納米科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論

　　本書系統(tǒng)介紹了納米科學(xué)技術(shù)的各分支領(lǐng)域，對納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景做了較詳細(xì)的闡述。在介紹各分支領(lǐng)域時(shí)，既有總體敘述也有具體實(shí)例的介紹，使讀者便于理解。本書可供大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考，同時(shí)，書中引用了大量文獻(xiàn)，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(xué)技術(shù)的基本概念與發(fā)展歷程111納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史回顧1111自然界的納米結(jié)構(gòu)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(guān)的重要事件312納米科學(xué)技術(shù)的定義4121納米4122納米科學(xué)和技術(shù)413納米科技的研究領(lǐng)域5131納米材料5132納米器件6133納米結(jié)構(gòu)的檢測與表征714納米材料的特性7141小尺寸效應(yīng)7142表面效應(yīng)8143量子尺寸效應(yīng)8144宏觀量子隧道效應(yīng)915納米科技的深遠(yuǎn)影響9151納米科技將促使人類認(rèn)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(yīng)用展望11161材料和制備12162納米電子學(xué)、光電子學(xué)、磁學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)12163納米醫(yī)學(xué)和生物學(xué)與健康13164國防科技與國家安全14165環(huán)境保護(hù)1517發(fā)達(dá)國家在納米科技方面研究水平和部署狀況16171發(fā)達(dá)國家在納米科技領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展水平16172發(fā)達(dá)國家對納米科技領(lǐng)域的部署1818我國納米科技的發(fā)展?fàn)顩r20參考文獻(xiàn)232納米科技研究工具：實(shí)驗(yàn)方法和探針2421現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)合和表面力顯微3323納米科技未來的發(fā)展目標(biāo)34參考文獻(xiàn)373納米科學(xué)與技術(shù)的理論、建模和模擬4131tm&s是納米科學(xué)與技術(shù)研究的基礎(chǔ)4132tm&s領(lǐng)域的研究成就43321納米粒子分子計(jì)算的計(jì)算復(fù)雜性尺度和定標(biāo)（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(diǎn)的模擬46325dna分子動力學(xué)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(xué)模擬4933tm&s的重要發(fā)展領(lǐng)域50參考文獻(xiàn)524納米材料的分散和涂覆5341產(chǎn)品性能的強(qiáng)化5342納米粒子分散與涂覆成功應(yīng)用所要具備的條件5443納米粒子分散和涂覆的應(yīng)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(xiàn)615高表面積材料6351高比表面積納米結(jié)構(gòu)材料主要用途和制備途徑6352簇團(tuán)和納米晶體材料65521納米結(jié)構(gòu)金屬催化劑新的催化性質(zhì)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(yīng)（hds）67523受控的惰性氣體縮合形成鈰納米簇團(tuán)制備非化學(xué)計(jì)量ceo2-x納米微晶67524金屬鹽的電化學(xué)還原68525用催化離解h2來加強(qiáng)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(shí)超薄膜7254納米級制備和表征的未來發(fā)展7355總結(jié)74參考文獻(xiàn)746塊體納米材料的性質(zhì)7661結(jié)構(gòu)性納米材料的力學(xué)性能77611彈性性能77612硬度和強(qiáng)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(dú)特力學(xué)性能8163強(qiáng)磁性納米結(jié)構(gòu)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(yīng)（giant magnetoresistance）84634其他強(qiáng)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(jié)構(gòu)塊體材料的應(yīng)用特征8565納米結(jié)構(gòu)性塊體材料的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)86參考文獻(xiàn)877納米電子器件9071微電子晶體管的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行、小型化障礙91711金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行91712fets微型化的難點(diǎn)9372固態(tài)量子效應(yīng)與單電子納米電子器件94721島、勢阱和量子效應(yīng)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(yīng)100724納米電子器件的分類10173分子電子學(xué)104731分子電子開關(guān)器件分類105732分子電子學(xué)的簡要背景106733分子線107734量子效應(yīng)分子電子器件108735電子機(jī)械分子電子器件（electromechanical molecular elec~tronic devices）10974討論與結(jié)論114參考文獻(xiàn)1158與生物相關(guān)的納米粒子、納米結(jié)構(gòu)材料和納米器件12881納米技術(shù)的構(gòu)筑基礎(chǔ)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(xì)菌細(xì)胞表面層作為模板元素13484功能納米結(jié)構(gòu)134841分子計(jì)算134842光電子器件134843分子馬達(dá)135844應(yīng)用納米顆粒進(jìn)行生物輸運(yùn)的其他形式13585生物電子學(xué)13586增強(qiáng)材料13687生物棒狀磁體13688生物納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)137881工程技術(shù)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(shù)的組合方法138886仿生學(xué)和聚合體生物聚合體138參考文獻(xiàn)1389碳納米管14291富勒碳142911富勒碳的結(jié)構(gòu)142912c60的制備和形貌142913c60的性能和應(yīng)用前景14392碳納米管的結(jié)構(gòu)與分類144921碳納米管的微觀結(jié)構(gòu)145922碳納米管的分類14693碳納米管的物理化學(xué)性質(zhì)148931電磁性能148932力學(xué)性能149933熱學(xué)性能149934光學(xué)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(xué)氣相沉積法155參考文獻(xiàn)15610納米無機(jī)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用175104納米氧化鋯1771041納米二氧化鋯的制備技術(shù)1781042納米二氧化鋯的應(yīng)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(xiàn)18711單分子納米化學(xué)193111分子導(dǎo)線1931111π共軛低聚物分子導(dǎo)線1941112線性碳橋金屬有機(jī)分子導(dǎo)線195112分子電子器件2031121分子開關(guān)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(zhì)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(yīng)用213參考文獻(xiàn)21412納米材料與器件的應(yīng)用實(shí)例219121工業(yè)制造、材料和產(chǎn)品219122醫(yī)學(xué)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(xué)技術(shù)對未來各行業(yè)領(lǐng)域的商業(yè)影響222127納米技術(shù)的一些應(yīng)用實(shí)例2231271磁存儲應(yīng)用中的巨磁阻效應(yīng)2231272納米結(jié)構(gòu)催化劑2241273醫(yī)藥2251274納米粒子強(qiáng)化的聚合物2261275電子器件兩個(gè)實(shí)際應(yīng)用例子2261276國家安全方面的應(yīng)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(yīng)用228

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