纳米科学与技术导论PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

纳米科学与技术导论PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

1 纳米科学技术的基本概念与发展历程1

1.1 纳米科学技术发展的历史回顾1

1.1.1 自然界的纳米结构1

1.1.2 纳米科技概念的提出与发展2

1.1.3 纳米科技概念的形成与相关的重要事件3

1.2 纳米科学技术的定义4

1.2.1 纳米4

1.2.2 纳米科学和技术4

1.3 纳米科技的研究领域5

1.3.1 纳米材料5

1.3.2 纳米器件6

1.3.3 纳米结构的检测与表征7

1.4 纳米材料的特性7

1.4.1 小尺寸效应7

1.4.2 表面效应8

1.4.3 量子尺寸效应8

1.4.4 宏观量子隧道效应9

1.5 纳米科技的深远影响9

1.5.1 纳米科技将促使人类认知的革命9

1.5.2 纳米科技将引发一场新的工业革命10

1.5.3 纳米科技将影响未来人类的生活方式和思维方式11

1.6 纳米科技的应用展望11

1.6.1 材料和制备12

1.6.2 纳米电子学、光电子学、磁学与计算机技术12

1.6.3 纳米医学和生物学与健康13

1.6.4 国防科技与国家安全14

1.6.5 环境保护15

1.7 发达国家在纳米科技方面研究水平和部署状况16

1.7.1 发达国家在纳米科技领域内的发展水平16

1.7.2 发达国家对纳米科技领域的部署18

1.8 我国纳米科技的发展状况20

参考文献23

2 纳米科技研究工具：实验方法和探针24

2.1 现代科学和技术的进步24

2.1.1 聚集的粒子束24

2.1.2 电子显微镜25

2.1.3 扫描探针电子显微镜25

2.1.4 二维和三维的纳米结构的操纵27

2.1.5 平行探针簇28

2.1.6 原位测定和过程控制28

2.1.7 纳米结构材料的表征29

2.2 现有的纳米尺度测定和所获得成就29

2.2.1 单分子操纵和测定30

2.2.2 SEM中的纳米操纵器32

2.2.3 多功能近场结合和表面力显微33

2.3 纳米科技未来的发展目标34

参考文献37

3 纳米科学与技术的理论、建模和模拟41

3.1 TM&S是纳米科学与技术研究的基础41

3.2 TM&S领域的研究成就43

3.2.1 纳米粒子分子计算的计算复杂性尺度和定标（界定）43

3.2.2 纳米润滑作用44

3.2.3 碳纳米管模拟46

3.2.4 量子点的模拟46

3.2.5 DNA分子动力学的分子模拟47

3.2.6 硅纳米晶体中量子限制的模拟48

3.2.7 压电聚合物的分子动力学模拟49

3.3 TM&S的重要发展领域50

参考文献52

4 纳米材料的分散和涂覆53

4.1 产品性能的强化53

4.2 纳米粒子分散与涂覆成功应用所要具备的条件54

4.3 纳米粒子分散和涂覆的应用行业55

4.4 纳米材料分散与涂覆的研究和开发现状56

4.4.1 美国56

4.4.2 欧洲和日本58

4.5 纳米材料的分散与涂覆发展趋势59

参考文献61

5 高表面积材料63

5.1 高比表面积纳米结构材料主要用途和制备途径63

5.2 簇团和纳米晶体材料65

5.2.1 纳米结构金属催化剂新的催化性质65

5.2.2 控制至少一维纳米粒子用于工业上具有重要意义的加氢脱硫反应（HDS）67

5.2.3 受控的惰性气体缩合形成铈纳米簇团制备非化学计量CeO2x纳米微晶67

5.2.4 金属盐的电化学还原68

5.2.5 用催化离解H2来加强能量贮存68

5.3 具有自组装特征的高表面积材料69

5.3.1 沸石材料69

5.3.2 碳材料71

5.3.3 微孔和密实超薄膜72

5.4 纳米级制备和表征的未来发展73

5.5 总结74

参考文献74

6 块体纳米材料的性质76

6.1 结构性纳米材料的力学性能77

6.1.1 弹性性能77

6.1.2 硬度和强度78

6.1.3 延展性和韧性79

6.1.4 超塑性80

6.2 纳米晶体材料的独特力学性能81

6.3 强磁性纳米结构块体材料82

6.3.1 软磁纳米晶体合金82

6.3.2 永磁材料83

6.3.3 巨磁阻效应（Giant Magnetoresistance）84

6.3.4 其他强磁性纳米晶体材料84

6.3.5 纳米晶体储存氢材料85

6.3.6 纳米晶体抗蚀材料85

6.4 纳米结构块体材料的应用特征85

6.5 纳米结构性块体材料的发展机遇与挑战86

参考文献87

7 纳米电子器件90

7.1 微电子晶体管的结构、运行、小型化障碍91

7.1.1 金属氧化物半导体场效应晶体管的结构和运行91

7.1.2 FETs微型化的难点93

7.2 固态量子效应与单电子纳米电子器件94

7.2.1 岛、势阱和量子效应95

7.2.2 谐振隧道器件（resonant tunneling device）97

7.2.3 器件类型间的区别：其他的能量效应100

7.2.4 纳米电子器件的分类101

7.3 分子电子学104

7.3.1 分子电子开关器件分类105

7.3.2 分子电子学的简要背景106

7.3.3 分子线107

7.3.4 量子效应分子电子器件108

7.3.5 电子机械分子电子器件（Electromechanical Molecular Electronic Devices）109

7.4 讨论与结论114

参考文献115

8 与生物相关的纳米粒子、纳米结构材料和纳米器件128

8.1 纳米技术的构筑基础129

8.1.1 合成129

8.1.2 组装130

8.2 分散体系132

8.2.1 药物传输系统132

8.2.2 纳米颗粒在卫生和污染方面的作用133

8.3 高表面积材料133

8.3.1 用于生物分离的薄膜133

8.3.2 细菌细胞表面层作为模板元素134

8.4 功能纳米结构134

8.4.1 分子计算134

8.4.2 光电子器件134

8.4.3 分子马达135

8.4.4 应用纳米颗粒进行生物输运的其他形式135

8.5 生物电子学135

8.6 增强材料136

8.7 生物棒状磁体136

8.8 生物纳米科学技术发展机遇与挑战137

8.8.1 工程技术与产业化137

8.8.2 表面相互作用以及生物分子与培养基之间的界面137

8.8.3 生物分子的活性以及在水溶液中的相互作用138

8.8.4 组装或者模板制备138

8.8.5 纳米技术的组合方法138

8.8.6 仿生学和聚合体-生物聚合体138

参考文献138

9 碳纳米管142

9.1 富勒碳142

9.1.1 富勒碳的结构142

9.1.2 C60的制备和形貌142

9.1.3 C60的性能和应用前景143

9.2 碳纳米管的结构与分类144

9.2.1 碳纳米管的微观结构145

9.2.2 碳纳米管的分类146

9.3 碳纳米管的物理化学性质148

9.3.1 电磁性能148

9.3.2 力学性能149

9.3.3 热学性能149

9.3.4 光学性能150

9.4 碳纳米管的制备152

9.4.1 电弧放电法152

9.4.2 催化裂解法153

9.4.3 激光蒸发法154

9.4.4 化学气相沉积法155

参考文献156

10 纳米无机氧化物粉体160

10.1 纳米二氧化钛160

10.1.1 纳米二氧化钛的制备161

10.1.2 纳米二氧化钛的光催化活性164

10.1.3 纳米二氧化钛的应用166

10.2 纳米二氧化硅168

10.2.1 纳米二氧化硅的制备168

10.2.2 纳米二氧化硅的特性170

10.2.3 纳米二氧化硅的应用170

10.3 纳米三氧化二铝172

10.3.1 纳米三氧化二铝制备方法173

10.3.2 纳米三氧化二铝的应用175

10.4 纳米氧化锆177

10.4.1 纳米二氧化锆的制备技术178

10.4.2 纳米二氧化锆的应用180

10.5 纳米氧化锌182

10.5.1 纳米氧化锌材料的制备方法183

10.5.2 纳米氧化锌的用途185

参考文献187

11 单分子纳米化学193

11.1 分子导线193

11.1.1 π-共轭低聚物分子导线194

11.1.2 线性碳桥金属有机分子导线195

11.2 分子电子器件203

11.2.1 分子开关203

11.2.2 分子整流器203

11.3 繁枝体大分子化合物（Dendrimers）205

11.3.1 基本概念和性质205

11.3.2 繁枝大分子化合物的分类206

11.3.3 繁枝体大分子合成方法208

11.3.4 繁枝体大分子的应用213

参考文献214

12 纳米材料与器件的应用实例219

12.1 工业制造、材料和产品219

12.2 医学与人体220

12.3 农业、水、能源、材料和环境清洁220

12.4 航空222

12.5 国家安全222

12.6 纳米科学技术对未来各行业领域的商业影响222

12.7 纳米技术的一些应用实例223

12.7.1 磁存储应用中的巨磁阻效应223

12.7.2 纳米结构催化剂224

12.7.3 医药225

12.7.4 纳米粒子强化的聚合物226

12.7.5 电子器件两个实际应用例子226

12.7.6 国家安全方面的应用——纳米生物探测227

12.7.7 水纯化和脱盐228

12.7.8 造纸业中的应用228