第1章　绪论

1.1　纳米科技与纳米材料

纳米科学技术（Nano-ST）是20世纪80年代末诞生并正在崛起的新科技，它的基本涵义是在纳米尺寸范围内（10^-9～10^-7m）研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学与技术。当物质小到1～100nm时，由于其量子效应、物质的局域性以及极大的表面和界面效应，物质的许多性能发生质变，呈现出许多不同于宏观物体、也不同于单个孤立原子的奇异现象。纳米科技的最终目标是直接利用原子、分子即物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的新物质。纳米科学技术是现代科学（计算机技术、微电子、扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物。纳米科学技术包括三个研究领域：纳米材料、纳米器件和纳米尺度的检测与表征，纳米材料是纳米科技的基础，纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志，纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。纳米新技术成为21世纪科学的前沿和主导科学，目前它正在处于基础研究阶段，是物理、化学、生物、材料、电子等学科交叉汇合点。

纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。纳米材料有两层含义：其一，至少在某一维方向，尺度小于100nm，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜，或构成整体材料的结构单元的尺度小于100nm，如纳米合金中的晶粒直径；其二，在纳米尺度范围，具有不同于常规材料的、优异的特性。正因为纳米材料具有不同于常规材料的优异特性，使得纳米材料是目前发展最快、应用最现实的纳米科技领域之一，尤其在改造传统材料方面蕴涵着巨大潜力。纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术成为目前的主导技术。