纳米材料学概论

第一章绪论

第一节纳米科技的基本内涵

一、纳米科技的起源

二、纳米科技的研究内容

第二节纳米科技的研究意义

一、引发生产方式的变革

二、引发人类认知的革命

第三节纳米材料的研究历史

一、纳米材料的研究历程

二、纳米材料的发展阶段

第四节纳米材料的研究范畴

一、纳米材料的研究对象

二、纳米材料的研究内容

第五节纳米化的机遇与挑战

一、纳米化机遇

二、纳米安全性

三、纳米标准化

复习思考题

参考文献

第二章纳米材料的基本效应

第一节小尺寸效应

一、特殊的热力学性质

二、特殊的磁学性质

三、特殊的力学性质

第二节表面效应

第三节量子尺寸效应

一、光谱线频移

二、导电性能的转变

第四节宏观量子隧道效应

第五节库仑堵塞与量子隧穿效应

第六节介电限域效应

第七节量子限域效应

第八节应用实例

复习思考题

参考文献

第三章零维纳米结构单元

第一节原子团簇

一、原子团簇分类

二、碳原子团簇

第二节人造原子

一、人造原子的概念

二、人造原子的特征

第三节纳米粒子

一、纳米粒子的制备

二、纳米粒子的表面修饰

三、纳米粒子的结构特征

四、纳米粒子的特性

五、研究与发展现状

第四节纳米脂质体及其靶向制剂

一、脂质体的组成

二、脂质体的形成原理

三、脂质体的结构与载药系统

四、纳米脂质体靶向给药系统

复习思考题

参考文献

第四章一维纳米结构单元

第一节碳纳米管

一、碳纳米管结构

二、碳纳米管的合成

三、碳纳米管的纯化

四、碳纳米管的稳定性

五、碳纳米管的特性

六、碳纳米管的应用

第二节纳米线

一、金属纳米线

二、半导体纳米线

三、陶瓷纳米线

第三节同轴纳米电缆

一、同轴纳米电缆的制备

二、同轴纳米电缆的应用

第四节纳米带

一、纳米带的制备方法

二、纳米带的特性

三、纳米带的应用

第五节纳米环

一、氧化锌纳米环

二、金纳米环

三、钴纳米环

复习思考题

参考文献

第五章二维纳米结构纳米薄膜

第一节纳米薄膜的分类

一、根据微结构划分

二、根据用途划分

三、根据层数划分

第二节纳米薄膜的制备方法

一、物理法

二、化学法

三、分子组装方法

第三节纳米薄膜的性能

一、力学性能

二、光学性能

三、电磁学特性

第四节纳米薄膜的应用

一、纳米光学薄膜

二、纳米耐磨损膜与纳米润滑膜

三、纳米磁性薄膜

四、纳米气敏薄膜

五、纳米渗透薄膜

六、纳米绝缘薄膜

七、纳米光电转换薄膜

复习思考题

参考文献

第六章三维纳米结构

第一节纳米玻璃

一、纳米玻璃的研究层次

二、纳米玻璃的制备方法

三、纳米玻璃的应用

第二节纳米陶瓷

一、纳米陶瓷的制备

二、纳米陶瓷的特性

三、纳米陶瓷的应用

第三节纳米介孔材料

一、分类及结构特征

二、介孔材料的合成

三、介孔材料的应用

第四节纳米金属

一、纳米晶化技术

二、尺度效应

三、纳米金属材料的应用

第五节纳米高分子

一、螺旋结构高分子

二、嵌段共聚物

三、树枝状高分子

第六节最新研究进展

复习思考题

参考文献

第七章纳米复合材料

第一节纳米复合材料的分类

第二节纳米复合材料的设计

一、纳米复合材料的功能设计

二、纳米复合材料的合成设计

三、纳米复合材料的稳定化设计

第三节陶瓷基纳米复合材料

一、陶瓷基纳米复合材料的制备

二、陶瓷基纳米复合材料的性能

三、纳米复合陶瓷的作用机制

第四节金属基纳米复合材料

一、金属基纳米复合材料的制备

二、金属基纳米复合材料的性能

三、金属基纳米复合材料的应用

第五节聚合物基纳米复合材料

一、插层型聚合物纳米复合材料

二、填充型聚合物纳米复合材料

第六节聚合物／聚合物纳米复合材料

一、分子复合纳米聚合物材料

二、原位复合纳米聚合物材料

三、聚合物微纤／聚合物纳米复合材料

第七节纳米复合材料的应用前景

复习思考题

参考文献

第八章纳米组装体系

第一节人工组装

一、原子操纵

二、分子操纵

第二节纳米加工

一、利用STM和AFM的纳米加工技术

二、聚焦离子束技术

三、准分子激光直写

四、纳米压印

第三节分子自组装

一、组装基本原理

二、组装工艺

第四节分子器件

一、分子导线

二、分子开关

三、分子整流器

第五节分子机器

一、DNA镊子

二、分子剪刀

三、分子刹车

四、分子马达

复习思考题

参考文献

第九章纳米测量与表征

第一节纳米测量技术

一、电子显微技术

二、衍射技术

三、谱学技术

四、热分析技术

第二节纳米材料表征

一、纳米材料的粒度分析

二、纳米材料的形貌分析

三、成分分析

四、纳米材料的结构分析

五、纳米材料表面与界面分析

第三节纳米测量技术的展望

复习思考题

参考文献

第十章纳米材料的应用与展望

第一节电子信息领域

一、纳米发电机

二、纳米马达

三、纳米计算机

第二节生物医学领域

一、生物导弹

二、纳米医用机器人

三、生物芯片技术

第三节能源与环境领域

一、纳米太阳能电池

二、纳米光催化

第四节军事与航空领域

一、纳米卫星

二、隐身材料

三、太空梯

第五节日常生活领域

一、超双疏界面材料

二、微胶囊相变材料

第六节展望

参考文献

　　本教材以纳米材料的制备、结构及性能和应用为主线，从零维纳米结构单元到纳米组装体系，较系统地介绍了纳米材料的基础知识和最新科技成果。全书内容分为十章，其中第一章介绍了纳米材料的基本概念；第二章介绍了纳米材料的基本特性；第三章至第五章分别介绍了零维、一维和二维纳米结构单元的制备、结构特征及性能与应用；第六章介绍了纳米玻璃、纳米陶瓷、纳米金属和纳米高分子等三维纳米结构的制备、结构特点及性能与应用；第七章简要介绍了几种主要的三维纳米复合材料；第八章介绍了纳米结构的人工组装和分子自组装技术，以及分子器件与分子机器的类型和工作原理；第九章介绍了纳米材料的测量技术和表征方法，第十章介绍了纳米材料的应用现状和发展前景。