第1章　緒論

1.1　納米科技與納米材料

納米科學(xué)技術(shù)（Nano-ST）是20世紀(jì)80年代末誕生并正在崛起的新科技，它的基本涵義是在納米尺寸范圍內(nèi)（10^-9～10^-7m）研究物質(zhì)（包括原子、分子的操縱）的特性和相互作用，以及利用這些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)與技術(shù)。當(dāng)物質(zhì)小到1～100nm時(shí)，由于其量子效應(yīng)、物質(zhì)的局域性以及極大的表面和界面效應(yīng)，物質(zhì)的許多性能發(fā)生質(zhì)變，呈現(xiàn)出許多不同于宏觀物體、也不同于單個(gè)孤立原子的奇異現(xiàn)象。納米科技的最終目標(biāo)是直接利用原子、分子即物質(zhì)在納米尺度上表現(xiàn)出來(lái)的新穎的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性制造出具有特定功能的新物質(zhì)。納米科學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子、掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物。納米科學(xué)技術(shù)包括三個(gè)研究領(lǐng)域：納米材料、納米器件和納米尺度的檢測(cè)與表征，納米材料是納米科技的基礎(chǔ)，納米器件的研制水平和應(yīng)用程度是人類是否進(jìn)入納米科技時(shí)代的重要標(biāo)志，納米尺度的檢測(cè)與表征是納米科技研究必不可少的手段和理論與實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)。納米新技術(shù)成為21世紀(jì)科學(xué)的前沿和主導(dǎo)科學(xué)，目前它正在處于基礎(chǔ)研究階段，是物理、化學(xué)、生物、材料、電子等學(xué)科交叉匯合點(diǎn)。

納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對(duì)象，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。納米材料有兩層含義：其一，至少在某一維方向，尺度小于100nm，如納米顆粒、納米線和納米薄膜，或構(gòu)成整體材料的結(jié)構(gòu)單元的尺度小于100nm，如納米合金中的晶粒直徑；其二，在納米尺度范圍，具有不同于常規(guī)材料的、優(yōu)異的特性。正因?yàn)榧{米材料具有不同于常規(guī)材料的優(yōu)異特性，使得納米材料是目前發(fā)展最快、應(yīng)用最現(xiàn)實(shí)的納米科技領(lǐng)域之一，尤其在改造傳統(tǒng)材料方面蘊(yùn)涵著巨大潛力。納米材料制備和應(yīng)用研究中所產(chǎn)生的納米技術(shù)成為目前的主導(dǎo)技術(shù)。