第一章绪论-第二章纳米材料制备
纳米材料制备
纳米材料制备纳米材料是一种具有纳米尺度特性的物质，其尺寸范围通常为1-100纳米。
与传统材料相比，纳米材料具有独特的力学、光学和电子等特性，因此在各个领域具有广泛的应用前景。
纳米材料的制备方法有很多种，下面将介绍其中几种常见的方法。
一种常见的纳米材料制备方法是溶剂热法。
该方法通常是在高温和高压条件下，在溶剂中溶解材料的前驱体，然后通过控制溶剂的蒸发或降温来诱导前驱体的析出或溶剂处理，从而得到纳米材料。
溶剂热法具有制备纳米材料尺寸均一性好、操作简便等优点，适用于多种材料的制备。
还有一种常见的纳米材料制备方法是机械球磨法。
该方法通常是将原料和球磨介质一起放入球磨机中进行机械球磨处理，通过碰撞和摩擦使原料粉末逐渐减小到纳米尺度。
机械球磨法具有制备纳米材料成本低、反应时间短等优点，适用于一些较为常见的材料。
还有一种常见的纳米材料制备方法是溶胶凝胶法。
该方法通常是通过溶胶的凝胶化和后续的热处理将溶胶转变为固态凝胶，并通过热处理使得凝胶内部发生相变或有序结构的形成，从而得到具有纳米尺度特性的凝胶材料。
溶胶凝胶法具有制备复杂结构的纳米材料能力强、工艺可调控性好等优点，适用于多种材料体系。
纳米材料的制备除了上述几种方法之外，还有很多其他的方法，如气相法、溅射法、磁流体法等。
这些方法各有优缺点，适用于不同类型的纳米材料制备。
纳米材料的制备过程中需要注意控制合适的工艺参数，如反应温度、反应时间、前驱体浓度等，以及对纳米材料的后续处理和表征。
需要指出的是，纳米材料的制备是一个复杂的过程，需要充分考虑材料的性质、制备方法和应用需求等因素，才能得到满足要求的纳米材料。
此外，纳米材料的制备方法还在不断发展和完善中，未来还将出现更多创新的制备方法。
（物理化学专业论文）低维（VIa族化合物）半导体纳米材料的制备及表征
⑧浙江大学博十学位论文第一章绪论纳米是一种长度度量单位，即米的十亿分之一。
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（１一１００ｍ）或者由它们作为基本单元构成的材料。
广义地说，纳米材料是泛指含有纳米微粒或纳米结构的材料。
１．１．１纳米材料的诞生及其发展早在】８世纪６０年代，随着胶体化学的建立，科学家们就开始了对纳米微粒体系（胶体）的研究。
到２０世纪５０年代末，著名物理学家，诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了纳米技术基本概念的设想。
他在１９５９年１２月美国加州理工学院的美国物理年会上做了一个富有远畿鬈０意黑２＝：盏：篙翼盎：见性的报告，并做出了美妙的设想：如果有一天可以按人的意志安排一个个原子，那将会产生怎样的奇迹？理查德·费曼先生被称为“纳米科技的预言人”。
随后，１９７７年美国麻省理工学院的学者认为上述设想可以从模拟活细胞中生物分子的研究开始，并定义为纳米技术（ｎａｎｏｔｃｃｈｎｏｌｏｇｙ）。
１９８２年Ｂｉｎｉｎｉｎｇ和Ｒｏｈｒｅｒ研制成功了扫描隧道显微镜（ｓ１Ｍ），从而为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子提供了观察工具。
１９９０年美国ＩＢＭ公司两位科学家在绝对温度４Ｋ的超真空环境中用ｓＴＭ将Ｎｉ（１１０）表面吸附的ｘｅ原子在针尖电场作用下逐一搬迁，⑧浙江大学博士学位论文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。
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，或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限，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，经典电路的极限尺寸大概在Ｏ．２５ｕｍ。
目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。
（无机化学专业论文）纳米材料的自下而上与自上而下的对应构建方法及其物性研究
中国科学技术大学博士学位论文纳米材料的自下而上与自上而下的对应构建方法及其物性研究姓名：***申请学位级别：博士专业：无机化学指导教师：***20100420摘要本论文旨在探索利用晶体结构来控制性的构建一些具有特殊尺寸、特殊形貌和图案的高度规则的无机多级微纳结构材料，结合“自上而下”（Top-Down）和“自下而上”（Bottom-Up）的方法，通过反应物和目标产物的结构分析来设计性的可控合成特定纳米材料的特定形貌，这种路线不仅对我们了解纳米材料合成提供了另外一个途径,同时也给理论分析纳米材料的形成本质原因提供了可能的理想指导。
本论文的主要研究内容如下：1. 作者通过利用了晶体结构的自范性和刻蚀机理结合的方法，也就是所谓的“自上而下”（Top-Down）的方法来构建分级制结构的PbSe纳米晶体。
该PbSe 分级制结构形成是碱性诱导下的刻蚀与刚性分子1,10-phen吸附保护竞争的结果。
通过大量的实验优化了反应的动力学因素，使得该结构具有良好的重复性、较高的产率和可操控性，为以后的性质研究提供了保证。
采用“自上而下”（Top-Down）的方法来构建分级制结构的方法，也为其他材料分级制结构的构建提供了思路。
2. 作者首次采用维生素C热解的方法来构筑肾结石成份之一的四方相的水合草酸钙，整个过程中不需要利用机添加剂来调节晶体的生长，该微晶具有规则的四方棱柱形貌，且结晶性好。
并采用“自上而下”（Top-Down）固相制备方法来获得相应四方棱柱状的多孔碳酸钙，并研究了多孔碳酸钙对无机水合盐类相变材料的限域效应。
合成的多孔碳酸钙是无毒且环境友好的，将其应用到无机盐相变领域能够成功地解决无机水合盐相变过程中遇到的常见难题，如相分离和过冷现象.这也表明多孔碳酸钙有可能应用于未来的“智能屋”中。
3. 作者利用晶体生长的各向异性，在外加表面活性剂的条件下，通过“自下而上”（Bottom-Up）的方法实现了一维纳米结构在三维空间的自组装，实现了晶体生长的各向异性和Ostwald熟化机理的完美结合。
电科专业纳米电子学基础第一章
光年
以上
实际范围 河外星系
适用理论 尚无
宇观 宏观 微观
渺观
1021米=105 光年 102米
10-17米= 10-15厘米
10-36米= 10-34厘米
从3亿公里到 3×1014光年
从3 ×10-6厘米 到3亿公里
从3 ×10-25厘 米到3 ×10-6厘 米
3 ×10-25厘米 以下
从太阳系 到银河系 从大分子 到太阳系 从基本粒子 到大分子
§1.3 材料
纳米结构材料的基本特性
II. 小尺寸效应
特殊的力学性质
Å 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，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。
纳米电子学基础
主讲人：杨红官
课程内容：
第一章 绪 论 第二章 纳电子学的物理基础 第三章 共振隧穿器件 第四章 单电子晶体管 第五章 量子点器件 第六章 碳纳米管器件 第七章 分子电子器件 第八章 纳米级集成系统原理 第九章 纳电子学发展中的问题
参考资料：
1. 纳电子学导论，蒋建飞 编著，科学出版社。 2. 纳米电子学，杜磊 庄奕琪 编著，电子工业出版社。 3. 纳电子器件及其应用，蔡理 编著，电子工业出版社。 4. 纳电子学与纳米系统，陈贵灿 等译，西安交通大学 出版社。
银纳米材料在光电催化中的应用研究
银纳米材料在光电催化中的应用研究第一章：绪论近年来，随着环境污染的日益加重，寻求一种环保、高效的治理污染的方法变得越来越迫切。
太阳能光催化技术，是一种可以有效去除污染物的方法，具有不产生二次污染、使用方便、经济实惠等优点。
然而，由于传统光催化材料的光吸收强度不高，催化剂的光电转化效率不高，限制了光催化技术的大规模应用。
银纳米材料作为一种具有较强的光吸收能力和光电转化效率的催化剂，不仅可以增强光合成效率，还可以通过种种实验策略来提高催化剂本身的光吸收强度，从而实现更高效的光催化效果。
本文将详细介绍银纳米材料在光电催化中的应用研究。
第二章：银纳米材料的制备方法目前，制备银纳米材料的方法包括化学合成法、生物还原法、物理气相法、等离子体法、微波法、光还原法等多种方法。
其中，化学合成法和生物还原法是目前应用广泛的制备方法。
化学合成法主要包括溶液还原法、辅助还原法和微乳液法等几种方法，生物还原法主要包括微生物酶还原法、植物提取物还原法和真菌还原法。
化学合成法制备的银纳米材料容易得到尺寸分布较窄，粒径较小的颗粒，而生物还原法制备的银纳米材料具有优异的生物相容性。
因此，在实际应用中应根据具体情况选择合适的合成方法。
第三章：银纳米材料在光电催化中的应用3.1 银纳米材料作为催化吸收体银纳米材料具有宽广的光谱吸收特性和高的光谱吸收系数，能够有效吸收可见光和近红外光，提高催化剂的光吸收率，进而增强催化剂的光电转化效率。
此外，银纳米材料超出了基于金属导体的催化剂，并且具有比传统的量子点催化剂更好的性能。
Liu等人在2012年发现，银纳米材料催化松木素和硫酸铜二水溶液温和还原生成多孔碳基光催化剂，这是一种较为有效的制备银纳米材料的方法。
由于其良好的光吸收和催化活性，银纳米材料受到广泛关注，并应用于大量光电催化反应中，如可见光光催化水分解、光还原CO2、有机污染物光催化降解等。
3.2 银纳米材料作为载体银纳米材料的表面积较大，可以促进催化剂与污染物的接触，提高光催化的效率。
《纳米材料与器件》课程教学大纲三号黑体
《纳米材料与器件》课程教学大纲（三号黑体）一、课程基本信息（四号黑体）二、课程目标（四号黑体）（一）总体目标：（小四号黑体）本课程是为材料化学专业和全校非材料类专业学生开设的一门专业选修课程。
通过课程的开设，使学生在了解纳米技术在工程实践中最新发展趋势的基础上，全面学习纳米材料的基本概念与性质，重点掌握纳米材料的制备技术，熟悉纳米材料的性能表征手段，逐步建立起纳米材料的结构、性能、制备、表征、应用这一系统的知识体系，最终使学生具有能够根据实践需求完成对纳米材料设计的能力，为从事这方面的学习与工作奠定坚实的基础。
（二）课程目标：（小四号黑体）《纳米材料与器件》课程系统建立纳米材料的结构、性能、制备、表征、应用这一系统的知识体系。
本课程目标如下：课程目标1：纳米纳米材料的基本概念与性质，课程目标2：纳米材料的制备方法；课程目标3：纳米材料的表征方法；课程目标4：纳米材料工程实践中的应用。
课程目标L通过绪论2学时的学习，使学生了解材料发展的历史，全面掌握纳米材料的定义、纳米效应，加深了解材料尺寸对材料性能的影响，从构效关系的角度思考材料性能改善的特定路径。
课程目标2：在已有学习常规材料制备方法的基础上，深入理解纳米材料制备过程控制的核心问题,把握纳米材料的团聚的分类、成因、前提、解决方法，深入体会不同制备方法的原理，学会用过程分析的理念去认知材料的制备过程。
课程目标3：结构决定性能，借助仪器分析，表征纳米材料组成、尺寸、形貌、一致性、缺陷等特征结构，结合性能评估深入理解材料的构效关系。
课程目标4：《纳米材料与器件》是材料类工科选修课，理论学习的目标是工程实践。
因此，本课程作为教学的重要环节，重点突出纳米材料在能源、环保、日常生活中的重要应用，将纳米材料的制备、表征、应用贯穿于工程实践当中，学以致用，激发学生的工程实践探索兴趣。
（要求参照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，对应各类专业认证标准，注意对毕业要求支撑程度强弱的描述，与“课程目标对毕业要求的支撑关系表一致）（五号宋体）（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体）（大类基础课程、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。
胶体与表面化学课程大纲及重点
胶体与表面化学第一章绪论（2学时）1.1胶体的概念什么是胶体，胶体的分类1.2胶体化学发展简史1.3胶体化学的研究对象表面现象，疏液胶体，缔合胶体，高分子溶液。
重点：胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。
难点：胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。
教学方法建议：启发式教学，引导学生对胶体及表面化学的兴趣。
第二章胶体与纳米材料制备（4学时）2.1胶体的制备胶体制备的条件和方法，凝聚法原理。
2.2胶体的净化渗析、渗透和反渗透。
2.3单分散溶胶单分散溶胶的定义及制备方法。
2.4胶体晶体胶体晶体的定义及制备方法2.5纳米粒子的制备什么是纳米材料，纳米粒子的特性及制备方法重点：胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。
难点：胶体制备机理。
教学方法建议：用多媒体教学，注重理论联系实际。
第三章胶体系统的基本性质（8学时）3.1溶胶的运动性质扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。
3.2溶胶的光学性质丁道尔效应和溶胶的颜色。
3.3溶胶的电学性质电动现象、双电层结构模型和电动电势（。
电势）3.4溶胶系统的流变性质剪切速度越切应力，牛顿公式，层流与湍流，稀胶体溶液的黏度。
3.5胶体的稳定性溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。
3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定显微镜的类型及基本作用重点：沉降、渗透压、电泳、电渗、。
电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。
难点：双电层结构模型。
教学方法建议：多媒体教学和板书教学相结合。
第四章表面张力、毛细作用与润湿作用（6学时）4.1表面张力和表面能净吸力和表面张力的概念、影响表面张力的因素、液体表面张力和固体表面张力的测定方法。
4.2液-液界面张力Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。
4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式毛细作用，Laplace公式和Kelvin公式的应用，曲界面两侧的压力差及与曲率半径的关系，毛细管上升或下降现象，弯曲液面上的饱和蒸气压。
纳米材料制备方法
“自下而上(Bottom－Up)”：是
指以原子、分子为基本单元，根
据人们的意愿进行设计和组装，
从而构筑成具有特定功能的产品，
主要是利用化学和生. 物学技术。
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纳米材料制备的物理方法
·惰性气体冷凝法（IGC）制备纳米粉体（固体） ·高能机械球磨法制备纳米粉体 ·非晶晶化法制备纳米晶体 ·深度范性形变法制备纳米晶体 ·物理气相沉积方法制备纳米薄膜 ·低能团簇束沉积法（ＬＥＢＣＤ）制备 ·压淬法制备纳米晶体 ·脉冲电流非晶晶化法制备纳米晶体
（2）在薄膜的成核生长过程中控制纳米结构的形成， 其中薄膜沉积条件的控制和在溅射过程中，采用高溅 射气压、低溅射功率显得特别重要，这样易于得到纳 米结构的薄膜。
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低能团簇束沉积法（ＬＥＢＣＤ）
制备
纳米薄膜该技术也是新近出现的，由Paillard等人于 1994年初发展起来。首先将所要沉积的材料激发成原 子状态，以Ar、He气作为载体使之形成团簇，同时采 用电子束使团簇离化，然后利用飞行时间质谱仪进行 分离，从而控制一定质量、一定能量的团簇束沉积而 形成薄膜。此法可有效地控制沉积在衬底上的原子数 目。
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惰性气体冷凝法（IGC）制备纳米粉体 （固体）
这是目前用物理方法制备具体有清洁界面的纳米粉体（固 体）的主要方法之一。其主要过程是：在真空蒸发室内充 入低压惰性气体（He或Ar），将蒸发源加热蒸发，产生原 子雾，与惰性气体原子碰撞而失去能量，凝聚形成纳米尺 寸的团簇，并在液氮冷棒上聚集起来，将聚集的粉状颗粒 刮下，传送至真空压实装置，在数百MPa至几GPa压力下制 成直径为几毫米，厚度为10mm～1mm的圆片。
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深度范性形变法制备纳米晶体
这是由Ｉｓｌａｍｇａｌｉｅｖ等人于1994年初发展 起来的独特的纳米材料制备工艺：材料在准静态压力 的作用下发生严重范性形变，从而将材料的晶粒细化 到亚微米或纳米量级。
纳米药物 1、绪论
第1章绪论1.1纳米药物的概念纳米药物是指运用纳米技术、特别是纳米化制备技术研究开发的一类新的药物制剂。
作为纳米科技中最接近产业化、最具发展前景的方面之一，纳米药物特别是纳米抗肿瘤药物、纳米多肽蛋白质药物，以及非病毒载体基因药物的纳米制剂的研究和开发，已成为当前国际医药学界的前沿和热点[1]。
作为纳米科技与现代制剂技术交叉、融合产生的纳米制剂技术，其核心是药物的纳米化技术，包括药物的直接纳米化和纳米载药系统。
前者通过纳米沉淀技术或超细粉碎技术（如采用机械球磨技术的NanoCrystals TM和采用高压匀质技术的DissCubes®和Nanopure®），直接制备药物纳米颗粒。
后者通过高分子纳米球（nanospheres）/纳米囊（nanocapsules）（统称纳米粒nanoparticles）、固体脂质纳米粒（Solid lipid nanoparticles，SLN）、微乳/亚微乳、纳米脂质体（nanoliposome）、纳米磁球（magnetic nanoparticles）、聚合物胶束（polymeric micelles）、树状大分子（dendrimers），以及无机纳米载体（如纳米硅球、碳纳米管）等载体，药物以溶解、分散、包裹、吸附、偶联等方式成为纳米分散体。
药物经纳米化后，其物理化学性质如饱和溶解度、溶出速度、晶型、颗粒表面疏水亲水性，物理响应性（如光、电、磁场响应性、pH敏感性、温度敏感性等），以及生物学特性如特定分子亲合力等发生了改变，从而影响药物的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)，即药物的生物药剂学和药代动力学行为，如生物粘附性、在胃肠道的化学稳定性、口服生物利用度、缓释和控释特性、靶向性、长循环特性、透皮/透粘膜/透血脑屏障（BBB）特性等，最终实现增强药物疗效、降低药物不良反应、提高药物治疗指数、增强制剂顺应性等目的（见图1.1）[2~4]。
应该指出的是，药物的活性成份经纳米化后，仍以片剂、胶囊、颗粒剂、小针剂、冻干粉针剂、输液、凝胶剂、贴剂、滴眼剂等常规制剂形式出现。
纳米材料导论_Ch1_(基本概念)
纳米材料导论
（特性、制备与应用）
Introduction to Nanomaterials: Properties, Synthesis and Applications
社社会会需需求求与与学学科科发发展展
• 2001年3月，美国国家科学技术顾问委员会 （NSTC）在《纳米科技的社会影响-- SOCIETAL IMPLICATIONS OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY》 的报告中对纳米技术在全球的市场容量进行了 预测，在今后10—15年内，每年纳米技术的市 场容量超过一万亿美元。其中，纳米材料和加 工为3400亿美元/年；纳米电子和集成电路为 6000亿美元/年；纳米药物为1800亿美元/年； 纳米催化剂为1000亿美元/年；交通运输（包括 汽车、飞机、铁路、桥梁等）为700亿美元/年。 这些数据显示，纳米材料拥有巨大的市场。
Improvement
主主要要研研究究内内容容
Five R&D categories in nanotechnology: · Nanostructure properties（纳米结构的性能）: Investigate biological, chemical, electronic, magnetic, optical, and structural properties in nanostructures. · Synthesis and processing（合成与加工）: Enable atomic and molecular control of material building blocks to provide the means to assemble and utilize these tailored building blocks for new processes and devices in a wide variety of applications. Extend the traditional approaches to patterning and microfabrication to include parallel processing with proximal probes, stamping, and embossing. Give particular attention to the interface with bionanostructures and bioinspired structures, to multifunctional and adaptive nanostructures, to scaling approaches, and to affordability at commercial scales.
绪论第二节 纳米材料的应用技术-new
（7）自洁作用
纳米TiO2由于其表面具有超亲水性和超亲油性， 因此其表面具有自清洁效应，即其表面具有防污、防 雾、易洗、易干等特点。我国新近研制成功一种具备 自动清洁功能，可以自动消除异味、杀菌消毒的“纳 米自洁净玻璃”。
“纳米自洁净玻璃”是应用高科技纳米技术在平板
玻璃的两面镀制一层纳米薄膜，薄膜在紫外线的作用 下可分解沉积在玻璃上的污物，氧化室内有害气体， 杀灭空气中的各种细菌和病毒。这种玻璃与普通玻璃 的价格比预计为1.5：1。
2．纳米技术在污水处理方面的应用
污水中通常含有有毒有害物质、悬浮物、泥沙、铁锈、异 味污染物、细菌病毒等。污水治理就是将这些物质从水中去 除。由于传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染 等问题，污水治理一直得不到很好解决。纳米技术的发展和
应用很可能彻底解决这一难题。污水中的贵金属是对人体极
其有害的物质。它从污水中流失，也是资源的浪费。新的一 种纳米技术可以将污水中的贵金属如金、钌、钯、铂等完全
半导体的光催化效应发现以来，一直引起人们的重视， 原因在于这种效应在环保、水质处理、有机物降解、失效 农药降解等方面有重要的应用。所谓半导体的光催化效应 是指：在光的照射下，价带电子跃迁到导带，价带的孔穴 把周围环境中的羟基电子夺过来，短基变成自由基，作为 强氧化剂将物质氧化，变化如下：酯、 醇、 醛、 酸、 CO2，完成了对有机物的降解。
（2）降解有机磷农药
• 有机磷农药是70年代发展起来的农药品种，占我国 农药产量的80％，它的生产和使用会造成大量有毒 废水。这一环保难题，使用纳米TiO2来催化降解可以 得到根本解决。
（3）处理毛纺染厂废水
• 用纳米TiO2催化降解技术来处理毛纺染厂废水， 具有省资、高效、节能，最终能使有机物完全矿 化、不存在二次污染等特点，显示出良好的应用 前景。
《纳米材料科学导论》课程教学大纲
《纳米材料科学导论》课程教学大纲课程代码：ABCL0409课程中文名称：纳米材料科学导论课程英文名称：Introduction to nanomaterials science课程性质：选修课程学分数：1.5课程学时数：24授课对象：材料化学专业本课程的前导课程：大学物理、物理化学、材料科学基础等一、课程简介纳米材料学科是近年来兴起并受到普遍关注的一个新的科学领域，它涉及到凝聚态物理、化学、材料、生物等多种学科的知识，对凝聚态物理和材料学科产生了深远的影响。
纳米材料科学导论以化学、化工、材料化学、高分子、应用化学、新能源材料与器件等专业对纳米材料感兴趣的高年级本科生为讲授对象，介绍纳米材料科学的基本知识体系。
二、教学基本内容和要求本课程主要讲授纳米材料的基本概念与性质、制备纳米粒子的物理和化学方法、纳米薄膜材料、纳米固体材料、纳米复合材料等，其目的是使学生掌握各种纳米材料的性能和制备工艺，为正确选择各种纳米材料的制备工艺提供依据，同时也为研究新材料、新性能、新工艺打下理论基础。
第零章绪论课程教学内容：纳米科技、纳米材料的概念与发展历史。
课程的重点、难点：纳米材料的概念是重点，难点是纳米材料的发展及纳米功能器件的制备。
课程教学要求：了解纳米科技的兴起、纳米材料的研究历史、纳米材料的主要研究内容、本课程的特点和学习方法。
第一章纳米材料的基本概念与性质课程教学内容：纳米材料的基本概念，纳米微粒的基本性质，电子能级的不连续性，量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应，宏观量子隧道效应。
纳米微粒的基本性质，纳米微粒的物理特性，纳米微粒的结构与形貌，纳米微粒的热学性质，纳米微粒的磁学性质，纳米微粒的光学性质。
课程的重点、难点：重点：物质层次可以分为微观、介观和宏观三个层次。
纳米科技的诞生是以扫描隧道显微镜和原子力显微镜为先导的。
微观粒子具有二象性，既具有粒子性，又具有波动性。
量子效应：原子和分子中的电子等粒子的能量量子化是电子受到原子核和其它电子所产生的力场的束缚而产生的，这些粒子可以存在多种运动状态，粒子分布呈现波动性。
中南大学本科课程一览
中南大学本科课程一览粉末冶金学院专业教育模块课程课程编号：070322Z1课程名称：纳米材料学英文名称：nanomaterials学时与学分：32/2先修课程要求：材料物理、材料化学、物理化学、材料科学基础、现代材料分析检测技术适应专业：粉体材料科学与工程、材料化学、冶金类、材料类各专业参考教材：[1]张立德,牟季美编著.纳米材料和纳米结构,科学出版社，2001[2]张立德编著，纳米材料，化学工业出版社，2000[3]周瑞发，韩雅芳，陈祥宝编薈,纳米材料技术，国防工业出版社，2003[4]曹茂盔等编著，纳米材料学，哈尔滨工业大学出版社,2002[5]王世敏，许祖勋，傅晶编，纳米材料制备技术，化学工业出版社，2002课程简介《纳米材料学》是材料冶金类人才培养的专业选修专业课。
本课程以材料科学因岀、材料物理、材米斗化学为基础，突出纳米材料技术发展现状和基本制备方法，使学生掌握纳米材料的基本知识和基本技能的课程，课程着重讲授纳米材料基本性质与特性,纳米材料制备过程技术与基本原理，以及纳米材料的检测技术，本课程，内容多，概念多，内容较为复杂，要求学生在学习开课程时，与材料科学基本知识和物理化学基本知识融会贯通来学习。
课程教学大纲―、课程在培莽方案中的地位、目的和任务《纳米材料学》是一门新兴学科，已成为材料学科的重要组成部分。
本课程重点阐述纳米材料的基本特征、制备原理与方法以及纳米材料结构与性能之间的关系,并结合科技发展现状,介绍国内外纳米材料和科技的发展动态和水平以及新材料、新工艺和新技术的应用和发展,是学生今后从事纳米材料研究工作的基础。
二、课程的基本要求《纳米材料学》是研究、设计、制备纳米材料的基本原理和基本方法，着重研究材料的结构、性能相互关系以及纳米材料的制备过程。
以此指导学生正确地理解纳米材料的结构和性能之间的关系,设计与制备纳米材料,合理地制走纳米材料硏究方法与技术路线，通过该课程的学习掌塵内米材料学基本理论，同时#总掌握纳米材料的主要制备方法或技术。
纳服科2024年培训计划
纳服科2024年培训计划第一章绪论纳米技术是当今世界科技领域的热门话题，纳米技术的发展已经深深地影响了人们的工作、生活和生产方式。
在这样的大背景下，纳米技术领域的人才培养尤为重要。
为了适应这一需求，我们提出了纳米技术公司2024年的培训计划，致力于培养出一批精良的纳米技术人才，以满足市场对人才的需求。
第二章培训目标1. 培养出一批熟练掌握纳米材料合成、纳米加工技术和纳米测试分析等技能的专业技术人才；2. 培育出一批具有创新意识和团队合作能力的高级专业人才；3. 培养出一批了解纳米技术应用、市场需求和环境保护要求的高端技术人才。
第三章培训内容1. 纳米技术基础知识培训- 纳米技术的发展历程- 纳米材料的基本特性- 纳米材料的制备方法- 纳米技术在各行业的应用2. 纳米材料合成与加工技术培训- 纳米材料的合成方法- 纳米材料的加工技术- 纳米材料的表征与测试3. 纳米技术应用与市场需求培训- 纳米技术在医药领域的应用- 纳米技术在能源领域的应用- 纳米技术在材料领域的应用- 纳米技术在环保领域的应用- 纳米技术的市场需求分析第四章培训方式1. 线上学习通过网络教育平台提供相关课程的视频教学以及在线答疑，并设置在线考核。
2. 实训利用实验室设施，进行纳米材料合成、加工技术的实际操作和模拟实验，让学员亲身体验纳米技术的应用与实际操作。
第五章培训周期整个培训将持续半年时间，通过线上学习和实训相结合的方式，保证学员在培训结束后具备相关纳米技术方面的能力。
第六章培训评估1. 课程考核通过线上学习的课程学习情况进行考核，合格者方可继续培训。
2. 实训考核通过实验室实训的实际操作和实验成果考核，对学员的实践操作能力和创新能力进行考核。
3. 期末综合考核对学员的整体学习情况进行考核，包括线上学习、实训和综合能力等方面。
第七章结语在纳米技术领域，人才是关键。
通过我们的培训计划，我们相信会培养出一批高素质的纳米技术专业人才，为纳米技术的发展和应用贡献力量。
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纳米材料化学
➢在纳米材料发展的初期，纳米材料是指纳米颗粒 和由这些颗粒构成的纳米薄膜或固体。现在，广义 地，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳 米尺度范围或由他们作为基本单元构成的材料。如 果按维数来分类，纳米材料的基本单元可以分为三 类：（i）零维，指在空间三维尺度均在纳米尺度 ，如纳米尺度颗粒、原子团簇等；（ii）一维，指 在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、 纳米管等；（iii）二维，指在三维空间中有一维 处于纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。因 为这些单元往往具有量子性质，所以零维、一维、 二维的基本单元分别又有量子点、量子线和量子阱 之称。
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纳米材料化学
1．适应仓储作业过程的要求，有利于仓储业 务的顺利进行。 （1）单一的物流方向 （2）应尽量减少储存物资在库内的搬运距离， 避免任何迂回运输。 （3）最少的装卸环节 （4）最大程度地利用空间
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纳米材料化学
2．有利于提高仓库的经济效益 (1)货区布局应充分考虑地形、地质条件，因 地制宜 (2)平面布置与竖向布置相适应 (3)货区布局能充分和合理地利用我国目前普 遍使用的门式、桥式起重机等固定设备 3．有利于保证安全生产和阶段(1994年前)人们关注的热点是如何 利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和 力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米 微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复 合及发展复合纳米薄膜，国际上通常把这类材 料称为纳米复合材料。这一阶段纳米复合材料 的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的 主导方向。
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纳米材料化学
1.2 纳米材料和技术领域研究的对象
➢纳米科学是研究由尺寸在0.1~100纳米（nm）(1ｎｍ 为十亿分之一米 )之间的物质组成的体系的运动规律 和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学 技术.在纳米体系中，电子波函数的相关长度与体系 的特征尺寸相当，这时电子不能被看成是处于外场中 运动的经典粒子，电子的波动性在输送过程中得到了 充分的展现。这使得纳米材料具有诸多异于体材料的 特殊物理效应，如表面效应、量子尺寸效应、小尺寸 效应等，对纳米材料的光学特性有很大的影响，甚至 使纳米材料产生宏观大块物体不具有的新的物理和化 学性质.
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纳米材料化学
➢第三阶段(从1994年到现在)纳米结构的组装体系 越来越受到人们的关注。它的基本内涵是以纳米颗 粒、纳米丝和纳米管为基本单元在一维、二维和三 维空间组装排列成具有一定结构的体系，其中包括 纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。纳 米颗粒、丝、管可以是有序或无序地进行排列。国 际上，把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为 纳米尺度的图案材料。如果说第一阶段和第二阶段 的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么现阶 段研究的特点更强调按人们的意愿设计、组装、创 造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望 的特性。
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根据纳米科学技术的研究内涵和特点，其发展历 史大致可划分为三个阶段:
➢第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索用 各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块 体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米 材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和 纳米块体材料结构的研究在20世纪80年代末期一 度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和 单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶 或纳米相材料。
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纳米材料化学
➢对纳米体系的研究,填补着人类对介观区域知识 的不足，使人类改造自然的水平从微米层次延伸 到了纳米层次。它几乎涉及现有的所有科学和技 术领域，包括量子力学、介观物理、混沌物理、 化学、分子生物学、材料科学、信息科学、机械 学等学科，以及计算机技术、扫描隧道显微镜技 术、微电子技术、电子束、激光束、等离子、核 分析等技术。可以说，纳米科技是研究和应用原 子、分子现象，并由此发展起来的多学科的、基 础研究与应用研究紧密联系的新科技。
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纳米材料化学
纳米材料是纳米科技研究的重点，主要包括： ➢纳米材料物理 ➢纳米材料制备技术（纳米粉体、纳米薄膜、 纳米非晶晶化材料） ➢纳米材料的测试 ➢纳米新材料研制及其应用
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纳米材料化学
1.3 纳米科技的研究历史和发展趋势
➢人类制备纳米材料的历史至少可以追溯到1000多年前， 中国古代利用蜡烛燃烧来收集碳黑作为墨的原料和着色 剂，这就是最早的纳米材料。当然，当时的人们并没有 纳米的概念。
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纳米材料化学
➢70年代初，Esaki和Tsn提出了半导体量子阱及超晶 格的概念，这是至今以来在材料科学和凝聚态物理学 中最有价值的概念之一，它开创了人工设计低维量子 结构材料并对其能带结构进行人工剪裁的先例，量子 阱和超晶格的研究成为半导体物理学最热门的领域。
➢1990年7月在美国的巴尔的摩召开了国际第一届纳米 科学技术学术会议，正式把纳米材料科学作为材料科 学的一个分支公布于世，标志着纳米材料学作为一个 相对独立学科的诞生。此后，纳米材料引起世界各国 科学家的极大兴趣和广泛重视，成为材料科学和凝聚 态物理研究的前沿热点。
➢19世纪，随着胶体化学的建立，科学家们开始了对于 直径为1～100 nm的粒子系统即所谓胶体的研究，但是当 时的化学家也没有意识到这样的一个尺寸范围是人们认 识世界的一个新层次。
➢1962年，Kubo及其合作者提出了针对金属超微颗粒的 量子限域理论，即著名的Kubo理论，从而推动实验物理 学延伸到了纳米尺度。
纳米材料化学
纳米材料化学
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纳米材料化学
目录
➢ 绪论 ➢ 纳米材料的制备 ➢ 纳米材料的结构与性能 ➢ 纳米材料的结构分析与表征 ➢ 纳米材料的开发与应用 ➢ 纳米材料的研究现状 ➢ 参考文献
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纳米材料化学
1.绪 论 1.1 纳米科技的基本概念和内涵
➢“纳米”是一个尺度的度量，它的长度为一 米的十亿分之一(10-9 m)。纳米科学技术是20 世纪80年代中后期逐渐发展起来的高新技术。 它的基本涵义是在纳米尺寸（10-9—10-7m）范 围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原 子、分子创作新的物质。并研究尺寸在0.1— 100nm之间的物质组成体系的运动规律、相互 作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学 技术。