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第1章　基本概念1

1.1　纳米材料导论1

1.1.1　纳米材料的特性2

1.1.2　纳米材料表现出的奇特性质3

1.2　材料化学的基本概念4

1.2.1　材料化学的内涵4

1.2.2　材料设计5

1.2.3　分子设计5

1.3　纳米材料化学导论5

参考文献7

第2章　纳米材料的制备化学8

2.1　纳米材料制备概述8

2.2　化学气相法9

2.2.1　化学气相反应法9

2.2.2　化学气相凝聚法13

2.2.3　化学气相沉积法14

2.2.4　惰性气体蒸发法14

2.3　化学液相法19

2.3.1　沉淀法19

2.3.2　水解法20

2.3.3　喷雾法21

2.3.4　溶剂热法21

2.3.5　氧化还原法22

2.3.6　微乳液法23

2.3.7　溶胶-凝胶法24

2.3.8　模板法25

2.4　化学固相法26

2.4.1　热分解法27

2.4.2　固相反应法27

参考文献28

第3章　纳米材料的表征30

3.1　原子力显微镜30

3.1.1　原子力显微镜基础知识30

3.1.2　原子力显微镜操作模式34

3.1.3　原子力显微镜在纳米材料研究中的应用40

3.2　俄歇电子能谱43

3.2.1　俄歇电子能谱基础知识43

3.2.2　俄歇电子能谱实验技术47

3.2.3　俄歇电子能谱分析技术48

3.2.4　俄歇电子能谱在纳米材料研究中的应用54

3.3 X射线结构分析技术65

3.3.1 X射线衍射基础知识65

3.3.2 X射线衍射实验技术67

3.3.3 X射线衍射在纳米材料研究中的应用举例72

3.4　振动光谱分析技术81

3.4.1　红外光谱82

3.4.2　拉曼光谱85

3.5　粒度分析技术88

3.5.1　激光粒度分析法88

3.5.2　沉降法粒度分析89

3.5.3　电超声粒度分析法90

3.6　近场光学显微镜90

3.6.1　基础知识90

3.6.2　应用举例92

参考文献92

第4章　纳米超分子化学95

4.1　基本概念95

4.2　分子自组装及应用98

4.2.1　冠状化合物的分子组装98

4.2.2　环糊精的分子组装102

4.2.3　杯芳烃的分子组装103

4.2.4　其他合成受体的分子组装104

4.2.5　环肽的分子组装105

4.2.6　纳米材料的应用实例106

4.3　分子机器106

4.3.1　分子机器的化学构件107

4.3.2　分子机器的一些类型111

4.3.3　展望113

参考文献113

第5章　纳米材料在石油与化工行业中的应用115

5.1　纳米技术在油田中的应用115

5.1.1　纳米技术在驱油中的应用115

5.1.2　纳米技术在钻井液完井液中的应用116

5.1.3　纳米技术在增注剂方面的应用117

5.1.4　纳米技术在采油堵水中的应用118

5.1.5　纳米技术在破乳剂中的应用119

5.1.6　纳米技术在油田污水处理中的应用119

5.1.7　纳米粒子在石油管丝扣油润滑添加剂中的应用120

5.1.8　纳米技术在油田其他方面的应用120

5.2　纳米材料在化工行业中的应用120

5.2.1　纳米材料在催化领域的应用120

5.2.2　纳米材料在高分子材料中的应用123

5.2.3　纳米材料在化妆品中的应用126

5.2.4　纳米材料在粘合剂和密封胶改性中的应用131

5.2.5　纳米材料在油墨改性中的应用131

参考文献132

第6章　纳米材料在电子信息领域中的应用135

6.1　纳米电子学的应用135

6.1.1　传统集成电路的极限与纳米集成电路的应用135

6.1.2　纳米技术在微电子学中的应用137

6.2　纳米光材料137

6.2.1　纳米材料的光学性能137

6.2.2　纳米晶太阳能电池139

6.2.3　纳米发光功能材料141

6.2.4　光子晶体和光子存储143

6.2.5　量子点激光器147

6.2.6　光电脑150

6.3　纳米磁性材料150

6.3.1　巨磁阻材料150

6.3.2　磁记录材料151

6.3.3　纳米微晶软磁材料153

6.3.4　纳米微晶稀土永磁材料154

6.3.5　新型的磁性液体154

6.3.6　纳米磁制冷工质156

6.4　纳米技术在自组装上的应用156

参考文献157

第7章　纳米材料在军事及航空航天领域中的应用158

7.1　纳米材料在武器装备中的应用158

7.1.1　纳米技术在武器装备中的技术进展158

7.1.2　纳米材料在武器中的应用举例159

7.2　纳米材料在航空航天领域的应用162

7.2.1　纳米材料在航天器结构材料上的应用162

7.2.2　纳米材料在航天器功能材料上的应用163

7.3　纳米吸波材料167

7.3.1　纳米技术在吸波材料中的应用167

7.3.2　纳米吸波材料概述167

7.3.3　纳米吸波材料吸收剂的分类168

7.3.4　纳米吸波材料的制备及其应用170

7.4　纳米传感材料174

7.5　纳米技术对未来战争的影响175

参考文献176

第8章　纳米材料在生物医药领域的应用179

8.1　纳米医药技术179

8.1.1　载荷纳米粒的脑内递药系统179

8.1.2　隐形纳米粒的靶向性180

8.1.3　纳米医药技术在恶性肿瘤的治疗应用181

8.2　纳米给药技术184

8.2.1　纳米药学的研究内容与特点184

8.2.2　纳米抗菌药物186

8.2.3　纳米微粒药物186

8.2.4　表面进行分子包敷的磁性纳米粒子药物187

8.2.5　纳米中药187

8.3　纳米生物技术188

8.3.1　纳米生物材料188

8.3.2　生物芯片技术189

8.3.3　分子马达189

8.3.4　纳米探针190

8.4　纳米诊疗技术191

8.4.1　临床诊断与监测191

8.4.2　临床治疗193

参考文献196

第9章　纳米材料在纺织品行业中的应用199

9.1　功能性纤维199

9.1.1　抗菌除臭纤维／织物199

9.1.2　抗紫外线化纤织物202

9.1.3　反射红外线（含抗红外线）型化纤204

9.1.4　抗静电产品205

9.1.5　二元协同纳米界面材料206

9.1.6　其他纳米纺织功能材料206

9.2　智能纺织207

9.3　纳米技术在印染上的应用208

9.4　纳米纺织物产业化前景209

参考文献209

第10章　纳米材料在建筑行业中的应用211

10.1　在陶瓷中的应用211

10.1.1　纳米陶瓷的性能211

10.1.2　纳米陶瓷的制备212

10.1.3　典型的纳米陶瓷——TiO2纳米陶瓷214

10.1.4　纳米复相陶瓷220

10.2　在涂料中的应用223

10.2.1　纳米涂料的分类223

10.2.2　纳米涂料在国内外开发应用的现状226

10.2.3　纳米涂料的制备技术229

10.2.4　纳米涂料领域现存的问题230

10.2.5　纳米涂料领域的应用展望230

10.3　纳米材料在建材工业中的应用231

10.3.1　纳米光触媒建材涂料231

10.3.2　粘合剂和密封胶231

10.3.3　纳米抗菌地板231

10.3.4　纳米碳酸钙原位聚合PVC树脂232

10.4　在混凝土中的应用232

10.4.1　混凝土材料的发展趋势232

10.4.2　纳米材料在水泥混凝土中的应用233

参考文献235

第11章　纳米材料在金属表面改性中的应用238

11.1　纳米颗粒对涂覆层的功能改性238

11.1.1　纳米化学复合镀238

11.1.2　纳米复合电镀241

11.1.3　纳米离子镀膜技术（物理气相沉积）246

11.1.4　纳米热喷涂技术247

11.1.5　纳米电刷镀技术247

11.2　材料表面的纳米晶化247

11.2.1　钢铁材料表面自身纳米晶化的研究现状248

11.2.2　钢铁材料表面自身纳米晶化的应用前景249

11.2.3　纳米晶化在电化学防护中的应用250

11.3　减摩技术中纳米颗粒的原位动态修复251

11.3.1　纳米添加剂技术251

11.3.2　纳米固体润滑干膜技术252

参考文献253

第12章　纳米材料在环境保护方面的应用255

12.1　纳米技术在治理有害气体方面的应用255

12.1.1　空气中硫氧化物的净化255

12.1.2　汽车尾气净化催化剂255

12.1.3　石油脱硫催化剂256

12.1.4　纳米燃油添加剂256

12.1.5　煤炭用助燃催化剂257

12.2　纳米过滤技术257

12.3　纳米TiO2与环境保护258

12.3.1　纳米TiO2的特性258

12.3.2　纳米TiO2在水处理方面的应用259

12.3.3　纳米TiO2在空气净化方面的应用260

12.3.4　纳米TiO2在处理固体废弃物方面的应用261

12.3.5　纳米自清洁玻璃261

12.4　在其他环保领域的应用265

12.4.1　噪声控制265

12.4.2　防止电磁辐射265

12.5　膨润土——天然纳米材料在环保和荒漠化治理中的应用265

12.5.1　膨润土在环境保护中的应用266

12.5.2　膨润土在废气处理中的应用266

12.5.3　膨润土在软水剂、澄清剂中的应用267

12.5.4　膨润土在沙漠化治理中的应用267

12.6　碳纳米管在环境保护中的应用268

12.6.1　碳纳米管的结构与性质268

12.6.2　碳纳米管在环境保护中的应用269

参考文献271