纳米材料论文

纳米材料论文（共9篇）（共9篇）

1.纳米材料论文 篇一

硕研10级20班

材料工程

2010012014

夏春亮

纳米材料的制备方法

纳米制备技术是80年代末刚刚诞生并正在崛起的新技术，其基本涵义是：纳米尺寸范围(10-9～10-7m)内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新物质。由于纳米材料具有奇特的力学、电学、磁学、热学、化学性能等，目前正受到世界各国科学家的高度重视。

一、气相法制备纳米微粒

1.溅射法

此方法的原理为：用两块金属板分别作为阴极和阳极，阴极为蒸发用材料，在两电极间充入Ar(40～250Pa)，两极间施加的电压范围为0.3～1.5kV。由于两极间的辉光放电使Ar粒子形成，在电场作用下Ar离子冲击阳极靶材表面，使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子，并在附着面上沉积下来。离子的大小及尺寸分布主要取决于两极间的电压、电流、气体压力。靶材的表面积愈大，原子的蒸发速度愈高，超微粒的获得量愈大。

溅射法制备纳米微粒材料的优点是：1)可以制备多种纳米金属，包括高熔点和低熔点金属。常规的热蒸发法只能适用于低熔点金属；2)能制备出多组元的化合物纳米微粒，如A lS2，Tl48，Cu91，Mn9，ZrO2等；通过加大被溅射阴极表面可加大纳米微粒的获得量。采用磁控溅射与液氮冷凝方法可在表面沉积有方案膜的电镜载网上支撑制备纳米铜颗粒。

2.混合等离子法 硕研10级20班

材料工程

2010012014

夏春亮

此方法是采用RF(射频)等离子与DC直流等离子组合的混合方式来获得超微粒子。该制备方法有以下几个特点：

1)产生RF等离子时没有采用电极，不会有电极物质(熔化或蒸发)混入等离子体而导致等离子体中含有杂质，故超微粒的纯度较高；

2)等离子体所处的空间大，气体流速比DC直流等离子体慢，致使反应物质在等离子空间停留时间长，物质可以充分加热和反应；

3)可使用非惰性气体制备化合物超微粒子，使产品多样化。混合等离子蒸发法制取超微粒子有3种方法： 1)等离子蒸发法

使大颗粒金属和气体流入等离子室，生成超微粒子； 2)反应性等离子气体蒸发法

使大颗粒金属和气体流入等离子室，同时通入反应气体，生成化合物超微粒子；

3)等离子VCD法

使化合物随载气流入等离子室，同时通入反应气体，生成化合物超微粒子。

例如，将原料Si3N4以4g/min的速度流入等离子室，通入H2进行热分解，再通入反应性气体NH3，经反应生成Si 3N4超微粒子。

3.激光诱导化学气相沉积法(LVCD)LVCD法具有清洁表面，离子大小可精确控制、无粘结、粒度分布均匀等优点，并容易制备出几纳米至几十纳米的非晶及晶态纳米微粒。硕研10级20班

材料工程

2010012014

夏春亮

目前LVCD法已制备出多种单质、化合物和复合材料超细粉末，并且已进入规模生产阶段，美国的MIT于1986年已建成年产几十吨的装置。激光制备超细微粒的工作原理是利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收，引起反应气体分子激光光解、激光热解、激光光敏化和激光诱导化学合成反应，在一定工艺条件下，获得超细粒子空间成核和长大。例如，用连续输出CO2激光(10.6um)辐照硅烷气体分子(SiH4)时，硅烷分子很容易发生热解反应：SiH4→Si(g)+ 2H2↑，热解生成的气相Si(g)在一定工艺条件下开始成核长大，形成纳米微粒。

激光制备纳米粒子的装置一般有2种类型：正交装置和平行装置。其中正交装置使用方便，易于控制，工程实用价值大，激光束与反应气体流向正交。激光束照在反应气体上形成反应焰，经反应在火焰中形成微粒，由氩气携带进入上方微粒捕捉装置。

4.化学蒸发凝聚法(CVC)这种方法主要是利用高纯惰性气体作为载气，携带有机高分子原料，通过有机高分子热解获得纳米陶瓷粉体。例如，六甲基二硅烷进入钼丝炉(温度为1100～1400℃，压力为100～ 1000Pa)热解形成团簇，并进一步凝聚成纳米级微粒，最后附着在充满液氮的转动的衬底上，经刮刀下进行纳米粉收集。此法具有产量大、颗粒尺寸细小、分布窄等优点。

5.爆炸丝法

基本原理是：先将金属丝固定在一个充满惰性气体(5MPa)的反应室中，丝的两端卡头为2个电极，它们与一个大电容相联结形成回路，硕研10级20班

材料工程

2010012014

夏春亮

加15kV的高压，金属丝在500～800kA下进行加热，熔断后在电流停止的一瞬间，卡头上的高压在熔断处放电，使熔断的金属在放电的过程中进一步加热变成蒸气，在惰性气体碰撞下形成纳米粒子沉降在容器的底部，金属丝可以通过一个供丝系统自动进入两卡头之间，从而使上述过程重复进行。这种方法适用于制备纳米金属和合金粉体。

6.其他方法

近年来，由于纳米材料规模化生产以及防止纳米粉团聚的要求越来越迫切，相继出现了一些新的制备技术。例如，气相燃烧合成技术就是其中的一种，其基本原理是：将金属氯化物(MCl)盐溶液喷入Na蒸气室燃烧，在火焰中生成NaCl包敷的纳米金属微粒，由于NaCl的包敷使得金属纳离子不团聚。另一种技术是超声等离子体沉积法，其基本原理是：将气体反应剂喷入高温等离子体，该等离子体通过喷嘴后膨胀，生成纳米粒子，这种方法适合于大规模连续生产纳米粉。

二、液相法制备纳米微粒

1.沉淀法

包含一种或多种离子的可溶性盐溶液，当加入沉淀剂(如OH-，CrO2-，CO32-等)后，或于一定温度下使溶液发生水解，形成的不溶性氢氧化物和盐类从溶液中析出，将溶液中原有的阴离子洗去，经分解即得所需的氧化物粉料。

2.喷雾法

喷雾法是将溶液通过各种物理手段进行雾化获得超微粒子的化学和物理相结合的一种方法。其基本过程包括溶液的制备、喷雾、干硕研10级20班

材料工程

2010012014

夏春亮

燥、收集和热处理，其特点是颗粒分布比较均匀，但颗粒尺寸为亚微米级到微米级，尺寸范围取决于制备的工艺和喷雾方法。根据雾化和凝聚过程，喷雾法可分为3种：

1)喷雾干燥法 将金属盐溶液或氢氧化物溶胶送入雾化器，由喷嘴高速喷入干燥室获得金属盐或氧化物的微粒，收集，烧成所需成分的超微粒子；

2)雾化水解法 将一种盐的超微粒子，由惰性气体载入含有金属醇盐的蒸气室，金属醇盐的蒸气附着在超微粒的表面，与水蒸气反应分解后形成氢氧化物微粒，经焙烧可获得氧化物超细微粒。这种方法获得的微粒纯度高，分布窄，尺寸可控，具体尺寸大小主要取决于盐的微粒大小；

3)雾化焙烧法 将金属盐溶液由压缩空气经窄小的喷嘴喷出雾化成小液滴，雾化温度较高，使金属盐小液滴热解形成超微粒子。

3.凝胶-溶胶法

此法的基本原理是将金属醇盐或无机盐水解，溶质聚合凝胶后，再将凝胶干燥，煅烧，最后得到无机材料。本法包括以下几个过程：

1)溶胶的制备 有两种制备方法： 一是先将部分或全部组分用适当沉淀剂先沉淀出来，经凝聚，使原来团聚的沉淀颗粒分散成原始颗粒。这种原始颗粒的大小一般在溶胶体系中胶核的大小范围内，因而可值得溶胶；二是由同样的盐溶液，通过对沉淀过程的仔细控制，使首先形成的颗粒不致团聚为大颗粒沉淀，从而直接得到溶胶。

2)溶胶凝胶转化 溶胶中含有大量的水，凝胶过程中，使体系失硕研10级20班

材料工程

2010012014

夏春亮

去流动性，形成一种开放的骨架结构。实现凝胶作用的途径一是化学法，即通过控制溶胶中的电解质浓度来实现凝胶化；二是物理法，即迫使胶粒间相互靠近，克服斥力，实现凝胶化。

3)凝胶干燥 在一定条件下，使溶剂蒸发，得到粉料，干燥过程中凝胶结构变化很大。该方法化学均匀性好，纯度高，颗粒细，可容纳不溶性组分或不沉淀组分，烘干后容易形成硬团聚现象，在氧化物中多数是桥氧键的形成，球形凝胶颗粒自身的烧结温度低，但凝胶颗粒之间的烧结性差，块状材料烧结性能不好，干燥时收缩大。

4.湿化学法

湿化学法制备纳米粉末是目前公认的具有发展前途的制粉方法，也是实验室常用的手段。湿化学法的实验流程如下：

确定纳米粉材料→制成含该材料粒子的溶液→用该材料的E-pH图确定沉淀的pH范围→将分散剂NH4Cl溶入去离子水中，并用氨水、盐酸调节水溶液至沉淀的pH 值→含该材料离子的水溶液在具有恒定的pH 的沉淀液中雾化→凝胶→水洗，过滤，乙醇脱水→煅烧、研磨→纳米粉。

2.纳米材料论文 篇二

一、一种硅铝酸盐矿物

埃洛石 (Halloysite, 常缩写为HNTs) 是一种硅酸盐矿物, 分子式可以表示为Al2Si2O5 (OH) 4·n H2O, n=0或2, 分别代表脱水和水化状态。埃洛石具有球形、片状和管状结构, 管状结构最为普遍[2]。分子中的硅酸盐组成埃洛石纳米管的管层, 管层向内卷二十几层形成管状结构 (如图1所示) [3]。管内径一般为15~100 nm, 管长一般为500~1000 nm[4], 层间距为10Å[2]。分子含有的水分子位于层间。在100℃下, 层间水分子可脱去, 脱水埃洛石纳米管的层间距缩小为7Å。这个过程不可逆。

二、独特的管状结构

埃洛石纳米管管层的内部结构如图2所示, 管层细分还可分为a, b两层[5]。a层中, 每4个O原子堆积形成1个四面体, Si原子填充在四面体中心, 形成以Si原子为中心的硅氧四面体 (如图2右上角所示) 。这种四面体上方的3个O原子分别与相邻的3个硅氧四面体共用顶点, 这样四面体之间彼此连接 (如图2上部俯视图所示) , 形成一个平面层。四面体的另一个O原子朝下, 参与b层的形成。b层中, 每6个O原子排列形成1个八面体, Al原子填充在八面体中心, 形成以Al原子为中心的铝氧八面体 (如图2右下角所示) 。每个铝氧八面体通过共用3条边与旁边的3个铝氧八面体连接, 形成铝氧八面体层 (如图2下部俯视图所示) 。a层中硅氧四面体向下的O原子与b层的铝氧八面体共用顶点 (如图2左侧下部所示) , 两层就这样形成一个完整的埃洛石层。在b层中每个铝氧八面体的下方, 有3个顶点上的氧连有H原子, 形成Al—OH羟基基团, 氢指向层间 (如图2左侧上部所示) 。

埃洛石纳米管就是由这种内含双层的片卷成的。层片弯卷时, 硅氧四面体在外, 铝氧八面体层在内。因此, 管外壁表面暴露的是O—Si—O基团, 管腔内壁表面暴露的是Al—OH基团 (如图1所示) 。管的层间, 一侧为铝氧八面体, 表面为Al—OH基团, 另一侧为硅氧四面体, 表面为O—Si—O基团。管边缘暴露出硅氧四面体和铝氧八面体中未共用的O原子, 分别以Si—OH和Al—OH基团形式存在。水分子通过氢键作用力而存在于管层内[2], 共存在水分子之间、水分子与硅氧四面体层的表面O原子之间, 以及水分子与铝氧八面体层的表面—OH基团之间的3种氢键。

这种中空、多壁埃洛石纳米管具有较大的比表面积 (比表面积指单位质量物质所具有的表面积) , 表面含有大量羟基和硅氧基, 边缘也含有羟基, 这些特点使其在物质的吸附运输、催化以及纳米反应器等众多领域具有重要的应用价值。以下举例介绍两方面的重要应用。

三、优良的吸附性能

埃洛石纳米管通过其外壁及中空管腔的大表面积, 以及表面羟基和硅氧基, 可以有效吸附物质, 例如有毒的有机污染物和重金属离子, 是一种很好的天然吸附材料[6]。

如果对埃洛石的表面进行修饰, 可以使埃洛石的吸附特性更佳。举一个研究实例[7], 用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (C16H33 (CH3) 3NBr, CTAB) 修饰埃洛石, 用于吸附Cr (VI) , 过程如图3所示。让埃洛石表面上羟基―OH与Na Cl反应, 使其转化为―ONa (如图3 (1) 所示) 。然后让―ONa中的Na+与大阳离子C16H33 (CH3) 3N+交换, 表面基团就修饰好了 (如图3 (2) 所示) 。由于Cr (VI) 常以阴离子HCr O4–和Cr2O72–形态存在, 嫁接在埃洛石表面的大阳离子C16H33 (CH3) 3N+对它们具有很强的静电吸引力, 因而有效地将Cr (VI) 束缚在埃洛石表面 (如图3 (3) 所示) 。

具体的实验方法[7]是将埃洛石纳米管放入1 mol·l–1HCl中, 室温下搅拌2 h后静置24 h。过滤, 用去离子水洗至洗涤水的p H为6。将此酸化的埃洛石放入1 m o l·l–1 N a C l溶液中, 室温下搅拌2 0 h后静置4 8 h。过滤、洗涤、干燥后, 得表面上羟基―O H转变为―ONa的埃洛石。取4 g这种埃洛石, 加入到200 m L浓度为0.014 mol·l–1 C TA B溶液中, 6 0℃下机械振摇12 h, 过滤、洗涤、干燥, 即得表面修饰CTAB的埃洛石。25℃下, 取0.5 g经CTAB改性的埃洛石, 加入50 m L 50 mg·L–1 Cr (VI) 溶液中, 振摇。5 min后, 测得每克埃洛石吸附Cr (VI) 的量为4.3mg (即清除率为90%) 。10 min后, 测得每克埃洛石吸附Cr (VI) 的量为4.4 mg (清除率为92%) 。

改性埃洛石可以多次利用。仍以上述实验为例, 每次使用完后, 将0.5 g吸附有Cr (VI) 的埃洛石加入50 m L某种洗脱液中 (洗脱液可以是含1 mol Na2SO4, Na Cl和Na NO3的溶液, 或同时含有1 mol Na NO3和Na OH的溶液) , 振荡1 h, 洗去吸附的Cr (VI) , 然后再用于吸附实验。经过5次这样的吸附、解吸附的过程后, 埃洛石依然具有60%的吸附活性。改性埃洛石可以快速吸附Cr (VI) , 并可回收利用的优点, 使它在去除废水中Cr (VI) 领域具有很好的应用前景。

四、广泛的催化应用

埃洛石纳米管自身具有优良的催化性能, 它的催化作用是通过其羟基酸性来实现的, 可以催化石油裂化、直链脂肪酸与醇的酯化等反应。

在催化领域, 目前埃洛石纳米管的一个热门研究方向是用作其他催化剂的载体。埃洛石纳米管可以通过其表面基团, 在中空管腔或外表面将某催化剂固定下来, 从而提高该催化剂的催化效率。例如, 酶这种生物催化剂, 催化效率高, 专一性强, 但是遇高温、强酸、强碱以及重金属盐容易失活, 使用寿命短, 并难以回收, 应用受到限制。用埃洛石纳米管将酶分子固定下来, 是解决问题的重要方法之一。

以固定α–淀粉酶为例。α–淀粉酶是生命体中专一催化淀粉水解反应的一类酶, 是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一[8]。在p H为6时, 它带有负电荷。而在p H低于8.5条件下, 埃洛石内表面的Al―OH可结合H+, 生成Al―OH2+, 使内表面带上正电荷[9]。因此, 控制适宜的酸度可使α–淀粉酶通过静电作用吸附在埃洛石管的内腔, 从而固定下来, 得到固定酶。举一个这种固定酶与游离酶活性对比研究的实例[10]。将固定酶和游离酶分别分散在p H为6.07的Na H2PO4–Na2HPO4缓冲溶液中, 4℃下振摇, 不同时间下取等分溶液测定酶的相对活性, 研究它们的储存稳定性。结果表明, 储存15天后, 固定酶还保留90%活性, 而游离酶已全部失活 (如图4所示) 。在反应过程中, 没有发现酶脱离埃洛石纳米管, 表明固定效果很好。

其他条件不变时, 改变温度 (50℃~90℃) , 振摇60 min后, 在冰水浴中迅速冷却并测定酶的活性, 研究固定酶的热稳定性。结果发现, 固定化使酶的耐热性大大提高, 80℃下固定酶只损失了19%活性, 而游离酶则损失了87%活性 (如图5所示) 。

此外, 游离酶的最佳催化温度为60℃, 固定化将此温度提高到了70℃, 表明酶可以在更高的温度下正常发挥催化功能。70℃下研究酶的再生效果发现, 固定酶经过连续7次循环后还保留56.2%的初始活性。

五、结束语

与碳纳米管相比, 埃洛石纳米管这种新型纳米材料具有独特的结构特点和明显的资源优势, 对它的研究已经成为国际材料领域的一个前沿和热点。目前该领域的研究还处于初级阶段, 许多问题需要解决。例如, 天然埃洛石矿物常常伴生有许多杂质, 纯度不高, 这限制了它在高科技领域的应用。又如, 在我国管状结构埃洛石矿物大多分布在南方, 北方储量丰富的矿物主要为非管状结构, 其利用受限。针对这些问题, 学者们提出了各种研究策略, 包括人工合成埃洛石纳米管, 将其他结构埃洛石矿物转变为管状纳米管, 利用埃洛石纳米管的表面羟基进行各种修饰, 等等。这些措施可望有效促进埃洛石纳米管在国防、电子、新材料、能源等领域得到更多的应用[1]。

参考文献

[1]马智, 王金叶, 高祥, 丁彤, 秦永宁.埃洛石纳米管的应用研究现状[J].化学进展, 2012, 24 (2/3) :275-283.

[2]Joussein E, Petit S, Churchman J, Theng B, Righi D, Delvaux B.Halloysite clay minerals–a review[J].Clay Miner, 2005 (40) :383-426.

[3]Pasbakhsh P, Ismail H, Fauzi M N A, Baker A A.EPDM/modified halloysite nanocomposites[J].Appl Clay Sci, 2010 (48) :405-413.

[4]Yuri M L, Dmitry G, Helmuth M, Ronald R P.Halloysite Clay Nanotubes for Controlled Release of Protective Agents[J].Acs Nano, 2008, 2 (5) :814-820.

[5]García F J G, Rodríguez S G, Kalytta A, Reller A.Study of Natural Halloysite from the Dragon Mine, Utah (USA) [J].Z Anorg Allg Chem, 2009 (635) :790-795.

[6]传秀云, 卢先初.天然矿物材料降解有机污染物的应用研究[J].中国粉体技术, 2008 (14) :164-168.

[7]Wang J, Zhang X, Zhang B, Zhao Y, Zhai R, Liu J, Chen R.Rapid adsorption of Cr (VI) on modified halloysite nanotubes[J].Desalination, 2010 (259) :22-28.

[8]Vihinen M, Mantsala P.Microbial amylolytic enzymes[J].Crit Rev Biochem Mol Biol, 1989 (24) :329-418.

[9]Giuliano T, Iuliu B, Celso S F, Jose M F F.Modification of Surface Charge Properties during Kaolinite to Halloysite-7Transformation[J].J Colloid Interf Sci, 1999 (210) :360-366.

3.浅谈纳米材料的应用 篇三

摘要：纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。文章简要地概述了纳米材料在力学、磁学、电学、热学、光学和生命科学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。

关键词：纳米材料 纳米技术 应用

0 引言

有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究，美国从2000年启动了国家纳米计划，国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次，与纳米技术有关的国际期刊也很多。

1 纳米材料的特殊性质

纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质，往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。

1.1 力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

1.2 磁学性质 当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm²，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm²。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。

1.3 电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

1.4 热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。

1.5 光学性质 纳米粒子的粒径远小于光波波长。与入射光有交互作用，光透性可以通过控制粒径和气孔率而加以精确控制，在光感应和光过滤中应用广泛。由于量子尺寸效应，纳米半导体微粒的吸收光谱一般存在蓝移现象，其光吸收率很大，所以可应用于红外线感测器材料。

1.6 生物医药材料应用 纳米粒子比红血细胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由运动，如果利用纳米粒子研制成机器人，注入人体血管内，就可以对人体进行全身健康检查和治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物等，还可吞噬病毒，杀死癌细胞。在医药方面，可在纳米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品纳米材料粒子将使药物在人体内的输运更加方便。

2 纳米技术现状

目前在欧美日上已有多家厂商相继将纳米粉末和纳米元件产业化，我国也在国际环境影响下创立了一些影响不大的纳米材料开发公司。美国2001年通过了“国家纳米技术启动计划（National Technology Initiative）”，年度拨款已达到5亿美元以上。美国科技战略的重点已由过去的国家通信基础构想转向国家纳米技术计划。布什总统上台后，制定了新的发展纳米技术的战略规划目标：到2010年在全国培养80万名纳米技术人才，纳米技术创造的GDP要达到万亿美圆以上，并由此提供200万个就业岗位。2003年，在美国政府支持下，英特尔、惠普、IBM及康柏4家公司正式成立研究中心，在硅谷建立了世界上第一条纳米芯生产线。许多大学也相继建立了一系列纳米技术研究中心。在商业上，纳米技术已经被用于陶瓷、金属、聚合物的纳米粒子、纳米结构合金、着色剂与化妆品、电子元件等的制备。

目前美国在纳米合成、纳米装置精密加工、纳米生物技术、纳米基础理论等多方面处于世界领先地位。欧洲在涂层和新仪器应用方面处于世界领先地位。早在“尤里卡计划”中就将纳米技术研究纳入其中，现在又将纳米技术列入欧盟2002——2006科研框架计划。日本在纳米设备和强化纳米结构领域处于世界先进地位。日本政府把纳米技术列入国家科技发展战略4大重点领域，加大预算投入，制定了宏伟而严密的“纳米技术发展计划”。日本的各个大学、研究机构和企业界也纷纷以各种方式投入到纳米技术开发大潮中来。

中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。

3 前景展望

4.纳米材料 论文 篇四

纳米材料在医学领域的应用

纳米材料（anomaterials），定义：材料的基本结构单元至少有一维处于纳米尺度范围(一般在11100 nm)，并由此具有某些新特性的材料。这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度。

纳米材料是八十年代中期发展起来的新型材料，它所具有的纳米结构使它显示出独特而优异的性能和崭新的功能，在医学领域有着广泛的应用前景，很可能成为生物医用材料的核心材料。由于纳米材料的尺寸范围，纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、量子效应。由于纳米材料的特殊效应，纳米材料在生物医学领域具有广泛的应用。

一、在药物载体方面的应用

纳米材料作为药物输送载体，载药纳米微粒可缓释药物，从而延长药物作用时间；可达到靶向输送目的；可增强药物效应，减轻毒副反应；可提高药物的稳定性；可保护核酸类药物，防止其被核酸酶降解；可帮助核苷酸分子高效转染细胞，并起到靶向定位作用；可建立一些新的给药途径。目前，用于研究药物载体的材料有金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒及生物活性纳米颗粒等【1】。（1）缓控释性 制备纳米缓控释系统的高分子载体材料以合成的可生物降解的聚合物体系和天然的大分子体系为主, 前者如聚氰基丙烯酸烷基酯、聚丙烯酰胺、乳酸—乙醇酸共聚物等, 它们在体内通过主链酯键的水解而降解, 降解产物对人体基本无毒性;后者如天然的蛋白、明胶、多糖等。活性组分(药物、生物活性材料等)通过溶解、包裹作用位于纳米粒子内部, 或者通过吸附、附着作用位于粒子表面。药物经过载体运送后, 药效损伤很小, 而且还可以效控制释放, 延长药物的作用时间。纳米高分子材料作为载体, 与各类药物之间,无论是亲水性的、疏水性的药物或者是生物大分子制剂, 都有良好的相容性, 因此能够负载或包覆多种药物, 同时可以更有效地控制药物的释放速度。纳米高分子材料作为药物缓控释的载体, 是一种新型的控释体系。制备纳米控释系统的方法主要有以不同单体通过聚合反应制备纳米微粒的乳液聚合和界面聚合技术, 以及利用高分子聚合物超声乳化,溶剂挥发法制备纳米微粒的技术。

（2）靶向性 纳米粒进入体循环以后, 主要被肝、肾、骨髓等处网状内皮细胞(RES)的巨噬细胞吞噬, 具有器官靶向性。聚α—氰基丙烯酸丁酯纳米粒(PBCANP包载庆大霉素, 发现鼠腹膜的巨噬细胞和大鼠的肝细胞对庆大霉素的吸收明显高于直接对庆大霉素溶液的吸收【2】。

二、在生物分子检测方面应用【3】

在生物医学领域，DNA 和蛋白质的检测对于疾病的诊断、遗传性疾病的治疗以及传染性病原体的检测极为重要。目前，对于DNA 分子的分析一般先通过聚合酶链式反应(PCR)对其进行扩增，然后利用有机荧光染色剂对其标记从而加以检测，该方法对于DNA 的检测下限为pmol。然而，该分析方法存在本质上的缺陷，比如，有机荧光染色剂过宽的吸收峰和发射峰及其荧光猝灭的不均匀性均会明显低该方法的检测灵敏度，而且PCR 过程中的选择性及非线性扩增现象会导致DNA 表达的失真。对于蛋白质，目前均通过免疫染色的方法对其进行分析检测，酶联免疫吸附检测(ELISA)依然是蛋白质的标准检测手段，该方法的检测下限同样为pmol。

对于多种疾病而言，在发病初期或缓解期，其相应的生物标志物如特异性蛋白质分子仅以fmol 的极低浓度存在于患者体内，ELISA 对于如此低浓度的蛋白质分子的检测无能为力。当这些特异性蛋白质分子浓度提高至ELISA 的临界检测浓度时，一般疾病已发展至晚期。因而，寻找具有更高灵敏度的生物分子检测手段对于疾病的早期诊断至关重要。

纳米颗粒由于其较小的尺寸、较高的反应活性、优异的物理性质以及这些性质的可调控性，使其在制备用于蛋白质、核酸分子检测的生物亲和性传感器方面受到广泛关注，可以利用其建立新的检测方法以改善目前的检测方法所存在的缺陷，因而具有良好的应用前景。

三、基于纳米纤维、纳米线和纳米管的DNA 检测方法

在对DNA 的电检测方法中，纳米纤维、纳米线和纳米管正被逐渐证实为新的信号转换体。如Hahm等的研究证明，用肽核酸修饰过的硅纳米纤维可以用于实时且不用任何标记的DNA 检测。

Cattani-Scholz等报道了一种基于有机磷酸和多肽核酸(Peptide nucleic acid，PNA)修饰的硅纳米线的无标记DNA 检测方法。在硅纳米线表面修饰羟烷基化的有机磷酸，形成单层膜。并以此为基础，通过一个双官能团的链接分子将PNA 结合到单层膜表面，随后将该纳米纤维转移到场效应传感器装置(长2!m，宽100 nm)中，由此可以实现对无标记的DNA/PNA 的电化学检测。

四、磁性纳米材料的磁效应在生物医学领域的应用

纳米磁性颗粒在生物检测上的应用是仅次与荧光材料。各种磁性生物探针, 磁性跟踪材料都已发展到了实用阶段。洪霞[4]等选用葡聚糖包覆超顺磁性的Fe3O4 纳米粒子, 通过葡聚糖表面的醛基化实现与抗体的偶联, 制得了Fe3O4 /葡聚糖/抗体磁性纳米生物探针, 在组装有第二抗体和抗抗体的全层析试纸上进行的层析实验表明该探针完全适用于快速免疫检测的需要, 达到了层析免疫检测的目的【5】。

五、纳米载银无机抗菌剂对口腔病原菌的抗菌活性研究

菌斑是微生物在牙齿和各种修复体上定居的重要生态环境,是口腔常见感染性疾病———龋病、牙周病的始动因子。作为一种理想的抗菌剂,应该具有即效、广谱长效、稳定、安全的抗菌效果。早期研制的抗生素或有机抗菌剂由于耐药性、抗菌时效短等缺点限制了其广泛应用【6】。

六、总结与展望

随着纳米技术研究的深入, 在分子、甚至原子水平上实现材料的功能结构设计、复合与加工生产成为可能, 材料的功能进一步得到扩展, 呈现前所未有的创新。可以预言, 新一代功能高分子材料的春天已经来临, 纳米材料必将成为新世纪材料发展的主流, 也必将对新世纪的高新技术如电子、生物技术、生命科学的研究产生极为深远的影响。

七、参考文献

【1】2009年10月第6卷第5期生物骨科材料与临床研究（ORTHOPAEDIC BIOMECHANICS MATERIALS AND CLINICAL S）文章编号：swgk2009-03-0052《纳米材料在医学领域的应用及安全性研究进展》金华芳 袁琳邱 乐武奎 【2】2007年第21卷第1期中国药《纳米高分子材料在生物医学领域的研究与应用》冷静 苏华

【3】2011年第74 卷第2 期化学通报http: / /www.hxtb.Org《纳米材料在生物学及医学领域的应用》郭玉明 王玲玲 张洁 江利利 马晓明 杨林

【4】2011年1月分析化学(FENXI HUAXUE)评述与进展第39卷第1期《纳米材料应用于DNA 检测领域的研究进展》

【5】2006 年11月第3卷第32期研究进展《纳米材料在生物医学领域的应用与前景展望》马小艺 陈海斌

5.“纳米材料与纳米技术”课程论文 篇五

论文题目：纳米材料与技术的发展现状与趋势

学院：材料与能源学院

姓名：夏国东

学好：3110006707

纳米材料与技术的反转现状与趋势

21世纪前20年，是发展纳米技术的关键时期。由于纳米材料特殊的性能，将纳米科技和纳米材料应用到工业生产的各个领域都能带来产品性能上的改变，或在性能上有较大程度的提高。利用纳米科技对传统工业，特别是重工业进行改造，将会带来新的机遇，其中存在很大的拓展空间，这已是国外大企业的技术秘密。英特尔、IBM、SONY、夏普、东芝、丰田、三菱、日立、富士等具有国际影响的大型企业集团纷纷投入巨资开发自己的纳米技术，并到得了令世人瞩目的研究成果。纳米技术在经历了从无到有的发展之后，已经初步形成了规模化的产业。欧盟、日本、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、中国、韩国、以色列、新西兰等国在纳米材料领域的投资较大。日本国会提出要把发展纳米技术作为今后数十年日本的立国之本，政府机构和大公司是其研究资金的主要来源，中小企业的作用很小。

中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50 多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。

目前纳米材料与技术在各方面的应用越来越广泛，小到日常使用的刀具，大到航空航天，都遍布纳米材料的身影。

1、纳米技术在建筑涂料中的应用

涂料是建筑物的内衣（内墙涂料）和外衣（外墙涂料），国内传统的涂料普遍存在悬浮稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材（特别是建筑涂料）方面的应用已经显示出了它的独特魅力。

2、纳米技术在混凝土材料中的应用

随着社会工业化的深入发展和我国基础建设的广泛开展，水泥混凝土作为一种传统的建材，其产量和用量都在不断地增加，高性能混凝土已成为水泥基复合材料领域中的研究热点。同时，许多特殊领域要求水泥混凝土具有一定的功能性，如希望其具有吸声、防冻、高强且高韧性等功能。纳米材料由于具有小尺寸效应、量子效应、表面及界面效应等优异特性，因而能够在结构或功能上赋予其所添加体系许多不同于传统材料的性能。利用纳米技术开发新型的混凝土可大幅度提高混凝土的强度、施工性能和耐久性能。

3、纳米技术在陶瓷材料中的应用

二十世纪90年代初，日本Nihara首次报道了以纳米尺寸SiC颗粒为第二相的纳米复相陶瓷具有很高的力学性能，并具有很多独特的性能。含有20%纳米钴粉的金属陶瓷是火箭喷气口的耐高温材料。氧化物纳米材料在这方面都优于同质传统陶瓷材料，在陶瓷基中添加其他纳米微粒的效果也正在研究。利用纳米粒子特殊的光电磁特性制成太阳能陶瓷、远红外陶瓷等，用于建筑物饰面，可开发太阳能，调节环境温度，促进人们身体健康。纳米技术在陶瓷上的应用潜力不可估量。

4、在国防科技上的应用

纳米技术将对国防军事领域带来革命性的影响。例如：纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时联系；对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的每一个角落，使战场更加透明。而纳米材料在隐身技术上的应用尤其引人注目。在雷达隐身技术中，超高频段电磁波吸波材料的制备是关键。纳米材料正被作为新一代隐身材料加以研制。

5、纳米医学和生物学

从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞就象一个个“纳米车间”，植物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。

经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。

新产物的出现总是伴随着优点与缺点，纳米材料的发展也不是一帆风顺的，随着人们对纳米材料的认识不断加深，一些存在的问题也不断被发掘出来。

1、职业暴露人群，包括纳米技术的研发人员和工人的健康安全问题。根据现有的毒理学研究，纳米粉尘和颗粒有可能通过呼吸和皮肤接触进入人体。这就给长期暴露在纳米材料氛围中的一线工人和研发人员的健康带来潜在威胁。此外，纳米材料还有一个特点就是易燃易爆。万一因为操作不当等带来火灾或者爆炸，后果不堪设想。因此，如何切实保护在纳米材料生产场所中暴露人员的健康，以及实验室和工作场所纳米材料的管理、纳米材料运输过程中的安全措施以及一旦发生危险的危机处理问题等应该成为劳动保护法和工业环境法研究和关注的对象。

2、消费者的权益问题。随着纳米技术的产业化程度的提高，目前，在化妆品和食品中纳米技术的应用越来越多。市场上的化妆品和体育用品有许多是纳米材料产品，比如说防晒霜和口红。食品包装中的聚合物基纳米复合材料(PNMC)的应用、作为食品机械的润滑剂、纳米磁致冷工质和食品机械原材料中橡胶和塑料的改性等等都用到纳米材料。毫无疑问这些材料具有独特的优点。但是在安全上也具有不确定性。但目前进行标识的纳米材料还微乎其微。从知情同意的伦理原则出发，消费者和相关人员有权知道自己所接触的材料的内容及其风险程度。

3、环境保护问题。研究证明，不仅在纳米技术的工作场所的环境问题关系到相关人员的健康，而且废弃的纳米材料进入空气、土壤、水体等环境后，可以产生一系列环境过程，最终对人和整个生物链产生负面影响。由于纳米材料具有强烈的吸附能力。在扩散、迁移过程中，还能吸附大气、土壤中存在的一些常见化学污染物如多环芳烃、农药、重金属离子等。因此，环境法应该研究纳米材料的环境问题，尤其必须加强废弃纳米材料的管理。

4、隐私权的保护问题。随着纳米器件的微型化，纳米技术在医学、社会治安和国防方面具有广泛的作用，但同时也构成对个人隐私的威胁。比如，通过将纳米设备嵌入对象物(身体或者物件)中，可以监视和跟踪目标，搜集个人信息和行为习惯。而可以储存一个人的全部基因和疾病信息的纳米芯片有可能成为被利用的工具，在劳资关系方面，成为企业用人歧视的理由或者成为保险公司限制患者自由的砝码。面对高新技术的应用如何保护个人的隐私权，是摆在我们法律工作者面前的一个重要问题

在技术和经济全球化的今天，纳米技术的许多前沿问题亦如能源问题、环境问题以及生物技术的问题一样，不是基于一个国家的力量所能解决的。一旦国家之间与纳米技术相关的法律框架存在不同，就不可避免地会导致国际间合作研究的障碍，以及全球纳米技术风险与利益分配不公等问题，因此，有必要在一定的国际法体系下就纳米技术发展中的某些基本的标准、原理达成一致意见，实现各国相关法律体系的协调。在此基础上，制定全球性的指导纳米技术发展的基本原则框架，促进成员国和公众对于纳米技术的关注，真正推动纳米技术风险的“善治”。而如果没有一个全球治理的框架协议，将导致纳米技术发展中的恶意竞争，从而最终阻碍纳米技术的健康发展。

纳米材料作为一种新型高科技材料，毫无疑问会引起一系列强烈的变革，中国对与纳米材料的研究与重视程度仍然落后于西方国家，在未来，如何在纳米材料领域更进一步不单是前人的责任更是我们大学生的责任，只有不断的自强不息，才能让祖国在未来高科技时代中不落于人后！

关 键 词：纳米材料，纳米科技，进展，应用，前景，问题

摘 要： 纳米材料是21世纪的新型发展领域，在各个方面都有重大的应用，带来很多技术改革和创新，但是也存在一些不用忽视的问题，未来的发展需要靠我们的努力。

参考文献：国家新材料行业生产力促进中心、国家新材料产业发展战略咨询委员会和北京麦肯资讯有限公司联合编辑出版的《中国新材料发展报告》

6.《纳米材料》复习题 篇六

一、名词解释

1. 量子尺寸 效应当粒子尺寸下降到一定值时, 颗粒的周期性边界条件消失，在声、光、电磁、热力学及超导性等与宏观特性显著不同.金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，纳米半导体微粒存在不连续的最高能级占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级的能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。

2. 纳米材料 是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度,并且具有特殊性能的材料。

3. 共沉淀 在混合的金属盐溶液(含有两种或两种以上的金属离子)中加入合适的沉淀刹，反应生成组成均匀的沉淀。沉淀热分解得到高纯超微粉体材料。

4. 压电效应 没有电场作用，由机械应力的作用而使电解质晶体产生极化并形成晶体表面电荷的现象称为压电效应。

5. 机械力化学物料粒子受到机械力作用而被粉碎时，还会发生物质结构及表面物理化学性质的变化，这种因机械载荷作用导致粒子晶体结构和物理化学性质的变化称为机械力化学。

6. 小尺寸效应 当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长、超导态的相干长度或(与)磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常的现象---小尺寸效应。

7. 热压烧结 将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。

8. 均匀沉淀 利用某一化学反应，使溶液中的构晶离子(构晶负离子或构晶正离子)由溶液中缓慢、均匀地释放出来，通过控制溶液中沉淀剂浓度，使溶液中的沉淀处于平衡状态，且沉淀能在整个溶液中均匀地出现，这种制备纳米粒子的方法称为均相沉淀法。

9. 溶胶凝胶方法溶胶凝胶法是指金属有机和无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而形成氧化物或其它化合物纳米材料的方法。

10. 纳米复合材料是指尺度为1 nm一100 nm的超微粒经压制、烧结或溅射而成的凝聚态固体。它具有断裂强度高、韧性好，耐高温等特性。

二、简答题

1. 什么是光致发光?纳米材料与常规材料发光谱是否相同?原因是什么?

兴致发光是指在一定波长的光照射下,被激发到高能级的电子重新跃入低能级,被空穴捕获而发光的围观过程.纳米材料与常规材料发光谱有很大差别,这是由于①电子跃迁选择定则问题②量子限域效应③缺陷能级的作用④杂质能级的影响

2. 纳米陶瓷材料的一般制备过程?其中关键的步骤是什么?

答：一般过程：首先要制备纳米尺寸的粉体，然后成型和烧结。关键：材料是否高度致密。这与烧结过程密切相关。

3. 纳米材料表征方法有那些?

纳米材料的表征主要包括: 1化学成分; 2纳米粒子的粒径、形貌、分散状况以及物相和晶体结构3纳米粒子的表面分析。

4. 表述可使纳米颗粒聚团有效分散的方法。

由于纳米材料表面效应大、吸附能力强、极易团聚。

针对不同材料有5种方法可以有效地克服纳米粉末的团聚，实现纳米粉末的分散：

分散剂法、超声波法、表面活性剂、直接分散法、改进的胶粉混合法

5. 纳米陶瓷材料的一般制备过程?其中关键的步骤是什么?

答：一般过程：首先要制备纳米尺寸的粉体，然后成型和烧结。关键：材料是否高度致密。这与烧结过程密切相关。

6. 与常规材料相比，纳米微粒的熔点、烧结温度和比热发生什么变化?并分别解释原因?

熔点：熔点降低，表面原子具有低的配位数从而易于热运动并引发熔融过程。这种表面熔融过程可以认为是纳米晶熔点降低的主要原因。

烧结温度降低：纳米粒子尺寸小，表面能高，压制成块材后的界面具有高能量，在烧结中高的界面能成为原子运动的驱动力，有利于界面附近的原子扩散、界面中的空洞收缩及空位团的湮没。因此，在较低温度下烧结就能达到致密化目的，即烧结温度降低。

7. 什么是纳米材料?

是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度,并且具有特殊性能的材料。

8. 在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么?

量子尺寸效应使纳米光学材料对某种波长的光吸收带有蓝移现象， 纳米粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象， 纳米微粒紫外吸收材料就是利用这两个特性。 对紫外吸收好的材料有三种：TiO2 纳米粒子的树脂膜、Fe2O3 纳米微粒的聚合物膜和纳米 Al2O3 粉体。大气中的紫外线在 300~400nm 波段，在防晒油、化妆品中加入纳米微粒，对这个波段的紫外光线 进行强吸收，可减少进入人体的紫外线，起到防晒作用。

9. 表述可使纳米颗粒聚团有效分散的方法。

根据分散介质:分散体系区分为水性体系和非水性体系

根据分散方法:区分为物理分散和化学分散

物理分散：超声波分散和机械力分散等

化学分散是指选择一种回落多种适宜的分散剂提高悬浮体的分散性，以改善其稳定性和流变性

10. 解释纳米材料熔点降低现象。

表面原子具有低的配位数从而易于热运动并引发熔融过程。这种表面熔融过程可以认为是纳米晶熔点降低的主要原因。

11. 什么是小尺寸效应?

当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长、超导态的相干长度或(与)磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常的现象---小尺寸效应。

12. 纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别?

原子团簇：仅包含几个到数百个原子或尺度小于1nm的粒子称为“簇”，它是介于单个原子与固态之间的原子集合体。纳米微粒：微粒尺寸为纳米数量级，它们的尺寸大于原子团簇，小于通常的微粒，一般尺寸为1-l00nm。

13. 纳米材料的分类?

团簇、纳米颗粒与粉体，纳米碳管和一维纳米材料，纳米薄膜，纳米块材等纳米材料

14. 简述纳米材料科技的研究方法有哪些?

主要有两种技术：Top down(由上而下)的方法和Bottom up(由下而上)的方法

Top down 由上而下的方法是一种采用物理和化学方法对宏观物质的超细化的纳米科技的研究方法。

Bottom up 由下而上的方法，以原子、分子、团簇等为基元组装具有特定功能的器件、材料。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去制造具有特殊功能的产品。

15. 什么是压电效应?

没有电场作用，由机械应力的作用而使电解质晶体产生极化并形成晶体表面电荷的现象称为压电效应。

16. 什么是量子尺寸效应?

效应当粒子尺寸下降到一定值时, 颗粒的周期性边界条件消失，在声、光、电磁、热力学及超导性等与宏观特性显著不同.金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，纳米半导体微粒存在不连续的最高能级占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级的能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。

17.将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。

18.利用机械能来诱发化学反应和诱导材料组织、结构和性能的变化，以此来制备新材料或对材料进行改性处理。

三、问答题

1. 给出溶胶--凝胶法制备纳米颗粒物料的步骤。

化学过程是首先将原料分散在溶液中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定结构的凝胶，最后经过干燥和热处理得纳米粒子，即经由分子态→聚合体→溶胶→凝胶→晶态(或非晶态)的过程。

2. 解释纳米颗粒的光吸收带出现“蓝移”现象的原因。

1) 量子尺寸效应即颗粒尺寸下降导致能隙变宽， 从而导致光吸收带移向短波方向。Ball等的普适性解释是：已被电子占据的分子轨道能级与未被电子占据的分子轨道能级之间的宽度(能隙)随颗粒直径的减小而增大，从而导致蓝移现象。这种解释对半导体和绝缘体均适用。

2) 表面效应纳米颗粒大的表面张力使晶格畸变，晶格常数变小。键长的缩短导致纳米颗粒的键本征振动频率增大，结果使红外吸收带移向高波数。

3. 什么是共沉淀?均匀沉淀?各具有哪些特点?

共沉淀 在混合的金属盐溶液(含有两种或两种以上的金属离子)中加入合适的沉淀刹，反应生成组成均匀的沉淀。沉淀热分解得到高纯超微粉体材料。特点：

均匀沉淀 利用某一化学反应，使溶液中的构晶离子(构晶负离子或构晶正离子)由溶液中缓慢、均匀地释放出来，通过控制溶液中沉淀剂浓度，使溶液中的沉淀处于平衡状态，且沉淀能在整个溶液中均匀地出现，这种制备纳米粒子的方法称为均相沉淀法。特点：

共沉淀是使溶液由某些特定的离子沉淀时，共存于溶液中的其他离子也和特定阳离子一起沉淀。均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来，通过控制溶液中沉淀剂浓度，保证溶液中的沉淀处于一种平衡状态，从而均匀的析出。共沉淀法的优点：1通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的纳米粉体材料，2是容易制备粒度小而且分布均匀的纳米粉体材料。均匀沉淀法具有原料成本低、工艺简单、操作简便、对设备要求低等优点。

4. 简述sol-gel法(溶胶-凝胶法)制备纳米薄膜的过程、途径及特点?

从金属的有机或无机化合物的溶液出发，在溶液中通过化合物的加水分解、聚合，把溶液制成溶有金属氧化物微粒子的胶溶液，进一步反应发生凝胶化，再把凝胶加热，可制成非晶态玻璃、多晶体陶瓷。

途径：有机途径和无机途径。有机途径是通过有机金属醇盐的水解与缩聚而形成溶胶;无机途径则是将通过某种方法制得的氧化物微粒，稳定地悬浮在某种有机或无机溶剂中而形成溶胶。

特点：a、工艺设备简单，不需要任何真空条件或其他昂贵的设备，便于应用推广。b、在工艺过程中温度低。这对于制备那些含有易挥发组分或在高温下易发生相分离的多元体系来说非常有利。c、很容易大面积地在各种不同形状、不同材料的基底上制备薄膜，甚至可以在粉体材料表面制备一层包覆膜，这是其他的传统工艺难以做到的。d、容易制出均匀的多元氧化物薄膜，易于实现定量掺杂，可以有效地控制薄膜的成分及结构。e、用料省，成本较低。

5. 简述氧化物系陶瓷基纳米复合材料的力学性能改善机理?

1) 细晶强化：纳米级弥散相抑制了样哈无记得晶粒生长和减轻了晶粒的异常长大。

2) 基体晶粒再细化：在弥散相内或弥散相周围存在搞得局部应力，这种应力是基体和弥散相之间的热膨胀

失配而产生的，使冷却期间产生位错，纳米级粒子钉扎或进入位错区使基体晶粒内形成亚晶界。

3) 断裂方式的改变：纳米级栗子周围的局部拉伸应力引起的`穿晶断裂，并由于硬粒子对裂纹尖端的反射作

用而产生韧化。破坏模式从穿晶和晶间到单纯晶间断裂，晶界相的改变和对高温力学性能影响的减小，使高温力学性能获得明显改善。

4) 抑制位错作用：纳米级粒子在高温牵制位错运动，从而也能使高温力学性能获得明显改善。上述性能的

改善，有利于抗热震性的热学-力学性能的改善。

6. 解释纳米材料熔点降低现象。

表面原子具有低的配位数从而易于热运动并引发熔融过程。这种表面熔融过程可以认为是纳米晶熔点降低的主要原因。

7. 纳米材料自下而上制备技术是什么?

自下而上：以原子、分子为基本单元，按照设计组装成纳米结构。

8. 纳米粉体为什么存在团聚问题?如何解决?

由于纳米材料表面效应大、吸附能力强、极易团聚。针对不同材料有5种方法可以有效地克服纳米粉末的团聚，实现纳米粉末的分散：

分散剂法、超声波法、表面活性剂、直接分散法、改进的胶粉混合法

9. 常用气相和液相制备纳米材料的方法有哪几种?

气相法：化学气相反应法：气相分解法、气相合成法、气-固反应法;物理气相法：气体冷凝法、氢电弧等离子体法、溅射法、真空沉积法、加热蒸发法、混合等离子体法。

液相法：沉淀法水热法：共沉淀法、化合物沉淀法、水解沉淀法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法、喷雾法。

10. 观察纳米材料表面形貌最常用的方法有哪几种?

纳米材料常用的形貌分析方法主要有：扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜。 扫描电镜分析可以提供从数纳米到毫米范围内的形貌像，观察视野大，其分辩率一般为6纳米，对于场发射扫描电子显微镜，其空间分辩率可以达到0.5纳米量级。 其提供的信息主要有材料的几何形貌，粉体的分散状态，纳米颗粒大小及分布以及特定形貌区域的元素组成和物相结构。扫描电镜对样品的要求比较低，无论是粉体样品还是大块样品，均可以直接进行形貌观察

透射电镜具有很高的空间分辩能力，特别适合纳米粉体材料的分析。其特点是样品使用量少，不仅可以获得样品的形貌，颗粒大小，分布以还可以获得特定区域的元素组成及物相结构信息。透射电镜比较适合纳米粉体样品的形貌分析，但颗粒大小应小于300nm，否则电子束就不能透过了。对块体样品的分析，透射电镜一般需要对样品进行减薄处理。

扫描隧道显微镜主要针对一些特殊导电固体样品的形貌分析。可以达到原子量级的分辨率，但仅适合具有导电性的薄膜材料的形貌分析和表面原子结构分布分析，对纳米粉体材料不能分析。

扫描原子力显微镜可以对纳米薄膜进行形貌分析，分辨率可以达到几十纳米，比STM差，但适合导体和非导体样品，不适合纳米粉体的形貌分析。

这四种形貌分析方法各有特点，电镜分析具有更多的优势，但STM和AFM具有可以气氛下进行原位形貌分析的特点。

11. 为什么减小TiO2颗粒的尺寸，可以提高其光催化效果?

溶液中催化剂粒子颗粒越小，单位质量的粒子数就越多，体系的比表面积大，越有利于光催化反应在表面进行,因而反应速率和效率也越高。催化剂粒径的尺寸和比表面积的一一对应直接影响着二氧化钛光催化活性的高低。粒径越小，单位质量的粒子数目越多，比表面积也就越大。

比表面积的大小是决定反应物的吸附量和活性点多少的重要因素。

比表面积越大，吸附反应物的能力就越强，单位面积上的活性点也就越多，发生反应的几率也随之增大，从而提高其光催化活性。

12. 解释金属纳米颗粒几乎都是深色的原因?

金属由于光反射显现各种美丽的特征颜色，金属的纳米微粒光反射能力显著下降，通常可低于1%，由于小尺寸和表面效应使纳米微粒对光吸收表现极强能力。当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长、超导态的相干长度或(与)磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常的现象。金属被细分到小于光波波长的尺寸时，即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。

7.纳米材料论文 篇七

关键词：纳米,纳米材料,纳米技术,智能材料

材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质, 但不是所有物质都可以称为材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命, 又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。新材料的出现以及材料科学技术的重大突破, 都会引起科学技术的重大变革, 都会加速社会发展的进程。纳米科技是上世纪末才逐步发展起来的新兴科学领域, 它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米材料是未来社会发展极为重要的物质基础, 许多科技新领域的突破都迫切需要纳米材料和纳米科技支撑, 传统产业的技术提升也急需纳米材料和技术的支持。

1 纳米及纳米材料

纳米是物理上的长度单位, 用nm表示。1m等于10亿nm。l纳米相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说, 相当于万分之一头发丝粗细。长度单位主要有;光年、千米、米、分米、厘米、毫米、丝米、忽米、微米、纳米、埃。所以纳米是长度单位中非常小的单位。用肉眼是看不到这么小的长度, 所以必须利用显微镜才能观察到。纳米是一个长度单位, 本身并没有物理内涵。当物质颗粒大小达, 到纳米尺度以后, 大约是在lnm~100nm这个范围空间, 物质的性能就会发生突变, 出现特殊性能。这种既不同于原来的原子、分子, 也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料, 即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米, 而没有特殊性能的材料, 也不能叫纳米材料。第一个真正认识判定它的性能并引用纳米概念的是日本科学家, 他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子, 并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后, 它就失去原来的性质, 表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此, 像铁钴合金, 把它做成大约20nm~30nm大小, 磁畴就变成单磁畴, 它的磁性要比原来高1 000倍。80年代中期, 人们就正式把这类材料命名为纳米材料。

2 纳米材料的种类

纳米材料分为纳米颗粒和纳米固体, 纳米颗粒 (颗粒的尺寸, 一般指直径不超过10nm最大不超过100nm) 也称超微粒。纳米固体也称为纳米结构材料, 由纳米颗粒凝聚而成的块体、薄膜、多层膜和纤维等统称为纳米固体。

3 纳米材料的制备方法

纳米材料的制备方法很多, 一般有物理的、化学的、机械的方法等等。最常见的方法是在惰性气体环境中采用凝聚技术制备纳米材料。制作过程就是将金属原材料置于一个电加热的蒸发皿中, 然后将蒸发皿放在充满惰性气体的密闭容器内加热蒸发。在蒸发皿的上部放置一个冷凝系统使得受热蒸发的金属原子 (或原子簇) 在冷凝器外壁沉积下来, 蒸发、冷凝过程结束后, 抽出惰性气体, 在真空状态下, 取下冷凝器上的金属微细颗粒。压制成块, 便得到这种金属的纳米固体材料。纳米材料制备技术迫切需要解决的问题是如何提高制备的速度和率, 降低成本, 尽快使纳米材料的科学技术转化为生产力。

4 纳米材料的奇异特性

在纳米量级内, 物质颗粒的尺度已经很接近原子的大小。材料的纯度越来越高, 缺陷却越来越少。因而, 纳米结构材料与普通结构材料相比, 在力学、磁学、光学、声学、电学、热学等方面都有很大差异。第一, 强度和硬度都有很大提高。例如, 由纳米的铁晶体颗粒压制而成的铁纳米结构材料与普通钢铁材料相比, 强度提高12倍, 硬度提高超过100倍;第二, 熔点降低。例如金的熔点为1 064℃, 加工成10nm左右的粉末的熔点降到940℃, 加工至2nm左右时, 熔点降到327℃;第三, 表面活性增强, 具有很强的催化作用。因纳米材料是由众多尺度很小的纳米颗粒所制成。表面积显著增大, 表面能也相应增加, 同时随着颗粒尺度的藏小, 颗粒表面的原子数占颗粒的总原子数的比例迅速增大。因此, 纳米颗粒的表面活性大大增强, 因而使材料具有很强的催化作用, 例如:在火箭燃料中添加少量的镍纳米颗粒。可以成倍提高燃料的燃烧效率;第四, 纳米颗粒对光有极强的吸收能力。例如, 金属纳米颗粒对光的反射率很低, 一般低于1%, 所有的金属在纳米颗粒状态下都呈现为黑色。纳米颗粒尺寸越小, 材料颜色越黑。第五, 材料的磁学性能和电学性能与常规材料却有很大差别。很多在常规下导电的物质, 当制成纳米材料时就不导电了, 而不导电的物质在制成纳米材料后却能够导电。

5 纳米材料的神奇妙用

第一, 纳米陶瓷发动机。一般材料制成的发动机所能承受的温度比较低, 燃料因此不能充分燃烧, 不仅效率低, 造成能源的浪费, 而且会污染环境。陶瓷材料所能经受的温度比金属高得多, 因此纳米陶瓷发动机具有耐高温、效率高、燃料能充分燃烧、减少大气污染等优点;

第二, 纳米传感器。可用纳米材料制成光传感器、可燃气体泄漏报警器、湿度传感器等等;

第三, 可制成纳米微机械零件与微电子器件, 从而使未来的计算机、卫星、电视、机器人等的体积变得越来越小;

第四, 纳米催化剂。铜的纳米颗粒是冶金和石油化工中的优良催化剂, 在制造高分子聚合物化学工业的反应中, 铜的纳米颗粒催化剂有极高的活性和选择性;

第五, 纳米光学材料。纳米材料具有普通光学材料不具备的光学特征。因而在现代的光学通讯中有着许多重要的应用。用纳米材料制成的光纤材料可能降低传输光信号的损耗;

第六, 纳米机械—细菌大小的机器人。用纳米技术可以制成比细菌还小的机器人。这种机器人中的发动机, 依靠人体细胞中一种叫做磷酸腺苷的物质分子所驱动, 这种物质能够给细胞提供能量。可以用这种机器人来治疗心脑疾病;

第七, 碳纳米管的妙用。所谓碳纳米管是指一种栅网组成的胶带状的石墨薄片, 厚度只有一个碳原子大小, 大约在百万分之一毫米到百万分之十毫米之间。它具有极高的强度和柔软性以及极强的导电能力。主要用来制成人工肌肉、航天器的燃料储罐等等。

参考文献

[1]李春霞, 李立平, 酒金婷, 王柏华.纳米粒子的表面改性研究进展[D].第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集, 2002.

8.纳米材料课程设计与教学探索 篇八

关键词 纳米材料 课程设计 教学方法 评价机制

中图分类号：G424 文献标识码：A

"Nano-materials" Course Design and Teaching Exploration

LI Hongping， CHEN Beibei

（School of Material Science & Engineering， Jiangsu University， Zhenjiang， Jiangsu 212013）

Abstract Nano-material is an emerging interdisciplinary， involving a number of areas materials， physics， chemistry， biology and so on. Emerge and flourish nanotechnology nano-technology and new materials， and on the "nano-materials" teaching activities proposed new requirements. In this paper， the characteristics of the course， with its own teaching experience， mainly from three aspects determine the arrangement of teaching content， select teaching methods and evaluation mechanisms conducted to explore the system in order to achieve good teaching， students of the scientific spirit and ability to innovate.

Key words nano-materials; course design; teaching methods; evaluation mechanism

1990年7月在美国巴尔的摩召开了第一届纳米科学技术学术会议，正式把纳米材料作为材料科学的一个新分支公布于世，从而纳米材料科学作为一个相对比较独立的学科诞生。①本文结合纳米材料课程的特点、重要性以及教学经验，拟从课程教学内容的安排、教学方法的选取以及评价机制的确定三个方面对高等院校材料类专业本科生进行纳米材料课程教学改革进行探讨。

1 课程特点概述

相比于其它发展相对成熟的课程，纳米材料是一门前瞻性、创新性、专业性和实践性很强的课程，涉及物理、化学、材料、生物、能源等领域，具有涵盖范围广、知识点复杂、概念抽象以及知识更新快的特点。②传统的课堂教学模式不能满足课程的教学要求，传统的教学方法和教学手段也不能很好地满足纳米材料课程的教学要求。比如在教材选择方面，由于纳米材料是一门交叉学科，涵盖的领域众多，再加上知识更新速度快，教材的更新速度跟不上知识点内容的更新速度，所以采用单一的教材、沿袭传统的教学方法讲授纳米材料这门课程很难达到课程教学目标。因此，根据该课程特点，合理地安排教学内容，恰当地选择教学模式和评价机制，对于完成纳米材料课程教学目标具有重要意义。

2 教学内容的安排

纳米材料课程涵盖了纳米科技的整个领域，它的内容多、范围广、更新快等特点，且需要在规定的课时内将整个纳米材料领域讲授给学生，这就需要教学内容条理清晰，重点突出，逻辑性强，同时要结合纳米材料最新研究进展，以点带面，合理优化课堂教学结构。因此，笔者从广度和深度的统一、基础与前沿的兼顾、新旧内容的衔接等方面考虑，合理安排教学内容。具体如下：（1）纳米材料的概念：从纳米材料的新奇特性开始，引入纳米材料的基本概念、发展史、分类方法，在内容编排上注重引入最新研究成果，激发学生的学习兴趣。（2）纳米材料的结构和基本效应：该部分内容是理解纳米材料特殊性质的基础，也是该课程的重点、难点。在讲述过程中，结合纳米材料应用实例（如：纳米二氧化钛光催化特性的原因及相关应用等），加深学生对纳米材料特性的理解和掌握。（3）纳米材料的制备方法及表征手段：纳米材料的制备方法主要有：气相法、液相法和固相法。气相法中重点讲述物理气相法和化学气相法的原理及特点。液相法中重点講述共沉淀法、水热法、溶胶—凝胶法的原理及应用条件等。在固相法中重点讲述机械粉碎法和固相反应法的特点。纳米材料的主要分析测试手段包括：扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、激光粒度仪等，重点讲述测试仪器的原理、优缺点及使用范围，让学生掌握纳米材料的分析表征的主要方法。（4）纳米材料的理化特性及应用领域：回忆前面纳米材料结构和基本效应的学习，引出纳米材料的理化特性，以微观结构—特殊效应—特殊功能—应用领域为思路，使学生认识纳米材料的重要性，同时启发学生深入思考，进而深入掌握纳米材料的理化特性。（5）纳米材料最新研究进展：根据纳米材料的最新研究动态，让学生了解国际最新研究热点。

3 教学方法的选取

（1）多种教学方法和手段相结合，激发学生兴趣。“学起于思，思起于疑”，通过巧妙设疑，激发学生的学习主动性和积极性。如在讲述纳米材料基本理论知识时，可以从生活中一些常见现象启发学生思考：出淤泥而不染的荷叶为什么具有自清洁功能？美丽的紫铜在尺寸小到一定程度为什么会变为黑色？通过这种情景设置启发学生思考，寻求答案，对于其中的难点再予以解释。另外，针对纳米材料课程内容多，涉及范围广的特点，利用多媒体集图、文、声、像等于一体的优点，将大量的课程内容以丰富多彩的形式呈现给学生，激发他们学习的兴趣。（2）加强师生交流，建立以“学生为主体”的教学模式。结合课程内容，将学生分为多个小组。学生根据课程要求以及兴趣，自主查阅文献资料，通过PPT形式与大家进行课堂交流。在此基础上，针对学生遇到的疑点、难点，加以详细讲解。这种充分发挥学生主体的教学模式可以有效地提高学生自主学习及探索能力。（3）科研工作与教学内容紧密结合，提高学生综合能力。科研工作与教学内容紧密结合，使学生参与一定科研项目，是一个双赢举措。对于学生来讲，不仅可以加深课堂上对于纳米材料理论知识的学习，同时可以锻炼学生的动手能力，培养他们发现问题、解决问题的能力，激发学生的创新思维能力等。③笔者把自己科研工作中纳米二氧化钛纳米球、纳米管等的扫描电子显微镜图片通过多媒体形式与学生分享。通过带领学生进入实验室，参与纳米二氧化钛的制备、表征以及光催化性能研究，让学生了解影响二氧化钛形貌的因素、光催化特性的原理以及扫描电子显微镜的原理和方法，熟悉电镜样品的制样过程和方法，为学生今后从事纳米材料方面的学习奠定基础。

4 评价机制的确定

本课程的考核方式和成绩评定具体如下：（1）考核方式：让学生查阅资料、做PPT，介绍纳米材料制备、性能及相关应用，在PPT汇报的同时，撰写综述。（2）成绩评定：平时成绩（出勤情况及上课表现）占20%，学生做PPT及演讲情况占40%，综述占40%。这种灵活的考核评价模式可以充分调动学生的积极性，以不同于闭卷考试的形式检验学生对纳米材料相关知识的掌握情况，同时使学生了解纳米科技前沿，培养学生的综合能力。

5 结束语

纳米科学技术作为科学技术的重要分支，它的发展必然推动社会的进步。而纳米材料是纳米科学技术的基础，对纳米材料的学习，是适应未来社会对材料专业人才的需要。本文结合纳米材料课程的特点，从教学内容的安排，到教学方法的选取和评价体制的确定三方面对高等院校材料类本科专业进行纳米材料课程教学改革进行了探讨。实践证明，这些方法和模式有助于加强师生交流，发挥学生的学习主体作用，使学生不仅掌握纳米材料相关知识，并能运用相关知识分析、解决问题，提高学生的综合能力。

注释

① 陈敬中.纳米材料科学导论[M].高等教育出版社，2006.

② 张立德.纳米材料和纳米结构[M].科学出版社，2001.

9.纳米材料专业就业前景 篇九

目前所招聘的纳米材料人才主要承担工作任务为纳米材料表征、石墨烯及碳纳米材料研发、纳米材料改性、纳米材料合成、无机纳米材料制备以及交叉学科纳米材料应用。纳米材料与技术专业毕业生一般都可以在科研院校及纳米材料、黏合剂、涂料、电镀、陶瓷等相关领域从事相关产品开发、生产和检测等工作。与材料专业方面的学生基本有着相似的职业发展道路。总的来说，纳米材料专业同学可以有以下去处： 一是选择继续出国深造或者进高校、研究院从事纳米材料研发工作，这是纳米材料人才继续本领域内研究的主要途径。二是选择进入纳米材料行业企业。三是进入传统材料相关企业。