纳米科技导论

《纳米科技导论》系统介绍了纳米科技的提出、发展与基本内涵，详细阐述了纳米体系理论基础、纳米材料、纳米测量与加工技术等基础知识，重点介绍了微纳机电系统、纳米电子学、纳米生物医学三大交叉领域，简要介绍了纳米塑料、纳米陶瓷、纳米复合纤维、纳米复合涂料、纳米磁性液体等典型应用实例。《纳米科技导论》内容较为全面，完整涵盖了纳米科技的基础理论、技术方法、应用领域等，不仅可作为高等院校理工类本科教学用书，也可作为普及纳米科技知识的基础教程和相关科技人员的参考用书。

鲍久圣，中国矿业大学机电工程学院，副主任、教授，鲍久圣教授现为中国矿业大学机电工程学院教授、博士生导师，现任江苏省矿山智能采掘装备协同创新中心副主任，曾入选江苏省“333人才工程”中青年科学技术带头人、江苏省“双创计划”企业创新博士、江苏省“六大人才高峰”高层次人才培养对象。

第1章 绪论
1．1纳米科技的提出与发展1
1．1．1介观世界的发展1
1．1．2纳米科技概念的提出2
1．1．3纳米科技的发展历史3
1．2纳米科技的基本内涵6
1．2．1纳米科技的研究内容6
1．2．2纳米科技的研究方法9
1．2．3纳米科技的研究意义9
1．3纳米科技的研究现状与发展趋势11
1．3．1国际纳米科技的发展现状12
1．3．2我国纳米科技的发展现状14
1．3．3我国纳米科技的发展目标16
思考题17
第2章 纳米体系理论基础
2．1物理学相关基础理论18
2．1．1量子物理简介18
2．1．2量子统计简介27
2．1．3介观物理简介28
2．2纳米材料体系物理效应30
2．2．1电子能级的不连续性31
2．2．2量子尺寸效应32
2．2．3小尺寸效应33
2．2．4表面效应35
2．2．5量子隧穿效应36
2．3纳米材料的化学性质37
2．3．1纳米粒子的催化作用37
2．3．2半导体纳米粒子的光催化效应38
2．3．3纳米材料的化学吸附特性39
思考题40
第3章 纳米材料基础
3．1纳米材料的分类41
3．1．1纳米材料的定义及分类方法41
3．1．2纳米材料的维度分类41
3．2纳米材料的表面修饰与制备方法42
3．2．1纳米材料的自发团聚问题42
3．2．2纳米材料的表面修饰方法43
3．2．3纳米微粒的主要制备方法46
3．2．4超分子体系与分子自组装技术54
3．3纳米碳材料56
3．3．1富勒烯56
3．3．2碳纳米管58
3．3．3石墨烯65
3．4纳米粉体材料66
3．4．1纳米粉体的团聚控制66
3．4．2纳米粉体分散体系67
3．4．3纳米粉体的制备68
3．4．4纳米粉体的应用69
3．5纳米薄膜材料70
3．5．1纳米薄膜的制备71
3．5．2纳米薄膜的性能73
3．5．3纳米薄膜的应用76
3．5．4LB膜及其应用79
3．6纳米块体材料81
3．6．1纳米块体的制备82
3．6．2纳米块体的结构特点84
3．6．3纳米块体的性能86
3．6．4纳米块体的应用94
3．7纳米复合材料96
3．7．1金属基纳米复合材料97
3．7．2聚合物基纳米复合材料97
3．7．3陶瓷基纳米复合材料97
思考题98
第4章 纳米测量与加工技术
4．1纳米粒子的表征及测量99
4．1．1纳米粉体粒度的表征99
4．1．2纳米粉体粒度及形状测量101
4．1．3纳米粒子表面电性能测量103
4．2纳米测量技术104
4．2．1电子显微技术104
4．2．2扫描探针显微技术105
4．2．3衍射测量技术110
4．2．4谱学测量技术111
4．2．5热分析测量技术113
4．3微纳加工技术114
4．3．1光学曝光技术114
4．3．2电子束刻蚀技术115
4．3．3聚焦离子束技术116
4．3．4纳米压印技术117
思考题118
第5章 微纳机电系统
5．1微机械发展历程120
5．2纳米机械学基础122
5．2．1微机械的基本特性122
5．2．2微机械的基础材料123
5．2．3微机械的加工方法123
5．3纳米摩擦学127
5．3．1零摩擦127
5．3．2零磨损128
5．3．3薄膜润滑129
5．4微纳机电器件130
5．4．1微传感器130
5．4．2微执行器件132
5．4．3微能源装置136
思考题137
第6章 纳米电子学
6．1微电子技术的发展139
6．1．1微电子技术发展的摩尔定律139
6．1．2微电子技术发展的制约因素140
6．2纳米电子学基础142
6．2．1纳米电子学的理论基础142
6．2．2纳米电子学的技术途径143
6．3纳米电子材料及其组装技术144
6．3．1纳米电子材料144
6．3．2纳米结构组装技术145
6．4纳米电子器件148
6．4．1电子器件的发展历程148
6．4．2纳米电子器件的分类149
6．4．3典型纳米电子器件149
思考题157
第7章 纳米生物医学
7．1分子生物学158
7．1．1脱氧核糖核酸（DNA）159
7．1．2基因工程160
7．2纳米医学163
7．2．1纳米医学领域163
7．2．2纳米医用材料165
7．2．3纳米医用仪器166
7．2．4纳米医用机器人167
7．3纳米生物计算机168
7．3．1纳米生物芯片169
7．3．2纳米生物计算机171
7．4纳米生物机械172
7．4．1纳米马达172
7．4．2纳米轴承173
7．4．3其他纳米生物机械175
7．5纳米生物伦理问题175
7．5．1纳米技术的双面性175
7．5．2纳米技术伦理问题176
7．5．3纳米伦理问题研究177
思考题179
第8章 纳米科技典型应用实例
8．1纳米塑料180
8．1．1纳米塑料的制备方法180
8．1．2纳米塑料的性能183
8．1．3典型纳米塑料186
8．2纳米陶瓷188
8．2．1纳米陶瓷的制备工艺189
8．2．2纳米陶瓷的性能191
8．2．3纳米陶瓷的应用193
8．3纳米复合纤维195
8．3．1纳米复合纤维的制备方法195
8．3．2纳米复合纤维的功能特性195
8．4纳米复合涂料201
8．4．1纳米复合涂料的制备方法202
8．4．2纳米复合涂料的分类和功能203
8．4．3纳米复合涂料实例206
8．5纳米磁性液体207
8．5．1纳米磁性液体的组成207
8．5．2纳米磁性液体的特性209
8．5．3纳米磁性液体的制备210
8．5．4纳米磁性液体的应用212
8．6纳米科技在能源领域的应用220
8．6．1太阳能电池220
8．6．2燃料电池224
8．6．3锂离子电池225
8．6．4储氢材料226
8．6．5超级电容器228
8．7纳米科技在环保领域的应用230
8．7．1水处理230
8．7．2空气污染控制233
8．7．3其他环保应用235
8．8纳米科技在军事领域的应用236
8．8．1纳米材料在武器装备中的应用236
8．8．2纳米隐身技术239
8．8．3纳米信息装备241
8．8．4纳米攻击装备243
思考题245
参考文献