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第二章:纳米材料/Nanomaterials;一.纳米材料及纳米科技的来源;

5.70年代末到80年代初，人们对某些纳米颗粒的构造、形态和特性进行了比较系统的研究。描述金属颗粒费米面附近电子能级状态的久保理论日臻完善，在用量子尺寸效应解释超微粒子的某些特性时获得成功。

6.1984年Glener等人发现了CaF2纳米离子晶体和TiO2纳米陶瓷在室温下的良好韧性。

7.1985年，H.W.Kroto,R.E.Smalley和B.Curl采用激光加热石墨蒸发在甲苯中形成碳的团簇，质谱分析意外发现有60个碳原子构成的封闭的足球C60分子。由于其奇特的构造和性质，引发了富勒烯研究热潮。1996年三人同获诺贝尔化学奖。

8.1990年7月在美国召开的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种新的分支，标志这一门崭新学科的诞生。

9.1991年，日本电器公司的饭岛澄男（S.Iijima）在研究巴基球分子过程中发现碳纳米管（多壁管）。

1993年又发现单壁碳纳米管。

碳纳米管的质量是钢的六分之一，强度是钢的100倍。;纳米化学研究的范畴;6.针尖化学（运用SPM针尖研究局域化学性质、分子间的互相作用；对化学反映进行限域以实现纳米尺度的机构加工和信息存储等）

7.纳米测量技术（发展多个纳米尺度的物理、化学性质实验测量技术）

8.纳米材料的应用（探索纳米材料的应用途径，批量、便宜制备技术，稳定性问题等）

9.分子电子学器件及纳米器件探索（分子器件例如分子整流器、分子开关等，纳米电子学器件，纳米传感器等）;纳米材料

按构造可划分为含有原子簇和原子束构造的零维纳米材料、含有纤维构造的一维纳米材料、含有层状构造的二维纳米材料、晶粒尺寸最少在一种方向上属于纳米范畴内的三维纳米材料。

按材料物性划分有纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。按化学组分来分有纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料等。;0维：团簇，纳米粒子，纳米晶/0D：Cluster,nanoparticles,nanocrystals

1维：纳米管，纳米线，纳米棒/1D：Nanotubes,nanowire,Nanorods.

2维：超细粒子薄膜/2D：Ultrafineparticlefilm.

3维：体相材料/3D：Bulkmaterials;团簇：由几个至上千个原子，分子或离子构成相对稳定的聚集体，尺寸经常不超出1nm。团簇是多个物质由原子、分子向大块物质转变的过渡状态。团簇代表凝聚态物质的最初始状态，是介于原子、分子与宏观固体之间的物质构造的新层次，有时被称为物质的第五态。Nan，C60，C70，InnPm.;纳米粒子：有时也称为纳米颗粒，纳米微粒，超微粒子，纳米粉，普通指粒度介于1－100纳米之间的粒状物质，其尺度不不大于原子簇，不大于普通的微粉，早期称作超微粒子。

纳米颗粒是肉眼和普通光学显微镜看不到的微小粒子。纳米粒子所含原子数范畴在103-107（1-100nm）。其比表面比块体材料大得多，加之所含原子数极少，普通含有量子效应，小尺寸效应，表面效应和宏观量子隧道效应，因而呈现出许多奇特的性质。;涉及：纳米线（晶须，丝）、纳米棒、纳米管

指在两维方向上为纳米尺度，长度比其它两微方向上的尺度大得多，甚至为宏观量（微米，毫米级）的纳米材料。根据形状分为管、棒、线、丝等。普通纵横比小的称为纳米棒，纵横比大的称为纳米线、丝。;二维纳米材料;早期名称有些混乱，也有人称为纳米固体材料、纳米晶材料、纳米构造材料、甚至纳米材料。

指由大量的纳米尺度的颗粒构成的固体材料。

有人认为，颗粒大小为几个纳米的微小粒子不能认为是含有长程有序的传统晶体，因而不能把纳米粒子压结成的固体叫做纳米多晶体，而应当叫纳米态固体