編者按：納米科學(xué)技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的，基礎(chǔ)研究和應(yīng)發(fā)開(kāi)發(fā)緊密聯(lián)系的高打擾技術(shù)。它的誕生是掃描電子隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的發(fā)明為先導(dǎo)的。納米技術(shù)和納米材料是納米科學(xué)的重要組成部分。
　　納米技術(shù)和納米材料的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，納米科學(xué)技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)三大科技之一，一種非常普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為，信息和生命科學(xué)技術(shù)能夠進(jìn)一步發(fā)展的共同基礎(chǔ)是納米科學(xué)技術(shù)。
　　通俗地說(shuō)，納米材料一方面可以被當(dāng)作一種超分子，充分地展現(xiàn)出量子效應(yīng)；而另一方面它也可以當(dāng)一種非常細(xì)小的宏觀物質(zhì)，以致于表現(xiàn)出前所未有的特性。納米技術(shù)和納米材料集中體現(xiàn)了小尺寸，復(fù)雜構(gòu)型，高集成度和強(qiáng)相互作用以及高比表面積等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，其中最應(yīng)該指出的是納米技術(shù)和納米材料將量子力學(xué)效應(yīng)工程化或技術(shù)化的最好場(chǎng)合之一。因此，納米技術(shù)會(huì)將人類帶入一個(gè)奇跡層也不窮的時(shí)代。
　　正如上所述，納米技術(shù)和納米材料是一門嶄新的技術(shù)，特別是在其應(yīng)用中常常遇到對(duì)我們來(lái)講的一些新的名詞述語(yǔ)，為了初步了解其中一些常見(jiàn)名詞術(shù)語(yǔ)，本文以問(wèn)答的方式做了如下闡述：
　　1：何謂納米？
　　納米（nanometer），是一個(gè)長(zhǎng)度單位，簡(jiǎn)寫為nm。
　　1nm＝10—3μm＝10－9m.在原子物理中還使用作單位（?），1?＝10－10m,所以1nm＝1?。氫原子的直徑為1?，所以1nm等于10個(gè)氫原子一個(gè)挨一個(gè)排起來(lái)的長(zhǎng)度。由此可知納米是一個(gè)極小的尺寸，但它又代表人們認(rèn)識(shí)上的一個(gè)新的層次，從微米進(jìn)入到納米。
　　2．何謂超微粒子
　　超微粒子是指超越常規(guī)制粉手段所獲得的微粒。因此1nm可做為超微粒的上限，所籠統(tǒng)地說(shuō)超微粒在1～1000nm之間（小于1μm）。大于1μm就是通常說(shuō)的微粉，小于1nm的粒子稱為原子簇。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)超微粒子的特殊性質(zhì)主要取決于它的表面效應(yīng)，尺寸效應(yīng)和量子效應(yīng)。
　　3．何謂納米微粒？
　　納米微料理指顆粒尺寸為納米量級(jí)的超細(xì)微料，它的尺度大于原子簇（cluster），小于通常的微粉。通常，僅把包含幾個(gè)到數(shù)百個(gè)原子或尺度小1nm的粒子稱為簇，它是介于單個(gè)原子與固態(tài)之間的原子集合體。納米微粒一般在1～1000nm之間，也有人把超微粒范圍劃為1～1000nm。納米微粒的尺寸為紅血球和細(xì)菌的幾分之一，與病毒大小相當(dāng)或略小些，這樣小的物體只能用高倍的電子顯微鏡進(jìn)行觀察。日本名古屋大學(xué)上田良仁給納米微粒下了一個(gè)定義：用電子顯微鏡（TEM）能看到的微粒稱為納米微粒。
　　4．納米技術(shù)指的是什么？
　　納米科技是研究尺寸由0.1～100nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。它的內(nèi)容是在納米尺寸范圍內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然，通過(guò)直接操縱和安排原子，分子而創(chuàng)造新物質(zhì)。
　　5．納米技術(shù)主要包括哪些方面？
　　納米技術(shù)主要包括：（1）納米體系物理學(xué)；（2）納米化學(xué)；（3）納米材料學(xué)；（4）納米生物學(xué)；（5）納米電子學(xué)；（6）納米加工學(xué)；（7）納米力學(xué)。這7個(gè)部分是相對(duì)獨(dú)立的。
　　6．如果按維數(shù)，納米材料的基本單元可以分為幾類？
　　按按維數(shù)可分為三類：其一，零維，指在空間三維尺度均在納米尺度，如納米尺度顆粒，原子團(tuán)簇等；其二，一維，指在空間有兩維處于納米尺度，如納米絲，納米棒，納米管等；其三，二維，指在三維空間中有一維在納米尺度，如超薄膜，多層膜，超晶格等。
　　7．納米結(jié)構(gòu)材料具有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？
　　從廣義上來(lái)說(shuō)合成納米結(jié)構(gòu)具有下列結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一是，原子疇（晶粒或相）尺寸小于100nm；二是，很大比例的原子處于晶界環(huán)境；三是，各疇之間存在相互作用。
　　8．何謂表面效應(yīng)？
　　表面效應(yīng)是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨著納米粒子尺寸的減小而大幅地增加，粒子的表面能及表面張力也隨著增加，從而引超的納米粒子性質(zhì)的變化。對(duì)直徑大于100nm的顆粒，表面效應(yīng)可忽略不計(jì)，當(dāng)直徑小于10nm時(shí)其表面原子數(shù)激增，超微粒子的比表面積總和可達(dá)100㎡／g。
　　9．何謂小尺寸效應(yīng)？
　　當(dāng)超微顆粒尺寸不斷減小，在一定條件下，會(huì)引起材料宏觀物理，化學(xué)性質(zhì)上的變化，稱為小尺寸效應(yīng)。
　　10．何謂量子效應(yīng)？
　　量子效應(yīng)是指粒子尺寸下降到某一值時(shí)，金屬費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散的現(xiàn)象，納米半導(dǎo)體微粒存在未被占據(jù)的最低的分子軌道能級(jí)，同時(shí)，能隙變寬。
　　11．為什么納米顆粒表面要改性其目的何在？
　　納米顆粒表面改性的研究不僅具有重要的學(xué)術(shù)意義，而且具有更重的實(shí)用價(jià)值。改性的目的一般在于以下幾個(gè)方面：（1）改善或改變納米顆粒的分散性；（2）提高納米顆粒表面活性；（3）使納米顆粒表面獲得新的物理，化學(xué)，機(jī)械性能及新的功能。
　　12．納米顆粒為什么易于團(tuán)聚？
　　由于納米顆粒具有的小尺寸效應(yīng)，即比表面大，表面能高，使得納米顆粒在空氣中和液體介質(zhì)中發(fā)生團(tuán)聚。
　　13．引起納米顆粒團(tuán)聚的原因有哪些？
　　引起納米顆粒團(tuán)聚的原因，主要有以下幾方面：（1）納米顆粒表面靜電荷引力；（2）納米顆粒的高表面能；（3）納米顆粒間的范德華力；（4）納米顆粒表面的氫鍵及其它化學(xué)鍵作用。
　　14．何謂納米顆粒的軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚？
　　納米顆粒在空氣中的團(tuán)聚狀態(tài)主要是軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚。硬團(tuán)聚是由于顆粒間的范德華和庫(kù)侖力以及化學(xué)鍵合作用力等多種作用力引起，另外與顆粒的制備工藝及控制過(guò)程也有關(guān)系；軟團(tuán)聚主要由顆粒間范德華力和庫(kù)侖力所導(dǎo)致。這兩種團(tuán)聚狀在顆粒間普遍存在，其中；軟團(tuán)聚可以通過(guò)一般的化學(xué)作用或機(jī)械作用來(lái)消除。而硬團(tuán)聚由于顆粒間結(jié)合緊密，只通過(guò)一般的化學(xué)作用是不夠的，必須采用大功率的超聲波或高能機(jī)械相結(jié)合的方法獲得理想效果。
　　15．通過(guò)怎樣的途徑可改善納米顆粒在液相中分散的穩(wěn)定性？
　　在一定條件范圍內(nèi)，為提高納米顆料在液相中的分散性與穩(wěn)定性，可以采取以下幾個(gè)途徑：（1）通過(guò)改變分散相及分散介質(zhì)的性質(zhì)來(lái)調(diào)整Hamaker常數(shù)，該常數(shù)的變小可以使顆粒間的吸引能下降，有利于納米顆粒的分散；（2）調(diào)整電解質(zhì)及定位離子濃度，促使雙電層厚度及納米顆粒表面勢(shì)能增加，加大納米顆粒間的排斥力；（3）選用吸附力強(qiáng)的聚合物和聚合物親和大的分散介質(zhì)，增大納米顆粒間的排斥能，降低其吸引能。
　　16．選用分散劑時(shí)都應(yīng)考慮哪些準(zhǔn)則？
　　選用分散劑時(shí)，應(yīng)該考慮以下準(zhǔn)則：（1）在一定條件下，盡量選用能提高顆粒能量勢(shì)壘的分散劑，以增大顆粒間的斥力，使顆粒充分分散；（2）對(duì)于氧化物和氫氧化物及含有氧化基團(tuán)的顆粒，在選用分散劑時(shí)應(yīng)注意體系pH值對(duì)顆粒分散性的影響，根據(jù)pH值的范圍來(lái)確定合適的分散劑；（3）在顆粒勢(shì)壘很低的情況下，依靠加入能提高顆料間能量勢(shì)壘的分散劑進(jìn)行分散是不行的，應(yīng)考慮使用高分子分散劑或非離子型分散劑，利用位阻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)顆粒的均勻分散和穩(wěn)定性；（4）盡量選用用量小，分散性能高的分散的分散劑，這樣既可以減少后續(xù)處理量；（5）當(dāng)一分散劑無(wú)法達(dá)到理想的分散效應(yīng)時(shí)，可以用復(fù)配分散劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。