【正文】 結構，把人們帶到了微觀世界。由于 STM具有原子級的空間分辨率和廣泛的適用性，國際上掀起了研制和應用 STM的熱潮，推動了納米科技的發(fā)展 。該儀器稱為原子力顯微鏡（ ATM）。由于它們都是用探針通過掃描系統(tǒng)來獲取圖像，因此這類顯微鏡統(tǒng)稱為掃描探針顯微鏡（ SPM）。 離子注入三維圖像 ? 納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應。 隧道效應是基本的量子現(xiàn)象之一，即當微觀粒子的總能量小于勢壘高度時，該粒子仍能穿越這一勢壘。 ?用途： ? 高密度磁記錄材料、吸波隱身材料、磁流體材料、防輻射材料、單晶硅和精密光學器件拋光材料、微芯片導熱基與布線材料、微電子封裝材料、光電子材料、電池電極材料、太陽能電池材料、高效催化劑、高效助燃劑、敏感元件、高韌性陶瓷材料、人體修復材料和抗癌制劑等。它可以在外磁場作用下整體地運動，因此具有其它液體所沒有的磁控特性。 碳納米管尺寸盡管只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但它的導電率是銅的 1萬倍，它的強度是鋼的 100倍而重量只有鋼的七分之一。在電子方面，利用碳納米管奇異的電學性能，可將其應用于超級電容器、場發(fā)射平板顯示器、晶體管集成電路等領域。在航天領域，利用其良好的熱學性能，添加到火箭的固體燃料中，從而使燃燒效率更高。用于做電子槍，可做成幾厘米厚的壁掛式電視屏，這是電視制造業(yè)的發(fā)展方向。 第二節(jié) 納米材料的制備技術 ? “納米材料 ” 這一概念在 20世紀 80年代初正式形成 [4]，它現(xiàn)已成為材料科學和凝聚態(tài)物理領域的研究熱點，而其制備科學在當前的納米材料研究中占據(jù)著極為關鍵的地位 [5, 6]。另外，中國古代銅鏡表面的防銹層經(jīng)檢驗也已證實為納米 SnO2顆粒構成的薄膜。 一、物理方法 1真空冷凝法 用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。 3機械球磨法 采用球磨方法，控制適當?shù)臈l件得到純元素、合金或復合材料的納米粒子。方法實質(zhì)是前驅物在一定條件下水解成溶膠，再制成凝膠，經(jīng)干燥納米材料熱處理后制得所需納米粒子。水熱技術具有兩個特點，一是其相對低的溫度，二是在封閉容器中進行，避免了組分揮發(fā)。與一般濕化學法相比較，水熱法可直接得到分散且結晶良好的粉體，不需作高溫灼燒處理，避免了可能形成的粉體硬團聚。 6微乳液法 微乳液通常是有表面活性劑、助表面活性劑 (通常為醇類 )、油類 (通常為碳氫化合物 )組成的透明的、各向同性的熱力學穩(wěn)定體系。 與其它化學法相比，微乳法制備的粒子不易聚結，大小可控，分散性好。體系在瞬間達到幾千度的高溫，可使揮發(fā)性雜質(zhì)蒸發(fā)除去。 利用基質(zhì)材料結構中的空隙作為模板進行合成。南京大學采用氣體輸運將 C60引入 13X分子篩與水滑石分子層間，并可以將 Ni置換到 Y型沸石中去，觀察到C60Y光致光譜由于 Ni的摻入而產(chǎn)生藍移現(xiàn)象。采用加有機溶劑于電解液中的滾筒陰極電解法，制備出金屬超微粉。用這種方法得到的粉末純度高，粒徑細，而且成本低，適于擴大和工業(yè)生產(chǎn)。因為納米材料具有較大的界面，界面的原子排列是相當混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此表現(xiàn)出甚佳的韌性與延展性。納米粒于作催化劑，可大大提高反應效率，控制反應速度，甚至使原來不能進行的反應也能進行。 ?2．半導體納米粒子的光催化 ? 半導體的光催化效應發(fā)現(xiàn)以來，一直引起人們的重視，原因在于這種效應在環(huán)保、水質(zhì)處理、有機物降解、失效農(nóng)藥降解等方面有重要的應用。美國、日本利用這種方法對海上石油泄露造成的污染進行處理。鉛化的 TiO2納米粒子的光催化可以使丙炔與水蒸氣反應，生成可燃性的甲烷、乙烷和丙烷；鉑化的 TiO2納米粒子，通過光催化使醋酸分解成甲烷和 CO2。為了提高熱燃燒效率，將金屬納米粒子和半導體納米粒子摻雜到燃料中，以提高燃燒的效率，因此這類材料在火箭助推器和煤中作助燃劑。目前關于這方面研究還處在實驗室階段，有的得到了推廣應用。如何提高發(fā)光效率，增加照明度一直是亟待解決的關鍵問題，納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑。納米微粒的紫外吸收材料就是利用這兩個特性。 美國 F117隱形轟炸機機 美國 B2隱形轟炸機 五、納米技術與納米材料在環(huán)境保護方面的作用 ?隨著納米技術的悄然崛起，納米環(huán)保也會迅速來臨，拓展人類利用資源和保護環(huán)境的能力，為徹底改善環(huán)境和從源頭上控制新的污染源產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。納米級催化劑用于汽車尾氣催化，有極強的氧化還原性能，使汽油燃燒時不再產(chǎn)生一氧化硫和氮氧化物，根本無需進行尾氣凈化處理。納米技術的發(fā)展和應用很可能徹底解決這一難題。一種新型的納米級凈水劑具有很強的吸附能力。其降解機理是在光照條件下將這些有害物質(zhì)轉化為二氧化碳、水和有機酸。 ? （ 3）處理毛紡染整廢水 ? 用納米 TiO2催化降解技術來處理毛紡染整廢水，具有省資、高效、節(jié)能，最終能使有機物完全礦化、不存在二次污染等特點，顯示出良好的應用前景。內(nèi)毒素是致命物質(zhì)，可引起傷寒、霍亂等疾病。 我國新近研制成功一種具備自動清潔功能，可以自動消除異味、殺菌消毒的 “ 納米自潔凈玻璃 ” 。 六、納米技術在生物工程上的應用 ? 眾所周知，分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)不變的最小單位。該生物材料具有特異的熱、光、化學物理特性和很好的穩(wěn)定性，并且，其奇特的光學循環(huán)特性可用于儲存信息，從而起到代替當今計算機信息處理和信息存儲的作用。 ? 到目前為止，還沒有出現(xiàn)商品化的分子計算機組件。 ?納米計算機的問世，將會使當今的信息時代發(fā)生質(zhì)的飛躍。利用 DNA基本元件堿基的配對機制，可以用DNA為“燃料” 控制這種鑷子反復開合。使用納米技術的新型診斷儀器只需檢測少量血液，就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。將由納米硅晶片制成的存儲器（ ROM）微型設備植入大腦中，與神經(jīng)通路相連，可用以治療鉑金森氏癥或其他神經(jīng)性疾病。 ? ? 在合成纖維樹脂中添加納米 SiO納米 ZnO、納米SiO2復配粉體材料，經(jīng)抽絲、織布，可制成殺菌、防霉、除臭和抗紫外線輻射的內(nèi)衣和服裝，可用于制造抗菌內(nèi)衣、用品，可制得滿足國防工業(yè)要求的抗紫外線輻射的功能纖維。 二、涂料 ? 在各類涂料中添加納米 SiO2可使其抗老化性能、光潔度及強度成倍地提高，涂料的質(zhì)量和檔次自然升級。添加納米 SiO2的橡膠，彈性、耐磨性都會明顯優(yōu)于常規(guī)的白炭黑作填料的橡膠。 纖維 以納米 SiO2和納米 TiO2經(jīng)適當配比而成的復合粉體作為纖維的添加劑，可制得滿足國防工業(yè)要求的抗紫外線輻射的功能纖維。一定粒度的銳鈦礦型 TiO2具有優(yōu)良的紫外線屏蔽性能，而且質(zhì)地細膩，無毒無臭，添加在化妝品中，可使化妝品的性能得到提高。 ? 納米材料是近幾年來最受關注的新材料之一，其重要意義越來越為人所認識。通過納米材料科學技術對傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性，增加其高科技含量以及發(fā)展納米結構的新型產(chǎn)品，目前已出現(xiàn)可喜的苗頭，具備了形成 21世紀經(jīng)濟新增長點的