1.表面效應(yīng)是指隨著顆粒尺寸的減小，納米顆粒表面原子與總原子的比例急劇增加而引起的性質(zhì)變化。表9-2顯示了納米粒子的尺寸和表面原子數(shù)量之間的關(guān)系。隨著顆粒尺寸的減小，表面原子的數(shù)量迅速增加。此外，隨著粒徑的減小，納米粒子的表面積和表面能迅速增加。這主要是因?yàn)榱皆叫。砻娴脑釉蕉?。表面原子的晶場環(huán)境和結(jié)合能與內(nèi)部原子不同。表面原子周圍有許多懸空鍵，這些懸空鍵是不飽和的，容易被其他原子結(jié)合穩(wěn)定，因而表現(xiàn)出很大的化學(xué)和催化活性。

 

　　2.當(dāng)量子尺寸粒子的尺寸下降到一定值時，接近費(fèi)米能級的電子能級從準(zhǔn)連續(xù)能級變?yōu)殡x散能級的現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。Kubo用一個電子模型來計(jì)算金屬超細(xì)粒子的能級間距：Ef是4Ef/3N公式中的費(fèi)米勢能，N是粒子中的原子數(shù)。宏觀物體的n趨于無窮大，所以能級間距趨于零。因?yàn)樵訑?shù)有限，N值很小，所以納米粒子有一定的值，即能級間距是分裂的。半導(dǎo)體納米粒子的電子態(tài)隨著尺寸的減小，從塊體材料的連續(xù)能帶過渡到具有離散結(jié)構(gòu)的能級，這體現(xiàn)在吸收光譜上，即從沒有結(jié)構(gòu)的寬吸收帶過渡到具有結(jié)構(gòu)的吸收特性。納米粒子中電子在離散量子化能級上的漲落帶來了納米粒子的一系列特性，如高光學(xué)非線性、特定的催化和光催化性能等。

 

　　3.量子隧穿微觀粒子穿透勢壘的能力稱為隧穿效應(yīng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一些宏觀量，如微觀粒子的磁化強(qiáng)度、量子相干器件的磁通量、電荷等，也具有隧穿效應(yīng)，可以通過宏觀系統(tǒng)的勢壘發(fā)生變化，因此稱之為宏觀量子隧穿效應(yīng)。這個概念可以定性解釋超細(xì)鎳顆粒在低溫下的超順磁性。

 

　　4.介電約束納米粒子的介電約束效應(yīng)不太明顯。在實(shí)際樣品中，粒子周圍是空氣、聚合物、玻璃和溶劑，這些介質(zhì)的折射率通常低于無機(jī)半導(dǎo)體。當(dāng)被光照射時，由于不同的折射率而產(chǎn)生界面，并且與納米半導(dǎo)體表面、納米半導(dǎo)體表面甚至納米顆粒內(nèi)部相鄰的區(qū)域的場強(qiáng)與照射光的光強(qiáng)相比增加。這種局部場強(qiáng)效應(yīng)對半導(dǎo)體納米粒子的光物理和非線性光學(xué)性質(zhì)有直接影響。對于用于多相反應(yīng)體系的無機(jī)-有機(jī)雜化材料和光催化材料，介電約束效應(yīng)對反應(yīng)過程和動力學(xué)有重要影響。擴(kuò)展數(shù)據(jù)：納米材料大致可以分為四類：納米粉體、納米纖維、納米薄膜、納米塊體等。其中納米粉體發(fā)展時間最長，技術(shù)最成熟，是生產(chǎn)其他三類產(chǎn)品的基礎(chǔ)。1納米陶瓷納米技術(shù)開發(fā)的納米陶瓷材料利用納米粉體對現(xiàn)有陶瓷進(jìn)行改性。通過添加或生成納米粒子、晶須、片狀纖維等。在陶瓷中，晶粒、晶界及其結(jié)合達(dá)到納米級，材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大大提高。它克服了工程陶瓷的許多缺點(diǎn)，對材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和磁光性能有重要影響，為替代工程陶瓷開辟了一個新的領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，納米陶瓷應(yīng)運(yùn)而生，并有望得到克服。陶瓷材料的脆性使陶瓷像金屬一樣具有柔韌性和可加工性。英國材料學(xué)家卡恩指出，納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。納米耐高溫陶瓷粉末涂料是一種通過化學(xué)反應(yīng)形成耐高溫陶瓷涂層的材料。2納米粉末，也稱為超細(xì)粉末或超細(xì)粉末，通常指粉末或顆粒

 

　　微芯片導(dǎo)熱基板和布線材料；微電子封裝材料；光電材料；先進(jìn)的電池電極材料；太陽能電池材料；高效催化劑；高效助燃劑；敏感元素；高韌性陶瓷材料(陶瓷發(fā)動機(jī)用不易碎陶瓷等。人體修復(fù)材料；抗癌制劑等。3納米纖維是指直徑為納米、長度較長的線狀材料。可用于：微導(dǎo)體、微纖維(未來量子計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)的重要組成部分)材料；新型激光器或LED材料等。靜電紡絲是一種簡單易行的制備無機(jī)納米纖維的方法。4納米薄膜納米薄膜分為顆粒薄膜和致密薄膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起的薄膜，中間有一個非常細(xì)小的縫隙。致密膜是指膜層致密但晶粒尺寸為納米的薄膜?？捎糜冢簹怏w催化(如汽車尾氣處理)材料；過濾材料；高密度磁記錄材料；感光材料；平板顯示材料；超導(dǎo)材料等。5納米塊體納米塊體是通過高壓成型納米粉體或控制金屬液體結(jié)晶得到的納米晶材料。主要用途有：超高強(qiáng)度材料；智能金屬材料等。應(yīng)用：1。天然納米材料海龜在美國佛羅里達(dá)州產(chǎn)卵。然而，小海龜出生后，為了生存和成長，必須游到英國附近的水域。最后，成年海龜必須回到佛羅里達(dá)產(chǎn)卵。這樣來回大概需要5 ~ 6年。烏龜為什么能走幾萬公里？他們依靠大腦中的納米磁性材料來精確導(dǎo)航。當(dāng)生物學(xué)家研究為什么鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物從不迷路時，他們也發(fā)現(xiàn)這些生物體內(nèi)存在納米材料來引導(dǎo)它們。2.納米磁性材料實(shí)際使用的納米材料大多是人工制造的。

 

　　納米磁性材料具有非常特殊的磁性，納米顆粒尺寸小，磁疇結(jié)構(gòu)單一，矯頑力高。由它制成的磁記錄材料不僅具有良好的音質(zhì)、圖像和信噪比，而且記錄密度比-Fe2O3高幾倍。超順磁性強(qiáng)磁性納米粒子也可制成磁性液體，可用于電聲器件、阻尼器件、旋轉(zhuǎn)密封、潤滑、礦物加工等領(lǐng)域。3.納米陶瓷材料在傳統(tǒng)陶瓷材料中，顆粒不易滑動，材料易碎，燒結(jié)溫度高。納米陶瓷的晶粒尺寸小，容易在其他晶粒上移動。因此，納米陶瓷材料具有極高的強(qiáng)度、高韌性和良好的延展性，這使得納米陶瓷材料可以在常溫或亞高溫下進(jìn)行冷加工。如果在亞高溫下形成納米陶瓷顆粒，然后在表面退火，納米材料可以成為表面具有常規(guī)陶瓷材料硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，內(nèi)部具有納米材料延展性的高性能陶瓷。4.納米傳感器納米氧化鋯、氧化鎳、二氧化鈦等陶瓷對溫度變化、紅外線以及汽車尾氣都十分敏感。因此，可以用它們制作溫度傳感器、紅外線檢測儀和汽車尾氣檢測儀，檢測靈敏度比普通的同類陶瓷傳感器高得多。5、納米傾斜功能材料在航天用的氫氧發(fā)動機(jī)中，燃燒室的內(nèi)表面需要耐高溫，其外表面要與冷卻劑接觸。因此，內(nèi)表面要用陶瓷制作，外表面則要用導(dǎo)熱性良好的金屬制作。但塊狀陶瓷和金屬很難結(jié)合在一起。如果制作時在金屬和陶瓷之間使其成分逐漸地連續(xù)變化，讓金屬和陶瓷“你中有我、我中有你”。最終便能結(jié)合在一起形成傾斜功能材料，它的意思是其中的成分變化像一個傾斜的梯子。