纳米材料学简明教程(高等学校教材)

作者结合自己多年的教学和科研积累，同时注意学习、借鉴国内以及欧美、日本等西方国家的先进经验（书中大部分写作系在国外完成），编写了此教科书。书中将介绍一些与纳米材料有关的化学、物理和生物学等方面的知识，故统称为纳米材料学。本教科书具有以下三个特点：（1）知识介绍的系统性——书中内容基本覆盖了纳米材料研究中所关注的主要领域，最后还有纳米材料科技论文英文撰写方面的知识介绍；（2）知识介绍的梯度性——既有较多基础性的知识介绍，也有部分科研新进展、新概念等提高性的内容；（3）知识介绍的趣味性——注重形象化比喻，并时常引入人文科学、美学等方面的知识，各章均附有一些相关插图。本书可作纳米材料和其他相关课程的教科书或教学参考书，适合硕士、博士研究生和高年级本科生的学习（每章均有习题和思考题，并附有部分答案）。

无

绪论纳米科技及发展简史1 01纳米科技与纳米材料1 02从诺贝尔奖中寻觅纳米科技发展的踪迹2 03从全球性一些重要科技期刊的发展史看纳米材料研究的旺盛活力4 04纳米材料学是一门年轻但具有深厚积淀的学科5 参考文献6 思考题与习题6 第1章纳米材料的重要特性7 11纳米材料与纳米结构7 111关于纳米材料与纳米结构7 112纳米材料的微结构及品质评价8 12重要特性10 121表面与界面效应10 122小尺寸效应12 123量子尺寸效应12 124宏观量子隧道效应14 125纳米材料的可见光谱学14 参考文献17 思考题与习题18 第2章纳米材料的制备19 21关于纳米材料的制备19 22物理方法制备纳米材料19 221应用特殊的加热手段20 222气体冷凝法20 223等离子体法21 224机械研磨22 225高温高压法23 226原子能辐照23 23化学方法制备纳米材料24 231化学方法制备纳米材料的基本思想24 232化学沉积法27 233水热及溶剂热法29 234微乳液法30 235溶胶凝胶法31 236气液固(VLS)法32 237纯粹固相化学反应法33 238其他的一些物理化学手段34 24一些纳米材料制备的研究进展35 241模板合成法35 242CVD法的延伸与拓展35 243溶胶凝胶法的发展37 244相转移法39 参考文献39 思考题与习题40 第3章纳米材料结构表征41 31纳米材料结构的XRD表征41 311XRD谱图41 312谢乐公式42 313纳米薄膜的XRD表征44 32纳米材料结构的气体吸附法表征46 321比表面积的BET法测定46 322孔径分布测定48 33纳米材料结构的显微观察48 331纳米材料结构的电子显微观察49 332纳米材料结构表征的STM和AFM技术53 34XRD与TEM对纳米材料结构的综合分析57 341一次纳米粒子与二次纳米粒子57 342粒径分布57 343XRD与HRTEM58 344XRD与ED58 345有序结构纳米材料的表征62 参考文献63 思考题与习题64 第4章纳米材料晶体学66 41关于ZnO的六方晶型66 42表面缺陷67 43纳米晶体生长的取向性69 44纳米材料晶体学研究若干进展70 441纳米晶体表面原子数的计算70 442介晶结构72 443超晶格74 444锐钛矿型纳米TiO2晶体晶面的控制性生长76 445纳米催化剂活性因素研究及新进展78 参考文献79 思考题与习题79 第5章纳米材料磁学81 51有关磁学的一些基本概念81 511材料的磁性及居里温度82 512磁滞回线及相关概念84 513磁能、磁各向异性和磁畴84 52磁性纳米材料85 53纳米材料特殊的磁性质86 531各向异性86 532磁性长度87 533磁畴87 534超顺磁性89 535交换作用90 536居里温度91 参考文献91 思考题与习题91 第6章纳米材料电子学与光电子学93 61从计算机技术的发展过程谈起93 611计算机存储技术93 612计算机控制和运算技术96 62纳米材料电子学重要理论基础98 621单电子输运理论98 622弹道输运理论99 623压电效应99 63纳米材料电子学研究进展简介99 631纳米尺度集成电路发展的障碍及解决对策99 632纳米发电机100 64纳米材料光电子学简介101 641能隙101 642发光纳米半导体材料102 参考文献104 思考题与习题104 第7章纳米材料生物学105 71生物领域中的纳米材料和纳米结构105 711DNA的纳米结构106 712蛋白质的纳米结构106 713病毒108 714动植物界丰富的纳米结构110 72纳米机器111 721天然的纳米机器——DNA111 722生物分子马达111 73生物识别技术112 731基于纳米金的识别技术113 732量子点113 74纳米材料生物学研究进展115 741蛋白质结构形态的改变115 742核酸作模板制备纳米材料116 参考文献117 思考题与习题117 第8章自组装与超分子结构118 81超分子化学118 82自组装的概念119 83一些重要的超分子结构122 831单分子薄膜122 832金属有机化合物和配合物123 833有机物128 834其他133 参考文献135 思考题与习题135 第9章重要的纳米材料137 91单质138 911碳纳米材料138 912金属143 92二元无机非金属化合物144 921氧化物144 922硫化物147 923其他148 93二元金属纳米材料150 94其他无机化合物150 941硅酸盐纳米材料150 942钙钛矿型晶体151 943尖晶石型晶体152 944烧绿石型晶体153 95有机物155 参考文献156 思考题与习题156 第10章纳米材料的应用159 101金属纳米材料159 1011力学性能159 1012软磁性能159 1013催化性能160 1014储氢性能160 102磁性液体160 1021磁性液体及其性能160 1022磁性液体的应用161 103纳米复合材料161 1031在医学、生物领域中的应用161 1032纳米催化剂165 1033高分子/纳米复合材料166 104纳米器件与装置168 1041新型太阳能电池168 1042光催化169 1043传感器171 参考文献172 思考题与习题172 第11章纳米材料研究英文论文的写作 及范例50句173 111标题174 112摘要174 113前言176 114实验部分178 115结果和讨论179 116结论181 117其他部分182 参考文献183 思考题与习题184 部分思考题与习题参考答案186