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金属纳米颗粒是尺寸在1-100纳米的金属原子聚集体，比光的波长还小。
因其尺寸小，会产生量子限域效应，增加或减少金属原子数目会造成其结构、电子和光学性质的显著改变。
因此，与宏观金属材料不同，金属纳米颗粒的尺寸、形貌以及元素分布决定其力学行为、表面吸附、运输、催化活性和光电性质。
比如金纳米颗粒常用于标记生物分子，一方面，形状影响金纳米颗粒的生物分布（图1）；另一方面，不同大小形状的金纳米粒子会显现出不同的颜色（图2）。
如果想要得到红色的金纳米颗粒，就需要在合成过程中严格控制颗粒的长宽比，否则就很有可能会得到蓝色的颗粒，同时还需要注意不要生成空心的颗粒。
又譬如近年来，传统被认为化学“惰”性的金在纳米尺度表现出特殊的催化性能，其尺寸和形貌是决定催化性能的关键因素。
椭圆形纳米晶磁芯是一种特殊的磁性材料，具有椭圆形的形状，并且由纳米晶粒组成。
纳米晶是一种晶体尺寸在纳米级别（通常为1到100纳米）的材料，其具有特殊的磁性和结构特征。
相比传统的磁性材料，纳米晶材料具有更高的饱和磁感应强度、更低的矫顽力和更低的磁滞回线损耗。
椭圆形的磁芯设计可以使磁场在不同方向上更均匀地分布，从而提供更好的磁场控制和调节能力。
这对于许多应用来说非常重要，例如电源变换器、磁存储设备和传感器等。
椭圆形纳米晶磁芯的制备通常是通过沉积薄膜技术，将纳米晶材料沉积在基底上，并使用适当的工艺进行形状制造和加工。
制备过程中还可能需要进行退火或磁化处理等步骤，以优化其磁性能。
椭圆形纳米晶磁芯在现代电子技术领域具有广泛的应用。
它们可以用于高频变压器、滤波器、电感器和传感器等设备中，通过调节和控制磁场来实现信号传输、能量转换和数据存储等功能。
同时，由于纳米晶材料的特殊性质，椭圆形纳米晶磁芯还能提供更高效的能量转换和更低的能耗表现。
总之，椭圆形纳米晶磁芯作为一种特殊的磁性材料，在电子技术领域具有重要的应用价值，可以用于各种设备中以实现高效的能量转换、信号传输和数据存储等功能。
纳米二氧化硅固体形状
纳米二氧化硅固体是一种具有特殊形状的材料，其微观结构呈现出多样化的形态。
这些形态可以分为球形、棒状、片状和多孔状等不同类型。
球形纳米二氧化硅是最常见的一种形态。
它们的直径通常在几纳米到几百纳米之间，呈现出圆润的外观。
这些球形颗粒由无数个纳米颗粒组成，具有高度均匀的粒径分布。
由于其球形结构，这些颗粒在某些应用中具有良好的流动性和分散性。
另一种常见的形态是棒状纳米二氧化硅。
这些棒状颗粒具有高度延展的形态，其长度可以达到几百纳米，而直径则在几十纳米左右。
棒状纳米二氧化硅由于其长宽比例的不同，可以表现出不同的性质。
例如，当长宽比例较大时，棒状颗粒具有较高的比表面积，可以用于催化剂和吸附剂等领域。
片状纳米二氧化硅是一种具有扁平形态的材料。
它们的厚度通常在几纳米到几十纳米之间，而长度和宽度则可以达到几百纳米。
片状纳米二氧化硅具有较大的表面积和较好的机械性能，因此在电子器件和光学材料等领域得到了广泛的应用。
多孔状纳米二氧化硅也是一种常见的形态。
这些多孔颗粒具有大量的孔洞结构，使其具有较大的比表面积和吸附能力。
多孔状纳米二氧化硅可以用于催化剂载体、药物传输和环境污染治理等领域。
纳米二氧化硅固体形状丰富多样，不同形态的纳米二氧化硅在不同领域具有不同的应用价值。
通过对纳米二氧化硅固体形状的研究，我们可以进一步深入了解其结构与性能之间的关系，并为其在材料科学和应用技术中的应用提供理论依据。
石墨烯纳米片形貌的描述石墨烯，作为一种最薄的材料，被广泛认为是材料科学领域的革命性发现。
它由单层碳原子构成，呈现出六边形的晶格结构，形成了一个二维的平面。
石墨烯的纳米片形貌独特而美丽，让人不禁为之惊叹。
在石墨烯纳米片的表面，每个碳原子都以sp2杂化形式存在，形成了一种紧密排列的结构。
这种结构使得石墨烯具有极高的强度和导电性。
纳米片之间的碳原子通过共价键相互连接，形成了一个稳定而坚固的网络。
这种连接方式使得石墨烯具有出色的机械性能，能够承受巨大的拉伸和压缩力。
石墨烯纳米片的形貌如同一张薄膜覆盖在物质表面上，呈现出透明而闪亮的特点。
它的薄度只有几个原子的厚度，几乎可以被视为二维材料。
这种特殊的形貌使得石墨烯在电子学、光电子学等领域具有巨大的应用潜力。
除了其特殊的形貌外，石墨烯纳米片还具有许多独特的性质。
例如，它具有高度的热导率和光学透明性，能够在高温环境下快速传导热量，并且不会对光线产生明显的散射。
这使得石墨烯在热管理和光学器件方面具有广泛的应用前景。
石墨烯纳米片的制备方法多种多样。
目前最常用的方法是化学气相沉积法和机械剥离法。
化学气相沉积法通过在金属衬底上沉积碳原子，再通过化学处理去除衬底，得到石墨烯纳米片。
机械剥离法则通过用胶带等材料从石墨表面剥离碳原子，逐层剥离形成石墨烯纳米片。
尽管石墨烯纳米片在科学研究和技术应用中具有巨大潜力，但其制备和应用仍然面临许多挑战。
例如，制备工艺需要更高的效率和更低的成本，以满足大规模制备的需求。
此外，石墨烯纳米片的稳定性和可控性也需要进一步提高，以满足不同应用领域的要求。
石墨烯纳米片以其独特的形貌和卓越的性能，引起了科学家们的广泛关注。
它在电子学、光电子学、热管理等领域具有巨大的应用潜力。
随着制备技术的进一步发展和改进，相信石墨烯纳米片将在未来的科技革命中扮演重要角色。
纳米晶体、纳米管、纳米球的制备及应用编者按：纳米技术的发展日新月异。
本文编译了在美国加利福尼亚大学的Berkeley 实验室中最新纳米晶体、纳米管、高聚纳米球的研究成果，以供读者参考。
第一章 纳米晶体的制备及应用第二章 超硬、超强、超级使用的纳米管第三章 树丛状纳米球的制备及应用第一章 纳米晶体的制备及应用因为采纳米技术可能甚至容易制造非常完美的纳米晶体，因而倍受建造大结构部件的亲昧。
化学家Paul Alivisato 共同负责Berkeley 实验室材料科学部和在Berkeley 的加利福尼亚大学化学系。
所以说，Alivisato 在纳米半导体晶体始创领域中，是一位闪烁光芒的科学家之一。
Chemist Paul Alivisatos is a leader in the development of nano-sized crystals that could serve as building blocks for electronic devices a few billionths of a meter in size.纳米晶体是一种由几百到上万原子结合成晶体，形成物体的聚合。
这种聚合常称为“蔟”（cluster）.典型的直径10纳米晶体比分子大但比块状固体要小，因此兼有物理和化学之间的性质。
纳米晶体产生全表面的虚拟而内部却没有，它的性质随晶体尺寸的成长而有相当的不同。
“通过精确控制纳米晶体尺寸和表面，能改变它们的性质，”Alivistos说，“你能改变频带隙、你能改变如何传导电荷、你能改变它归属什么样晶体结构、你甚至能改变它的熔点温度”。
生长无裂痕纳米晶体是相对容易些，因为它们的长度是如此小以致于在成长加工成所需之缺陷时简单到不需要足够的时间。
然而，对同样小长度的纳米晶体，要设法控制它的体积和表面，那是惊人的挑战。
在过去的十年中，Alivisatos和他的研究小组，曾制造出半导体粉末的纳米晶体，并以满足挑战的手段探索改变生长条件的各种方法。
Alivisatos 第一个大的突破之一，是他和他的合作者Shimon Weiss 探索成功了为发射多种色光，而依赖于镉、硒为核，亚硫酸镉为壳的不同体积的球形纳米晶体，这一突破打开了许多潜在应用的大门，包括把这些球形核—壳纳米晶体作为高效荧光标签、标记用于附着特种蛋白的抗体上，当受到光子激发，就发出荧光或激发出色光，这需在共焦点的显微镜下观察。
The images above show the variety of shapes and sizes that nanocrystals can be made to assume. The rod-shaped nanocrystals to the far left can be stacked for possible use in LEDs, while the tetrapod to the far right should be handy for wiring nano-sizeddevices.“有时侯，为了全面刻划生物样品的特征，需用一群细胞作为样品，这时你需要看到标识的结合。
”Alivisatos说。
这种测试需要复合的色光发射，这是采用常规染料分子难以获得的发射。
Cadmium selenide nanocrystals were used to create this fluorescent microscopic image of living 3T3 fibroblast cells. These and other semiconductor nanocrystals could supplement dye-molecules as fluorescent labels for the study of biological materials.Alivisatos和他的同事采用把半导体粉末注射进热的、象肥皂薄膜似的表面活性剂中的方法，来制造纳米晶体。
在他们最近的工作中，他们曾在TOPO和HPA两种混合表面活性剂中制备晶体，每一种表面活性剂以缓慢而不同的方法和半导体粉末反应。
结果使纳米生产出现真正全新的尺寸。
上一年三月，Alivisatos和他的小组发布了一条他们已经制造出两种尺寸的、形状象棒状的镉硒纳米晶体。
而在这以前，他们一直全部报道象圆点球形似的纳米晶体。
论述制造棒形半导体纳米晶体的能力，不仅为扭转新的潜在应用铺平道路，而且还阐明了控制晶体成长是控制形状和大小的关键。
“就是这第一次，任何人已经真正获得控制半导体纳米晶体成长的手段，”Alivisatos说，“通过控制晶体成长的动力学，我们不仅能选择晶体的大小，而且还可使晶体形状不同。
”Colored-alivisatos-rod虽然精确的机理还不清楚，Alivisatos认为镉和硒原子与两个不同的表面活性剂之间的内部反应引起每一种分子只能朝一个方向生长，结果，保持与表面活性剂成直角的相对快速生长速率诱导晶体选择向拉长方向发展，象棒状形晶体具有晶体最大表面积。
随后的试验表明，棒型纳米晶体沿着它们的长轴方向发射偏振光，相反，早期的镉、硒球形纳米晶体则发射非偏振的荧光。
不同形状的纳米晶体被广泛用于定相标记严格的生物附加标签研究中。
其它的试验表明，反射和吸收能之间的间隙，棒形纳米晶体比球形纳米晶体要大。
不同形状对光反射和吸收的不同特点有效地用于对光再吸收可能出现疑难的发光二极管中。
“我们还证明复合纳米棒能被包装和排列，它的另一优点是既用于LEDs又可在光电电池中使用纳米棒晶体。
”特别是最近，Alivisatos 和他的研究室已经熟练地掌握形成泪滴形、箭头形、和甚至具四杆的四角豆荚形半导体纳米晶体生长的条件和速率。
而这些外来的形状没有立刻使用，它可能用于将来建造纳米晶体块。
例如，当四角纳米晶体滴在表面时，它们总是用笔直的第四角着陆于三角晶体上，这对纳米电路电子设备是非常灵巧的特点。
Clored-alivisatos-tetrapod然而，科学家首先必须学习如何把纳米晶体集成更大、更复杂的结构。
被Alivisatos 和他的研究所所追寻，也即是他们的前任Berkeley 实验室研究员Peter Schultz 和Paul McEuen 首先假设的一种想法是，采用DNA作为样板骑在大自然的脊背上。
“在传感器中，我们现在已经具备制造所有‘积木块’的能力，但是我们缺少化学家来告诉我们所有这些‘积木块’应去向哪里，”Alivisatos 说，“可能是，直接用DNA把纳米晶体集成巨大复杂的随机模板。
”在熟知的DNA“旋转梯形物”中，磷酸脂和核糖分子两个系列被“环”连成具一对氮的“碱基”化合物。
有四种类型的碱基——腺瞟呤（A）、胞蜜啶（C）、鸟瞟呤（G）和胸腺蜜啶（T）。
A总是和T成对，G总是和C连结。
Alivisatos 他的同事采用把“连结”分子附着于单一系列DNA碎片上直到100个碱基长度（约33纳米）这一高度特殊的建筑学程序，目的是要与5-10纳米金晶体交联。
当这些纳米晶体/DNA共轭与包含补充DNA在共轭顺序的基础序列中混合时，这互补基础相互认识并配对成双链DNA。
依据这种方法，DNA作为样板为制造纳米晶体分子服务。
Alivisatos说，“我们正在战略上使用。
把DNA连结于金纳米晶体上是一个统计过程。
根据判断DNA结合到纳米晶体上的速率，我们能控制每一共轭颗粒上DNA链的平均数量。
”按照尺寸大小分离和离析需采用什方法？Alivisatos和他的同事最近采用了“凝胶电泳”技术，这是一种在生物学上分离不同长度DNA碎片的标准工具。
把纳米晶体/DNA共轭放入多孔凝胶槽中，在正负极电场作用下，能分离和离析附着于1~5单链DNA片段上的金纳米晶体。
Alivisatos说：“由于DNA依附常能产生具有良好数量DNA链的纳米晶体/DNA共轭，所以，我们论证了颗粒迁移的转换性（在电场凝胶中）。
DNA is being used as a template for assemblingnanocrystals into macromolecules. Herenanocrystals of gold attached to a single strand ofDNA are brought together into a desiredalignment as the DNA's double-helix is formed.(Illustration by Meg Holm)包含DNA 在内的信息证据能被用于半导体纳米晶体立体结构的制造，而这样一来，便可为建造块状的纳米技术创造条件。
虽然这种集成迄今仍相对简单，但提示的是纳米晶体/DNA 共轭能被用制造各种尺寸和复杂的结构和设备，以便今天用于李氏照相的半导体线路板上。
“我们已经表明，我们能使用有机化学去直接集成无机晶体，”Alivisatos 说，“这是把DNA 从生物学转到材料世界的第一步。
”第二章 超硬、超强、超级使用的纳米管Alex Zettl 做出了你决不会看到的惊人设备—-至少你需要借助于电子显微镜。
Zettl ，一个共同负责Berkely 实验室材料科学部（MSD ）和在Berkeley的加里福尼亚大学的物理系工作的物理学家，曾独创世界最小人造轴承和机械开关、世界最小的室温二极管、本身具有潜在导线作用的“立方体管”（tube cube）电子管设备，从空管大分子做成的设备，其直径仅有几个纳米大小（米的负九次方）。
称这样一种大分子为“纳米管”他们已经承诺为将到来的纳米时代加速许多纳米管的制造。
纳米管不仅要求全范围的电和热传导的性质，（它们传导热要比其它熟知的材料更好），而且它们要比钢高几百倍的强度，比金刚钻更耐用。
它们使用于电上的潜力完全是令人惊奇的，如果把包装在半英吋立方体中的纳米管展开头尾相接，它们将伸展达到约250000里长。
Single-walled carbon nanotubes are so oxygen-sensitive that the absorption of even a few atoms of oxygen (shown in green) can change semiconducting tubes into conductors.“最激动人心的事是我们现在在实验室里制造和研究的许多结构与我们每天的生活密切相关。
从作为结构材料使用到电子材料，到化学传感器的使用”，Zettl说，“在几乎任何技术应用中，你都要想到纳米管对其产生的影响。
”纳米管是原子的两维晶体线片，它被卷曲并在卷曲的接缝处连结形成密闭的圆筒。
