纳米技术术语一网打尽

有些人

第一节  纳米专业一般概念

- F! r3 w9 H: T, ?0 m* C$ k
" k0 C7 f$ C6 ]" ~9 w& X1.1   纳米尺度nanoscale：在1nm至100n m(1n m=10_ym）范围内的几何尺度。

% M3 @+ d8 V! E6 H! n
1.2   纳米结构单元nanostructureu nit：具有纳米尺度结构特征的物质单元，包括稳定的团簇或人造原子团簇、纳米晶、纳米颗粒、纳米管、纳米棒、纳米线、纳米单层膜及纳米孔等。

/ w; L4 l; ]/ b7 V4 z
1.3   纳米材料nanomaterial：物质结构在三维空间中至少有一维处于纳米尺度，或由纳米结构单元构成的且具有特殊性质的材料。

; \2 h9 G1 v: Q  e4 L, L2 j
+ Y+ s& E- i7 z1 v5 B" H1.4   纳米技术nanotechnology：研究纳米尺度范围物质的结构、特性和相互作用，以及利用这些特性制造具有特定功能产品的技术。

4 @0 Q7 n5 [" l$ q5 l% H& z& R
1.5   纳米结构体系nanostructures ystem：以纳米结构单元为基础，按照一定规则排列成的结构体系。


1.6   纳米组装体系nanostructurea ssemblings ystem：利用物理和化学的方法人工地将纳米结构单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构和特定功能的体系。
: V4 \' X7 G4 w  {: H
. p1 f$ Y6 f2 }; V; e9 m7 o$ S3 F
1.7   纳米器件 nanodevice：利用纳米材料和纳米技术制造出具有特殊功能的器件。
2 e' P4 t+ I3 a* v$ ]: S* Y+ H; O

8 J: a. c$ _) m1.8   碳纳米管 carbonn anotubes：由碳原子主要以5P“杂化方式相互连接形成的单层或多层石墨片卷曲成同轴嵌套中空的准一维管状纳米碳材料，管的外径在纳米量级。
$ l, K. B  V. A- [1 I
# u# {8 K- Q7 w" x) Z
4 u% G7 @  E% T) V' I, w0 H1.9   原子团簇 atom cluster：几个至几百个原子的聚集体。

2 h8 K/ Q3 c$ U- p* }8 t" }6 K
9 g; Q7 y4 q) j$ `4 T) {+ g3 R1.10  纳米颗粒 nanoparticle：纳米尺度的固体粒子。
' D. M5 I, f, R1 G: S
1 |) _! G: b6 U
# L8 I8 Q$ L% v0 ]9 q1.11  团粒 a gglomerate：由于表面活性或范德华力的吸引而使颗粒聚集在一起，形成尺寸较大的团聚体。

) D) m; S! k& [
+ ~  p  F1 h1 e+ Q) o9 C第二节  纳米材料的种类

) O3 x/ p6 S: G: Y# h3 D" G. b
2.1  按形态分类的术语
/ a5 p7 ^2 ?/ X; C- Y
. L- B5 E- M+ q
1.  纳米粉末 nanopowder：离散纳米颗粒的集合体。

  d0 w) C  C% e& O4 @. J
2.  纳米纤维nanofibre：直径处于纳米尺度的线（管）状材料。
' P$ z, R  R& k
; _5 Q0 _# ?* V0 Z7 C+ `0 ?
3.  纳米薄膜 nanofilm：厚度为纳米尺度并具有特殊性能的薄膜。


6 Z" Q  ~; }& A4.  纳米块体 nanobulk：三维大尺寸纳米晶材料。

3 {$ w/ K5 n( c& v: Y" J. E
) |: h* Y! W1 D7 |1 X$ |5.  纳米孔 nanopore：孔径为纳米尺度的孔隙。
/ e" |7 c8 S4 N8 @1 ~: H1 K
0 X; c1 e( @  z5 P9 H' \% e
  U" N4 C" c; `% G2.2  按晶体状态分类的术语


$ k; O0 F3 A0 a5 z; Z3 \* `' J1.  纳米晶材料nanocrystallinem aterial：由纳米尺度的晶粒组成的材料。


8 S, |  @+ T) f& g! R+ J" w2.  纳米非晶材料nanoamorphousm aterial：由非晶态纳米颗粒组成的材料。

  k- x( }% D9 J" i) |
2.3  按化学成分分类的术语
; Y- {0 |& {+ B1 `
% D6 A6 n  U% Z2 T* o
1、 金属纳米材料metallicn anomaterial：以金属与合金为主要组分的纳米材料。


2、 无机非金属纳米材料inorganicn on-metallicn anomaterial：以无机非金属材料为主要组分的纳米材料。
  b+ X7 R" s& J5 ^* @/ C3 I

3、 高分子纳米材料polymern anomaterial：以高分子化合物为主要组分的纳米材料。
, Q/ c: K8 \7 J- n5 Z3 x. J9 s. \7 u
' B4 y' o! z* m/ _6 Z
3 `1 C7 d# X8 s9 w' a4、 纳米复合材料nanocomposites：纳米材料与其他材料复合而成的材料。
8 j" K$ \" f1 x& N  g- B
* ~' b; r1 S. F. r: Z+ N
; ^1 n0 B# Z# w2.4  按功能与应用分类的术语


1、 结构纳米材料nanostructuralm aterial：通过对材料的纳米化或掺杂复合，使其强度、韧性、耐磨性、耐候性等的一项或多项性能得到显著改善的材料。
7 {. M4 j3 d2 L1 x; Y3 X0 r

5 K% p! z, O; p3 s7 [/ @& K2、 功能纳米材料functionaln anomaterial：通过对材料纳米化或掺杂复合，使其物理和化学功能如光、电、声、磁、热及耐蚀等特性得到显著改善的功能材料。


3、 生物医用纳米材料nanobiomaterial：能够替代生物器官、组织或增强其功能以达到治疗目的，且具有生物相容性的材料。
6 Q2 w: A8 d) W- n
8 T' E' I+ Y# `  v( b+ a+ s
4 m$ c& V, Z  P/ f, h4 ?第三节  纳米材料的特性

# v' c& i7 o: M
1、 小尺寸效应smalls izee ffect：当纳米结构单元的尺寸与某些物理特征尺寸相当或更小时，使得材料产生出新的特殊性质的现象。


# f! x" i' f: s; j6 d& i; H. T7 a% A% b2、 表面效应surfacee ffect：纳米颗粒表面原子数与总原子数之比随粒度变小而急剧增大后，引起材料性质发生显著变化的现象。

1 l3 T/ s; ]! N" `1 a4 p
3、 子尺寸效应quantum sizee ffect：纳米颗粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级，并使能隙变宽的现象。
/ {7 \0 a/ F1 ~  {% W- Q" X
( e! D* q2 h8 {8 y3 s! a1 v
4 |+ B: r  E; U$ `  V/ l, H8 w4、 宏观子隧道效应macroscopicq uantum tunnelinge ffect,M QT：纳米颗粒的一些宏观量（如颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等），具有穿越宏观系统的势垒而产生变化的现象。


第四节 纳米材料的制备方法
一、 纳米粉末的制备方法

' g9 ~7 g& J  l7 C
1.1  物理方法
- l) {0 H2 n( ^& J; W
8 X& ~! ?. P7 g3 R3 n
# Z9 A* ~; a* n/ g1、  惰性气体沉积法inertga sd eposition：在低压惰性气体气氛或高真空中，利用激光、等离子、高频感应等方法使原料蒸发气化、冷凝，制备纳米粉末的方法。

7 p$ E5 s+ i2 {" B/ s/ Z' w% S" M
+ K5 u! A; u* U$ N" w! ~2、  物理粉碎法physicalc rushing：通过机械粉碎或电火花爆炸等制备纳米粉末的方法。
" _7 ?4 T0 J  `+ x- d$ n; n- @
7 Q% G% R" c1 y& D  m
5 n" R6 U5 |/ G. t/ w3、  高能球磨 法highe nergyb allm ill：利用高能球磨机内部硬球的转动或振动对粉末进行强烈的撞击、研磨和搅拌（球磨时可充保护气体），制备纳米粉末的方法。
7 P1 K4 l( w8 u- [
' ]& X) \# o# |5 u( Y( ~
4、  溅射法 sputtering：经加速的高能离子轰击材料表面，使材料发射出中性的及电离的原子和原子团，制备纳米粉末的方法。

0 S# y& i5 v% \, ?9 @2 y
5、  喷雾法 spraying：将溶液通过各种物理手段进行雾化，制备纳米粉末的方法。


" g/ p# I1 ]4 A' {, b1.2 化学方法

! R' U+ _. C4 W, J& w
1、  化学气相沉积法chemicalva pord eposition,CVD：利用挥发性化合物的蒸气，通过化学反应合成所需要的物质，在保护气体中快速冷凝，制备纳米粉末的方法。


0 E" S. z- J" y! }' h8 N2 A+ m9 J2、  沉淀法 precipitation：通过化学反应生成的沉淀物，再经过滤、洗涤、干燥或加热分解，制备纳米粉末的方法。
4 a# n) R: R" j% S+ t* h  {
. d, m4 b0 b7 {) {
8 G; l5 F( x" X7 a) Q" U1 h3、  水热合成法hydrothermalsy nthesis：在一定的温度和压力等条件下先在水溶液或水蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理，制备纳米粉末的方法。


4、  溶胶一凝胶法sol-gelp rocess：化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理，制备氧化物或其他化合物纳米粉末的方法。
7 t" d' R5 a; m# a7 d

* ?9 J/ k- C1 n- ^2 j9 q& t5、  徽乳液法microe mulsion：两种互不相溶的液体在表面活性剂的作用下形成一个均匀的微乳液，从微乳液中析出固相，经热处理后制备纳米粉末的方法。


& O/ I& L3 ^9 B1.3  其他纳米材料的制备方法


8 Z* P* q( w2 {$ o1、  快速凝固 法rapids olidification：将金属或合金熔化后注人到金属模具中，通过模具的快速热传导提高成核速率，并抑制晶粒长大，制备金属纳米晶材料的方法。


  `- h  _( Q2 k# N2 I* P2、  非晶晶化法crystallizationo fa morphousso lid：通过控制非晶态固体的晶化动力学过程，使其结晶且晶粒为纳米尺度，制备金属纳米晶材料的方法。
6 J: b) P& B1 N, j+ C1 N: I
3 s% O" O+ G2 j
3、  强烈塑性变形法strongp lasticd eformation：在准静态压力作用下，利用强烈塑性变形使金属或合金的晶粒逐渐碎化成纳米晶，制备纳米块体材料的方法。
) A/ y. L6 w1 \0 b! ?; V* \
. ]- |* V- M9 w, g' ~* W! s. e
  c* I+ d& @3 }6 G  Z4 `( u; G+ A4、  原位复合法in-situc omposite：在基体内原位反应生成一种或几种稳定的纳米增强体（纳米颗粒、晶须、纤维），制备纳米材料的方法。
) C: ^5 n  ~* P2 x5 Y

5、  插层复合法intercalationh ybrid：采用层状无机物作为主体，有机单体作为客体插人主体的夹层间，制备有机／无机纳米复合材料的方法。
+ `# K2 k8 P2 o4 `/ @. v

6、  模板合成法templates ynthesis：在含有高密度纳米孔洞的模板上，利用物理、化学或生物化学方法向其中填充各种金属、非金属或半导体材料，进行纳米材料合成的方法。
6 l9 {% B5 U( [& y

% N/ Y% `" t- q  c+ x' U$ o# F* n( c7、  自组装法 self-assembly：利用分子之间的相互作用，如静电力、氢键、疏水性缔合等，组装成有序纳米材料的方法。

) _7 m  U" E/ Q7 p5 |0 N
第五节  纳米材料的处理方法
5 t" l  |0 _6 t3 }

6 j$ [+ C+ p6 h$ t+ f0 n4 k5 R1、  表面修饰surfaced ecoration：对纳米材料表面进行物理、化学或生物化学处理，使其具有特定的性质。
9 D/ |' ?# ^+ X6 v

2、  钝化处理 passivatingt reatment：为了防止纳米粉末发生变化或在大气中自燃，在初始颗粒表面生成钝化薄膜等的处理。
1 Z& P. L; i5 T2 r6 ]+ k