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⑧浙江大学博十学位论文第一章绪论纳米是一种长度度量单位，即米的十亿分之一。
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（１一１００ｍ）或者由它们作为基本单元构成的材料。
广义地说，纳米材料是泛指含有纳米微粒或纳米结构的材料。
１．１．１纳米材料的诞生及其发展早在】８世纪６０年代，随着胶体化学的建立，科学家们就开始了对纳米微粒体系（胶体）的研究。
到２０世纪５０年代末，著名物理学家，诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了纳米技术基本概念的设想。
他在１９５９年１２月美国加州理工学院的美国物理年会上做了一个富有远畿鬈０意黑２＝：盏：篙翼盎：见性的报告，并做出了美妙的设想：如果有一天可以按人的意志安排一个个原子，那将会产生怎样的奇迹？理查德·费曼先生被称为“纳米科技的预言人”。
随后，１９７７年美国麻省理工学院的学者认为上述设想可以从模拟活细胞中生物分子的研究开始，并定义为纳米技术（ｎａｎｏｔｃｃｈｎｏｌｏｇｙ）。
１９８２年Ｂｉｎｉｎｉｎｇ和Ｒｏｈｒｅｒ研制成功了扫描隧道显微镜（ｓ１Ｍ），从而为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子提供了观察工具。
１９９０年美国ＩＢＭ公司两位科学家在绝对温度４Ｋ的超真空环境中用ｓＴＭ将Ｎｉ（１１０）表面吸附的ｘｅ原子在针尖电场作用下逐一搬迁，⑧浙江大学博士学位论文电子既具有粒子性又具有波动性，因此存在隧道效应。
近年来，人们发现一些宏观物理量，如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观的量子隧道效应。
量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础，或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限，当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。
例如，在制造半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，电子就通过隧道效应而溢出器件，使器件无法正常工作，经典电路的极限尺寸大概在Ｏ．２５ｕｍ。
目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。
文章标题：纳米材料科学的发展与应用第一节：纳米材料概述1. 纳米材料定义及特点1) 纳米材料是指至少在一维尺度上具有结构特征尺寸小于100纳米的材料。
这些材料因其尺寸小、表面活性高和量子效应等特点而表现出与传统材料完全不同的物理、化学和生物学特性。
2) 纳米材料的特点包括：量子尺寸效应、表面效应、量子隧穿效应、集成规整性和分形性等。
2. 纳米材料的分类及组成1) 纳米材料可根据形状和结构分为纳米颗粒、纳米线、纳米管、纳米片、纳米膜等种类。
2) 纳米颗粒、纳米线、纳米管等由一维纳米结构组成，纳米片、纳米膜等由二维纳米结构组成。
第二节：纳米材料的制备方法3. 纳米材料的制备方法包括物理法、化学法、生物法和其他方法。
1) 物理法制备纳米材料的主要方法有：溅射法、气相法、溶剂热法等。
2) 化学法制备纳米材料的主要方法有：溶剂热法、水热法、化学气相沉积法等。
3) 生物法制备纳米材料的主要方法有：生物合成法、生物还原法、酶法等。
第三节：纳米材料应用领域4. 纳米材料在材料科学领域的应用1) 纳米材料在能源材料领域的应用：包括太阳能电池、燃料电池、储能材料等。
2) 纳米材料在电子器件领域的应用：包括纳米晶体管、纳米光电子器件、纳米传感器等。
5. 纳米材料在医学领域的应用1) 纳米材料在生物医学成像方面的应用：包括纳米荧光探针、纳米MRI对比剂等。
2) 纳米材料在药物传递方面的应用：包括纳米药物载体、纳米递送系统等。
第四节：纳米材料在未来的发展6. 纳米材料在信息技术领域的发展趋势1) 纳米材料在信息存储领域的应用：包括纳米存储介质、纳米存储器件等。
2) 纳米材料在信息处理领域的应用：包括纳米量子计算、纳米光子器件等。
7. 纳米材料在环境保护领域的潜在应用1) 纳米材料在水处理领域的应用：包括纳米吸附剂、纳米催化剂等。
2) 纳米材料在空气净化领域的应用：包括纳米滤料、纳米光催化剂等。
结语纳米材料科学是一个快速发展的新兴交叉学科领域，随着纳米材料制备技术和研究手段的不断进步，纳米材料的应用范围也将越来越广泛。
《纳米材料科学导论》课程教学大纲课程代码：ABCL0409课程中文名称：纳米材料科学导论课程英文名称：Introduction to nanomaterials science课程性质：选修课程学分数：1.5课程学时数：24授课对象：材料化学专业本课程的前导课程：大学物理、物理化学、材料科学基础等一、课程简介纳米材料学科是近年来兴起并受到普遍关注的一个新的科学领域，它涉及到凝聚态物理、化学、材料、生物等多种学科的知识，对凝聚态物理和材料学科产生了深远的影响。
纳米材料科学导论以化学、化工、材料化学、高分子、应用化学、新能源材料与器件等专业对纳米材料感兴趣的高年级本科生为讲授对象，介绍纳米材料科学的基本知识体系。
二、教学基本内容和要求本课程主要讲授纳米材料的基本概念与性质、制备纳米粒子的物理和化学方法、纳米薄膜材料、纳米固体材料、纳米复合材料等，其目的是使学生掌握各种纳米材料的性能和制备工艺，为正确选择各种纳米材料的制备工艺提供依据，同时也为研究新材料、新性能、新工艺打下理论基础。
第零章绪论课程教学内容：纳米科技、纳米材料的概念与发展历史。
课程的重点、难点：纳米材料的概念是重点，难点是纳米材料的发展及纳米功能器件的制备。
课程教学要求：了解纳米科技的兴起、纳米材料的研究历史、纳米材料的主要研究内容、本课程的特点和学习方法。
第一章纳米材料的基本概念与性质课程教学内容：纳米材料的基本概念，纳米微粒的基本性质，电子能级的不连续性，量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应，宏观量子隧道效应。
纳米微粒的基本性质，纳米微粒的物理特性，纳米微粒的结构与形貌，纳米微粒的热学性质，纳米微粒的磁学性质，纳米微粒的光学性质。
课程的重点、难点：重点：物质层次可以分为微观、介观和宏观三个层次。
纳米科技的诞生是以扫描隧道显微镜和原子力显微镜为先导的。
微观粒子具有二象性，既具有粒子性，又具有波动性。
量子效应：原子和分子中的电子等粒子的能量量子化是电子受到原子核和其它电子所产生的力场的束缚而产生的，这些粒子可以存在多种运动状态，粒子分布呈现波动性。
