【正文】 結(jié)構(gòu)，把人們帶到了微觀世界。由于 STM具有原子級(jí)的空間分辨率和廣泛的適用性，國(guó)際上掀起了研制和應(yīng)用 STM的熱潮，推動(dòng)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(guò)掃描系統(tǒng)來(lái)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(yīng)。 隧道效應(yīng)是基本的量子現(xiàn)象之一，即當(dāng)微觀粒子的總能量小于勢(shì)壘高度時(shí)，該粒子仍能穿越這一勢(shì)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(xué)器件拋光材料、微芯片導(dǎo)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(yáng)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(fù)材料和抗癌制劑等。它可以在外磁場(chǎng)作用下整體地運(yùn)動(dòng)，因此具有其它液體所沒(méi)有的磁控特性。 碳納米管尺寸盡管只有頭發(fā)絲的十萬(wàn)分之一，但它的導(dǎo)電率是銅的 1萬(wàn)倍，它的強(qiáng)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(xué)性能，可將其應(yīng)用于超級(jí)電容器、場(chǎng)發(fā)射平板顯示器、晶體管集成電路等領(lǐng)域。在航天領(lǐng)域，利用其良好的熱學(xué)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(shù) ? “納米材料 ” 這一概念在 20世紀(jì) 80年代初正式形成 [4]，它現(xiàn)已成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而其制備科學(xué)在當(dāng)前的納米材料研究中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位 [5, 6]。另外，中國(guó)古代銅鏡表面的防銹層經(jīng)檢驗(yàn)也已證實(shí)為納米 SnO2顆粒構(gòu)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(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。 3機(jī)械球磨法 采用球磨方法，控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純?cè)?、合金或?fù)合材料的納米粒子。方法實(shí)質(zhì)是前驅(qū)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(shù)具有兩個(gè)特點(diǎn)，一是其相對(duì)低的溫度，二是在封閉容器中進(jìn)行，避免了組分揮發(fā)。與一般濕化學(xué)法相比較，水熱法可直接得到分散且結(jié)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(tuán)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?xì)浠衔?)組成的透明的、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。 與其它化學(xué)法相比，微乳法制備的粒子不易聚結(jié)，大小可控，分散性好。體系在瞬間達(dá)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(jié)構(gòu)中的空隙作為模板進(jìn)行合成。南京大學(xué)采用氣體輸運(yùn)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(lán)移現(xiàn)象。采用加有機(jī)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(xì)，而且成本低，適于擴(kuò)大和工業(yè)生產(chǎn)。因?yàn)榧{米材料具有較大的界面，界面的原子排列是相當(dāng)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(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來(lái)不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。 ?2．半導(dǎo)體納米粒子的光催化 ? 半導(dǎo)體的光催化效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直引起人們的重視，原因在于這種效應(yīng)在環(huán)保、水質(zhì)處理、有機(jī)物降解、失效農(nóng)藥降解等方面有重要的應(yīng)用。美國(guó)、日本利用這種方法對(duì)海上石油泄露造成的污染進(jìn)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(yīng)，生成可燃性的甲烷、乙烷和丙烷；鉑化的 TiO2納米粒子，通過(guò)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(dǎo)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(guān)于這方面研究還處在實(shí)驗(yàn)室階段，有的得到了推廣應(yīng)用。如何提高發(fā)光效率，增加照明度一直是亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，納米微粒的誕生為解決這個(gè)問(wèn)題提供了一個(gè)新的途徑。納米微粒的紫外吸收材料就是利用這兩個(gè)特性。 美國(guó) F117隱形轟炸機(jī)機(jī) 美國(guó) B2隱形轟炸機(jī) 五、納米技術(shù)與納米材料在環(huán)境保護(hù)方面的作用 ?隨著納米技術(shù)的悄然崛起，納米環(huán)保也會(huì)迅速來(lái)臨，拓展人類利用資源和保護(hù)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(jí)催化劑用于汽車尾氣催化，有極強(qiáng)的氧化還原性能，使汽油燃燒時(shí)不再產(chǎn)生一氧化硫和氮氧化物，根本無(wú)需進(jìn)行尾氣凈化處理。納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。一種新型的納米級(jí)凈水劑具有很強(qiáng)的吸附能力。其降解機(jī)理是在光照條件下將這些有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和有機(jī)酸。 ? （ 3）處理毛紡染整廢水 ? 用納米 TiO2催化降解技術(shù)來(lái)處理毛紡染整廢水，具有省資、高效、節(jié)能，最終能使有機(jī)物完全礦化、不存在二次污染等特點(diǎn)，顯示出良好的應(yīng)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(guó)新近研制成功一種具備自動(dòng)清潔功能，可以自動(dòng)消除異味、殺菌消毒的 “ 納米自潔凈玻璃 ” 。 六、納米技術(shù)在生物工程上的應(yīng)用 ? 眾所周知，分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不變的最小單位。該生物材料具有特異的熱、光、化學(xué)物理特性和很好的穩(wěn)定性，并且，其奇特的光學(xué)循環(huán)特性可用于儲(chǔ)存信息，從而起到代替當(dāng)今計(jì)算機(jī)信息處理和信息存儲(chǔ)的作用。 ? 到目前為止，還沒(méi)有出現(xiàn)商品化的分子計(jì)算機(jī)組件。 ?納米計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，將會(huì)使當(dāng)今的信息時(shí)代發(fā)生質(zhì)的飛躍。利用 DNA基本元件堿基的配對(duì)機(jī)制，可以用DNA為“燃料” 控制這種鑷子反復(fù)開(kāi)合。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測(cè)少量血液，就能通過(guò)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(chǔ)器（ ROM）微型設(shè)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(shù)脂中添加納米 SiO納米 ZnO、納米SiO2復(fù)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(guó)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(qiáng)度成倍地提高，涂料的質(zhì)量和檔次自然升級(jí)。添加納米 SiO2的橡膠，彈性、耐磨性都會(huì)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(dāng)配比而成的復(fù)合粉體作為纖維的添加劑，可制得滿足國(guó)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(xì)膩，無(wú)毒無(wú)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(lái)最受關(guān)注的新材料之一，其重要意義越來(lái)越為人所認(rèn)識(shí)。通過(guò)納米材料科學(xué)技術(shù)對(duì)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(jié)構(gòu)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(jì)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的