本书共8 章,第1 章带领大家走进纳米世界,了解自然界中的纳米现象,以及纳米技术的发展历史、进展趋势,理解纳米材料的基本内涵。第2 章讨论纳米材料区别于宏观材料的基本效应,为第3 章理解纳米材料独特性能奠定良好基础。第4 章重点介绍如何制备具有优良性质的纳米材料,系统介绍气相沉积法及水热法、溶胶-凝胶法、自组装法等。第5 章介绍纳米材料的结构、成分及原位性能评价等经典前沿技术。第6 章讨论纳米材料在化工、能源、环境、生物医学等领域的应用。通过纳米材料在不同领域的应用,探索纳米材料结构、性质与应用间的关系。第7 章介绍纳米器件和系统中的光刻工艺,及其在生物芯片等领域的具体应用和广阔前景。第8 章介绍纳米材料对土壤、水质、大气以及生物体的影响。 本书为广大进入材料专业学习的理工科本科生而设计,目的是使学生对纳米材料和纳米技术的基本背景、内容、研究特点、应用及发展方向有较全面的了解,为学生将来进一步学习或从事相关研究打下良好的理论基础。

高等院校教师

目录
前言
第1章绪论
1.1自然界中的纳米材料
1.2纳米技术发展历程
1.3纳米科技和纳米材料
1.3.1纳米科技的研究内容
1.3.2纳米材料的分类
1.3.3纳米材料的特性与应用
1.3.4纳米材料的制备方法
1.3.5纳米材料的表征工具
1.4纳米时代——纳米科学技术的未来
第2章纳米材料基本单元及理论
2.1基本纳米结构单元
2.1.1零维单元
2.1.2一维单元
2.1.3二维单元
2.2纳米结构材料的分类
2.2.1按化学成分分类
2.2.2按物理性质分类
2.3基本理论
2.3.1量子尺寸效应
2.3.2小尺寸效应
2.3.3表面效应
2.3.4宏观量子隧道效应
2.3.5库仑堵塞效应
2.3.6介电限域效应
第3章纳米材料的物理、化学、生物性质
3.1纳米结构的物理特性
3.1.1纳米结构的热学性能
3.1.2纳米结构的光学性能
3.1.3纳米结构的电学性能
3.1.4纳米结构的磁学性能
3.1.5纳米结构的力学性能
3.1.6纳米结构的悬浮动力学特性
3.1.7纳米结构的吸附特性
3.2纳米结构的化学特性
3.2.1催化的形式和分类
3.2.2纳米结构的光催化
3.2.3纳米结构的电催化
3.3纳米结构的生物学特性
3.3.1靶向递送能力
3.3.2器官分布的粒径依赖性
3.3.3生物相容性
3.3.4纳米毒理学
第4章纳米材料的制备与功能化
4.1固相制备法
4.1.1球磨法
4.1.2热分解法
4.1.3固相反应法
4.2气相制备法
4.2.1化学气相沉积
4.2.2物理气相沉积
4.3液相制备法
4.3.1沉淀法
4.3.2水热法
4.3.3溶胶-凝胶法
4.3.4自组装法
4.3.5模板法
4.4一维、二维纳米材料的合成汇总
4.4.1一维纳米材料的制备方法
4.4.2二维纳米材料的合成
4.5纳米材料的功能化修饰
4.5.1纳米材料表面修饰的必要性
4.5.2纳米材料的修饰法
第5章纳米材料的测试表征
5.1纳米材料的结构分析
5.1.1纳米材料的直观结构分析技术
5.1.2纳米材料的间接结构测定技术
5.2纳米材料的成分分析
5.2.1体相元素成分分析
5.2.2表面成分分析
5.3纳米材料的性能测试
5.3.1原位力学性能测试
5.3.2原位电学性能测试
5.3.3原位磁性性能测试
5.3.4原位热学性能测试
第6章纳米材料的典型应用
6.1化工催化领域的纳米材料
6.1.1贵金属纳米材料
6.1.2过渡金属氧化物纳米材料
6.2能源领域的纳米材料
6.2.1压电纳米材料
6.2.2热电材料
6.2.3光电纳米材料
6.3环境领域的纳米材料
6.3.1纳米材料在污染物吸附去除中的应用
6.3.2纳米材料在污染物催化降解中的应用
6.3.3纳米材料在环境分析方面的应用
6.4纳米机械
6.4.1纳米马达
6.4.2纳米传感器
6.4.3纳米反应器
6.4.4纳米开关
6.5生物医学领域的纳米材料
6.5.1药物递送纳米材料
6.5.2诊断纳米材料
6.5.3组织工程纳米材料
第7章纳米器件和系统
7.1光刻工艺
7.1.1紫外光刻工艺
7.1.2光刻胶
7.1.3紫外光刻-纳米材料应用实例
7.1.4电子束光刻
7.1.5X射线光刻和LIGA工艺
7.1.6离子束光刻
7.2纳米电子机械系统
7.2.1NEMS的基本概念
7.2.2NEMS的基本特性
7.2.3NEMS的挑战与极限
7.2.4NEMS的应用原理
7.2.5展望
7.3生物芯片
7.3.1生物芯片的材料选择
7.3.2软刻蚀技术
7.3.3DNA微阵列(基因芯片)
7.3.4即时检验技术
7.3.5液滴操纵技术
第8章纳米材料的环境及社会影响
8.1纳米材料对土壤的影响
8.1.1碳纳米材料对土壤生物的毒性
8.1.2金属纳米材料对土壤生物的毒性
8.1.3量子点对土壤生物的毒性
8.1.4高分子聚合物纳米材料对土壤生物的毒性
8.2纳米材料对水质的影响
8.2.1碳纳米材料对水生生物的毒性
8.2.2金属及氧化物纳米材料对水生生物的毒性
8.2.3量子点对水生生物的毒性
8.2.4有机高分子纳米材料对水生生物的毒性
8.3纳米材料对大气的影响
8.3.1碳纳米材料对大气的影响
8.3.2金属及氧化物纳米材料对大气的影响
8.3.3量子点对大气的影响
8.3.4有机高分子纳米材料对大气的影响
8.4纳米材料对生命健康的影响
8.4.1纳米材料进入机体的主要途径
8.4.2纳米材料对呼吸系统的影响
8.4.3纳米材料对心血管系统的影响
8.4.4纳米颗粒对肝脏的影响
8.4.5纳米材料对免疫细胞及其他细胞的影响
8.4.6纳米材料的致癌性
参考文献