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1、20世紀80年代納米科學技術的出現(xiàn)標志著人類能夠能動地改造自然的能力已延伸至原子、分子水平，標志著科學技術水平已經入一個新的時代，也標志著人類文明從“毫米文明”、“微米文明”已邁向了“納米文明”的時代。納米科學技術的發(fā)展將有力的推動信息、材料、能源、生命、環(huán)境、農業(yè)、國防等領域的技術創(chuàng)新將導致21世紀一次新技術革命。1220年美國巴的摩爾召開了第一屆納米科技會議，把國際上采用的0.1—100nm的加工技術的公差作為納米技術的標準，統(tǒng)一了

2、定義。會議正式提出了一系列與納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米機械學相關的術語及概念。從此以后，這些術語被廣泛應用于各類相關的國際學術會議、研究工作、工程應用的報告、文獻及協(xié)議書等。納米材料的基本定義是該材料的基本單元至少有一維的尺寸在1—100nm范圍內。納米材料的基本單元按維數(shù)可分為四類：①零維，指空間三維尺度均在納米尺度，存在的材料如納米尺度顆粒、原子團簇等；②一維，指在三維空間中有二維處于納米尺度，存在的材料如納米絲、納米

3、管、納米棒等；③二維，指在空間中有一維在納米尺度，存在的材料如超薄膜、多層膜、超晶格材料等；④三維，指在三維空間中含有上述材料的塊體，存在的材料如納米陶瓷等。1納米材料基本單元的結構納米材料基本單元的結構1.1原子團簇原子團簇原子團簇是一類新發(fā)現(xiàn)的化學物種。有幾個乃至幾百個原子形成的聚集體，去顆?！?nm。原子團簇都是以原子的聚集為特征，但其形狀可以使多種多樣的。一般來說，它們尚未形成規(guī)整的晶體，除了惰性氣體外，它們都是以化學鍵緊密結合

4、的晶體，因此原子團簇既與具有特定大小和形狀的分子，且分子間以弱的結合力結合起來的松散的分子團簇不同，也與周期性很強的晶體不同。原子團簇可分為一元原子團簇、二元原子團簇、多元原子團簇以及原子團簇化合物。絕大多數(shù)原子團簇的內部結構都難以確定，但其從形貌來說確認的有線狀、層狀、管狀、洋蔥狀、骨架狀、球狀等。1.2納米微粒納米微粒納米微粒是指材料的顆粒尺寸為納米量級的超細微粒，它的尺寸大于原子簇（通常，把僅包含幾個到數(shù)百個原子或尺度小于1nm的

5、粒子稱為“簇”），小物理基礎。1.4碳納米管、納米棒、納米線和納米絲碳納米管、納米棒、納米線和納米絲需要采用高分辨路電鏡技術才能對碳納米管的相關結構進行觀察研究表明，多層納米碳管一般有幾個到幾十個單壁碳納米管同軸構成，管間距為0.34nm左右，這相當于石墨（0002）面間距。碳納米管的直徑為零點幾至幾十納米，每個單壁管側面有碳原子六邊形構成，長度一般為幾十納米至微米級，兩端有碳原子的五邊形封頂。碳納米管一般以納米線或納米棒的形式存在，復

6、合納米材料相關的定義，即準一維實心的納米材料是指在兩維方向上位納米尺度，而在長度上比其他兩維方向上的尺度大得多，甚至為宏觀量。一般來講這種材料的縱橫比（長度與直徑的比率）小的叫納米棒，縱橫比大的陳祚納米絲，至今尚無納米絲與納米棒之間的嚴格區(qū)分標準。1.5納米薄膜納米薄膜作為一個規(guī)則排列的納米薄膜其表面的晶體結構可以用TLK模型來描述，該模型認為表面是由低密勒指數(shù)基層的平臺（terrace）和單原子高度的棱階（ledge）組成，在棱階上還

7、有若干彎結（kink）位置。在形成納米薄膜的過程中入射到固體表面的原子可以停留在彎結上，棱階上或基底平臺上，成為吸附原子，然后被吸附在表面上的原子可以通過表面以擴散的形式從一個位置遷移到另一個位置，可以近似的認為對表面原子的束縛能與最近鄰和次近鄰的原子數(shù)成正比，所以在棱階上附著的原子要比在基底平臺上附著的原子鍵合的更牢固。在平衡時，這些不同狀態(tài)的表面原子都有一定的濃度，其中，束縛能最大的位置上的附著原子的濃度最大，而在基底平臺上附著的原