纳米薄膜的结构和性能
纳米纤维膜的特点
纳米纤维膜的特点
纳米纤维膜是一种由纳米纤维构成的薄膜，具有以下特点：
1. 高比表面积：纳米纤维膜的纳米纤维直径通常在10-1000纳米之间，因此具有非常高的比表面积，能够提高物质的吸附和反应速率。
2. 高孔隙率：由于纳米纤维的互相交织和侧向连接，纳米纤维膜具有高孔隙率，使其具有良好的渗透性和过滤效果。
3. 高强度：纳米纤维膜的纳米纤维之间相互交织，形成了一种高度有序的结构，这种结构赋予了纳米纤维膜极高的强度和韧性。
4. 超疏水和超亲水：由于纳米纤维膜的微观结构，其表面具有特殊的超疏水或超亲水性质，可以应用于自清洁、防污染、防水等领域。
5. 可控性好：纳米纤维膜的制备可以通过改变纳米纤维的直径、形态、密度、排列方式等参数来实现对纳米纤维膜结构和性能的控制。
6. 应用广泛：纳米纤维膜具有良好的渗透性、过滤效果、防污染性能等特性，可以应用于水处理、空气净化、医疗、能源、电子等众多领域。
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碳纳米管薄膜
碳纳米管薄膜碳纳米管薄膜是由碳纳米管组成的一种薄膜材料。
碳纳米管是由碳原子构成的纳米级管状结构，具有优异的力学、电学和热学性能。
碳纳米管薄膜由于其独特的结构和性能，被广泛应用于电子学、光电子学、能源储存和传感器等领域。
碳纳米管薄膜具有优异的力学性能。
碳纳米管的直径非常小，通常在纳米级别，但其强度却非常高，可以承受很大的拉伸力。
这使得碳纳米管薄膜具有良好的韧性和柔韧性，可以在各种复杂的形状和表面上制备成膜。
碳纳米管薄膜的高强度和柔韧性使其具有很大的应用潜力，可以用于制备柔性电子设备和柔性光电器件。
碳纳米管薄膜具有优异的电学性能。
碳纳米管是一种半导体材料，具有特殊的电子输运性质。
碳纳米管薄膜可以用作电极材料或导电薄膜，具有低电阻率和高电流密度的特点。
此外，由于碳纳米管的高载流子迁移率和较低的电子散射率，碳纳米管薄膜还具有优异的导电性能和电子传输性能。
因此，碳纳米管薄膜可以应用于高性能电子器件和集成电路的制备。
碳纳米管薄膜还具有优异的热学性能。
碳纳米管的热导率非常高，远远超过传统的热导材料。
碳纳米管薄膜可以应用于制备高效的热导材料，用于散热和热管理。
此外，碳纳米管薄膜还具有良好的热稳定性和耐高温性能，可以在高温环境下稳定工作。
因此，碳纳米管薄膜在电子器件和光电器件的散热和热管理方面具有广阔的应用前景。
碳纳米管薄膜还可以应用于能源储存领域。
由于碳纳米管具有大比表面积和丰富的孔隙结构，碳纳米管薄膜可以用作电容器、超级电容器和锂离子电池的电极材料。
碳纳米管薄膜的高比表面积可以增加电极材料与电解质的接触面积，提高电极的容量和能量密度。
碳纳米管薄膜还可以应用于传感器领域。
由于碳纳米管的高比表面积和敏感性，碳纳米管薄膜可以用于制备高灵敏度的气体传感器、化学传感器和生物传感器。
碳纳米管薄膜可以通过吸附、吸附剂和电子传输等多种机制来实现对气体、化学物质和生物分子的检测和识别。
碳纳米管薄膜传感器具有高灵敏度、快速响应和良好的选择性，具有广泛的应用前景。
纳米薄膜的特性及应用
班级：硕1009班 姓名：黄宪法
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纳米薄膜是指由尺寸为纳米数量级 (1~100nm)的组元镶嵌于基体所形成的薄 膜材料 。由于这种特殊的结构，它在力、 热、光、电、等方面有着不同于普通材料 的的特性，下面主要从这几个方面介绍纳 米薄膜的特性及应用。
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1.摩擦特性
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图7 RuO2/TiO2 薄膜电极在不同条 件下的近稳态伏安曲线(2mV•s－1) a—通入CO2; b—通入N2; c—a－b
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5.催化特性
向电解质溶液中分别通入CO2 和N2 30 min 达到饱和后, 分别选择 0.8 和0.9 V, 测定3000 s 过程的i～t 曲线, 差减得到CO2 还原净电流的 稳定性曲线, 见图8. 可知, 这两个电位下, CO2还原的净电流稳定性良好, 其中0.8 V 时的稳定性优于0.9 V, 可能由于电位较负时表面反应更加剧 烈而导致RuO2 稳定性下降.纳米TiO2 涂覆层促进了RuO2 的电沉积, 析 氢电流反映出此体系比表面积为文献值的1.5 倍, 但这不足以解释实际 观测到4 倍大的CO2 还原电流[17,21], 因此可以推测RuO2/TiO2 具有 内在的高催化活性。
❖ [3]揣荣岩，刘晓为等：不同沉淀温度多晶硅纳米薄膜的压阻特性. 传感技术学报.2006;19（5）
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图4.PbSe纳米薄膜的光电响应
4.气敏性
ZnO纳米薄膜气敏性[5]
在室温条件下对20层氧化锌 纳米粒子薄膜进行了气敏性能测 试．图5为敏感元件的灵敏度与不 同链长醇类气体浓度变化的关系 曲线。从图中可以看出．随着气 体浓度增加，元件的灵敏度也相 应增大。对3种醇气氛的灵敏度按 正丙醇、甲醇、乙醇的顺序递减。 这与气体分子的体积和其自身的 推电子效应有关。
纳米材料简介
纳米材料简介
纳米材料是指至少在一个尺度上具有纳米级别尺寸（通常是1到100纳米）的材料。
这些材料具有独特的物理、化学和生物学特性，与其大尺度相同的材料相比，纳米材料常常表现出截然不同的性能和行为。
以下是纳米材料的一些常见类型和特点：
1.纳米颗粒：纳米颗粒是一种在三维空间中具有纳米级尺寸的颗粒状物质。
由于其表面积相对较大，纳米颗粒常常表现出优异的光学、电子和磁学性能，广泛应用于催化、生物医学、能源存储等领域。
2.纳米线/纳米管：纳米线和纳米管是一种在一个或多个维度上具有纳米级尺寸的细长结构材料。
它们具有高比表面积和优异的电子、热学和力学性能，可用于纳米电子器件、传感器、能量转换等领域。
3.纳米薄膜：纳米薄膜是一种在表面上具有纳米级厚度的薄膜材料，通常由单层或多层纳米结构组成。
纳米薄膜具有良好的光学、电学和机械性能，在光电子器件、涂料、柔性电子等领域具有广泛应用。
4.纳米复合材料：纳米复合材料是将纳米材料与宏观材料进行复合而成的材料，通过控制纳米材料的分散、填充和界面特性，可以显著改善宏观材料的性能，如增强强度、改善导电性、提高耐磨性等。
5.碳纳米材料：碳纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米颗粒等，具有优异的导电性、热导性、力学性能和化学稳定性，广泛应用于电子器件、催化剂、材料强化等领域。
纳米材料的独特性质和广泛应用使其成为了科学研究和工业应用的热点领域之一，对于推动材料科学、纳米技术和相关产业的发展具有重要意义。
纳米薄膜的特性及应用(最全版)PTT文档
4.气敏性
ZnO纳米薄膜气敏性[5]
在室温条件下对20层氧化锌 纳米粒子薄膜进行了气敏性能测 试．图5为敏感元件的灵敏度与不 同链长醇类气体浓度变化的关系 曲线。从图中可以看出．随着气 体浓度增加，元件的灵敏度也相 应增大。对3种醇气氛的灵敏度按 正丙醇、甲醇、乙醇的顺序递减。 这与气体分子的体积和其自身的 推电子效应有关。
图3 多晶硅隧道模型的等效电路
个能带退耦分离造成的。但隧道电流
由于重掺杂多晶纳米薄膜具有较大
带来的压阻效应更显著。重掺杂情况 应变系数和良好的温度特性，是制作
下，多晶纳米薄膜的应变系数比晶粒 力学量传感器的理想压阻材料。
中性区和相应的单晶更大。
3.光电特性
PbSe纳米晶薄膜光电特性[4]
PbSe纳米薄膜的光电导性能采用光脉冲下薄膜的ｉ－t（电阻时 间）曲线表征，如图4所示．可以看出，薄膜在光脉冲信号下具有良 好的光电响应．ＰｂＳｅ纳米晶薄膜在空气中快速退火（３０ｓ）即 可获得光电导效应. 图4（ａ)为空气中薄膜对光脉冲表现慢光电响应 现象,光照取消后，光电流持续１０ｍｉｎ左右才能回到起始电 阻．而在低氧压中退火得到的薄膜（图4（ｂ））则表现出较好的光 电响应,响应时间短，响应度较大（光生电流／暗电流)．
得这9 V到表, 可的 明能薄MP由膜T于（S-电图SA位4明 在M（较sｂ/．室负R）E时能）氧温表够则面化下有表反效现锌对应地出更降较薄醇加好剧膜类的烈光型气而电导响气体致应R敏 具,u响O应元 有2 时稳件 较间定短性，下响降应. 度较大（光生电流／暗电流)．
但隧道电流带来的压阻效应更显著。
2.压阻特性
多晶硅纳米的压阻特性[3]
基于隧道压阻效应的多晶硅压阻特
性的修正模型，等效电阻如图3所示，
薄膜材料的结构和性质
薄膜材料的结构和性质薄膜材料是一种在现代工程和科技领域广泛应用的材料。
薄膜材料的结构和性质是决定其应用领域和性能的关键因素。
本文将介绍薄膜材料的结构和性质，并且阐述其在现代应用中的作用。
一、薄膜材料的结构薄膜材料是用溶液、气相、物理气相沉积或其他特殊方法制备的具有厚度在纳米到微米级之间的材料。
薄膜材料的结构可以分为单层膜和复合膜两种。
单层膜材料的结构简单，是由一个单一的材料组成的。
而复合膜材料由两种或两种以上的材料组成。
单层膜材料中，有机薄膜和无机薄膜是两种主要的类型。
有机薄膜可以是单一的高分子化合物，如聚合物和蛋白质，也可以是多种有机化合物的混合物。
然而，无机薄膜主要是由金属化合物和非金属化合物组成的，如氮化硅、氧化锌和氧化铝。
复合膜材料的结构复杂多样，包括两种材料的层状复合膜、不同材料的交替堆层膜和多元复合膜等。
其中，层状复合膜又可以分为层流复合、分子间作用层间复合以及互分布层间复合。
二、薄膜材料的性质薄膜材料的性质是其应用的关键，因为它们直接影响着材料的功能和性能。
薄膜材料的性质包括物理性质、化学性质和光学性质。
物理性质：薄膜材料的物理性质如密度、熔点、固化温度、硬度、弹性模量等往往与相应材料的体积相比有所变化。
例如，聚合物在形成薄膜后通常比原来的体积密度更低。
在这些性质方面，薄膜材料的行为往往是不同于体积材料的。
化学性质：薄膜材料的化学性质通常是由材料本身和加工方法共同决定的。
由于其表面积大、颗粒小，在化学反应和承受环境变化时，它们的响应也不同于体积材料。
面向化学特性的研究是用来检测这些特性并表征所使用薄膜材料的作用和性能的关键。
光学性质：薄膜材料的光学性质是其应用于光学晶体管等领域的原理依据。
光电材料必须具有较强的吸收、发射、调制和切换光学信号的能力。
因此，它们的光学性质应符合基本的光学特性，如透明度、折射率、色散、发射率和吸收率等。
三、薄膜材料在现代应用中的作用薄膜材料的结构和性质是使其在现代应用中具有广泛适用性的原因。
纳米滤膜的工作原理
纳米滤膜的工作原理纳米滤膜是一种高效过滤材料，其工作原理基于纳米级孔隙结构和表面性质的特殊设计。
本文将介绍纳米滤膜的原理及其应用。
一、纳米滤膜的结构纳米滤膜的基本结构由多个纳米级薄膜层叠加而成，每层膜的厚度仅为数纳米至数百纳米。
这些纳米膜通常由聚合物、陶瓷或金属等材料构成，具有优异的过滤性能。
二、纳米滤膜的过滤机制纳米滤膜主要通过两种基本机制实现过滤功能：筛分和吸附。
1. 筛分：纳米滤膜具有均匀分布的纳米孔隙，其孔隙尺寸范围通常为1到100纳米，可根据需求调整。
当待处理的物质通过滤膜时，尺寸大于孔隙的物质无法通过，而尺寸较小的物质则可以通过孔隙，实现分离和过滤的目的。
2. 吸附：纳米滤膜表面的纳米颗粒或功能化分子具有高度吸附能力，对待处理物质中的杂质、颗粒或溶质进行吸附。
通过吸附作用，纳米滤膜能够有效去除物质中的微量杂质，提高过滤效率和净化质量。
三、纳米滤膜的应用纳米滤膜广泛应用于各个领域，包括水处理、食品加工、制药、生物医学等。
以下是几个常见应用领域的介绍：1. 水处理：纳米滤膜在水处理中起到关键作用。
其高效的过滤机制能够去除水中的微量悬浮颗粒、有机物、重金属等污染物，提供清洁安全的饮用水。
同时，纳米滤膜还能够拦截病毒、细菌和微生物，防止水中传播疾病的风险。
2. 食品加工：纳米滤膜在食品加工中的应用主要是用于液体的分离和浓缩。
通过纳米滤膜的筛分机制，可以去除食品中的悬浮颗粒、胶体物质等杂质，提高产品的质量和纯度。
3. 制药：在制药过程中，纳米滤膜通常用于分离和纯化药物。
通过纳米滤膜的吸附和筛分机制，能够去除药物中的微量杂质、溶剂和其他不需要的成分，保证药物的安全性和有效性。
4. 生物医学：纳米滤膜在生物医学领域发挥着重要作用。
它可以用于分离和富集生物分子、细胞和病原体，研究生物反应、诊断疾病以及制备生物医学材料。
总结：纳米滤膜是一种高效过滤材料，其工作原理基于纳米级孔隙结构和表面性质的设计，在水处理、食品加工、制药和生物医学等领域有着广泛应用。
等体积纳米结构聚合物薄膜的制备及性能研究
等体积纳米结构聚合物薄膜的制备及性能研究聚合物薄膜是一类具有很广泛应用前景的新型功能材料。
例如，聚合物薄膜广泛应用于电子信息、能源领域以及环境保护等方面。
然而，目前用于制备聚合物薄膜的工艺中，存在制备过程复杂、形貌控制难度大、性能稳定性差等问题。
为了解决这些问题，最近研究人员通过富含亲水基团的模板表面修饰和等体积纳米结构控制等手段，实现了一种新型的聚合物薄膜制备技术。
该研究有望为聚合物薄膜的制备提供新的思路，并在相关领域得到广泛应用。
在这种新型聚合物薄膜制备技术中，研究人员首先在模板表面引入亲水分子。
这些亲水基团可以使聚合物在表面均匀排列，并减少聚合物膜的缺陷。
接着，研究人员引入带有烯丙基官能团的前驱物单体，通过自由基聚合反应在模板表面形成等体积纳米结构，最终形成聚合物薄膜。
在研究中，研究人员采用了原子力显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段对聚合物薄膜进行了形貌分析。
结果表明，采用亲水基团进行表面修饰后，聚合物在模板表面的形貌得到了有效控制。
同时，聚合物薄膜中等体积纳米结构的对称性也得到了有效保障，从而避免高分子链的扭曲和聚集现象。
此外，研究人员还对聚合物薄膜的性能进行了评估。
结果表明，这种新型聚合物薄膜具有优异的热稳定性和机械性能。
在高温条件下，聚合物薄膜不会产生明显的熔融或拉伸现象，从而保证了其在高温环境下的稳定性。
此外，聚合物薄膜的力学性能也相对较好，可以承受较大的拉伸应力，并保持长期的稳定性。
总之，这项研究为聚合物薄膜的制备提供了一种新的思路，其应用前景广阔，未来可望在电子信息、能源和环境保护等领域发挥重要作用。
同时，这项研究也为相关材料科学领域的制备技术提供了一定的参考价值，并为未来的相关研究提供了新的思路和方向。
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纳米薄膜的结构和性能§1 纳米薄膜材料概述1.1纳米薄膜的含义1.2纳米薄膜材料在材料学中的作用§2 纳米薄膜的分类§3 纳米薄膜的组织结构3.1薄膜生长过程概述3.2薄膜的生长模式3.3连续薄膜的形成3.4.纳米薄膜的组织形态§4 纳米薄膜的性能4.1.力学性能4.2光学性能4.3电磁学性能4.4气敏特性§5 纳米薄膜的应用5.1耐磨及表面防护涂层5.2纳米金刚石薄膜5.3.纳米磁性薄膜5.4纳米光学薄膜5.5纳米气敏膜5.6纳米滤膜5.7纳米润滑膜 ................................................................................................................................§1纳米薄膜材料概述1.1纳米薄膜的含义：纳米薄膜是指由尺寸在纳米量级的晶粒（或颗粒）构成的薄膜，或将纳米晶粒镶嵌于某种薄膜中构成的复合膜（如Ge/SiO2，将Ge镶嵌于SiO2薄膜中），以及每层厚度在纳米量级的单层或多层膜，有时也称为纳米晶粒薄膜和纳米多层膜。
1.2纳米薄膜材料在材料学中的作用在材料科学的各分支中，纳米薄膜材料科学的发展占据可极为重要的地位。
薄膜材料是相对于体材料而言的，是人们采用特殊的方法，在体材料的表面沉积或制备的一层性质与体材料性质完全不同的物质层。
薄膜材料受到重视的原因在于它往往具有特殊的材料性能获性能组合。
在这种意义上，薄膜材料学作为材料科学的一个快速发展的分支，在科学技术以及国民经济的各个领域发挥着越来越大的作用。
§2纳米薄膜的分类纳米薄膜的分类情况比较复杂，根据不同的分类标准，大体可以分为以下几类：(1)按照应用性能，可分为纳米磁性薄膜、纳米光学薄膜、纳米气敏薄膜、纳滤膜、纳米润滑膜、纳米多孔膜、LB（Langmuir－Buldgett）膜、SA（分子自组装）膜等有序组装膜。
(2)根据纳米结构的特殊性质，可分为含有纳米颗粒与原子团簇－基质薄膜和纳米尺寸厚度薄膜。
(3)按照用途，可分为纳米功能薄膜和纳米结构薄膜。
§3纳米薄膜的组织结构薄膜的生长过程直接影响薄膜的组织结构以及它的最终性能。
下面首先讨论一下薄膜的生长过程。
3.1薄膜生长过程概述薄膜的生长过程可划分为两个阶段，即新相的形核与薄膜的生长阶段。
所谓薄膜的形核阶段是指在薄膜形成的最初阶段，一些气态的原子或分子开始凝聚到衬底的表面上。
所谓薄膜的生长阶段是指在衬底表面上的原子先是形成可以运动的原子团，也称为“岛”，然后这些小岛逐渐长大并且合并，最终联成一片在衬底上形成连续的薄膜。
3.2薄膜的生长模式3.2.1岛状生长（Volmer-Weber）模式对于很多薄膜与衬底的组合来说，只要沉积温度足够高，沉积的原子具有一定的扩散能力，薄膜的生长就表现为如图如图5.2a所示的岛状模式。
图5.2 三种不同的拨摸生长模式3.2.2层状生长（Frank-van der Merwe）模式当被沉积物质与衬底之间的浸润性很好时，被沉积物质的原子更倾向于与衬底原子键合，如图5.2b所示。
3.2.3层状－岛状（Stranski-Krastanov）生长模式在层状－岛状生长模式下，最开始的一两个原子层的层状生长之后，生长模式从层状模式转化为岛状模式，如图5.2c所示。
3.3连续薄膜的形成薄膜形核初期形成的孤立核心将随着时间的推移而逐渐长大，这一过程除了涉及吸纳单个的气相原子和表面吸附原子之外，还涉及了核心之间的相互吞并和联合的过程。
3.3.1奥斯瓦尔多（Ostwald）吞并过程这一过程的驱动力来自于岛状结构的薄膜力图降低自身表面自有能的趋势，如图5.7a所示。
图5.2 岛状核心的长大机制3.3.2熔结过程熔结是两个相互接触的核心相互吞并得过程。
如图5.7b所示。
在熔结机制中，表面能的降低趋势仍然是整个过程的驱动力。
3.3.3原子团（岛）的迁移原子团的迁移是由热激活过程所驱使的，其激活能应与原子团的半径有关。
原子团越小，激活能越低，原子团的迁移也越容易。
原子团的运动将导致原子团间相互发生碰撞和合并，如图5.7c所示。
3.4.纳米薄膜的组织形态在薄膜的沉积过程中，入射的气体原子的沉积经历了以下三个过程：(1) 被衬底或薄膜表面所吸附；(2) 在衬底或薄膜表面进行一定的扩散，一部分原子脱附，另一部分原子在薄膜表面某些低能位置沉积；(3) 当衬底温度足够高时，原子可在薄膜内部进行一定的扩散。
由于这些过程受相应的激活能控制，因此薄膜结构的形成与沉积时的衬底相对温度Ts／Tm以及沉积原子自身的能量有关。
Ts为衬底温度；Tm为沉积物质熔点。
依据沉积条件的不同，溅射法制备的薄膜组织呈现四种不同的组织形态。
如图5.9 所示。
图5.9 薄膜组织的四种典型结构3.4.1形态1型的薄膜组织在温度很低、气体压力较高的情况下，入射粒子的能量很低，此时形成形态1型的微观组织。
（如图5.9 ）形态1型薄膜组织的特征：(1) 直径为数十纳米的细纤维状组织形态；(2)纤维内部缺陷密度很高，或者就是非晶态的结构；(3)纤维间结构疏松，存在很多纳米尺寸的孔洞，因此薄膜的强度很低；(4)薄膜表面呈现拱形形貌。
3.4.2. 形态T型的薄膜组织介于形态1和形态2 之间的过渡型组织。
（如图5.9 所示）形态T型薄膜组织的特征：(1) 仍然呈现纤维状的特征；(2) 纤维内部缺陷密度较高，但纤维边界较为致密；(3) 纤维间的孔洞以及拱形表面形貌消失；(4) 薄膜的强度较形态1显著提高。
3.4.3形态2型的薄膜组织当Ts／Tm＝0.3~0.5温度区间时，原子表面扩散进行得较为充分，这时形成形态2型的薄膜组织（如图5.9 所示）。
形态2型的薄膜组织的特征：(1) 均匀的柱状晶组织，柱状晶的直径随沉积温度的增加而增加；(2) 晶粒内部缺陷密度较低，边界的致密性较好，从而薄膜具有较高的强度；(3) 各晶粒表面开始呈现晶体学平面所特有的形貌3.4.4形态3型的薄膜组织当Ts／Tm> 0.5时，原子的体扩散发挥重要作用，此时薄膜沉积的同时，内部晶粒通过再结晶开始长大，直至超过薄膜的厚度（如图5.9 所示）。
特征：薄膜组织为粗大的等轴晶组织，晶粒内部缺陷密度很低。
3.4.5纳米多层膜的组织结构由于纳米薄膜材料的范围很广，我们仅仅以其中的一例－纳米多层膜的结构进行简单介绍，如图6-1所示。
图6-1 不同涂层复合的结构示意图§4纳米薄膜的性能纳米薄膜的性能强烈倚赖于晶粒（颗粒）尺寸、膜的厚度、表面粗糙度以及多层膜的结构。
与普通薄膜相比，纳米薄膜具有许多独特的性能，如具有巨电导、巨磁电阻效应、巨霍尔效应、可见光发射等。
4.1.力学性能纳米薄膜由于其组成的特殊性，因此其性能也有一些不同于常规材料的特殊性，尤其是超模量、超硬度效应成为近年来薄膜研究的热点。
4.1.1 硬度纳米多层膜的硬度与材料系统的组分、各组分的相对含量、薄膜的调制波长有着密切的关系。
纳米多层膜的硬度对于材料系统的成分有比较强的依赖性，在某些系统中出现了超硬度效应。
影响材料硬度另一因素是组分材料的相对含量。
对于纳米多层膜的强化机理，多数观点认为期硬度值与调制波长Λ的关系近似的遵循Hall －Petch 关系式：为多层膜的调制波长。
式中，ΛΛσ+σ=σn 00)/(4.1.2 韧性纳米多层膜结构可以提高材料的韧性，其增韧机制主要是裂纹尖端钝化、裂纹分支、层片拔出以及沿界面的界面开裂等。
影响韧性的因素主要有组分材料的相对含量及调制波长。
4.1.3 耐磨性对于纳米薄膜来说，合理的搭配材料可以获得较好的耐磨性。
4.2 光学性能4.2.1 蓝移和宽化纳米颗粒膜，特别是Ⅱ－Ⅵ族半导体CdS x Se 1-x 以及Ⅲ－Ⅴ半导体CaAs 颗粒膜，都可观察到光吸收带边的蓝移和宽化现象。
用胶体化学制备纳米TiO 2/SnO 2超颗粒及其复合LB 膜，具有特殊的紫外－可见光吸收光谱。
TiO 2/SnO 2超颗粒具有量子尺寸效应使吸收光谱发生“蓝移”。
4.2.2光的线性与非线性光学线性效应是指介质在光波场作用下，当光强较弱时，介质的电极化强度与光波电场的一次方成正比的现象。
光学非线性是在强光场的作用下，介质的极化强度中就会出现与外加电磁场的二次、三次乃至高次方成比例的项。
对于纳米材料，小尺寸效应、宏观量子尺寸效应、量子限域和激子是引起光学非线性的主要原因。
4.3电磁学性能4.3.1磁学特性纳米双相交换耦合多层膜α-Fe/Nd2Fe4B永磁体的软磁相或硬磁相的厚度为某一临界值时，该交换耦合多层永磁膜的成核场达到最大值。
目前，所报道的纳米交换耦合多层膜α-Fe/Nd2Fe4B的磁性能仍然不高，因此，进一步优化工艺参数是研究理想纳米交换耦合永磁体材料的重要方向。
4.3.2电学特性常规的导体（如金属）当尺寸减小道纳米量级时，其电学行为发生很大的变化。
这说明，材料的导电性与材料颗粒的临界尺寸有关，当材料颗粒大于临界尺寸，将遵守常规电阻与温度的关系，当材料颗粒小于临界尺寸，它可能失掉材料原本的电性能。
4.3.3巨磁电阻效应（GMR效应）巨磁电阻效应即材料的电阻率将受材料磁化状态的变化而呈现显著改变的现象。
这一现象是在1988年由法国巴黎大学的物理系Fert教授首先在Fe/Cr多层膜中发现的。
巨磁电阻效应发现以后主要的研究方向之一时降低饱和磁场，提高低场灵敏度。
解决途径之一是在多层膜中采用自旋阀结构；另一途径是将多层膜在合适温度下退火，使其成为间断膜，使层间产生偶极矩的静磁耦合。
4.4气敏特性采用PECVD法制备的SnO2纳米薄膜比表面积大，存在配位不饱和键，表面存在很多活性中心，容易吸附各种气体而在表面进行反应，是制备传感器很好的功能薄膜材料。
该薄膜表面吸附很多氧，而且只对醇敏感，测量不同醇的敏感性质和对薄膜进行红外光谱测试，就可解释SnO2纳米薄膜的气敏特性。
§5纳米薄膜的应用按照纳米薄膜的应用性能，纳米薄膜可以分为很多类，下面对几种功能薄膜的应用作一些简单介绍。
5.1 耐磨及表面防护涂层耐磨及防护涂层技术的应用可以有效的降低各类部件的机械磨损、化学腐蚀及高温氧化倾向，从而延长其使用寿命。
涂层材料涉及各种氧化物、碳化物、氮化物、硼化物陶瓷（如Al2O3、SiC、TiN、WC、TiB2等）、某些合金材料或金属间化合物（如CoCrAlY、NiAl、TiAl等）。
上述材料的共同点是：它们一般均具有很高的硬度和熔点，耐磨性和耐化学腐蚀性能良好，因而被应用在需耐磨及防护涂层的机械零件上。
5.1.1机械涂层主要应用目的(1)耐磨涂层使用耐磨涂层的目的是减少零件的机械磨损，因而一般涂层均是由硬度极高的材料制成的。