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0 绪论纳米科技及发展简史1

0.1 纳米科技与纳米材料1

0.2 从诺贝尔奖中寻觅纳米科技发展的踪迹2

0.3 从全球性一些重要科技期刊的发展史看纳米材料研究的旺盛活力5

0.4 纳米材料学是一年轻但具有深厚积淀的学科6

思考题与习题6

参考文献7

第1章 纳米材料的重要特性8

1.1 纳米材料与纳米结构8

1.1.1 关于纳米材料与纳米结构8

1.1.2 纳米材料的微结构及品质评价9

1.2 重要特性11

1.2.1表面与界面效应11

1.2.2小尺寸效应13

1.2.3 量子尺寸效应14

1.2.4 宏观量子隧道效应16

1.2.5 纳米材料的可见光谱学16

思考题与习题19

参考文献20

第2章 纳米材料的制备21

2.1 关于纳米材料的制备21

2.2 物理方法制备纳米材料22

2.2.1 应用特殊的加热手段22

2.2.2气体冷凝法23

2.2.3等离子体法23

2.2.4 机械研磨25

2.2.5高温高压法26

2.2.6原子能辐照26

2.3 化学方法制备纳米材料27

2.3.1 化学方法制备纳米材料的基本思想27

2.3.2化学沉积法30

2.3.3水热及溶剂热法32

2.3.4 微乳液法34

2.3.5 sol-gel法35

2.3.6 气－液－固（VLS）法36

2.3.7纯粹固相化学反应法37

2.3.8其他的一些物理化学手段38

2.4 一些纳米材料制备的研究进展39

2.4.1模板合成法40

2.4.2 CVD法的延伸与拓展40

2.4.3 sol-gel法的发展42

2.4.4 相转移法44

思考题与习题45

参考文献46

第3章 纳米材料结构表征47

3.1 纳米材料结构的XRD表征47

3.1.1 关于XRD谱图47

3.1.2 谢乐公式48

3.1.3 纳米薄膜的XRD表征50

3.2 纳米材料结构的气体吸附法表征53

3.2.1 比表面积的BET法测定53

3.2.2孔径分布测定55

3.3 纳米材料结构的显微观察56

3.3.1 纳米材料结构的电子显微观察57

3.3.2 纳米材料结构表征的STM和AFM技术61

3.4 XRD与TEM对纳米材料结构的综合分析66

3.4.1 一次纳米粒子与二次纳米粒子66

3.4.2 粒径分布67

3.4.3 XRD与HRTEM67

3.4.4 XRD与ED68

3.4.5 有序结构纳米材料的表征71

思考题与习题73

参考文献74

第4章 纳米材料晶体学76

4.1 关于ZnO的六方晶型76

4.2 表面缺陷77

4.3 纳米晶体生长的取向性79

4.4 纳米材料晶体学研究若干进展80

4.4.1 纳米晶体表面原子数的计算80

4.4.2 介晶结构82

4.4.3 超晶格84

4.4.4 锐钛矿型纳米TiO2晶体晶面的控制性生长86

4.4.5 纳米催化剂活性因素研究及新进展89

思考题与习题90

参考文献90

第5章 纳米材料磁学92

5.1 有关磁学的一些基本概念93

5.1.1 材料的磁性及居里温度93

5.1.2 磁滞回线及相关概念95

5.1.3 磁能、磁各向异性和磁畴95

5.2 磁性纳米材料96

5.3 纳米材料特殊的磁性质97

5.3.1 各向异性97

5.3.2 磁性长度98

5.3.3 磁畴98

5.3.4 超顺磁性101

5.3.5 交换作用102

5.3.6 居里温度103

思考题与习题104

参考文献105

第6章 纳米材料电子学与光电子学106

6.1 从计算机技术的发展过程谈起106

6.1.1计算机存储技术107

6.1.2 计算机控制和运算技术109

6.2 纳米材料电子学重要理论基础112

6.2.1 单电子输运理论112

6.2.2弹道输运理论113

6.2.3压电效应113

6.3 纳米材料电子学研究进展简介113

6.3.1 纳米尺度集成电路发展的障碍及解决对策113

6.3.2 纳米发电机115

6.4 纳米材料光电子学简介115

6.4.1 能隙115

6.4.2发光纳米半导体材料116

思考题与习题118

参考文献119

第7章 纳米材料生物学120

7.1 生物领域中的纳米材料和纳米结构120

7.1.1 DNA的纳米结构121

7.1.2 蛋白质的纳米结构121

7.1.3 病毒122

7.1.4 动植物界丰富的纳米结构125

7.2 纳米机器126

7.2.1 天然的纳米机器——DNA127

7.2.2 生物分子马达127

7.3 生物识别技术129

7.3.1 基于纳米金的识别技术129

7.3.2 量子点130

7.4 纳米材料生物学研究进展132

7.4.1 蛋白质结构形态的改变132

7.4.2 核酸作模板制备纳米材料132

思考题与习题133

参考文献134

第8章 自组装与超分子结构135

8.1超分子化学135

8.2 自组装的概念136

8.3 一些重要的超分子结构140

8.3.1单分子薄膜140

8.3.2 金属有机化合物和配合物141

8.3.3 有机物143

8.3.4 其他151

思考题与习题153

参考文献154

第9章 重要的纳米材料155

9.1 单质156

9.1.1 碳纳米材料156

9.1.2 金属162

9.2 二元无机非金属化合物162

9.2.1 氧化物163

9.2.2硫化物166

9.2.3 其他166

9.3 二元金属纳米材料168

9.4 其他无机化合物169

9.4.1硅酸盐纳米材料169

9.4.2钙钛矿型晶体170

9.4.3 尖晶石型晶体171

9.4.4 烧绿石型晶体172

9.5 有机物174

思考题与习题175

参考文献177

第10章 纳米材料的应用178

10.1 金属纳米材料178

10.1.1 力学性能178

10.1.2 软磁性能179

10.1.3 催化性能179

10.1.4储氢性能179

10.2 磁性液体180

10.2.1 磁性液体及其性能180

10.2.2磁性液体的应用180

10.3纳米复合材料180

10.3.1 在医学、生物领域中的应用181

10.3.2纳米催化剂184

10.3.3 高分子／纳米复合材料186

10.4纳米器件与装置188

10.4.1 新型太阳能电池188

10.4.2 光催化190

10.4.3 传感器192

思考题与习题194

参考文献194

第11章 纳米材料研究英文论文的写作及范例50句195

11.1 标题196

11.2 摘要197

11.3 前言199

11.4实验部分201

11.5结果和讨论202

11.6 结论204

11.7其他部分205

思考题与习题206

参考文献207

附录 部分思考题与习题参考答案209