纳米材料综述要点
纳米材料的制备技术综述
纳米材料的制备技术综述纳米材料的制备技术，听上去是不是有点高大上？其实也没那么神秘，咱们聊聊就能搞懂。
说实话，纳米这个词说得多了，很多人可能还不太明白，啥叫“纳米”？其实就是非常非常小的东西，咱们说得简单点，就是比我们眼睛能看到的还要小得多得多的小东西。
要是你拿个针尖放大个几百倍，可能就能看到这些纳米级的玩意儿。
为什么大家对这些小东西这么感兴趣呢？因为它们能做的事儿太牛了！从医学到能源，从环境保护到电子产品，几乎无所不能。
不过，要把这些纳米材料做出来，可不是随便乱搞的事儿，它需要技术、需要工艺，得讲究“心思”。
现在就让咱们来聊聊这些技术。
想要制备纳米材料，最常见的办法之一就是化学气相沉积（CVD）。
这个名字听起来挺吓人，其实不难懂，就是把一些气体材料，通过加热、反应等方式，沉积到一个表面上，最后变成纳米级的薄膜、颗粒什么的。
说白了，就是通过“气体变成固体”这件事儿，把小小的东西固定下来。
要是你还记得小时候吹过的泡泡，那泡泡里的水蒸气凝结成液滴差不多，CVD的原理就有点像这个。
只不过它可不是吹泡泡那么简单，而是需要高温、特殊的气氛、精准的控制，才能让这些纳米材料顺利“成型”。
是不是有点神奇？再来说说溶胶凝胶法，这也是一种特别有意思的技术。
其实它的名字就告诉你大概是怎么回事：先把一些材料溶解在液体里，形成溶胶，然后通过化学反应把它们凝结成固体，也就是纳米材料。
这个方法简单来说就像做菜一样，先把材料“泡”在液体中，激活它们，让它们变得“活跃”，然后等到合适的时机，它们就会自己变成纳米颗粒，接着凝聚成你想要的形态。
你要是做过豆腐脑，就知道这个道理。
豆腐脑一开始也是液体，经过“老母鸡”和大豆的“配合”，慢慢变成了一个个嫩滑的块状物。
这种方法不需要特别复杂的设备，也能做到高质量的纳米材料，所以很多研究者都喜欢用它。
再说说球磨法，简单说就是用机械力把大颗粒的材料磨成小颗粒。
你可以想象一台超级强力的“搅拌机”，把大块的材料放进去，几千转的高速旋转让它们变得越来越小，最后变成纳米级别的颗粒。
材料科学领域纳米材料设计方法综述
材料科学领域纳米材料设计方法综述引言：随着纳米科学与技术的迅猛发展，纳米材料引起了广泛关注，并在各个领域展现出巨大的潜力。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物学性质，以及较大的比表面积和界面效应等独特特性。
纳米材料的设计方法和制备技术对于开发新型材料、提高材料性能和创新功能材料具有重要意义。
在材料科学领域，纳米材料的设计方法一直是研究热点之一。
本文将对目前纳米材料设计方法进行综述，包括理论模拟计算方法、实验设计方法以及混合方法等。
一、理论模拟计算方法1. 密度泛函理论（DFT）密度泛函理论是纳米材料设计中经常采用的一种计算方法。
它基于量子力学原理，通过求解Schrödinger方程获得材料的电子结构和物理性质。
DFT可以预测纳米材料的能带结构、原子和分子间的相互作用等重要性质，并能够通过模拟计算进行材料的优化和组装。
然而，DFT也存在一些局限性，如计算复杂度较高，对于大尺寸纳米材料的计算非常困难。
2. 分子动力学模拟（MD）分子动力学模拟是一种基于经典力学原理的计算方法，适用于研究纳米材料的结构和动力学行为。
通过分子间的相互作用力和运动方程，可以模拟出纳米材料的力学性质、热力学性质等。
分子动力学模拟可以预测纳米材料的形貌，优化材料的构型，研究材料的力学响应等。
然而，分子动力学模拟也存在一些局限性，如模拟的时间尺度和空间尺度有限。
二、实验设计方法1. Top-down方法Top-down方法是一种将大尺寸的材料通过加工和刻蚀等方法逐渐减小至纳米尺寸的方法。
例如，通过光刻和电子束曝光等技术，可以在大面积的材料上制备出纳米图案。
Top-down方法适用于制备尺寸较大的纳米材料，具有操作简单、可扩展性强的优点。
但是，这种方法对原料材料的选择和加工工艺的控制要求较高。
2. Bottom-up方法Bottom-up方法是指通过分子自组装和化学合成等方法逐步构建起纳米尺寸的材料。
通过控制反应条件和材料的自组装过程，可以精确调控纳米材料的形貌和结构。
纳米材料发展综述
纳米材料发展综述原来绝缘的氧化物在纳米化后会呈现出一定的导电性;铁磁性材料在纳米级下,其矫顽力比宏观材料提高了3一4个数量级,小于10nm时矫顽力变为零,成为顺磁性材料[s];纳米相陶瓷在室温下有良好的韧性,二氧化铁陶瓷甚至于在18OC发生弯曲而不产生裂纹,而烧结温度降低几百度;纳米相的有微孔的陶瓷小球的吸附力是普通净化剂三氧化铝的20倍;掺有纳米粒子的有机材料耐磨性可提高3~5倍,介电性也大大增加;陶瓷中掺人氧化物的纳米粒子,可提高致密度困;金属纳米粒子掺人陶瓷中可提高陶瓷的力学性能;纳米级的碳管有导电性和半导体性,具有半导体异质结的作用和库仑阻塞效应,强度是钢的几百倍,比重只有钢的六分之一……三、纳米材料的应用随着纳米科技的发展,利用纳米材料特异的光尹电、磁、热、声、力、化学和生物学性能,纳米材料已被广泛应用于宇航、电子、化工、冶金、军事、核工业、医学和生物工程等国民经济发展的许多领域。
不仅在高科技领域有不可替代的作用,也为传统产业带来生机和活力。
4.1催化剂材料中的应用纳米粒子作为催化剂,有着许多优点。
首先是粒径小,比表面积大,催化效率高。
另外,纳米粒子生成的电子、空穴在到达表面之前,大部分不会重新结合,因此电子、空穴能够到达表面的数量多,则化学反应活性高。
如纳米级镍、铜锌混合制成的加氢反应催化剂,在相同使用条件下,其选择性比现在使用的雷尼镍(RaneyNi)高5一10倍。
纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂,将使燃烧效率提高100倍。
纳米铁粉可在几He气相热分解中起成核作用而制备出碳纤维。
Fe~(支}Ni等纳米离子可取代贵金属作汽车尾气净化的催化剂。
目前,工业上利用纳米二氧化钦一三氧化二铁作催化剂,用于废水处理(含3笼一或C几以一体系),取得了很好的效果。
陶瓷材料中的应用陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。
但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到了较大的限制。
纳米材料综述范文
纳米材料综述范文纳米材料是自上世纪90年代以来兴起的一项新兴科技，其具有独特的物理、化学和生物性能，因此受到了广泛的关注和研究。
本文将综述纳米材料的定义、制备方法、应用领域以及潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料是指至少在一个维度上具有纳米级尺寸（1-100纳米）的材料。
由于其尺寸处于微观和宏观之间，纳米材料往往具有与传统材料不同的物理和化学性质。
例如，纳米颗粒表面积大大增加，导致其在催化、光学和磁性等方面具有更高的活性和敏感性。
此外，纳米材料还具有较高的比表面积和功率密度，使其在能源存储、传感器和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
纳米材料的制备方法多种多样，但可以分为两大类：自下而上和自上而下。
自下而上方法是通过控制和组装分子、原子或离子来构建纳米结构。
例如，溶液法、气相沉积和电化学沉积等方法可以制备出纳米颗粒、纳米薄膜和纳米线等结构。
自上而下方法则是通过纳米加工工艺将材料从大尺寸逐渐减小到纳米级。
常见的自上而下方法包括球磨、机械研磨和激光刻蚀等。
纳米材料具有广泛的应用领域，包括能源、环境、生物医学、电子等。
在能源领域，纳米材料被广泛应用于太阳能电池、燃料电池和储能材料中。
纳米材料的高比表面积可以提高电池的能量密度和效率。
在环境领域，纳米材料可以用于水处理、污染物检测和空气净化等方面。
例如，纳米颗粒可以作为催化剂用于有害气体的催化转化和光催化分解。
在生物医学领域，纳米材料可以用于药物输送、分子成像和组织修复等方面。
纳米颗粒可以通过控制其大小和表面修饰来实现药物的靶向输送和释放。
在电子领域，纳米材料可以用于制备纳米电子元件和纳米传感器等。
纳米材料的尺寸效应和表面效应使其在电子器件的性能和灵敏度方面具有巨大的优势。
然而，纳米材料的应用也面临着一些潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料的生产和处理过程中可能释放出有害物质，并对环境和人体健康造成潜在风险。
此外，由于纳米材料的小尺寸和特殊性质，其对生物体的毒性和生物互作性尚不完全了解。
纳米材料综述
纳米材料综述摘要纳米技术、纳米材料在21世纪将扮演重要角色，纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。
本文综述了纳米材料的定义、历史、特性、目前应用状况和应用前景等方面，并对目前国际上对研究纳米材料研究进行分析。
Abstract nanotechnology, nanomaterials in twenty-first Century will play an important role, nanotechnology is one of the world's most promising decisive technology nowadays. This paper reviews the definition, history, characteristics of nanometer materials, the current application status and application prospects, and analysis of the current international research on research of nanometer materials.关键字纳米材料；定义；发展历史；性能；应用；前景Keywords nanometer materials;definition; development history; properties; application; prospect1.1纳米材料的定义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(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
2.1发展历史纳米材料发展有三个阶段：第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。
纳米材料的自组装综述
纳米材料的自组装综述纳米材料的自组装是一种具有巨大潜力的新兴领域，通过利用分子间的相互作用和动力学行为来自组装出具有特殊结构和性质的纳米材料。
自组装方法不仅能够制备出高度有序的纳米结构，还能够在纳米尺度上控制物质的形貌、结构和性能，因此被广泛应用于纳米科学、纳米技术和材料科学等领域。
自发性自组装是指纳米材料在适当条件下，由于分子间的相互作用和动力学行为，自行组装形成特定的纳米结构。
自发性自组装方法包括溶液中的自组装、蒸发结晶法、自组装膜的自发生成等。
其中，溶液中的自组装是一种常见的方法，通过溶液中的分子之间的静电相互作用、范德华力、水合作用等力来实现自组装。
在适当的溶剂和浓度条件下，纳米材料可以通过纳米粒子的互相吸引和排斥形成特定结构。
蒸发结晶法是一种将溶液中的纳米材料通过蒸发水分使其自行形成纳米结构的方法。
自组装膜的自发生成是指将自组装分子散布在固体基底上，通过控制其组装行为，使其在固体基底上形成自组装膜。
外界控制下的自组装是指通过外界参数的调控来实现纳米材料的自组装。
外界控制下的自组装方法包括利用电场、磁场、光场、温度等外界参数的调控来实现纳米材料的组装行为。
例如，电场可以通过调控分子之间的电荷来实现纳米材料的组装行为；磁场可以通过控制磁性纳米材料的相互作用来实现纳米材料的组装行为；光场可以通过控制光的强度、波长和方向来实现纳米材料的组装行为；温度可以通过调控纳米材料的热运动来实现纳米材料的组装行为。
纳米材料的自组装不仅能够制备出具有特殊结构和性能的纳米材料，还能够为纳米技术和材料科学的发展提供新的方法和途径。
自组装方法可以实现纳米材料的可控制备和自组装膜的可控形成，为纳米技术的实现和材料科学的发展提供了重要的基础。
此外，纳米材料的自组装还具有很多独特的优势，例如可以在大面积上实现纳米尺度的组装、可以制备出高度有序的纳米结构、可以通过改变组装条件来调控纳米材料的性能等。
总之，纳米材料的自组装是一种具有巨大潜力的新兴领域，通过自发性自组装和外界控制下的自组装方法，可以实现纳米材料的有序组装和控制形貌、结构和性能。
纳米材料分散的综述
纳米材料分散的综述一、纳米材料简介纳米材料是指尺寸在纳米级别的材料，具有优异的物理、化学和机械性能。
由于其独特的性质，纳米材料在能源、环保、医疗、信息技术等领域具有广泛的应用前景。
二、纳米材料制备方法纳米材料的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法。
物理法包括机械球磨法、真空蒸发法等；化学法包括溶液法、气相法等；生物法则利用生物分子的自我组装和生物模板法。
不同的制备方法适用于不同类型的纳米材料，且具有各自的优势和局限性。
三、纳米材料的应用领域纳米材料因其优异的性能被广泛应用于以下领域：1.能源领域：太阳能电池、燃料电池、储能电池等；2.环保领域：空气净化器、水处理设备等；3.医疗领域：药物输送、生物成像、癌症治疗等；4.信息技术领域：电子器件、量子计算等。
四、纳米材料的分散技术纳米材料的分散技术是实现其应用的关键。
纳米材料由于其高比表面积和表面能，容易发生团聚，因此需要对其进行分散。
分散技术可分为物理分散和化学分散。
物理分散包括机械搅拌、超声波分散等；化学分散则是利用表面活性剂或偶联剂进行分散。
五、纳米材料分散的物理化学原理纳米材料分散的物理化学原理主要包括表面能作用、静电力作用和空间位阻作用。
表面能作用是纳米材料分散的主要驱动力，静电力作用则是在带电纳米粒子间的相互作用，空间位阻作用则是利用高分子物质对纳米粒子进行稳定分散。
六、纳米材料分散的方法与技术纳米材料分散的方法与技术主要包括以下几种：1.机械搅拌分散：通过机械搅拌的方式将纳米材料分散在溶剂中，可加入适量的表面活性剂或分散剂以增强分散效果。
2.超声波分散：利用超声波的振动能将纳米材料打散在溶剂中，可有效破解团聚现象。
3.化学分散：利用化学反应改变纳米材料的表面性质，如通过偶联剂对纳米材料进行改性，使其具有更好的分散稳定性。
4.溶剂热法：在高温高压条件下，利用溶剂的性质将纳米材料溶解分散在溶剂中。
此方法可用于制备一些具有特殊性质的纳米材料。
纳米材料综述
从人类认识世界的精度来看，人类的文明发展进程可以划分为模糊时代江业革命之前)、毫米时代江业革命到20世纪初)、微米和纳米时代(20世纪40年代开始至今)>i n。
自20世纪80年代初，德国科学家Gleite}2]提出‘纳米晶体材料’，的概念，随后采用人工制备首次获得纳米晶体，并对其各种物性进行系统的研究以来，纳米材料已引起世界各国科技界及产业界的广泛关注。
纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级通常指1一100 rm)的极细颗粒组成的固体材料。
从广义上讲，纳米材料是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。
通常分为零维材料哟米微粒久一维材料值径为纳米量级的纤维久二维材料(}度为纳米量级的薄膜与多层膜久以及基于上述低维材料所构成的固体。
从狭义上讲，则主要包括纳米微粒及由它构成的纳米固体客观世界的新层次，是交叉学科跨世纪的战略科技领域。
1国内外研究现状50年代末，美国著名物理学家Richard.P Feyn-man曾经设想“如果有一天能按人的意志安排一个个原子和分子，将会产生什么样的奇迹?”他提出逐级地缩小生产装置，以致最后直接由人类按需排布原子以制造产品。
这在当时只是一个美好的梦想。
然而，随着时间的推移和科学技术的日益发展，这个梦想正在逐渐地变成现实。
进入60年代后，人们就开始对分立的纳米粒子进行了真正有效的研究;70年代末，德雷克斯勒成立了NST (NanoscaleScience & Technology)研究组;1984年德国科学家G 1e ite r首先制成了金属纳米材料，同年在柏林召开了第二届国际纳米粒子和等离子簇会议，使纳米材料成为世界性的热点之一;1990年在美国巴尔的摩生;1994年在德国斯图加特举行的第二届NST会议，表明纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理等领域的焦点。
近年来，世界各国先后对纳米材料给予了极大的关注，对纳米材料的结构与性能、制备技术以及应用前景进行了广泛而深入的研究，并纷纷将其列人近期高科技开发项目。
纳米材料综述
纳米材料综述一、基本定义1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。
1、纳米纳米是一种长度单位，1纳米=1×10-9米，即1米的十亿分之一，单位符号为 nm。
2、纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段：第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前)主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。
研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。
第二阶段 (1990年～1994年)人们关注的热点是设计纳米复合材料：•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)，•纳米复合薄膜(0-2复合)。
第三阶段(从1994年至今)纳米组装体系研究。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。
3、纳米材料材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米材料。
纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。
图1 纳米颗粒材料SEM图由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。
科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。
纳米材料的介绍
纳米材料的介绍一、纳米材料概述纳米材料是指纳米级尺寸的材料，具有良好的化学、光学等性能。
纳米材料泛指三维空间中至少有一维处于纳米尺寸或由它们作为基本单元构成的材料。
根据物理形态的不同，纳米材料可划分为五类：纳米薄膜、纳米粉体、纳米纤维、纳米块体、纳米相分离液体。
纳米材料的性能一般由量子力学决定，其光、电、磁、热性能与普通材料存在明显的差异。
相较于传统材料制品，纳米材料制品在光学、热学、力学、化学等性能方面具有明显优势。
从概念来说，纳米材料是由无数个晶体组成的，它的大小尺寸在1-100纳米范围内的一种固体材料。
主要包括晶态、非晶态的金属、陶瓷等材料组成。
因为它的大小尺寸已经接近电子的相干长度，它有着特殊的性质。
这些特殊性质所表现出来的有导电、导热、光学、磁性等。
目前国内、国际的科学家都在研究纳米材料，试图打造一种全新的新技术材料，将来为人类创造更大的价值。
二、纳米材料定义纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级（1-100nm）的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。
由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。
因此，纳米材料具有多种特点，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。
纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节，是人们过去从未探索过的新领域，实际上由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中，在结构上有序度的变化，在状态上的非平衡性质，使体系的性质产生很大的差别，对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入地认识。
三、纳米材料的性质1、"强" 在电子，医保，环保，能源等领域具有更多的优势。
2、"高" 适用纳米材料制作的器材，拥有更高的耐热，导电，高磁导性，可塑性。
3、"轻" 纳米材料更加轻更加便利，体积变小的同时还可以提高效率。
纳米材料综述功能材料与应用论文（已处理）
纳米材料综述功能材料与应用论文（已处理）纳米材料综述功能材料与应用论文（已处理）纳米材料综述摘要概述了纳米材料的基本概念、分类方法及结构特征, 重点介绍了纳米材料的光谱、催化、光电化学及反应性等化学特性及应用.1、纳米材料的基本概念纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级 0.11 nm, 100nm 的超微粒子纳米微粒及由其聚集而构成的纳米固体材料。
纳米固体材料分为纳米晶体材料、纳米非晶态材料及纳米准晶态材料。
其中纳米晶体材料按其结构形态又可分为四类:1 零维纳米晶体, 即纳米尺寸超微粒子;2 一维纳米晶体, 即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如一维纤维, 一维碳纳米管;3 二维纳米晶体, 即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如纳米薄膜、涂层;4 三维纳米晶体, 指晶粒在三维方向上均为纳米尺度, 如纳米体相材料, 纳米陶瓷材料。
另外, 还有纳米复合材料, 以复合方式不同分为0-0、0-2、0-3 型复合, 即零维纳米粒子分别与纳米粒子、二维及三维材料复合而成的固体材料。
纳米材料科学是现代化学、物理学、材料学、生物学等多门学科相互交叉、相互渗透的新兴学科, 其研究内容主要包括两个方面:1 系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特性,通过和常规材料对比, 找出纳米材料的特殊规律, 建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论, 发展完善纳米材料科学体系;2 探索新的制备方法, 发展新型的纳米材料, 研究制备工艺与材料结构、性能之间的关系规律, 并拓宽其应用领域。
2、纳米材料的性质2.1、纳米微粒的结构和特性纳米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。
由于纳米粒子具有壳层结构。
粒子的表面原子占很大比例，并且是无序的类气状结构, 而在粒子内部则存在有序-无序结构，这与体相样品的完全长程有序结构不同。
纳米粒子的结构特征使其产生了小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，并由此派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质。
纳米材料研究进展综述1
纳米材料研究进展综述1纳米材料研究进展综述报告姓名：学号：班级：纳米金属材料研究进展综述摘要：纳米金属材料具有奇异的结构和特异的功能，与粗晶材料相比，其电学、热学、力学、磁学、光学等性能发生了很大变化。
本文介绍了现有纳米金属材料的相关技术，对一些主要的制备工艺作了一定的阐述。
关键词：纳米材料；表征方法；制备方法；应用引言：在充满活力的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金属材料提出更高的要求，元器件的智能化、小型化、集成化等要求材料的尺寸越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术对材料性能的要求也越来越高。
新材料的创新及在此基础上诱发的新技术和新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最具影响力的研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。
在金属材料生产中利用纳米技术，有可能将材料成分和组织控制得极其精密和细小，从而使金属的力学性能和功能特性得到飞跃提高。
纳米金属材料是当今新材料研究领域中最具活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最活跃、最接近应用的组成部分。
纳米金属材料是20世纪80年代开发的一种高新材料，是指晶粒尺寸小于100nm的金属材料，包括纳米金属粉末和纳米金属结构材料。
纳米金属材料可用作石油化工的催化剂，部分纳米金属功能材料可取代昂贵的铂族金属，并广泛用作超细金属导电胶、超低温热交换器以及复合材料的优良添加剂，用途十分广泛。
本文介绍了纳米金属材料研究的一些方向，制备方法及其研究进展，最后介绍了纳米金属材料的一些相关应用。
1.国内外纳米金属研究现状20世纪90年代以来，纳米金属材料技术的发展取得了惊人的进步，可称得上是金属材料领域的“新一代工业革命”。
纳米金属材料研究所取得的巨大成就及对科学、社会各个领域的影响和渗透一直引人注目，在未来高新技术发展中也占有重要地位，主要原因是它具有奇异的特性及产业化的大好前景。
毕业论文（设计）纳米材料之综述
纳米材料之综述摘要：概述了纳米科技的内涵、纳米材料的特性、表征技术、制备及其应用。
并结合国内外对纳米材料的应用情况，概述了其研究进展。
关键词:纳米科技，纳米材料特性，表征，制备，研究进展Review of nanometer materials Abstract: The concept of nanotechnology and the strange characteristic, characterization, preparation and application of nano materials are summarized. Its development is prospected based on the situation at home and abroad.Key words: nanotechnology, characteristic , characterization，preparation，application引言：纳米科技是20世纪80年代末、90年代初逐步发展起来的新兴学科领域，它是在纳米尺度（0.1nm-100nm）上研究物质的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。
纳米材料是指晶粒和晶界等显微结构能到达纳米级尺度水平的材料，而纳米粒子是加工和制造纳米材料的原料。
由于材料的超细化，其表面的电子结构和晶体结构发生变化，产生了表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而使得纳米材料在磁性、非线性光学、光发射、光吸收、光电导、导热性、催化、化学活性、敏感特性、电学即力学方面表现出独特的性能,并在这些领域得到很好的应用。
纳米材料的化学组成及其结构是决定其性能和应用的关键因素。
因此在原子尺度和纳米尺度对纳米材料进行表征是非常重要的。
纳米材料的表征方法很多，发展也很快，而且往往需要多种表征技术相结合，才能得到可靠的信息，这大大地推动了纳米材料科学的发展。
纳米材料研究综述
纳米材料研究综述纳米材料是一种具有尺寸在纳米尺度范围内的材料，具有独特的物理、化学以及材料性质。
纳米材料研究是当代材料科学研究中的热点领域之一、本文将从纳米材料的定义、制备方法以及应用领域等方面进行综述。
纳米材料的定义是材料的至少一个尺寸小于100纳米。
纳米尺度效应的出现使得纳米材料具有与传统材料不同的特殊性质。
例如，纳米材料的比表面积大幅度增加，使得其具有更强的化学活性。
此外，量子尺寸效应的出现使得纳米颗粒具有特殊的电子以及光学性质。
纳米材料的制备方法多种多样，包括物理、化学和生物制备方法。
物理制备方法主要通过物理手段调控材料尺寸，如烧结、溅射、气相沉积等。
化学制备方法则是利用化学反应控制纳米材料的合成，如溶胶凝胶法、水热合成法和化学气相沉积法等。
生物制备方法则是利用生物体内的生物功能来制备纳米材料，例如利用微生物、草莓等生物体合成金属纳米颗粒。
纳米材料在许多领域具有广泛应用。
在材料领域，纳米材料的使用可以显著改善材料的性能，如提高材料的强度、硬度、导电性和光学性能。
在能源领域，纳米材料的应用可以提高能源传递效率，如利用纳米材料制备高效的太阳能电池和储能材料。
在医学领域，纳米材料可以用于药物的传递和缓释，实现精准治疗。
此外，纳米材料还广泛应用于传感器、催化剂以及环境保护等领域。
然而，纳米材料的应用也存在一定的挑战和问题。
首先，纳米材料的制备方法需要更高的技术要求和设备，成本较高。
其次，纳米材料的毒性和环境影响等问题也需要引起重视。
此外，纳米材料的稳定性和长期储存等问题也需要进一步研究。
总的来说，纳米材料研究是一个具有广泛前景和挑战的领域。
对纳米材料的研究不仅可以深入了解物质的基本属性，还可以为新材料的设计与合成提供理论指导。
随着纳米材料研究的不断深入，其在各个领域的应用也将进一步扩展和发展。
纳米材料概论重点
纳米材料概论重点纳米材料是指在尺寸上小于100纳米（nm）的材料。
这些材料在最近几十年被广泛研究，因为它们在形态、性质和应用方面与宏观材料有很大差异，这些差异由于它们的小尺寸引起。
纳米材料的优点包括具有高比表面积、高活性、特殊的电学、光学、磁学和机械性质等特征，这使得它们在多个领域应用广泛，如生物、催化、传感器、能源和电子等。
1.纳米材料的制备方法纳米材料的制备方法可以分为物理法、化学法和生物法三类。
物理法：包括气相合成、固态反应、溅射和电子束等。
其中，气相法包括热蒸发、化学气相沉积、热化学气相沉积、气相凝聚和激光气相沉积等。
固态反应法则通过物理或化学反应在固体中形成纳米材料。
溅射法则是通过向某些材料表面轰击高能粒子，在原材料表面生成纳米材料。
电子束法类似于溅射法，但使用电子束代替高能粒子来在材料表面生成纳米材料。
化学法：包括溶胶-凝胶法、沉淀法、电化学合成法和共沉淀法等。
其中，溶胶-凝胶法是将溶液的物质转化为凝胶并通过热力学控制其干燥过程来制备纳米材料。
沉淀法则通过将金属离子与反应物反应，在其中得到纳米颗粒。
电化学合成法则是通过在电解质中行驶的电流下在电极表面沉积纳米材料。
共沉淀法则是在溶液中控制金属离子的沉淀反应，以生成纳米尺寸的固体。
生物法：包括生物模板法和生物合成法两种。
其中，生物模板法是通过生物模板控制纳米材料的形态和大小。
生物合成法则是通过使用微生物和植物合成纳米材料。
2.纳米材料的种类基于其形态、材质和结构不同，纳米材料可以分为多种类型，例如：金属/合金纳米材料、纳米催化剂、二维材料、量子点、纳米药物、生物纳米材料和金属有机框架等。
金属/合金纳米材料是指由单一或多种金属组成，直径在1到100纳米范围内的纳米颗粒。
纳米催化剂则是指由纳米材料制成的催化剂。
二维材料是指具有两个维度（长度和宽度）和纳米尺寸的材料，例如石墨烯和氧化石墨烯。
量子点是非常小的半导体晶体，直径通常在2到20纳米之间，其光学、电学和化学特性取决于其大小。
多孔纳米材料综述
Outline
1. 纳米材料的概念及特点 2. 对纳米材料的要求 3. 纳米结构单元 4. 纳米晶界结构理论 5. 纳米材料的制备方法 6. 纳米材料的分类 7. 纳米材料的应用 8. 纳米材料的另一面 9. 结束语
1.纳米材料的概念及特点
纳米材料: 在纳米量级(1~100nm)内调控物质 结构制成的具有特异性能的新材料 四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、 表面原子比例大 四大效应: 小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观 量子隧道效应、表面效应
2.对纳米材料的要求
尺寸可控(小于 100 nm) 成分可控 形貌可控 晶型可控 表面物理和化学特性可控
(表面改性和表面包覆)
3.纳米结构单元
• 团簇(cluster)：几个乃至上千个原子、分子或 离子通过物理和化学结合力组成相对稳定的聚 集体（粒径小于或等于1 nm） eg: C60 buckyball, Fen, CnHm
9.结束语
• 纳米材料是国际材料界当前研究的热点，它使人
类在改造自然方面进人了一个新层次，即从微米 级层次深入到纳米级层次。 • 鉴于纳米科技是节能、低耗和技术密集型的新科 技，发展纳米科技的投人产出比可能高于其它高 科技项目。因此应在政策、财力、物力和人力上 给于大力支持，让纳米技术尽快实现产业化
• Seagel〔2〕的有序说。有序说认为晶粒间界处 含有短程有序的结构单元，晶粒间界处原子保持 一定的有序度，通过阶梯式移动实现局部能量的 最低状态.
• 叶恒强、吴希俊[3]的有序无序说。该理论认为纳 米材料晶界结构受晶粒取向和外场作用等一些因 素的限制,在有序和无序之间变化
5.物理方法制备纳米材料
7.纳米材料的应用
1. 在陶瓷领域的应用 2. 在微电子学上的应用 3. 在生物工程上的应用 4. 在光电领域的应用 5. 在化工领域的应用 6. 在医学上的应用 7. 在分子组装方面的应用
纳米材料综述
纳米材料综述
纳米材料是指至少有一个尺寸在1-100纳米之间的材料，具有独特的物理、化
学和生物学特性。
纳米材料的发展已经引起了广泛的关注，因为它们在许多领域都具有巨大的潜力，包括材料科学、生物医学、能源和环境等。
首先，纳米材料在材料科学领域具有重要意义。
由于其尺寸在纳米级别，纳米
材料具有更大的比表面积和更多的表面活性位点，这使得它们在传统材料所无法实现的性能上具有巨大优势。
例如，纳米材料可以具有更高的强度、硬度和韧性，同时还可以表现出独特的光学、电子和磁性能。
因此，纳米材料已经被广泛应用于传感器、催化剂、电子器件等领域，并且在材料设计和合成方面取得了重要的突破。
其次，纳米材料在生物医学领域也展现出了巨大的潜力。
由于其尺寸与生物分
子和细胞相近，纳米材料可以被设计成具有特定的生物相容性和靶向性，从而可以用于药物传递、医学影像和组织工程等应用。
此外，纳米材料还可以被用于治疗癌症、感染和炎症等疾病，为生物医学领域带来了新的治疗手段和诊断方法。
另外，纳米材料在能源和环境领域也具有重要意义。
由于其特殊的结构和性能，纳米材料可以被用于太阳能电池、储能设备、污染物处理等领域，为可持续能源和环境保护提供了新的解决方案。
例如，纳米材料可以提高光电转换效率、增加电池储能密度，同时还可以被用于吸附和催化分解有害气体和水污染物。
总的来说，纳米材料具有广泛的应用前景和重要的科学意义。
随着纳米技术的
不断发展和进步，相信纳米材料将会在更多领域展现出其独特的价值，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
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纳米材料综述一、基本定义1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。
1、纳米纳米是一种长度单位，1纳米=1×10-9米，即1米的十亿分之一，单位符号为 nm。
2、纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段：第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。
研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。
第二阶段 (1990年～1994年人们关注的热点是设计纳米复合材料：•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，•纳米复合薄膜(0-2复合。
第三阶段(从1994年至今纳米组装体系研究。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。
3、纳米材料材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米材料。
纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。
图1 纳米颗粒材料SEM图二、纳米材料的基本性质由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。
科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。
1、力学性质高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。
具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。
纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。
金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。
应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。
使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。
2、热学性质纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。
因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。
例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。
3、电学性质由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。
利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。
2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。
并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。
随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
4、磁学性质当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。
目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到 1.71Gb/cm2。
同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。
高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。
三、纳米材料的主要效应由于纳米材料具有显然不同于体材料和单个分子的独特性能--体积效应、量子尺寸效应、表面界面效应和宏观隧道效应等及它在电子、光学、化工、陶瓷、生物和医药等诸多方面的重要应用而引起人们的高度重视。
1、小尺寸效应（体积效应）当颗粒的尺寸与光波的波长、传导电子的德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体原有的周期性及边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒表面层附近原子密度减小，导致光、电、声、磁、热、力等物性发生严重的变化，呈现出一种新的体积效应，其他性质都是此效应的延伸。
例如，光吸收显著增加并产生吸收峰的等离子共振频移；磁有序态向磁无序态转变；超导相向正常相的转变：声子谱发生改变等。
2 、量子尺寸效应量子尺寸效应是指纳米粒子尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为分散能级的现象。
早在60年代Kubo就采用电子模型给出了决定能级间距的著名公式，其中为能级间距，为费米能级，N为总电子数。
对常规物体，因包含有无限多个原子（即所含电子数N → ∞），故常规材料的能级间距几乎为零（→ 0）；而对纳米粒子，因其含原子数有限，有一定的数值，即能级发生了分裂.当能级的间距大于热能、磁能、光子能量、超导态的凝聚能等典型能量值时，必然因量子效应导致纳米微粒的光、热、电、磁、声等特性与常规材料有显著不同。
例如，特异的光催化性、高光学非线性及电学特性等。
对于TiO2，实验研究表明[3]，当TiO2粒径小于10nm时，显示明显的量子尺寸效应，光催化反应的量子产率迅速提高；锐钛矿相TiO2的粒径为3.8nm时，其量子产率是粒径为53nm的27.2倍。
3 、表面效应（界面效应）表面效应是指纳米颗粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后引起的性质上的变化。
纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。
随着粒径减小，表面原子数迅速增加。
这是由于粒径小，表面积急剧变大所致。
例如，粒径为10nm，比表面积为90m2/g；粒径为5nm，比表面积为180m2/g；粒径下降到2nm表面积猛增到450m2/g。
这样高的比表面积，使处于表面的原子数越来越多，同时表面能迅速增加。
由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合而稳定下来。
4、宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒能力的效应称为隧道效应。
电子既具有粒子性又具有波动性，因此存在隧道效应。
近年来，人们发现一些宏观量，例如微粒的磁化强度、量子相关器件中的磁通量等也具有隧道效应，它们可以穿越宏观体系的势垒而产生变化，故称之为宏观的量子隧道效应。
这一效应与量子尺寸效应一起，将会是未来微电子、光电子器件的基础，或者说它确定了现有微电子器件进一步微型化的极限。
5、介电限域效应随着纳米晶粒粒径的不断减小和比表面积不断增加，其表面状态的改变将会引起微粒性质的显著变化。
例如，当在半导体纳米材料表面修饰一层某种介电常数较小的介质时，相对于裸露于半导体纳米材料周围的其他介质而言，被包覆的纳米材料中电荷载体的电力线更易穿过这层包覆膜，从而导致它与裸露纳米材料的光学性质相比发生了较大的变化，这就是介电限域效应。
当纳米材料与介质的介电常数值相差较大时，将产生明显的介电限域效应。
上述的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应都是纳米颗粒及纳米固体的基本特征，这一系列效应导致了纳米材料在熔点、蒸气压、相变温度、光学性质、化学反应性、磁性、超导及塑性形变等许多物理和化学方面都显示出特殊的性能。
它使纳米材料呈现出许多奇异的物理、化学性质。
四、纳米材料的发展与应用借助于纳米材料的各种特殊性质，科学家们在各个研究领域都取得了性的突破，这同时也促进了纳米材料应用的越来越广泛化。
1、特殊性能材料的生产材料科学领域无疑会是纳米材料的重要应用领域。
高熔点材料的烧结纳米材料的小尺寸效应(即体积效应使得其在低温下烧结就可获得质地优异的烧结体(如SiC、WC、BC等，且不用添加剂仍能保持其良好的性能。
另一方面，由于纳米材料具有烧结温度低、流动性大、渗透力强、烧结收缩大等烧结特性，所以它又可作为烧结过程的活化剂使用，以加快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度。
例如普通钨粉需在3 000℃高温时烧结，而当掺入0.1%～0.5%的纳米镍粉后，烧结成形温度可降低到1 200℃～1 311℃。
复合材料的烧结由于不同材料的熔点和相变温度各不相同，所以把它们烧结成复合材料是比较困难的。
纳米材料的小尺寸效应和表面效应，不仅使其熔点降低，且相变温度也降低了，从而在低温下就能进行固相反应，得到烧结性能好的复合材料。
纳米陶瓷材料的制备通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。
由于纳米材料粒径非常小、熔点低、相变温度低，故在低温低压下就可用它们作原料生产出质地致密、性能优异的纳米陶瓷。
纳米陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能，它还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应，这些都将成为材料开拓应用的一个崭新领域，并将会对高技术和新材料的开发产生重要作2、生物医学中的纳米技术应用从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。
细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞就象一个个“纳米车间”，植物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。
遗传基因序列的自组装排列做到了原子级的结构精确，神经系统的信息传递和反馈等都是纳米科技的完美典范。
生物合成和生物过程已成为启发和制造新的纳米结构的源泉，研究人员正效法生物特性来实现技术上的纳米级控制和操纵。
纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。
目前已得到较好应用的实例有：利用纳米SiO2微粒实现细胞分离的技术，纳米微粒，特别是纳米金(Au粒子的细胞内部染色，表面包覆磁性纳米微粒的新型药物或抗体进行局部定向治疗等。
正在研制的生物芯片包括细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片和基因芯片(即DNA芯片等，都具有集成、并行和快速检测的优点，已成为纳米生物工程的前沿科技。