纳米材料研究现状及应用前景.
纳米材料研究现状
纳米材料研究现状纳米材料研究是当前材料科学领域的前沿和热点之一、纳米材料具有独特的物理、化学和生物性质，广泛应用于电子、储能、催化、传感、生物医药等领域。
本文将介绍纳米材料的分类、制备方法以及应用领域的最新研究进展。
纳米材料通常被定义为至少在一个维度上小于100纳米的材料。
根据形态和组成的不同，可以将纳米材料分为纳米颗粒、纳米线、纳米片、纳米管、纳米薄膜等。
其中，纳米颗粒是最常见的一种，具有高比表面积和量子尺寸效应，导致了许多独特的物理和化学性质。
在纳米材料的制备方法方面，有许多不同的技术可用。
常见的制备方法包括物理气相沉积、溶液合成、固相反应、机械法等。
物理气相沉积是一种通过气相反应在高温下制备纳米材料的方法，适用于制备纳米线、纳米颗粒等材料。
溶液合成是通过在溶液中加入适当的前体物质来合成纳米材料的方法，适用于制备纳米颗粒、纳米片等材料。
固相反应是通过在固相条件下进行反应合成纳米材料的方法，适用于制备纳米颗粒、纳米薄膜等材料。
机械法是通过机械力对原料进行研磨、碾压等处理制备纳米材料的方法，适用于制备纳米颗粒、纳米管等材料。
纳米材料的研究目前涉及各个领域，如电子、储能、催化、传感、生物医药等。
在电子领域，纳米材料被广泛应用于光电器件和纳米电子器件中，如纳米晶体管和纳米电池。
在储能领域，纳米材料的高比表面积使其成为制备高性能电池和超级电容器的理想材料。
在催化领域，纳米材料的高比表面积和优越的催化性能使其成为催化剂的理想选择。
在传感领域，纳米材料的特殊性质使其成为用于检测和传感的优秀材料。
在生物医药领域，纳米材料被广泛应用于药物传输、成像、诊断和治疗等方面。
最近的研究进展主要集中在纳米材料的制备方法改进、结构调控以及应用开发方面。
一些新的制备方法，如原子层沉积、热分解、电化学沉积等，可以制备出具有特殊形态和结构的纳米材料。
同时，通过控制实验条件、添加表面修饰剂等手段，可以调控纳米材料的结构和性质，实现对其性能的定制化。
纳米生物材料的研究及应用前景展望
纳米生物材料的研究及应用前景展望一、纳米生物材料的概念及特点纳米生物材料是一种新型的材料，它将纳米技术与生物技术相结合，并在此基础上进行研究与开发，因此它具有许多独特的特点：1.尺寸小：纳米生物材料尺寸小，其大小与许多细胞和生物分子相当，因此可以被用于制备生物医学纳米设备和药物递送系统等。
2.大比表面积：由于其小尺寸和大比表面积，纳米生物材料可以提供更多的化学反应位置和吸附作用位点，可以更好地控制生物反应。
3.独特的物理和化学性质：纳米生物材料的物理和化学性质因其粒子尺寸和表面结构的变化而发生变化。
4.生物相容性好：纳米生物材料与生物体的生物相容性好，对人体无害。
二、纳米生物材料的研究进展与应用领域1.药物递送系统纳米生物材料可以作为药物递送系统的载体，将药物包裹在其内部并将其输送到特定的部位，这种方法可以使药物通过生物障碍进入到特定的细胞和组织中。
使用纳米生物材料作为药物递送系统可以增强药物的稳定性，缩小药物剂量和副作用。
2.生物成像纳米生物材料可以通过改变其表面结构和化学性质来实现优良的生物成像性能。
纳米材料可以应用在各种成像技术领域，包括放射性成像、磁共振成像、紫外线可视光谱技术等。
3.组织工程对于组织细胞工程，纳米生物材料可以用于构建生体材料，在体外培养肌肉细胞、皮肤细胞、软骨细胞等，并与这些细胞结合，从而产生具有生物功能的人造组织。
4.生物传感生物传感器是一种可以用来检测特定生物效应的材料。
这些生物效应包括物理、化学、光学、生物学等。
纳米生物材料可以通过表面改性等技术实现所需的生物反应，这种方法在生物传感器的应用领域广泛使用。
三、纳米生物材料的制备技术纳米生物材料的制备技术多种多样，包括：1.物理方法：通过等离子体法、溶胶凝胶法、机械球磨法等物理方法，可以制备出尺寸均匀、分散性高的纳米材料。
2.化学方法：通过溶液法、化学反应法等化学方法，可以制备出不同形态和功能的纳米生物材料。
3.生物法：采用细菌、酵母菌等微生物，可以在无机溶液中制备纳米晶体和纳米生物材料。
新型纳米材料的应用前景
新型纳米材料的应用前景随着科技的不断进步和发展，新型材料的研究和应用也越来越受到重视。
作为当前材料科学领域的热点之一，纳米材料的研究与开发已经成为一个不容忽视的方向。
新型纳米材料凭借其独特的性质，越来越受到广泛的关注，材料工程、物理、化学等学科领域都在不断地推动着新型纳米材料的应用前景。
本文旨在探讨新型纳米材料的应用前景。
一、引言纳米材料是指在尺寸上小于100纳米的材料。
由于颗粒尺寸的微小和成分组成的特殊性，纳米材料常常具有许多独特的性质和应用潜力。
在过去几十年中，人们利用纳米材料成功实现了革命性的技术突破，例如，纳米材料已成功应用于生物医学、工业制造、能源生产等领域。
二、纳米材料的应用领域1. 生物医学纳米材料在生物医学应用中具有广泛应用前景。
由于其尺寸和表面性质的特殊性，纳米材料被广泛用于生物成像、靶向药物输送、生物传感器等方面。
例如，纳米粒子可用于癌症治疗中的肿瘤靶向和药物缓释，还可用于神经病和心血管病的诊断和治疗。
2. 工业制造新型纳米材料在各种工业制造领域中的应用潜力是巨大的。
纳米材料具有更高的比表面积和更好的力学、热学、光学等性质，这使得其在材料制备与加工、电子器件、催化剂制备、纳米储存材料等领域具有重要应用。
例如，掌握纳米粉体制备技术可研制超硬度材料、高强度复合材料和高性能陶瓷等，这对提高工业生产效率和优化产品性能具有重要意义。
3. 能源生产纳米材料在能源领域中的应用也越来越受到关注。
当前很多国家已经投入大量资源和资金用于研制与纳米材料相关的新能源技术，如太阳能电池、风力发电、氢能源等。
另外，在热电转换、生物质转换、化学反应催化等方面也有着广泛的应用。
用纳米技术改进电池电极可以大幅提高电池性能，同时也可通过纳米材料制备的光催化剂实现太阳光转换、可再生能源的生产。
三、纳米材料的研究现状纳米材料是一个新兴的材料研究领域，并且由于其特殊性质的存在，新型纳米材料的研究难度较大，需要运用各种先进的材料制备和表征手段。
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。
2024年纳米材料市场分析现状
纳米材料市场分析现状概述纳米材料是在尺寸范围为1到100纳米之间的材料，具有独特的物理、化学和生物学性质。
随着科技的不断发展和应用领域的不断拓展，纳米材料的市场需求也逐渐增长。
本文将对纳米材料市场的现状进行分析。
市场规模根据市场研究机构的数据显示，全球纳米材料市场规模近年来呈现稳定增长的趋势。
2018年全球纳米材料市场规模达到1000亿美元，预计到2025年将达到2000亿美元。
纳米材料市场的高速增长主要受益于电子、医疗、能源和材料领域的需求增加。
应用领域纳米材料的应用领域非常广泛，包括电子、医疗、能源、材料等多个行业。
电子领域在电子领域，纳米材料被广泛应用于半导体芯片、显示屏和太阳能电池等。
纳米材料的独特性能可以提高电子设备的性能和效率。
医疗领域在医疗领域，纳米材料可以用于制造生物传感器、药物传递系统和生物成像。
纳米材料具有较大比表面积和更好的生物相容性，可以提高医疗设备的效果和治疗效果。
能源领域在能源领域，纳米材料可以应用于太阳能电池、燃料电池和储能设备等。
纳米材料的光吸收和电导特性使其成为能源转换和存储领域的理想材料。
材料领域在材料领域，纳米材料可以用于制造高性能复合材料、涂层和陶瓷等。
纳米材料的高强度和耐磨性能可以提升材料的性能和耐久性。
竞争态势纳米材料市场存在着激烈的竞争，主要厂商涉及到国内外诸多企业。
包括美国的Nanosys、韩国的Nanoco、日本的NanoInk等。
这些企业在纳米材料的研究、生产和销售方面具有一定的优势。
同时，新兴的创业公司也进入到纳米材料市场。
这些创业公司通常专注于特定领域的纳米材料研发，希望通过创新的产品和技术来取得竞争优势。
发展趋势纳米材料市场的发展趋势主要包括以下几个方面：1.多功能化：纳米材料将发展为具有多种功能的产品，例如具有抗菌、防火、自修复等功能。
2.环保可持续性：纳米材料的研发将注重环境友好和可持续性，减少对环境的不良影响。
3.创新应用：随着科研水平的提高，纳米材料将推动更多领域的创新应用，例如纳米机器人和纳米传感器等。
生物仿生学中的纳米材料研究
生物仿生学中的纳米材料研究一、引言生物仿生学是指通过模仿生物体的结构和功能，来研究生物体的机理，同时将这些机理应用于工程和技术领域。
近年来，生物仿生学中的纳米材料研究引起了广泛关注。
纳米材料是指直径小于100纳米的材料，具有很强的物理、化学和生物学特性。
在生物仿生学中，纳米材料被应用于复杂系统的模拟和仿造，具有广泛的应用前景。
本文将介绍生物仿生学中的纳米材料研究现状及其应用。
二、生物仿生学中的纳米材料研究现状1. 纳米表面结构仿生纳米表面结构仿生是指将生物体表面的微结构、纳米结构复制出来，并将其应用到纳米材料中。
生物体表面的微结构、纳米结构能够在一定程度上影响生物体的物理、化学和生物学特性。
例如，许多昆虫的表面覆盖着微型孪生结构，这种结构可以使得昆虫表面具有超疏水、超疏油等性质。
这种性质可以被应用于自清洁、防腐和防污等领域。
因此，将微型孪生结构复制到纳米材料上，可以使得纳米材料具有与昆虫表面相似的性质。
2. 纳米生物传感纳米生物传感是指利用纳米材料来模拟生物体敏感和反应机制。
生物体内的许多生物传感系统都是基于分子识别和分子反应的。
因此，将纳米材料制备成一定形状和大小的晶体、纳米管或纳米球等，可以使其在生物体内与分子相互作用，从而实现纳米生物传感。
例如，利用纳米材料制备的生物传感器可以用于检测DNA、蛋白质等生物分子，并能够在特定条件下发出信号。
3. 纳米仿生涂料纳米仿生涂料是指将仿生学思想应用于涂料中，使其具有生物体表面的某些性质。
例如，昆虫的表面覆盖着微型孪生结构，这种结构可以使昆虫表面具有超疏水和超疏油等性质。
将这种结构应用于涂料中，可以使其具有自清洁、防腐和防污等性质，从而使涂料更加耐用、环保和生态。
三、生物仿生学中的纳米材料应用1. 医学领域生物仿生学中的纳米材料可以应用于医学领域。
例如，利用纳米材料制备的生物传感器可以用于检测体内的生物分子，从而实现早期诊断、个性化治疗等目的。
同时，纳米材料还可以被应用于纳米治疗、纳米药物输送等领域。
纳米材料的应用研究论文
纳米材料的应用研究论文随着纳米科学技术的发展，纳米材料作为其中的重要成果，已经得到了广泛的应用。
本文将探讨纳米材料的应用研究，并对其未来发展进行展望。
一、纳米材料的应用1. 电子行业纳米材料可用于制造微型电子器件，如纳米晶体管、纳米传感器等。
其优势在于体积小、性能高、功耗低，适合于生产高性能电子产品。
例如，石墨烯就是一种高性能电子材料，其导电性高，可以应用于电子芯片、显示屏等领域。
2. 医疗行业纳米材料在医疗领域中的应用也十分广泛。
纳米材料可以用作生物传感器、基因治疗和癌症治疗等。
例如，纳米金颗粒可以被注射到肿瘤细胞中，通过激活T细胞，使其攻击癌细胞，达到治疗癌症的目的。
3. 环保领域纳米材料也可以在环境清洁方面发挥重要作用。
例如，纳米纤维可以用于制造空气过滤器和水过滤器，能够有效降低空气和水中的污染物含量。
二、纳米材料的研究方向1. 合成方法纳米材料的大规模制备是一项需要重点研究的技术。
目前，人们已经开发出了许多纳米合成方法，如物理法、化学法、生物法等。
未来，需要进一步开发更可控、更高效且成本更低的合成方法。
2. 表面修饰纳米材料的表面往往具有独特的物理化学特性，使得其在不同应用领域中的性能和功能千差万别。
因此，对纳米材料表面的修饰和控制十分关键，可以通过化学修饰、生物修饰、物理修饰等手段实现。
3. 应用研究纳米材料的应用研究是发展纳米材料的关键。
需要进行更多的基础研究和交叉研究，寻找更多的应用领域并推广应用。
三、纳米材料的未来发展纳米材料具有广泛的应用前景和良好的经济效益，因此未来发展前景十分广阔。
未来，纳米材料的发展方向可能包括以下几个方面：1. 功能多样化随着纳米材料的研究深入，人们逐渐意识到不同类型的纳米材料在各个方面都具有不同的性质和应用，因此纳米材料的未来发展可能朝着功能多样化的方向发展，满足各种不同的应用需求。
2. 大规模生产随着纳米材料的应用需求不断增加，纳米材料的大规模生产也成为未来发展中的一个热点。
纳米技术研究的现状和进展
纳米技术研究的现状和进展随着现代科技的不断发展，纳米技术正在成为人们关注的热点。
纳米技术是一种能够制造、处理和使用尺寸为1纳米（纳米是十亿分之一米）的材料和器件的技术。
它有着广泛的应用前景，可以用于制造微型芯片、纳米电子器件、纳米粉末等，也可以应用于生物医学、环境保护、食品工业等方面。
本文将介绍纳米技术的研究现状和进展。
一、纳米技术的发展历史纳米技术的发展可以追溯到1959年，当时美国科学家Richard Feynman在一次演讲中提出了“控制和操纵单个原子和分子”的概念，这就是纳米技术的雏形。
20世纪80年代，随着扫描电子显微镜和原子力显微镜的发明，科学家们开始能够观察和操纵单个原子和分子。
随着计算机和软件技术的进步，科学家们开始能够设计和模拟纳米材料的性质和行为。
在20世纪90年代，随着纳米技术的进一步发展，人们逐渐认识到纳米技术的重要性。
目前，纳米技术已经成为一个全球性的研究领域，涉及化学、物理、材料科学等多个学科。
二、纳米材料的制备和应用纳米材料是纳米技术的核心之一。
纳米材料具有尺寸小、比表面积大、性能优良等特点，可以应用于多个领域。
1.纳米金属材料纳米金属材料是一种具有特殊物理和化学性质的材料。
由于具有高比表面积、量子尺寸效应等特点，纳米金属材料在催化、储能等方面表现出优异的性能。
比如纳米银材料可以作为高效的抗菌材料，纳米铁材料可以应用于废水处理等。
2.纳米生物材料纳米生物材料是生物医学领域中应用的重要材料。
纳米生物材料可以用于治疗癌症、糖尿病等疾病，也可以用于疫苗制备、细胞成像等方面。
比如纳米载药系统可以将药物精确地送到病变部位，减少药物的毒副作用，纳米生物传感器可以快速、准确地检测病原体等物质。
3.纳米电子材料纳米电子材料在微电子和纳米电子器件中有着广泛的应用。
比如石墨烯、碳纳米管等纳米材料具有高导电性和优异的电学性能，可以应用于高频电子器件、传感器等方面。
三、纳米技术的发展现状和前景当前，纳米技术已经进入到一个快速发展的阶段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纳米材料研究现状及应用前景摘要：文章总结了纳米粉体材料、纳米纤维材料、纳米薄膜材料、纳米块体材料、纳米复合材料和纳米结构的制备方法，综述了纳米材料的性能和目前主要应用领域，并简单展望了纳米科技在未来的应用。
关键词：纳米材料；纳米材料制备；纳米材料性能；应用0 引言自从1984年德国科学家Gleiter等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来，纳米材料的制备、性能和应用等各方面的研究取得了重大进展。
纳米材料的研究已从最初的单相金属发展到了合金、化合物、金属无机载体、金属有机载体和化合物无机载体、化合物有机载体等复合材料以及纳米管、纳米丝等一维材料，制备方法及应用领域日新月异。
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料，包括纳米粉体( 零维纳米材料，又称纳米粉末、纳米微粒、纳米颗粒、纳米粒子等) 、纳米纤维( 一维纳米材料) 、纳米薄膜( 二维纳米材料) 、纳米块体( 三维纳米材料) 、纳米复合材料和纳米结构等。
纳米粉体是一种介于原子、分子与宏观物体之间的、处于中间物态的固体颗粒，一般指粒度在100nm以下的粉末材料。
纳米粉体研究开发时间最长、技术最成熟，是制备其他纳米材料的基础。
纳米粉体可用于：高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、微芯片导热基片与布线材料、微电子封装材料、光电子材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感元件、高韧性陶瓷材料、人体修复材料、抗癌制剂等。
纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，如纳米碳管，可用于微导线、微光纤( 未来量子计算机与光子计算机的重要元件) 材料、新型激光或发光二极管材料等。
纳米薄膜分为颗粒膜与致密膜。
颗粒薄膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜；致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。
可用于气体催化材料、过滤器材料、高密度磁记录材料、光敏材料、平面显示器材料、超导材料等。
纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料，主要用途为超高强度材料、智能金属材料等。
纳米复合材料包括纳米微粒与纳米微粒复合( 0- 0 复合) 、纳米微粒与常规块体复合( 0- 3复合)、纳米微粒与薄膜复合( 0- 2 复合) 、不同材质纳米薄膜层状复合( 2- 2 复合) 等。
纳米复合材料可利用已知纳米材料奇特的物理、化学性能进行设计，具有优良的综合性能，可应用于航空、航天及人们日常生产、生活的各个领域。
纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造的一种新体系。
这些物质单元包括纳米微粒、稳定的团簇或人造原子、纳米管、纳米棒、纳米丝以及纳米尺寸的孔洞等。
我国于20世纪80年代末开始进行纳米材料的研究，近年来，在纳米材料基础研究领域，取得了重大的进展，已能采用多种方法制备金属与合金氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体，研制了相应的设备，做到了纳米微粒的尺寸可控，并研制了纳米薄膜和纳米块体。
在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合等许多方面有所创新。
成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷；在世界上首次发现纳米氧化锆晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形变；在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果；在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁熵变超过金属Gd；发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法；发现全致密纳米合金中的反常Hall-Petch效应等。
1 纳米材料制备技术现状纳米粉体、纳米纤维、纳米薄膜、纳米块体、纳米复合材料和纳米结构等纳米材料的制备方法有的相同，有的不相同，有的原理上相同，但工艺上有显著的差异。
关于纳米材料的制备方法方面的文献较多，各种制备方法的工艺过程、特点及适用范围在相关的文献中均有较详细的介绍[ 1] - [ 9]，限于篇幅，此处不再赘述，仅将各类纳米材料的制备方法分类归纳于表1至表6中。
表1 纳米粉体材料的制备方法气相法液相法固相法电阻加热法雾化水解法热分解法高频感应加热法共沉淀法固体反应法等离子体合成法均相沉淀法火花放电法电子束加热法无机盐水解法溶出法激光合成法金属醇盐水解法高能球磨法通电加热蒸发法喷雾干燥法表2 纳米纤维材料的制备方法纳米纤维材料类型制备方法电弧法、碳氢化合物催化分解法、等离子体法、激光法、等离子体增强热流体化学蒸气纳米碳管分解沉积法、固体酸催化裂解法、微孔模板法、液氮放电法、热解聚合物法、火焰法激光烧蚀法、激光沉积法、蒸发冷凝法、气固生长法、溶液液相固相法、选择电沉纳米棒、丝、线积法、模板法、聚合法、金属有机化合物气相外延与晶体气液固生长法相结合、溶胶凝胶与碳热还原法、纳米尺度液滴外延法电弧放电法、激光烧蚀法、气液固共晶同轴纳米电缆外延法、多孔氧化铝模板法、溶胶凝胶与碳热还原及蒸发凝聚法表3 纳米薄膜材料的制备方法制备方法实例溶胶-凝胶法纳米MgO薄膜、纳米Cu膜、纳米Fe3O4薄膜电沉积法CdS、CdSe 薄膜高速超微粒子沉积法纳米多层膜、陶瓷有机膜、颗粒膜、各种金属纳米薄膜等离子体化学气相沉积技术纳米镶嵌复合膜、多层复合膜、硅系纳米复合薄膜溅射镀膜法Si/S iO2 纳米镶嵌复合薄膜、铜高聚物纳米镶嵌膜化学气相沉积法各种氧化物、氟化物、碳化物纳米复合膜惰性气体蒸发法银钠米膜、纳米孔洞金属网络膜表4 纳米块体材料的制备方法纳米块体材料类型制备方法纳米金属与合金材料惰性气体蒸发原位加压制备法、高能球磨法结合加压成块法、非晶晶化法、高压高温固相淬火法、大塑性变形方法、塑性变形加循环相变方法、脉冲电流直接晶化法、深过冷直接晶化法纳米陶瓷无压力烧结、应力有助烧结表5 纳米复合材料的制备方法纳米复合材料类型制备方法溶胶凝胶法、高能球磨法、化学气相沉积法、溅射法、无机晶体生长法、辐射无机纳米复合材料合成法、机械融合法、非均相沉淀法、溶剂非溶剂析晶法溶胶-凝胶法、插层复合法、辐射合成有机-无机纳米复合材料法、纳米粒子直接分散法、纳米微粒原位生成法、前驱体法、LB 膜技术聚合物-聚合物溶液共混共沉淀法、电化学合成法、纳米复合材料原位聚合法、模板聚合法表6 纳米结构的制备方法纳米结构类型制备方法胶态晶体法、固态高分子膜模板法、单分子膜纳米结构自组装和模板法、简单有机分子模板法、生物分子模板分子自组装体系法、混合模板法、金属胶体自组装法、多孔纳米结构自组织合成、分子自组织合成法按人类的意志，利用各种物理和化学的方法人工纳米结构组装体系(如表1 至表5 中列出的各种方法) 人为地将纳米尺度的物质单元组装、排列构成一维、二维或三维的纳米结构体系，如纳米有序阵列体系、介孔复合体系等。
2 纳米材料的性能[ 10] - [ 12],[ 13] -[ 21]2.1 纳米材料的力学和热学性能纳米材料由于其独特的结构，因而与常规材料相比，在力学和热学上表现出一些奇异的特性。
实验表明，粒径达8nm的铁的强度为常规材料的数倍，其硬度是常规材料的近千倍。
长期以来，为解决陶瓷在常温下的易碎问题不断寻找陶瓷增韧技术，如今纳米陶瓷的出现轻而易举地解决了这个难题。
实验证明，纳米TiO2在800-1000热处理后，其断裂韧性比常规TiO2多晶和单晶都高，而其在常温下的塑性形变竟高达100%。
中科院金属研究所曾成功地将纳米铁经反复锻压，其形变高达300%。
目前各种发动机采用的材料都是金属，而人们一直期望能用性能优异的高强陶瓷取代金属，这也是未来发动机发展的方向。
而纳米陶瓷的出现为人们打开了希望之门。
纳米陶瓷的超高强度，优异的韧塑性使其取代金属用来制作机械构件成为可能。
中科院上海硅酸盐研究所制成的纳米陶瓷在800下具有良好的弹性。
纳米微粒由于颗粒小，表面原子比例高，表面能高，表面原子近邻配位不全，化学活性大，因而其烧结温度和熔点都有不同程度的下降。
常规Al2O3烧结温度在1650以上，而在一定的条件下，纳米Al2O3可在1200左右烧结。
利用纳米材料的这一特性，可以在低温下烧结一些高熔点材料，如SiC，WC，BC等。
另一方面，由于纳米微粒具有低温烧结，流动性大，烧结收缩大的特性，可以作为烧结过程的活性剂，起到加速烧结过程，降低烧结温度，缩短烧结时间的作用。
有人曾作过实验，在普通钨粉中加入0.1%-0.5%的纳米镍粉，其烧成温度从3000降到1200-1300。
复相材料由于不同相的熔点及相变温度不同而烧结困难，但纳米粒子的小尺寸效应和表面效应，不仅使各相熔点降低，各相转变温度也会降低。
在低温下就能烧结成性能良好的复相材料。
纳米固体低温烧结特性还被广泛用于电子线路衬底，低温蒸镀印刷和金属陶瓷的低温接合等。
此外，利用纳米微粒构成的海绵体状和轻烧结体可制成多种用途的器件，广泛应用于各种过滤器、活性电极材料、化学成分探测器和热变换器，例如备受人们关注的汽车尾气净化器。
有报道说，以色列科学家成功地用Al2O3制备出耐高温的保温泡沫材料，其气孔率高达94%，能承受1700的高温。
2. 2 纳米材料的光学特性纳米粒子的一个明显特征是尺寸小。
当纳米粒子的粒径与超导相干波长，玻尔半径以及电子的德布罗意波长相当、甚至更小时，其量子尺寸效应将十分显著，使得纳米材料呈现出与众不同的光学特性。
纳米材料对可见光具有反射率低、吸收率高的特性。
一般来说，大块金属都具有不同颜色的光泽。
但实验证明，金属纳米微粒几乎都呈黑色。
如铂金纳米粒子反射率仅有1%，这表明它们对可见光的低反射率、高吸收率导致粒子变黑。
由于体积效应，能级间距的增大和纳米的量子限域效应，纳米粒子对光的吸收还表现出蓝移现象。
利用纳米材料的这一特性，制成紫外吸收材料，可用作半导体器件的紫外线过滤器。
还可在稀土荧光粉中掺入纳米粉，吸收掉日光灯发射出的有害紫外线。
将其应用在纺织物中，与粘胶纤维相混合，制成的功能粘胶纤维，具有抗紫外线、抗电磁波和抗可见光的特性，可用来制做宇航服。
2. 3 纳米材料的化学活性、敏感性化学催化剂是一种不断接受热源使化学反应稳定进行的功能材料。
催化剂的作用主要有以下几个方面:一是提高反应速度和效率，缩短反应时间；二是改善反应的条件，如降低反应温度、压强、真空度等；三是在决定反应的路径方面，使化学反应按预计的方向进行，即具有选择性。
从以上不难看出，人们总是期望单位质量催化剂表面能同时接纳尽可能多的反应物，纳米微粒的表面积效应恰好符合了这一点。
而且纳米粒子表面不光滑，形成凹凸不平的原子台阶，此外原子表面悬键多，反应活性大。
这些都有利于加速化学反应，提高催化剂的反应活性。
例如采用纳米Ni 作为火箭固体燃料的催化剂，燃烧率可提高100倍。
纳米材料不仅能极大提高催化剂的催化活性，而且还表现出令人惊异的化学选择性。