第一章 納米材料與納米科技概述

第一章納米材料與納米科技概述第一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四課程目的：了解納米材料與納米技術(shù)的基本概念、發(fā)展歷史、應(yīng)用領(lǐng)域及其對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展的重要性；理解納米材料的結(jié)構(gòu)、性能和基本制備方法；理解納米材料在幾個(gè)領(lǐng)域的典型應(yīng)用及其作用原理，了解國(guó)內(nèi)外納米研究的前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題；能夠應(yīng)用所學(xué)納米材料與納米技術(shù)的知識(shí)，分析和解決相關(guān)問(wèn)題。第二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四主要參考書：[1]丁秉鈞，納米材料，機(jī)械工業(yè)出版社，2004[2]劉吉平等，納米科學(xué)與技術(shù)，科學(xué)出版社，2002[3]張志焜等，納米技術(shù)與納米材料，國(guó)防工業(yè)出版社，2000[4]曹茂盛等，納米材料導(dǎo)論，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001[5]黃德歡，納米技術(shù)與應(yīng)用，中國(guó)紡織大學(xué)工業(yè)出版社，2001[6][日]川合知二主編，陸求實(shí)譯，圖解納米技術(shù)的應(yīng)用，文匯出版社，2004[7]朱屯等，國(guó)外納米材料技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2002[8]張立德等，納米材料和納米結(jié)構(gòu)，科學(xué)出版社，2001第三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四與納米有關(guān)的網(wǎng)站:中科院納米科技網(wǎng)

豐海納米納米世界Theinstituteofnanotechnology.uk納米科技網(wǎng)聯(lián)科納米

第四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四與納米有關(guān)的網(wǎng)站:

世界納米網(wǎng)

中國(guó)科技網(wǎng)

/中國(guó)材料資訊網(wǎng)

中國(guó)材料信息網(wǎng)

萬(wàn)方數(shù)據(jù)系統(tǒng)

第五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四主要內(nèi)容第一章納米材料與納米科技概述第二章納米科技的典型研究方向第三章納米材料的性能與制備方法第四章納米材料的測(cè)試與表征技術(shù)第五章納米材料在電子信息領(lǐng)域的應(yīng)用第六章納米材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用第七章納米材料在能源環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用第八章納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用第六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四引言2005年中國(guó)十大科技新聞：上天、入地、登峰、造極上天：2005年10月17日~21日，神州六號(hào)飛天成功。入地：大陸科學(xué)鉆探深入地下5158米。登峰：重新測(cè)量珠峰高程8844.43米。造極：征服南極冰蓋最高點(diǎn)。第七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四引言2005年世界十大科技新聞：從1012到10-12米1012：美國(guó)“惠更斯”飛船登陸土衛(wèi)六，飛行距離是1012米。10-12：法國(guó)科學(xué)家在10-12米水平上進(jìn)行了控制單分子的實(shí)驗(yàn)。超大容量納米級(jí)信息存儲(chǔ)材料研制成功。第八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第一章納米材料與納米科技概述第九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第一章

納米材料與納米科技概述1.1相關(guān)概念1.2納米技術(shù)對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步的影響1.3納米科技發(fā)展歷程1.4世界各國(guó)納米技術(shù)研究的戰(zhàn)略重點(diǎn)第十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四納米(nanometer)是一種長(zhǎng)度單位，是十億分之一(10-9)米。是宏觀與微觀世界之間介觀領(lǐng)域中大小長(zhǎng)短的衡量尺度。1nanometer=10-9meter1angstrom=0.1nanometer

通常,nanometer簡(jiǎn)寫為nm；angstrom用符號(hào)?來(lái)表示。

什么是納米？1.1相關(guān)概念第十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四幾種形象的比喻：1米與1納米：地球與高爾夫球。1納米：10個(gè)氫原子依次排列起來(lái)的長(zhǎng)度。1納米：一根頭發(fā)絲直徑的八萬(wàn)分之一。第十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1相關(guān)概念1.1.1客觀世界的認(rèn)識(shí)程度1.1.2納米技術(shù)的定義及其特征1.1.3納米科技的分類1.1.4納米研究的主要手段1.1.5納米科技的基礎(chǔ)----納米材料1.1.6納米材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域第十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四宏觀微觀介觀1.1.1客觀世界的認(rèn)識(shí)程度上限：無(wú)限大的宇宙天體；下限：人的肉眼可見的最小物體。上限：以分子原子為最大起點(diǎn)；下限：無(wú)限小的領(lǐng)域。宏觀和微觀之間的中間領(lǐng)域：從幾個(gè)到幾百個(gè)原子以上的范圍。廣義上說(shuō)，凡是出現(xiàn)量子相干現(xiàn)象的體系統(tǒng)稱介觀體系，包括團(tuán)簇、納米體系和亞微米體系。第十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四狹義的介觀領(lǐng)域：100~1000nm有關(guān)電輸運(yùn)現(xiàn)象的研究。納米體系和團(tuán)簇就從這種“狹義”的介觀范圍獨(dú)立出來(lái),稱納米體系。(團(tuán)簇：一類新發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物種，幾個(gè)至幾百個(gè)原子的聚集體，小于1nm。)這種人眼已無(wú)法看清的長(zhǎng)度所代表的特別微小的物質(zhì)世界，稱為納米世界，其中的客觀物質(zhì)就是納米物質(zhì)。第十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四當(dāng)物質(zhì)尺度減少至引起其物理現(xiàn)象突變的臨界尺寸之下時(shí)，該物質(zhì)將產(chǎn)生出許多新的性質(zhì)。納米科學(xué)與技術(shù)正是研究這個(gè)尺度下的各種科學(xué)現(xiàn)象和產(chǎn)生的技術(shù)問(wèn)題的。這一領(lǐng)域是人類過(guò)去從未涉及的非宏觀、非微觀的中間領(lǐng)域，開辟了人類認(rèn)識(shí)世界的新層次，使人們改造自然的能力直接延伸到分子、原子水平，標(biāo)志著人類的科學(xué)技術(shù)水平進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，即納米科技時(shí)代。第十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1025m：約10億光年，人類已觀測(cè)到的宇宙總星系的大致范圍。1021m：地球和太陽(yáng)所在的一個(gè)普通恒星系統(tǒng)---銀河系的全貌，因其投影在天球上的乳白亮帶---銀河而得名。既然納米只是一種尺度，不妨將人類所研究的物質(zhì)世界對(duì)象按照人類的尺度來(lái)衡量，看看所處的客觀世界：第十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1014m：1000億千米，可看到冥王星---太陽(yáng)系九大行星中與太陽(yáng)的平均距離最遠(yuǎn)、也是最小的一顆行星的完整軌道。107m：1萬(wàn)千米，可分辨地球的尺度。第十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四題外話----地球是人類的搖籃，但人類不能總是呆在搖籃里，他要去探索外面的世界。天文學(xué)和行星科學(xué)能夠幫助人們回答一些基本問(wèn)題，如：我們從哪里來(lái)？為何在此處？未來(lái)又如何？第十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四

民族的驕傲

為世人矚目的飛天時(shí)間：2003年10月15日。地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心?！裰畚逄?hào)’載人飛船在用新型長(zhǎng)征運(yùn)載火箭發(fā)射升空。第二十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四103m：1千米，可分辨城市居民區(qū)的建筑排列。101m：10米，可看清在足球場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)員。

第二十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四10-2m：1厘米，可分辨皮膚表面皺紋的局部。10-4m：100微米，可分辨人體細(xì)胞，大小約17微米。第二十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四10-6m：1微米，可看到染色體（真核細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂時(shí)由染色質(zhì)聚縮而成的結(jié)構(gòu)，一般呈棒狀，易被堿性染料染色）中聚集的染色質(zhì)。10-7m：100納米，可分辨染色質(zhì)（由核內(nèi)的脫氧核糖核酸(DNA)與組蛋白、非組蛋白等結(jié)合形成的線狀結(jié)構(gòu)）的兩部分。

介觀體系的上限：1微米納米體系的上限：100納米第二十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四10-9m：1納米，可分辨DNA（脫氧核糖核酸，由1分子磷酸+1分子脫氧核糖+1分子含氮堿基所組成）的分子結(jié)構(gòu)。（基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段）10-10m：100皮米或1?，可看到電子云籠罩下的原子輪廓。納米體系的下限：1?第二十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四10-13m：100飛米，可以從整體上分辨出原子核。

10-14m：10飛米，可看清原子核中的質(zhì)子和中子。

第二十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四10-15m：1飛米，可分辨出組成質(zhì)子和中子的夸克。

10-16m：100阿米，可進(jìn)一步看清夸克，大小為10-19m。第二十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四另一位古代哲學(xué)家孫龍（公元前325~250）：“一尺之棰，日取其半，萬(wàn)世不竭”?！f(shuō)明物質(zhì)的無(wú)限可分性。微觀世界的下限仍在探索中-------古代哲學(xué)家韓非子（公元前280~233）：

“凡物之有形者，易裁也，易割也。何以論之？有形，則有短長(zhǎng)，有短長(zhǎng)則有大小”。———說(shuō)明物質(zhì)有大小之分。第二十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四美國(guó)著名理論物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主RichardP.Feynman

的一個(gè)精彩預(yù)言（1959年）：

“如果我們按自己的愿望一個(gè)一個(gè)地排列原子，將會(huì)出現(xiàn)什么呢？這些物質(zhì)將有什么性質(zhì)呢？這是十分有趣的問(wèn)題。雖然我現(xiàn)在不能準(zhǔn)確回答這個(gè)問(wèn)題，但我決不懷疑當(dāng)我們能在如此小的尺寸上進(jìn)行操縱時(shí)，將得到具有大量獨(dú)特性質(zhì)的物質(zhì)”。------隨著對(duì)納米世界研究的深入，他的預(yù)言正在逐漸成為現(xiàn)實(shí)。第二十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四Rearrangingtheatoms:Whatwouldthepropertiesofmaterialsbeifwecouldreallyarrangetheatomsthewaywewantthem?Theywouldbeveryinterestingtoinvestigatetheoretically.Ican'tseeexactlywhatwouldhappen,butIcanhardlydoubtthatwhenwehavesomecontrolofthearrangementofthingsonasmallscalewewillgetanenormouslygreaterrangeofpossiblepropertiesthatsubstancescanhave,andofdifferentthingsthatwecando.There'sPlentyofRoomattheBottom---AnInvitationtoEnteraNewFieldofPhysicsbyRichardP.Feynman

第二十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1相關(guān)概念1.1.1客觀世界的認(rèn)識(shí)程度1.1.2納米技術(shù)的定義及其特征1.1.3納米科技的分類1.1.4納米研究的主要手段1.1.5納米科技的基礎(chǔ)----納米材料1.1.6納米材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域第三十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1.2納米技術(shù)的定義及其特征

納米技術(shù)的定義納米技術(shù)：在納米量級(jí)范圍內(nèi)（0.1-100nm）對(duì)分子、原子進(jìn)行操縱和加工的技術(shù)，是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)，是研究一小堆原子(團(tuán)簇)甚至于單個(gè)原子或分子的一門學(xué)科；是以納米科學(xué)為基礎(chǔ)，制造新材料、新器件、研究新工藝的方法和手段。納米科技：研究由尺寸在0.1-100nm之間的物質(zhì)所組成體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、相互作用及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。第三十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四

納米技術(shù)研究的特點(diǎn)：以現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和物理、化學(xué)的微觀研究理論為基礎(chǔ)；以當(dāng)代精密儀器和先進(jìn)的分析技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微技術(shù)、核分析技術(shù))為手段；是一個(gè)內(nèi)容廣闊的多學(xué)科群。在這一領(lǐng)域，各傳統(tǒng)學(xué)科之間的界限變得模糊，各學(xué)科高度交叉和融合。第三十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四納米技術(shù)的三個(gè)特征：至少必須有一維具有0.1~100納米的尺度；設(shè)計(jì)過(guò)程必須體現(xiàn)微觀操縱的能力；組合起來(lái)可形成更大的結(jié)構(gòu)并且具有優(yōu)異的電氣、化學(xué)、機(jī)械等性質(zhì)。第三十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1相關(guān)概念1.1.1客觀世界的認(rèn)識(shí)程度1.1.2納米技術(shù)的定義及其特征1.1.3納米科技的分類1.1.4納米研究的主要手段1.1.5納米科技的基礎(chǔ)----納米材料1.1.6納米材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域第三十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1.3納米科技的分類

納米電子學(xué)納米物理學(xué)納米化學(xué)納米生物學(xué)納米機(jī)械學(xué)納米表征學(xué)

納米電子學(xué)納米物理學(xué)納米化學(xué)納米生物學(xué)納米材料學(xué)納米力學(xué)納米加工學(xué)國(guó)際納米科學(xué)與技術(shù)委員會(huì)分類:另一種分類:第三十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四根據(jù)日本專利局專利申請(qǐng)技術(shù)動(dòng)向調(diào)查報(bào)告修改而成。第三十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1相關(guān)概念1.1.1客觀世界的認(rèn)識(shí)程度1.1.2納米技術(shù)的定義及其特征1.1.3納米科技的分類1.1.4納米研究的主要手段1.1.5納米科技的基礎(chǔ)----納米材料1.1.6納米材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域第三十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1.4納米研究的主要手段由IBM公司的Binnig和Rohrer發(fā)明，被公認(rèn)為是20世紀(jì)80年代世界十大科技成就之一，并因此獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。在納米科技中占有重要的地位，它貫穿于納米技術(shù)幾乎所有的分支領(lǐng)域，以其為分析和加工手段所做的工作占一半以上。應(yīng)用STM首次實(shí)現(xiàn)了惰性氣體氙的原子在金屬表面的自由移動(dòng)。在液氦冷卻的超低溫和超高真空條件下，裝置本身帶來(lái)的不穩(wěn)定因素（如熱漂動(dòng)、噪聲等）基本消除，探針末端與觀察物體分子或原子之間的距離可以得到精確控制。

掃描隧道顯微鏡（STM）

(ScanningTunnelingMicroscope)第三十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四掃描隧道顯微鏡的基本原理圖基本原理：STM帶有一極細(xì)的探針，在樣品和針尖之間施加一定的電壓，當(dāng)兩者之間的距離小于一定值時(shí)，將產(chǎn)生隧道電流。----一種基于電子隧道效應(yīng)的新型高分辨率顯微鏡掃描隧道顯微鏡(STM)第三十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四圖２隧道電流隧道電流對(duì)樣品表面的微觀起伏特別敏感，當(dāng)樣品和針尖間距離減少0.1nm時(shí)，電流將增加近一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，當(dāng)針尖掃過(guò)樣品表面時(shí)，根據(jù)隧道電流的變化，即可得到樣品的表面狀態(tài)。STM探針的運(yùn)動(dòng)由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)控制。當(dāng)針尖與樣品表面之間的距離達(dá)到0.6nm~1nm時(shí)，兩者之間將形成電子隧道，在偏置電壓作用下形成隧道電流。第四十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四STM的工作原理圖第四十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四在STM探針和樣品表面之間施加一個(gè)偏壓Vb，當(dāng)尖細(xì)的針尖接近樣品表面(通常小于1nm)時(shí)，針尖和樣品表面之間會(huì)產(chǎn)生克服間隙勢(shì)壘的隧道電流。當(dāng)距離S改變0.1nm時(shí)，隧道電流的變化相差7.4倍（約一個(gè)數(shù)量級(jí)）。探針可以通過(guò)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，使其在X、Y、Z三個(gè)方向移動(dòng)。當(dāng)探針沿Ｘ、Ｙ掃描時(shí)，探針與樣品表面之間的距離由Ｚ向的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器及其反饋電路來(lái)控制調(diào)節(jié)，可使隧道電流的值保持恒定或者控制其高度不變，即實(shí)現(xiàn)恒流方式測(cè)量或恒高方式測(cè)量。這樣當(dāng)探針橫向掃描被測(cè)樣品表面時(shí)，其表面形貌的變化即可通過(guò)Ｚ向壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的電壓變化或隧道電流的變化反應(yīng)出來(lái)。STM的測(cè)試原理：第四十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四低溫（4.2K）條件下用STM移動(dòng)吸附在Cu(111)表面上的Fe原子48個(gè)Fe原子排列成一圓形量子?xùn)艡?，它的直徑只?.26nm，其內(nèi)部構(gòu)造還表示著量子?xùn)艡趦?nèi)部電子密度的分布。第四十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四

原子力顯微鏡(AFM)(AtomicForceMicroscope)AFM是可以檢測(cè)極其微小的力的裝置，廣泛用于對(duì)物質(zhì)表面進(jìn)行納米水平的檢測(cè)，尤其適合絕緣體材料和大氣環(huán)境。當(dāng)針尖與被觀測(cè)物質(zhì)的距離接近至數(shù)納米時(shí)，原子之間的力就開始發(fā)生作用。因電介質(zhì)極化而產(chǎn)生的范德華力的大小與原子之間距離的六次方成反比，當(dāng)原子間電子的授受導(dǎo)致形成某種化學(xué)鍵時(shí)，就會(huì)在更近的距離產(chǎn)生更強(qiáng)的作用力，而位能變小。當(dāng)進(jìn)一步接觸時(shí)，原子之間就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的反作用力。接觸式和非接觸式AFM的測(cè)定方法分別是利用原子間的反作用力和引力來(lái)測(cè)定的。第四十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四原子力顯微鏡AFM原子力顯微鏡的示意圖與STM的不同：用微懸臂針尖代替了隧道針尖。第四十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四原子力顯微鏡原理圖第四十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四原子力顯微鏡導(dǎo)電針尖在硅表面刻寫所形成的文字圖案第四十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四針尖的作用力的種類有：界面的毛細(xì)力原子間的范德華力化學(xué)鍵第四十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四Multipass10cycles,1NScratchMatrixControlledWear在接觸范圍內(nèi)檢測(cè)出力的例子：根據(jù)摩擦力的不同來(lái)檢測(cè)不同的化學(xué)性質(zhì)。第四十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四Lubricantfilm(1-5nm)Diamond-LikeCarbon(DLC)(10-50nm)MagneticOxide(s)(400-500nm)SiliconSubstrateNanoScratching:MagneticHardDisk第五十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四在非接觸范圍內(nèi)檢測(cè)出力的例子：強(qiáng)電介質(zhì)表面的局部極化狀態(tài)的觀察。第五十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四單個(gè)原子提取的各種可能的機(jī)理（a）在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下鍵斷裂，自由原子通過(guò)表面擴(kuò)散到達(dá)一新的位置；（b）自由原子與針尖原子相碰撞而被散射到一新的位置；（c）自由原子先吸附在針尖上，然后在某種條件下離開針尖，重新回到樣品表面。第五十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四在銅Cu（111）表面上一個(gè)接一個(gè)地移動(dòng)C60分子制成世界上最小的算盤第五十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四用101個(gè)鐵原子寫下的迄今為止最小的漢字第五十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四納米科技的主要研究領(lǐng)域

納米材料（納米顆粒和納米結(jié)構(gòu)材料）納米裝置和器件納米尺度的檢測(cè)與表征其中，納米材料是納米科技的基礎(chǔ)。第五十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四當(dāng)物質(zhì)顆粒小到納米量級(jí)（100nm以下)時(shí)，這種物質(zhì)被稱為納米材料。1.1.5納米科技的基礎(chǔ)——納米材料納米材料也是納米材料學(xué)的主要內(nèi)容。納米材料的兩個(gè)必備條件是什么？納米尺度新物性什么是納米材料？第五十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四材料發(fā)展的意義：

自古以來(lái)，材料的發(fā)展水平就是人類社會(huì)文明程度的標(biāo)志，當(dāng)時(shí)的代表性材料是人類文明史劃分依據(jù)。材料的發(fā)展與人類社會(huì)第五十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四

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納米材料的使用亦古已有之：

中國(guó)古代字畫之所以歷經(jīng)千年而不褪色，是因?yàn)樗玫哪怯杉{米級(jí)的碳黑組成。中國(guó)古代銅鏡表面的防銹層被證明是由納米氧化錫顆粒構(gòu)成的薄膜。古代瑪雅藍(lán)漆是金屬鎂的納米顆粒和針狀的坡縷石晶體超晶格（平均粒徑1-4nm)的混合材料，有優(yōu)異的抗酸性、抗生物腐蝕性。鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂、趨磁細(xì)菌等生物體中存在納米級(jí)的超微磁性顆粒，使這類生物在地磁場(chǎng)導(dǎo)航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)。第五十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四

２０世紀(jì)９０年代開始，全球掀起了納米材料研究熱，因?yàn)椋?/p>

作為極具市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景的新材料，由于納米材料在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)常規(guī)材料所不具有的特征，在磁性材料、電子材料、光學(xué)材料和陶瓷增韌等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，納米材料和納米技術(shù)受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。第六十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四納米材料的主要性能和用途

力學(xué)性能高強(qiáng)、超強(qiáng)、高韌性、超塑性材料、高性能陶瓷熱學(xué)性能低溫?zé)Y(jié)材料、熱交換材料、耐熱材料電學(xué)性能導(dǎo)電漿料、絕緣漿料、電極材料、趨導(dǎo)材料、量子器件、壓電和非線性電阻磁性性能永磁、磁流體、磁記錄、磁存儲(chǔ)、磁探測(cè)器、吸波、磁制冷材料等光學(xué)性能光反射、光通訊、光存儲(chǔ)、光開關(guān)、光過(guò)濾、光致發(fā)光、光折射等材料和紅外線傳感器化學(xué)性能火箭燃料添加劑、阻燃劑、催化劑、儲(chǔ)能材料等其它方面敏感元件、顯示元件、醫(yī)用、環(huán)保、涂料等第六十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來(lái)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，材料的創(chuàng)新以及在此基礎(chǔ)上衍生的新技術(shù)，將起重要的作用。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)材料提出新的要求:例如，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