納米科學與技術導論

　　本書系統(tǒng)介紹了納米科學技術的各分支領域，對納米科學技術發(fā)展的現(xiàn)狀及應用前景做了較詳細的闡述。在介紹各分支領域時，既有總體敘述也有具體實例的介紹，使讀者便于理解。本書可供大專院校相關專業(yè)師生參考，同時，書中引用了大量文獻，可供研究納米科技專題的科研工作者參考。目錄1納米科學技術的基本概念與發(fā)展歷程111納米科學技術發(fā)展的歷史回顧1111自然界的納米結構1112納米科技概念的提出與發(fā)展2113納米科技概念的形成與相關的重要事件312納米科學技術的定義4121納米4122納米科學和技術413納米科技的研究領域5131納米材料5132納米器件6133納米結構的檢測與表征714納米材料的特性7141小尺寸效應7142表面效應8143量子尺寸效應8144宏觀量子隧道效應915納米科技的深遠影響9151納米科技將促使人類認知的革命9152納米科技將引發(fā)一場新的工業(yè)革命10153納米科技將影響未來人類的生活方式和思維方式1116納米科技的應用展望11161材料和制備12162納米電子學、光電子學、磁學與計算機技術12163納米醫(yī)學和生物學與健康13164國防科技與國家安全14165環(huán)境保護1517發(fā)達國家在納米科技方面研究水平和部署狀況16171發(fā)達國家在納米科技領域內的發(fā)展水平16172發(fā)達國家對納米科技領域的部署1818我國納米科技的發(fā)展狀況20參考文獻232納米科技研究工具：實驗方法和探針2421現(xiàn)代科學和技術的進步24211聚集的粒子束24212電子顯微鏡25213掃描探針電子顯微鏡25214二維和三維的納米結構的操縱27215平行探針簇28216原位測定和過程控制28217納米結構材料的表征2922現(xiàn)有的納米尺度測定和所獲得成就29221單分子操縱和測定30222sem中的納米操縱器32223多功能近場結合和表面力顯微3323納米科技未來的發(fā)展目標34參考文獻373納米科學與技術的理論、建模和模擬4131tm&s是納米科學與技術研究的基礎4132tm&s領域的研究成就43321納米粒子分子計算的計算復雜性尺度和定標（界定）43322納米潤滑作用44323碳納米管模擬46324量子點的模擬46325dna分子動力學的分子模擬47326硅納米晶體中量子限制的模擬48327壓電聚合物的分子動力學模擬4933tm&s的重要發(fā)展領域50參考文獻524納米材料的分散和涂覆5341產(chǎn)品性能的強化5342納米粒子分散與涂覆成功應用所要具備的條件5443納米粒子分散和涂覆的應用行業(yè)5544納米材料分散與涂覆的研究和開發(fā)現(xiàn)狀56441美國56442歐洲和日本5845納米材料的分散與涂覆發(fā)展趨勢59參考文獻615高表面積材料6351高比表面積納米結構材料主要用途和制備途徑6352簇團和納米晶體材料65521納米結構金屬催化劑新的催化性質65522控制至少一維納米粒子用于工業(yè)上具有重要意義的加氫脫硫反應（hds）67523受控的惰性氣體縮合形成鈰納米簇團制備非化學計量ceo2-x納米微晶67524金屬鹽的電化學還原68525用催化離解h2來加強能量貯存6853具有自組裝特征的高表面積材料69531沸石材料69532碳材料71533微孔和密實超薄膜7254納米級制備和表征的未來發(fā)展7355總結74參考文獻746塊體納米材料的性質7661結構性納米材料的力學性能77611彈性性能77612硬度和強度78613延展性和韌性79614超塑性8062納米晶體材料的獨特力學性能8163強磁性納米結構塊體材料82631軟磁納米晶體合金82632永磁材料83633巨磁阻效應（giant magnetoresistance）84634其他強磁性納米晶體材料84635納米晶體儲存氫材料85636納米晶體抗蝕材料8564納米結構塊體材料的應用特征8565納米結構性塊體材料的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)86參考文獻877納米電子器件9071微電子晶體管的結構、運行、小型化障礙91711金屬氧化物半導體場效應晶體管的結構和運行91712fets微型化的難點9372固態(tài)量子效應與單電子納米電子器件94721島、勢阱和量子效應95722諧振隧道器件（resonant tunneling device）97723器件類型間的區(qū)別：其他的能量效應100724納米電子器件的分類10173分子電子學104731分子電子開關器件分類105732分子電子學的簡要背景106733分子線107734量子效應分子電子器件108735電子機械分子電子器件（electromechanical molecular elec~tronic devices）10974討論與結論114參考文獻1158與生物相關的納米粒子、納米結構材料和納米器件12881納米技術的構筑基礎129811合成129812組裝13082分散體系132821藥物傳輸系統(tǒng)132822納米顆粒在衛(wèi)生和污染方面的作用13383高表面積材料133831用于生物分離的薄膜133832細菌細胞表面層作為模板元素13484功能納米結構134841分子計算134842光電子器件134843分子馬達135844應用納米顆粒進行生物輸運的其他形式13585生物電子學13586增強材料13687生物棒狀磁體13688生物納米科學技術發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)137881工程技術與產(chǎn)業(yè)化137882表面相互作用以及生物分子與培養(yǎng)基之間的界面137883生物分子的活性以及在水溶液中的相互作用138884組裝或者模板制備138885納米技術的組合方法138886仿生學和聚合體生物聚合體138參考文獻1389碳納米管14291富勒碳142911富勒碳的結構142912c60的制備和形貌142913c60的性能和應用前景14392碳納米管的結構與分類144921碳納米管的微觀結構145922碳納米管的分類14693碳納米管的物理化學性質148931電磁性能148932力學性能149933熱學性能149934光學性能15094碳納米管的制備152941電弧放電法152942催化裂解法153943激光蒸發(fā)法154944化學氣相沉積法155參考文獻15610納米無機氧化物粉體160101納米二氧化鈦1601011納米二氧化鈦的制備1611012納米二氧化鈦的光催化活性1641013納米二氧化鈦的應用166102納米二氧化硅1681021納米二氧化硅的制備1681022納米二氧化硅的特性1701023納米二氧化硅的應用170103納米三氧化二鋁1721031納米三氧化二鋁制備方法1731032納米三氧化二鋁的應用175104納米氧化鋯1771041納米二氧化鋯的制備技術1781042納米二氧化鋯的應用180105納米氧化鋅1821051納米氧化鋅材料的制備方法1831052納米氧化鋅的用途185參考文獻18711單分子納米化學193111分子導線1931111π共軛低聚物分子導線1941112線性碳橋金屬有機分子導線195112分子電子器件2031121分子開關2031122分子整流器203113繁枝體大分子化合物（dendrimers）2051131基本概念和性質2051132繁枝大分子化合物的分類2061133繁枝體大分子合成方法2081134繁枝體大分子的應用213參考文獻21412納米材料與器件的應用實例219121工業(yè)制造、材料和產(chǎn)品219122醫(yī)學與人體220123農(nóng)業(yè)、水、能源、材料和環(huán)境清潔220124航空222125國家安全222126納米科學技術對未來各行業(yè)領域的商業(yè)影響222127納米技術的一些應用實例2231271磁存儲應用中的巨磁阻效應2231272納米結構催化劑2241273醫(yī)藥2251274納米粒子強化的聚合物2261275電子器件兩個實際應用例子2261276國家安全方面的應用——納米生物探測2271277水純化和脫鹽2281278造紙業(yè)中的應用228

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