定义：利用物质在小到原子或分子尺度以后，由于尺寸效应、表面效应或量子效应所出现的奇异现象而发展出来的新材料。

　　分类：纳米粒子（零维纳米结构）；纳米线、纳米棒（一维纳米结构）；薄膜（二维纳米结构）；纳米复合材料和纳米晶材料（三维纳米结构）。

　　分类：常见的分类方法：（1）按材料的化学键分类：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料；（2）按材料物理性质分类：磁性材料、电学材料、光学材料、声学材料、力学材料；其他分类方法：（3）按结晶状态分类：单晶材料、多晶材料、非晶态材料；（4）按服役的领域分类：信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等。

　　按照产物类型进行划分：（1）纳米粒子（零维）：通过胶质处理、火焰燃烧和相分离技术合成；（2）纳米棒或纳米线（一维）：通过模板辅助电沉积，溶液-液相-固相生长技术，和自发各向异性生长的方式合成；（3）薄膜（二维）：通过分子束外延和原子层沉积技术合成；（4）纳米结构块体材料（三维）：例如自组织纳米颗粒形成光带隙晶体

　　（2）液相生长，包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等；（3）固相生成，包括相分离形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等；（4）混合生长，包括纳米线的气-液-固生长等。

　　（2）液相生长，包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等；（3）固相生成，包括相分离形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等；（4）混合生长，包括纳米线的气-液-固生长等

　　定义：由于纳米尺寸，导致的材料及其体系的结构与组成表现出奇特而明显改变的物理、化学和生物性能、以及由此产生的新现象和新工艺。

　　新世纪高科技的迅速发展对高性能材料的要求越来越迫切,而纳米材料的合成为发展高性能的新材料和对现有材料性能的改善提供了一个新的途径。纳米科技是一门新兴的尖端科学技术。它将是21世纪最先进、最重要的科学技术之一,它的迅速发展有可能迅速改变物质产品的生产方式,引发一场新的产业,导致社会发生巨大变革。正如像自来水、电、抗生素和微电子的发

　　件的演变过程；（2）结构与成分：制造每种特定材料所采取的合成和加工的结果；（3）性质：确定材料功能特性和效用的描述；（4）使用性能：材料固

　　动力学方法：限制可用于生长的团簇数量——如分子束外延方法；在有限空间中局限形成过程——如气溶胶合成法或胶束合成法

　　均匀形核：新相晶核是在母相中均匀地生成，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。

　　相同点：1）形核的驱动力和阻力相同； 2）临界晶核半径相等； 3）形成临界晶核需要形核功； 4）结构起伏和能量起伏是形核的基础； 5）形核需要一个临界过冷度； 6）形核率在达到极大值之前，随过冷度增大而增加。

　　不同点：与均匀形核相比，非均匀形核的特点： 1）非均匀形核与固体杂质接触，减少了表面自由能的增加； 2）非均匀形核的晶核体积小，形核功小，形核所需结构起伏和能量起伏就小；形核容易，临界过冷度小； 3）非均匀

　　形核时晶核形状和体积由临界晶核半径和接触角共同决定；临界晶核半径相同时，接触角越小，晶核体积越小，形核越容易； 4）非均匀形核的形核率随过冷度增大而增加，当超过极大值后下降一段然后……

　　晶核生长过程包括：（1）生长物质的产生；（2）向生长表面的物质扩散；（3）生长物质吸附到生长表面；（4）不可逆结合生长物质的表面生长。机制：扩散：在生长表面上提供生长物质的过程，包括生长物质的产生、扩散及吸附到生长表面。生长：吸附到生长表面的生长物质，进入到固态结构中。

　　（对于均匀尺寸纳米粒子的形成，期望是扩散控制的生长。）生长物质浓度保持很低的水平时，扩散距离将非常大，扩散可能成为控制因素；增加溶液粘度的方法；控制生长物质的供应；当生长物质是通过化学反应产生时，通过副产品浓度、反应物、催化剂控制反应速率。动力学限制生长法：动力学控制生长是空间限制生长，这种生长在有限的源材料被消耗完或可用的空间被完全填充满时，生长就停止。

　　【金属】在稀释溶液中，还原金属复合物是合成金属胶质分散体常用的方法，存在多种方法用于促进和控制这种还原反应。

　　单一尺寸金属纳米粒子的合成，通常是将低浓度溶质和聚合物单体粘附于生长表面。低浓度和聚合物单体都能阻碍生长物质从周围溶液中扩散到生长表面，因此扩散过程可能成为初始晶核后续生长的速率限制步骤，导致均匀尺寸纳米粒子的形成。

　　子体蒸发法）真空——确保生长物质的低浓度，促进扩散控制生长；高温——促进蒸发、气化、化学反应。

　　化学气相法：氢气中燃烧四氯化硅产生高分散的二氧化硅纳米粒子（例：原料+载体——蒸发/分解——→金属纳米粉）

　　动力学控制生长是空间限制生长，这种生长在有限的源材料被消耗完或可用的空间被完全填充满时，生长就停止。

　　（2）液体中的液滴，如微乳液的胶束合成；（3）基于模板的合成，如聚合物模板作为阳离子交换树脂；（4）自生长终止合成：当有机组成部分或外来离子附着在生长表面并所有全部可用位置时，生长就会停止。

　　通常指直径不超过100nm、具有较大长/径比的纳米线、纳米管、纳米棒、纳米纤维、纳米晶须等。

　　?在晶体中不同晶面有不同的生长速率，如金刚石结构的Si，在{111}面上的生长速率小于{110}面的生长。

　　溶解-冷凝（LS）生长机制：溶解-冷凝不同于蒸发-冷凝，在此过程中，生长物质首先溶解在溶剂或溶液中，再从溶剂或溶液中扩散到表面，形成纳米棒或纳米线。

　　气-液-固（VLS）生长机制：指控制引入杂质或催化剂第二相材料，在特定方向和限定区域内引导和控制晶体的生长。在晶体生长过程中，催化剂通过自身或与生长材料合金化形成液滴（液相），来诱捕生长物。生长物（气相）在催化剂液滴表面富集，随后在生长表面沉淀导致一维生长（固相）。12、纳米线的自发生长和模板辅助生长有何区别？

　　自由能的减小通常是由相变、化学反应、应力释放、再结晶、过饱和度减小等所引起的，是一维纳米结构生长的驱动力。自发生长过程中，对于特定的材料和生长条件，生长表面的缺陷和杂质对最终产物形貌起到非常重要的作用。

　　模板辅助纳米线合成：沉积方法：电化学沉积、电泳沉积、模板填充。13、模板辅助纳米线生长中，电化学沉积和电泳沉积有何相同点和不同点？

　　电泳沉积与电化学沉积的相同点：沉积材料或溶液必须润湿模板的内部孔壁电泳沉积与电化学沉积的不同点：1）电泳沉积法形成的沉积物不需要导电；

　　碳富勒烯通常指由60个碳原子组成的对称的二十面体的分子，但也包括大分子量的富勒烯C n（n＞60 ），如C70、C76、C78、C80、和更大的富勒烯，它们具有不同的几何结构。这些碳分子家族命名为富勒烯。

　　碳纳米管的催化生长机理：与纳米线、纳米棒的VLS生长机制类似。Baker 和Harris提出了催化碳纤维增长的模型，即碳原子溶解到金属液滴，然后扩散到生长表面并沉积下来，生长出碳纳米管。

　　有序介孔材料特点：均一的尺寸和孔的形状，直径为3纳米~ 几十纳米，长度达到微米级，而且往往有一个非常大的孔体积（高达70 ％）和非常高的比表面积（>

　　700 m2/g）

　　气凝胶气溶胶制备中，为了加强凝胶网络，湿凝胶需要老化一段时间。在高压器中，温度和压力在溶剂的超临界点以上，此时溶剂将从凝胶网络中去除。

　　嵌入式化合物是一类特殊的材料。嵌入是指可移动的原子、分子或离子可逆地插入到宿主晶体点阵的空位中，在嵌入与脱出过程中，宿主的晶体结构不发生变化。

　　气相沉积：蒸发、分子束外延生长（MBE）、溅射、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）；

　　液相生长：电化学沉积法、化学溶液沉积法（CSD）、Langmuir-Blodgett 薄膜、自组装薄单层膜（SAMs）。

　　cos cos 323θθ+-？ 23、 沉积温度和生长物质供应（多少、快慢）对薄膜生长有什么样的影响？

　　? 生长物质大量涌入到表面，在较低能量下没有足够时间找到生长位置 多晶薄膜的生长条件，介于单晶和非晶薄膜条件之间。

　　均相外延生长：基板和薄膜是同一种材料，无晶格失配（错配），主要用于制备高质量的薄膜，或者是在生长的薄膜中引入掺杂剂。

　　（百度）顾名思义，外延就是“向外延伸”，这是一种特殊的薄膜生长，特质在单晶衬底上生长一层新的单晶，即在一定条件下，在制备好的单晶衬底

　　（硅晶圆片）上，沿其原来晶体的结晶轴方向，生长一层导电类型、电阻率、厚度等都符合要求的新单晶层，称为外延层。

　　物理气相沉积（PVD）：生长物质从靶材中被转移、并沉积到基板上形成薄膜的过程，不存在化学反应。

　　化学气相沉积（CVD）：挥发性化合物材料与气体进行化学反应，生成非挥发性固体，沉积于基板之上的过程。

　　PVD特点：物理气相沉积技术工艺过程简单，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强。该技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐饰、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层。

　　CVD特点：1)在中温或高温下，通过气态的初始化合物之间的气相化学反应而形成固体物质沉积在基体上；2)可以在常压或者真空条件下(负压“进行沉积、通常真空沉积膜层质量较好)；3)采用等离子和激光辅助技术可以显著地促进化学反应，使沉积可在较低的温度下进行；4)涂层的化学成分可以随气相组成的改变而变化，从而获得梯度沉积物或者得到混合镀层；5)可以控制涂层的密度和涂层纯度；6)绕镀件好。可在复杂形状的基体上以及颗粒材料上镀膜。适合涂覆各种复杂形状的工件。由于它的绕镀性能好，所以可涂覆带有槽、沟、孔，甚至是盲孔的工件；7)沉积层通常具有柱状晶体结构，不耐弯曲，但可通过各种技术对化学反应进行气相扰动，以改善其结构；8)可以通过各种反应形成多种金属、合金、陶瓷和化合物涂层。

　　原子层沉积（ALD）是一种独特的薄膜生长方法，其最大特征是自限制性生长，即每次只有一个原子或分子层可以生长。因此，它提供了真正纳米或亚微米范围内控制薄膜厚度和表面平滑的最大可能性。

　　模板辅助纳米线生长：沉积方法：电化学沉积、电泳沉积、模板填充。27、电化学沉积和电泳沉积有何相同点和不同点？（同T13）

　　电泳沉积与电化学沉积的相同点：沉积材料或溶液必须润湿模板的内部孔壁电泳沉积与电化学沉积的不同点：1）电泳沉积法形成的沉积物不需要导电；

　　【性能要求】具有优良的导电性、小而稳定的接触电阻、高的化学稳定性、耐磨性和抗电弧烧损能力。电接触元件必须在电阻率、接触电阻、密度、硬度、化学成分、抗熔焊性、抗腐蚀性、可焊性等方面可靠地满足应用的要求。

　　【应用领域】在电气、电子领域，电接触材料主要用作电触点、导电刷、集电环、换向片、整流片和接插件等，是电通断环节中重要的功能性元件。采用电接触元件的电机、电气开关、继电器、接插件等作为基础件在信息工程、家用电子电器、汽车工程等领域大量使用。

　　【举例说明其应用】复合性导电高分子材料的应用日趋广泛，在电子、电气、石油化工、机械、照相、工业等领域，用于包装、保温、密封、集成电路材料等。

　　某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现。