1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的10成为纳米技术研究的热点。
诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。
3.1.2 碳纳米秤1999年，巴西和美国科学家在进行纳米碳管强度和柔韧性实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于—个病毒的重量。