《纳米材料与技术》教学大纲(新)

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《纳米技术和纳米材料》课程教学大纲(本科)

纳米技术和纳米材料(Nanotechnology and Nanomaterials)课程代码：07410121学分：1.5学时：24 （其中：课堂教学学时：24实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0）先修课程：材料制备原理、无机化学、材料测试新技术适用专业：无机非金属材料工程、冶金工程、金属材料工程、高分子材料与工程、材料成型及控制工程教材：《Nanomaterials Chemistry》，C.N.R.Rao, WILEY-VCH Verlag Gambh & Co. KGaA, Weinheim, 2007 年一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）Nanoscale science and technology is a new subject in material science and belongs to high technology field. The main tasks of this course are: （1） to introduce the history, current status and further development; （2）to introduce the preparation method, assembly method, manufacturing process and characterization technologies; （3） to introduce the nanotechnologies in various fields like environment, medicine, optics and energy. The teaching of this course is good fbr enriching students9 understanding of material and material science and fbr providing necessary knowledge, ideas and methods fbr students' further studying of nanoscience and nanotechnology.纳米科学技术是材料学中一门新兴学科，属高新技术。

纳米材料学教案

纳米材料学教案《纳米材料》教学大纲一、课程基本信息课程编号：213103024413中文名称：纳米材料英文名称：Nano-materials适用专业：化学工程与工艺课程类别：专业选修课开课时间：第5学期总学时：32总学分：2二、课程简介（字数控制在250以内）《纳米材料》是化学工程与工艺专业的一门专业选修课，本课程系统地讲授各类纳米材料的概念、制备方法、结构和性能特征以及表征技术和方法，在此基础上，对其发展前景进行了展望。

通过本课程的学习，引导大学生对纳米科学和技术进行认知与了解，帮助他们掌握纳米科技和纳米材料学的基本概念、基本原理、研究现状以及未来发展前景，从而启迪大学生的创新思维，拓宽其科学视野，培养他们对纳米科技的学习兴趣。

三、相关课程的衔接与相关课程的前后续关系。

预修课程（编号）：高等数学B1（210102000913）、高等数学B2（210102000713）、物理化学A1（213103007613）、物理化学A2（213103007913），无机化学（A1）（213103001713）、无机化学（A2）（213103002413）。

并修课程（编号）：无特别要求四、教学的目的、要求与方法（一）教学目的通过本课程的学习，引导大学生对纳米科学和技术进行认知与了解，帮助他们掌握纳米科技和纳米材料学的基本概念、基本原理、研究现状以及未来发展前景，从而启迪大学生的创新思维，拓宽其科学视野，培养他们对纳米科技的学习兴趣。

（二）教学要求掌握纳米科技和纳米材料学的基本概念、基本原理、研究现状，对未来发展前景有一定的认识。

（三）教学方法本课程遵循科学性、系统性、循序渐进、少而精和理论联系实际的教学原则，结合最新的研究成果着重讲述有关纳米材料的基本理论、理论知识的应用。

本课程以课堂讲授教学为主，教学环节还包括学生课前预习、课后复习，习题，答疑、期末考试等。

五、教学内容（实验内容）及学时分配（1学时）第一章绪论（2学时）1、教学内容1.1纳米科技的基本内涵1.2纳米科技的研究意义1.3纳米材料的研究历史1.4纳米材料的研究范畴1.5纳米化的机遇与挑战2、本章的重点和难点本章重点是纳米科技与纳米材料的基本概念。

纳米技术及纳米材料教学大纲

《纳米技术及纳米材料》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：纳米技术及纳米材料课程英文名称：Nanotechnology and Nanomaterials课程编号：06142130课程类型：专业课总学时数：36学分：2学分适用专业：化工类专业三年级先修课程：大学物理，无机化学，有机化学，物理化学开课院系：化工与制药学院二、课程的性质和任务本课程是化工工艺专业的一门专业选修课，它研究了纳米材料的结构和性能及制备方法，以及纳米材料的应用以及纳米科技的新进展。

本课程主要任务是使学生对纳米材料这样一种新的材料具有一个比较广泛的了解。

为以后工作、学习及毕业论文实验提供必要的知识面和方法。

三、课程教学基本要求开此课前学生应已学过大学物理、无机、有机、及物理化学等基础课。

四、理论教学内容和基本要求第一章纳米科学与技术的基本概念1．纳米科学与技术2．表纳米科学技术的发展史3．纳米材料是纳米科技的重要组成部分4．纳米材料的定义基本要求：了解纳米材料的发展史及重要性理解纳米科学与技术掌握纳米材料的定义第二章纳米材料的结构和优异性能1．纳米材料的结构2．纳米材料的结构相变3．表面效应4．纳米材料的结构缺陷5．小尺寸效应6．纳米相块体材料7．纳米非晶态材料和纳米材料8．量子效应基本要求：了解：纳米材料的表面效应、结构相变、及量子效应理解：小尺寸效应及结构缺陷掌握：纳米材料的结构第三章纳米材料的制备1．制备团簇和纳米粒子的物理法2．溅射、热蒸发方法与激光蒸发技术的比较3．氢电弧等离子体法制备纳米粒子4．纳米粒子的化学合成5．溶胶—凝胶法6．球磨法基本要求：了解：纳米材料的一些制备方法，包括溅射法、热蒸发法、溶胶—凝胶法、球磨法等。

理解：制备方法的原理第四章纳米材料的应用1．在化工产品中的应用2．在环保健康方法的应用3．在医药卫生领域的应用4．在电子工业产品中的应用5．纳米催化6．超细非晶态合金催化基本要求：了解：纳米材料的一些基本应用理解：纳米催化的原理及超细非晶态合金催化第四章纳米结构的测试技术和仪器1．扫描隧道显微镜的基本原理2．其他类似的检测仪器3．纳米结构检测技术的应用研究基本要求：了解：纳米结构的测试仪器理解：扫描隧道显微镜的基本原理第五章纳米科技应用的新结合点1．纳米催化剂制备新思路2．纳米组装和纳米微球3．纳米电子器件4．纳米线生长的新机理5．纳米技术发展动向6．纳米科学与技术要在应用中求得发展基本要求了解：纳米科技应用的新思路理解：纳米材料发展动向五、有关教学环节的要求本课程主要为课堂教学，考核方法为开卷或闭卷方式，成绩评定按平时30%+考试成绩70%。

纳米材料与技术---教学大纲

纳米材料与技术---教学大纲05054011 纳米材料与技术教学大纲大纲编写（修订）时间：2017.9.10版本号：2017版课程英文名称：Nanomaterials technology课程类别：专业课课程性质：选修适用专业：无机非金属材料课程总学时：24学时讲课：24学时一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标（1）课程地位本课程是金属材料工程专业的专业课，选修。

（2）教学目标一般掌握解纳米材料的分类、特点和性能,了解纳米材料的基本制备技术，对国内外纳米材料和技术的发展有基本认识，具有初步阅读和理解纳米科学和技术领域英语文献的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求（1）知识方面的基本要求掌握纳米材料的基本分类和特点；了解纳米材料发展方向。

掌握纳米结构的基本构成；了解纳米结构形成的基本理论。

了解纳米粉体、纳米棒和纳米管的制备方法，对气相沉积、液相沉积和固态制备技术途径具有基本认识。

了解物理气相沉积、化学气相沉积和喷涂加工技术的特点和基本原理；了解溶胶凝胶法和湿化学法工艺；了解机械合金化和机械化学合成工艺。

具备初步选择工艺，制备纳米材料的知识结构。

初步掌握纳米快体材料制备工艺原理，了解纳米粉体凝聚，严重变形和电沉积的基本工艺，了解纳米材料力学行为特点和一般表征方法。

了解纳米涂层制备方法和分类，具有热喷涂涂层、过渡金属氮化物涂层、超硬涂层和超韧性纳米涂层的基本知识。

初步掌握纳米领域英语文献常用句型、短语、关键词。

（2）能力方面的基本要求初步具备阅读和理解纳米材料和技术领域英语文献的基本能力，能进行基本的该领域内单词和句子的英汉互译。

在对纳米材料和技术涉及的主要技术和工艺了解和掌握的基础上，具有初步选择典型纳米材料制备方法和表征手段的的能力。

（三）实施说明本教学大纲依据金属材料工程专业指导性教学计划制定，指导教学环节,涉及理论教学环节。

教学以课堂讲授为主，采用双语教学模式，以采用多媒体辅助教学为主。

《纳米材料》教学大纲

《纳米材料》教学大纲课程代码：NANA2088课程名称：纳米材料英文名称：Nano Materials课程性质：专业选修课学分/学时：2学分/36学时考核方式：考试开课学期：第5学期适用专业：无方向先修课程：无后续课程：无开课单位：纳米学院选用教材：《纳米材料》（主编：丁秉钧，机械工业出版社，2011年）和补充自编讲义一、课程目标通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力：1.能够掌握利用“自下而上”和“自上而下”两种合成纳米材料的途径，结合晶体学知识，深入理解纳米材料的结构、形貌的调控策略，并结合典型纳米材料的合成方法，在实验条件和过程设计中进一步加深对现有材料体系的理解，体现创新意识。

（支撑毕业要求指标点2-2）2.能够运用恰当表征手段，对纳米材料的电、磁、光等性质进行分析，掌握常用纳米表征手段的基本原理和适用范围，结合国内外仪器表征的最新进展，进一步拓宽视野，了解纳米材料领域存在的科学问题和潜在解决方式。

（支撑毕业要求指标点3-2）3.能够运用纳米材料的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，较为深入理解纳米材料在能源、催化、传感、生物及其交叉学科方面的应用，掌握其基本原理和常用分析测试方法。

（支撑毕业要求指标点4-3）二、教学内容包含3个基于纳米材料制备、表征和应用的三个方面内容，其中纳米材料的制备12个学时，纳米材料的表征14个学时，纳米材料的应用10个学时，总计36学时；每个方面的内容相对独立，且都能与3个课程目标相对应。

1.纳米材料的制备该部分内容主要包括纳米材料简介；纳米材料小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应；纳米材料“自下而上”的制备策略（包括胶体颗粒的制备、溶胶凝胶法、溶剂热法、气相沉积法等）；纳米材料“自上而下”的制备策略（包括光刻法、电子束刻蚀、离子束刻蚀、纳米光刻技术等）；纳米材料的自组装。

要求学生：（1）了解纳米科学的发展简史，并对纳米材料的四大效应有初步的了解；（2）掌握晶体生长的基本理论，能利用基本理论对纳米材料制备过程中反应条件、参数的调节解释纳米材料晶体的成核与生长过程；（3）熟练掌握纳米材料溶液相和气相制备方法，掌握纳米材料电、磁、光等性质与其纳米晶形貌、尺寸、结构之间的关系。

纳米科学与技术教学大纲

纳米科学与技术教学大纲一、引言纳米科学与技术作为当前高新技术领域中备受关注的学科之一，其研究和应用正日益受到重视。

因此，制定一份完善的纳米科学与技术教学大纲对于培养学生的创新意识、科学精神以及掌握前沿技术至关重要。

本教学大纲将围绕纳米科学与技术的基本概念、发展历程、实际应用等方面展开，力求全面系统地介绍相关知识，为学生提供扎实的学习基础。

二、课程设置1. 纳米科学与技术概述- 纳米科学与技术的定义和基本概念- 纳米领域的发展历程及重要里程碑- 纳米尺度的特殊性质和应用前景2. 纳米材料与纳米结构- 纳米材料的种类及特点- 纳米结构的制备方法和表征技术- 纳米材料在材料科学和工程中的应用3. 纳米生物学与生物技术- 纳米生物学的基本概念和研究内容- 纳米技术在生物领域的应用和发展趋势- 纳米生物技术的伦理和安全问题4. 纳米电子学与光学- 纳米电子学和光学的基本原理- 纳米电子器件和光学器件的制备和性能- 纳米电子光学设备在信息技术中的应用5. 纳米技术的产业与应用- 纳米技术产业的发展现状和趋势- 纳米技术在材料、医药、能源等领域中的应用- 纳米技术的未来发展方向和挑战三、教学目标1. 了解纳米科学与技术的基本概念和发展历程，掌握其在不同领域的应用特点和前沿动态。

2. 掌握纳米材料和纳米结构的制备、表征和性能分析方法，具备相关实验技能。

3. 熟悉纳米生物学与生物技术的理论基础和实践应用，了解其在医学和生物工程中的重要性。

4. 理解纳米电子学与光学的基本原理和器件制备技术，掌握相关电子光学设备的使用和维护方法。

5. 了解纳米技术产业的发展现状和前景，认识纳米技术对经济和社会的影响及挑战。

四、教学内容1. 纳米科学与技术概述- 纳米科学与技术的定义和基本概念- 纳米领域的研究范围和意义- 纳米科学与技术的国际发展状况2. 纳米材料与纳米结构- 纳米材料的种类和制备方法- 纳米结构的特殊性质和应用领域- 纳米材料在材料科学和工程中的应用案例3. 纳米生物学与生物技术- 纳米尺度下生物学规律的变化- 纳米技术在医学影像和药物传递中的应用- 纳米生物技术的伦理和安全问题4. 纳米电子学与光学- 纳米半导体器件的特性和应用- 纳米光学结构的调控和性能- 纳米光电子器件在信息技术中的应用案例5. 纳米技术的产业与应用- 纳米技术产业链和价值链的分析- 纳米技术在材料、医药、能源等产业中的应用- 纳米技术在环境保护和节能减排中的潜力五、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解、案例分析等形式，深入讲解纳米科学与技术的基本理论和实践应用。

《纳米材料与纳米技术》课程教学大纲

纳米材料与纳米技术一、课程介绍本课程介绍了纳米材料的结构和性能以及制备方法，并讲述了纳米材料的应用和纳米材料与技术的新进展。

本书主要任务是使材料专业本科生对纳米材料有一个比较广泛的了解。

通过本课程的学习可了解到纳米材料和技术的发展趋势，掌握纳米材料的基本知识和基本理论，包括纳米颗粒，纳米管线，纳米薄膜，纳米固体材料，纳米结构的概念、特点、性能和制备方法等。

教学部分共包含理论22学时，实验2学时，以期末闭卷考试形式结课。

IntroductionThis course introduces the structure and properties of nanomaterials and preparation methods, and tells about the application of nanomaterials and the new progress of nanomaterials and technology. The main task of this book is to enable undergraduates majoring in materials to have a relatively broad understanding of nanomaterials. Through the study of this course, they can understand the development trend of nanomaterials and technologies, master the basic knowledge and basic theory of nanomaterials, including nanoparticles, nanotubes, nanofilms, nanosolid materials, the concepts, characteristics, properties and preparation methods of nanostructure, etc. The teaching part includes 24 theoretical lessons，2 lab tutorials.The course ends with a closed-book exam at the end of the term.课程基本信息1二、教学大纲1、教学目的通过本课程的学习，能使学生初步掌握纳米结构与纳米材料的基本概念，基本理论和基本方法，了解纳米材料物理特性、化学特性、制备与表面修饰、尺寸评估、纳米固体及其制备、纳米固体材料的微结构，对其后继课程的学习及科研工作的进行也有一定指导性作用。

《纳米材料和技术》课程教学大纲

《纳米材料和技术》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：纳米材料和技术英文名称：Nano materials and Technology二、课程代码及性质专业选修课程三、学时与学分总学时：32学分：2四、先修课程《大学物理》、《半导体物理》、《固体物理》、《物理化学》五、授课对象本课程面向功能材料专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）【注：教学目的要突出各项“能力”，且与表1中的某项指标点相对应】本课程是功能材料专业的选修课之一，其教学目的包括：1、掌握常见纳米材料的制备工艺和原理，培养解决实际生产和科研工作的纳米材料制备、测试和应用过程中的实际问题的综合能力。

2、掌握常见纳米材料的基本性能及表征方法，掌握典型纳米材料与器件的应用范围以及检测方法，具备典型纳米材料制备方案设计、性能表征和测试的能力。

3、了解目前广泛研究和应用的几种主要纳米材料，了解当前纳米材料和技术前沿和发展趋势，正确认识该技术领域在社会经济发展中所起的作用。

4、掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法。

能够应用现代工具撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。

七、教学重点与难点：课程重点：（1）纳米材料的典型制备方法，包括气相制备法、液相制备法和固相制备法。

（2）纳米材料的种类和性能有很多，深入理解纳米材料的力学、电学、磁学、光学和热学性能及应用也是本课程学习的重点。

（3）重点学习的章节内容包括：第2章“纳米材料的制备方法”（4学时）、第3章“纳米材料性能”（6学时）、第4章“纳米材料检测技术”（4学时）。

课程难点：（1）通过本课程的学习，充分理解纳米材料生长的物理和化学机理以及纳米材料生长过程中的结构演变机制。

（2）通过对纳米材料生长的物理化学机理的掌握，能够掌握各种典型纳米材料的制备技术和工艺，并将此工艺应用于实际实验和生产中。

八、教学方法与手段：教学方法：（1）在课堂讲授中，教师全面而又有所侧重地阐述各章节的主要教学内容。

《纳米材料与技术》教学大纲（新）

《纳米材料与技术》教学大纲（新）《纳米材料与技术》课程教学大纲课程中文名称：纳米材料与技术课程英文名称：Nanomaterials and Nanotechnology课程类别：全校性通识选修课课程编号：课程归属单位：材料与冶金工程学院制订时间：2014年4月02日一、课程的性质、任务1．课程性质和任务本课程是理工科专业的一门专业选修课，它研究了纳米材料的结构和性能及制备方法，以及纳米材料的应用以及纳米科技的新进展。

本课程主要任务是使学生对纳米材料这样一种新的材料具有一个比较广泛的了解。

为以后工作、学习及毕业论文实验提供必要的知识面和方法2．教学要求开此课前学生应已学过大学物理、无机、有机、及物理化学等基础课。

3．适用专业本课程适用全校所有理工科专业。

4．本门课程与其它课程的关系其先修课程是大学物理、无机、有机、及物理化学等，先修课程所讲授的物理、化学等知识是本课程讲授的基础知识。

5．学分、学时数本课程学分数为2学分。

教学总教学学时为36学时，其中理论教学36学时，实验教学0学时。

6．推荐教材自编7．推荐参考书1.《纳米材料导论》哈尔滨工业大学出版社2.《纳米材料和纳米结构》张立德，牟季美，科学出版社3.《纳米复合材料》徐国财著化工出版版4.《纳米材料分析》黄惠忠化工出版社5.《纳米材料与器件》朱静清华大学出版社8．主要教学方法和多媒体教学要求：主要教学方法采用多媒体教学，要求有电脑、投影仪（含展示台）、屏幕等。

二、各章教学内容和要求1、课堂讲授内容（36学时）：第一章纳米科学与技术的概述（4学时）1．纳米科学与技术2．纳米科学技术的发展史3．纳米材料是纳米科技的重要组成部分4．纳米材料的定义教学重点和难点：纳米材料的定义，纳米材料和纳米技术之间的关系教学要求：了解纳米材料的发展史；理解纳米科学与技术；掌握纳米材料的定义第二章纳米材料的特殊效应（2学时）1．表面效应2．小尺寸效应3．量子尺寸效应4．宏观量子隧道效应5．介电限域效应教学重点和难点：纳米材料的特殊的效应教学要求：了解：纳米材料的量子效应等；理解：小尺寸效应、表面效应第三章纳米材料的制备（12学时）1．纳米粒子的物理方法（真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法）2．纳米粒子的化学合成（气相法、液相法、固相法）3．气相法4．液相法（沉淀法、水热法、微乳液法、喷雾法、溶胶—凝胶法）5．固相法6．一维纳米材料制备方法（气相生长、模板生长、液相生长、组装生长）7. 二维纳米薄膜制备方法（LB技术、自组装技术、物理气相沉积、MBE (Molecular beam Epitaxy) 技术、化学气相沉积）8. 纳米固体（三维）材料制备方法教学重点和难点：纳米材料的制备方法及其原理教学要求：了解纳米材料的一些制备方法，包括溅射法、机械法、溶胶—凝胶法、球磨法等；理解制备方法的原理和一维纳米材料制备方法第四章纳米材料表征（4学时）1．X射线衍射（XRD）的基本原理2. 透射电子显微镜（TEM）的基本原理3. 扫描电镜（SEM）的基本原理4. 扫描隧道显微镜(STM)的基本原理5．纳米结构检测技术的应用研究教学重点和难点：XRD、TEM、SEM和STM的基本原理及其应用研究教学要求：了解纳米结构的测试仪器；第五章纳米复合材料（4学时）1.纳米材料表面改性（1）纳米粉体表面改性概要；（2）有机表面改性及其应用；（3）无机表面改性及其应用；（4）表面改性的发展趋势。

《纳米材料与器件》教学大纲

《纳米材料与器件》课程教学大纲二、课程目标：（一）总体目标：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：《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（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系：表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表三、教学内容：第一章绪论1、教学内容第一节纳米科技的基本概念介绍基本概念：纳米、纳米科学、纳米技术、纳米科学技术第二节纳米材料的研究历史介绍纳米材料发展过程，当今研究动态等第三节纳米材料的主要研究内容纳米材料主要研究内容为：原子团簇、纳米颗粒、纳米碳球、纳米碳管、纳米薄膜与纳米涂层、纳米固体材料、纳米复合材料2、教学要点熟知当前纳米科技的最新应用进展；掌握纳米科技的一些基本概念，如纳米、纳米材料、纳米技术、纳米科学技术等，了解纳米材料研究的主要内容，重点建立纳米材料知识体系的“田”字框架模型。

思考题：1】简述材料发展历程；2】何为纳米技术？第二章纳米材料的基本概念与性质1、教学内容第一节纳米材料的基本概念介绍纳米材料的基本概念：原子团簇、纳米微粒、纳米离子薄膜与纳米粒子层系、纳米晶体材料、纳米结构材料、纳米复合材料第二节纳米材料的分类四种分类方法：按材料属性分类、按功能分类、按形态分类、按来源分类第三节纳米微粒的基本性质1．电子能级的不连续性2．量子尺寸效应3．小尺寸效应4．表面效应5．宏观量子隧道效应第四节纳米微粒的物理特性1．纳米微粒的结构与形貌2．纳米微粒的热学性质：熔点、烧结温度、晶化温度均有所下降3．纳米粒子的磁学性质：超顺磁性、矫顽力、居里温度、磁化率4．纳米微粒的光学性质：宽频带强吸收、蓝移现象、量子限域效应、纳米微粒发光、纳米微粒分散物系光学性质和动力学性质2、教学要点通过本章节的学习，熟悉纳米材料的基本概念，了解纳米材料的分类方法；掌握纳米微粒的四大基本特性（量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应）并能加以理解深透，熟悉材料纳米化后各种物理特性包括热学、磁学、光学等性质的变化，深入认识在组成、结构基础上，材料尺寸对材料性能的重要影响。