第1章 緒論1
1.1 納米材料與納米技術(shù)發(fā)展歷史1
1.1.1 納米材料與納米技術(shù)的誕生1
1.1.2 納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展1
1.2 中國(guó)納米材料與技術(shù)發(fā)展概況3
1.3 納米材料熱點(diǎn)領(lǐng)域的新進(jìn)展6
1.3.1 納米組裝體系的設(shè)計(jì)和研究6
1.3.2 高性能納米結(jié)構(gòu)材料的合成7
1.3.3 納米添加使傳統(tǒng)材料改性7
1.3.4 納米涂層材料的設(shè)計(jì)與合成7
1.3.5 納米顆粒表面修飾和包覆的研究8
參考文獻(xiàn)8
第2章 納米材料9
2.1 納米材料的分類9
2.1.1 納米微粒9
2.1.2 納米固體10
2.1.3 納米組裝體系11
2.2 納米材料的性質(zhì)11
2.2.1 納米材料的表面效應(yīng)12
2.2.2 納米材料的小尺寸效應(yīng)12
2.2.2.1 特殊的光學(xué)性質(zhì)13
2.2.2.2 特殊的熱學(xué)性質(zhì)13
2.2.2.3 特殊的磁學(xué)性質(zhì)14
2.2.2.4 特殊的力學(xué)性質(zhì)14
2.2.2.5 電學(xué)性質(zhì)14
2.2.3 納米材料的宏觀量子隧道效應(yīng)14
2.3 納米材料的團(tuán)聚與分散15
2.3.1 納米材料的團(tuán)聚15
2.3.2 納米顆粒在液體介質(zhì)中的團(tuán)聚機(jī)理16
2.3.3 納米顆粒在氣體介質(zhì)中的團(tuán)聚機(jī)理18
2.3.4 納米顆粒的分散19
2.3.5 氣體介質(zhì)中納米粉體分散技術(shù)與機(jī)理19
2.3.6 液體介質(zhì)中納米粉體分散技術(shù)與機(jī)理20
2.4 納米顆粒表面修飾21
2.4.1 表面物理改性21
2.4.2 表面化學(xué)改性21
參考文獻(xiàn)23
第3章 納米粉體制備25
3.1 納米粉體材料的物理法制備25
3.1.1 蒸發(fā)冷凝法25
3.1.1.1 電阻加熱法26
3.1.1.2 高頻感應(yīng)法26
3.1.1.3 濺射法26
3.1.1.4 流動(dòng)液面真空蒸鍍法26
3.1.1.5 通電加熱蒸發(fā)法27
3.1.1.6 混合等離子體法27
3.1.1.7 激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積（LICVD）28
3.1.1.8 化學(xué)蒸發(fā)凝聚法（CVC）29
3.1.1.9 爆炸絲法29
3.1.2 機(jī)械合金化（MA）29
3.1.2.1 MA物理過(guò)程29
3.1.2.2 MA工藝過(guò)程30
3.1.2.3 MA工藝特點(diǎn)30
3.1.2.4 MA工藝的主要影響因素31
3.1.2.5 MA工藝中的理論研究33
3.2 納米粉體材料的濕化學(xué)法制備37
3.2.1 液相中生成固相微粒的機(jī)理37
3.2.2 溶膠凝膠法（SolGel）39
3.2.2.1 溶膠凝膠技術(shù)的原理39
3.2.2.2 溶膠凝膠技術(shù)的前驅(qū)體分析40
3.2.2.3 溶膠凝膠技術(shù)的應(yīng)用舉例41
3.2.3 微乳液技術(shù)44
3.2.3.1 微乳反應(yīng)器原理45
3.2.3.2 微乳反應(yīng)器的形成及結(jié)構(gòu)45
3.2.3.3 微乳液法的應(yīng)用舉例47
3.2.4 噴霧熱分解（SP）法48
3.2.4.1 噴霧技術(shù)48
3.2.4.2 噴霧熱分解合成步驟49
3.2.4.3 噴霧熱分解應(yīng)用舉例51
3.2.5 水熱法52
3.2.5.1 水熱法原理及特點(diǎn)53
3.2.5.2 水熱法的裝置——高壓釜54
3.2.5.3 水熱法的分類54
3.2.5.4 水熱法應(yīng)用舉例55
3.2.6 沉淀法56
3.2.6.1 沉淀法的原理56
3.2.6.2 沉淀法原料選擇及溶液配制57
3.2.6.3 沉淀法的應(yīng)用舉例57
3.3 納米粉體材料的濕聲化學(xué)法制備59
3.3.1 濕聲化學(xué)法簡(jiǎn)介59
3.3.2 濕聲化學(xué)法工藝過(guò)程與特點(diǎn)60
3.3.3 濕聲化學(xué)法的機(jī)理61
3.3.4 濕聲化學(xué)法的應(yīng)用舉例61
3.3.4.1 PZT粉體合成61
3.3.4.2 SBT粉體合成61
參考文獻(xiàn)62
第4章 一維納米材料——納米碳管67
4.1 納米碳管的性質(zhì)及其應(yīng)用67
4.1.1 納米碳管的結(jié)構(gòu)67
4.1.2 納米碳管的性質(zhì)68
4.1.3 納米碳管的應(yīng)用69
4.1.3.1 納米電子學(xué)方面69
4.1.3.2 復(fù)合材料領(lǐng)域70
4.1.3.3 能源方面71
4.1.3.4 醫(yī)療領(lǐng)域及生物工程71
4.1.3.5 化學(xué)領(lǐng)域72
4.2 納米碳管的制備73
4.2.1 電弧法73
4.2.2 催化裂解法（CVD）74
4.2.3 激光蒸發(fā)法75
4.2.4 化學(xué)氣相沉積法76
4.2.5 熱解聚合物法76
參考文獻(xiàn)77
第5章 納米固體材料79
5.1 納米固體材料的分類79
5.2 納米固體材料的微結(jié)構(gòu)及其特性81
5.2.1 類氣態(tài)模型82
5.2.2 擴(kuò)展結(jié)構(gòu)82
5.2.3 短程有序82
5.2.4 界面缺陷態(tài)模型82
5.2.5 界面可變結(jié)構(gòu)模型82
5.3 納米陶瓷83
5.3.1 納米陶瓷的性質(zhì)與應(yīng)用83
5.3.1.1 力學(xué)性能及應(yīng)用83
5.3.1.2 電學(xué)性能及應(yīng)用83
5.3.1.3 光學(xué)性能及應(yīng)用83
5.3.1.4 磁學(xué)性能及應(yīng)用84
5.3.1.5 催化性能及應(yīng)用84
5.3.1.6 敏感性能及應(yīng)用84
5.3.1.7 其他性能及應(yīng)用84
5.3.2 納米陶瓷的制備84
5.3.2.1 納米陶瓷的成型84
5.3.2.2 納米陶瓷的燒結(jié)85
5.4 納米薄膜86
5.4.1 納米薄膜的分類86
5.4.2 納米薄膜的特性87
5.4.2.1 機(jī)械力學(xué)性能87
5.4.2.2 電磁學(xué)性能87
5.4.2.3 光學(xué)性能88
5.4.2.4 氣敏特性88
5.4.3 納米薄膜的制備88
5.4.3.1 薄膜的形成過(guò)程與影響因素88
5.4.3.2 納米薄膜的制備技術(shù)簡(jiǎn)介89
5.4.4 納米薄膜的研究進(jìn)展93
5.4.4.1 納米磁性膜93
5.4.4.2 納米光學(xué)膜93
5.4.4.3 納米氣敏膜94
5.4.4.4 納米潤(rùn)滑膜94
5.5 納米復(fù)合材料94
5.5.1 納米復(fù)合材料的分類95
5.5.1.1 按基體材料分類95
5.5.1.2 按納米改性劑分類95
5.5.1.3 按制備方法分類95
5.5.2 納米復(fù)合材料的性能與特點(diǎn)95
5.5.2.1 納米復(fù)合材料的基本性能95
5.5.2.2 納米復(fù)合材料的特殊性質(zhì)96
5.5.3 納米復(fù)合材料的制備方法96
5.5.4 納米復(fù)合材料的研究舉例98
5.5.4.1 高介電常數(shù)的聚合物基納米復(fù)合電介質(zhì)材料98
5.5.4.2 模板法合成含鑭的層狀無(wú)機(jī)有機(jī)納米復(fù)合材料99
5.5.5 納米固體材料的發(fā)展99
參考文獻(xiàn)99
第6章 介孔材料103
6.1 介孔材料的分類及特性103
6.2 介孔材料的合成機(jī)理104
6.2.1 液晶模板機(jī)理104
6.2.2 棒狀自組裝模型106
6.2.3 電荷密度匹配機(jī)理106
6.2.4 協(xié)同作用機(jī)理106
6.2.5 層狀折疊機(jī)理107
6.3 介孔材料的制備108
6.3.1 模板劑109
6.3.1.1 模板劑的作用109
6.3.1.2 模板劑的分類及發(fā)展110
6.3.1.3 模板劑的脫除111
6.3.2 無(wú)機(jī)介孔材料的制備112
6.3.3 無(wú)機(jī)有機(jī)雜化介孔材料的制備112
6.4 介孔材料的應(yīng)用研究112
6.4.1 應(yīng)用研究113
6.4.1.1 擇形吸附與分離113
6.4.1.2 催化113
6.4.1.3 光催化反應(yīng)113
6.4.1.4 在氣體檢測(cè)傳感器方面的應(yīng)用研究113
6.4.1.5 電容、電極、儲(chǔ)氫材料114
6.4.1.6 信息儲(chǔ)運(yùn)114
6.4.2 有序介孔材料的應(yīng)用領(lǐng)域114
6.4.2.1 化工領(lǐng)域114
6.4.2.2 生物醫(yī)藥領(lǐng)域115
6.4.2.3 環(huán)境和能源領(lǐng)域115
6.5 介孔材料研究熱點(diǎn)及未來(lái)趨勢(shì)116
參考文獻(xiàn)116
第7章 納米材料的表征120
7.1 粒度表征120
7.1.1 顆粒及顆粒粒度120
7.1.2 粒度分析的意義122
7.1.3 粒度分析方法122
7.1.3.1 顯微鏡法123
7.1.3.2 電鏡觀察粒度分析123
7.1.3.3 激光粒度分析123
7.1.3.4 沉降法124
7.1.3.5 X射線衍射線寬法125
7.1.3.6 粒度分析的新進(jìn)展125
7.2 形貌表征125
7.3 成分分析127
7.4 熱分析技術(shù)及宏觀性質(zhì)129
7.5 納米測(cè)試技術(shù)的發(fā)展130
參考文獻(xiàn)131
第8章 納米材料與納米技術(shù)的應(yīng)用132
8.1 納米技術(shù)在陶瓷領(lǐng)域方面的應(yīng)用132
8.1.1 納米技術(shù)在普通陶瓷中的應(yīng)用132
8.1.2 納米技術(shù)在特種陶瓷中的應(yīng)用133
8.1.2.1 結(jié)構(gòu)陶瓷中的應(yīng)用133
8.1.2.2 功能陶瓷中的應(yīng)用134
8.1.3 納米技術(shù)在陶瓷應(yīng)用中的問(wèn)題135
8.2 納米技術(shù)在陶瓷工業(yè)環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用136
8.2.1 納米材料對(duì)大氣污染的治理136
8.2.2 納米材料對(duì)廢水的治理137
8.2.3 納米材料對(duì)噪聲的治理138
8.3 納米技術(shù)在微電子學(xué)上的應(yīng)用與前景138
8.3.1 納米技術(shù)在微電子學(xué)上的應(yīng)用138
8.3.2 納米技術(shù)在微電子學(xué)上的應(yīng)用前景139
8.4 納米材料在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用140
8.4.1 納米材料在催化方面的應(yīng)用140
8.4.2 納米材料在涂料方面的應(yīng)用140
8.4.3 納米材料在其他精細(xì)化工方面的應(yīng)用141
8.5 納米技術(shù)在生物工程及醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用141
8.5.1 納米材料在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用142
8.5.2 納米生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用142
8.5.3 納米技術(shù)在臨床診斷與檢測(cè)中的應(yīng)用143
8.5.4 納米技術(shù)在臨床治療中的應(yīng)用144
8.5.5 納米技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用145
8.6 納米技術(shù)在軍事領(lǐng)域上的應(yīng)用146
8.6.1 納米電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用146
8.6.1.1 納米計(jì)算機(jī)系統(tǒng)147
8.6.1.2 納米航天及航空技術(shù)147
8.6.1.3 微機(jī)電系統(tǒng)、“納米武器”和“納米軍隊(duì)”148
8.6.2 納米技術(shù)將改變戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)149
8.6.3 納米技術(shù)在裝備上的應(yīng)用149
8.6.3.1 納米技術(shù)將使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍150
8.6.3.2 納米技術(shù)在潤(rùn)滑油中的應(yīng)用150
8.6.3.3 納米技術(shù)在燃油上的應(yīng)用150
8.6.3.4 納米技術(shù)在車輛輪胎上的應(yīng)用150
8.6.3.5 納米技術(shù)改善車輛尾氣150
8.6.3.6 未來(lái)納米裝備的輪廓素描151
8.7 納米技術(shù)在其他領(lǐng)域上的應(yīng)用151
8.7.1 納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用151
8.7.2 納米技術(shù)在分子組裝方面的應(yīng)用152
8.7.3 納米技術(shù)在能源方面的應(yīng)用153
8.8 納米材料與納米技術(shù)的應(yīng)用前景153
參考文獻(xiàn)154
第9章 納米材料的潛在危害157
參考文獻(xiàn)158
在充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的21世紀(jì)，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國(guó)防的高速發(fā)展必然對(duì)材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)葘?duì)材料的尺寸要求越來(lái)越��；航空航天、新型軍事裝備及先進(jìn)制造技術(shù)等對(duì)材料性能要求越來(lái)越高。新材料的創(chuàng)新，以及在此基礎(chǔ)上誘發(fā)的新技術(shù)、新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來(lái)10年對(duì)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興、國(guó)力增強(qiáng)最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域，納米材料將是起重要作用的關(guān)鍵材料之一。1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼在美國(guó)加州理工學(xué)院召開的美國(guó)物理年會(huì)上預(yù)言：“如果人們能夠在原子、分子的尺度上來(lái)加工材料，制造裝置，將會(huì)有許多激動(dòng)人心的新發(fā)現(xiàn)，人們將會(huì)打開一個(gè)嶄新的世界�！边@是關(guān)于納米材料和納米技術(shù)最早的夢(mèng)想。科學(xué)發(fā)展至今，驗(yàn)證了費(fèi)曼的預(yù)言和夢(mèng)想并非空穴來(lái)風(fēng)，納米材料和納米技術(shù)正如火如荼地向前發(fā)展。不少科學(xué)家認(rèn)為，納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用在未來(lái)會(huì)超過(guò)計(jì)算機(jī)，成為信息時(shí)代的核心。
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