納米材料和納米粒子納米技術(shù)涉及的范圍很廣，納米材料只是其中的一部分，但它卻是納米技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域，從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型的介觀系統(tǒng)，它具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。當(dāng)人們將宏觀物體細(xì)分成超微顆粒（納米級(jí)）后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比將會(huì)有顯著的不同。一、典型的納米材料及應(yīng)用按照材料的形態(tài)，可將其分四種:納米顆粒型材料，納米固體材料，納米膜材料，納米磁性液體材料。 （一）納米顆粒型材料應(yīng)用時(shí)直接使用納米顆粒的形態(tài)稱為納米顆粒型材料。這種納米顆粒型材料的表面積大大增加，表面結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化。與表面狀態(tài)有關(guān)的吸附、催化以及擴(kuò)散等物理化學(xué)性質(zhì)有明顯改變。納米顆粒型材料在催化領(lǐng)域有很好的前景。錄音帶、錄像帶和磁盤(pán)等都是采用磁性顆粒作為磁記錄介質(zhì)。磁記錄密度日益提高，促使磁記錄用的磁性顆粒尺寸趨于超微化。目前用金屬磁粉（20納米左右的超微磁性顆粒）制成的金屬磁帶、磁盤(pán)，國(guó)外已經(jīng)商品化，與普通磁帶相比，它具有高密度、低噪音和高信噪比等優(yōu)點(diǎn)。1991年春的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)，美國(guó)執(zhí)行空襲任務(wù)的F－117A型隱身戰(zhàn)斗機(jī)，其機(jī)身外表所包覆的紅外與微波隱身材料中亦包含有多種超微顆粒，它們對(duì)不同波段的電磁波有強(qiáng)烈的吸收能力。在火箭發(fā)射的固體燃料推進(jìn)劑中添加l%重量比的超微鋁或鎳顆粒，每克燃料的燃燒熱可增加l倍。此外，超細(xì)、高純陶瓷超微顆粒是精密陶瓷必需的原料。因此超微顆粒在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。（二）納米固體材料納米固體材料通常指由尺寸小于15納米的超微顆粒在高壓力下壓制成型，或再經(jīng)一定熱處理工序后所生成的致密型固體材料。納米固體材料的主要特征是具有巨大的顆粒間界面，如5納米顆粒所構(gòu)成的固體每立方厘米將含1019個(gè)晶界，原子的擴(kuò)散系數(shù)要比大塊材料高1014～1016倍，從而使得納米材料具有高韌性。通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但又具有脆性和難以加工等缺點(diǎn)，納米陶瓷在一定的程度上卻可增加韌性，改善脆性.復(fù)合納米固體材料亦是一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。例如含有20%超微鉆顆粒的金屬陶瓷是火箭噴氣口的耐高溫材料；金屬鋁中含進(jìn)少量的陶瓷超微顆粒，可制成重量輕、強(qiáng)度高、韌性好、耐熱性強(qiáng)的新型結(jié)構(gòu)材料。超微顆粒亦有可能作為漸變（梯度）功能材料的原材料。例如，材料的耐高溫表面為陶瓷，與冷卻系統(tǒng)相接觸的一面為導(dǎo)熱性好的金屬，其間為陶瓷與金屬的復(fù)合體，使其間的成分緩慢連續(xù)地發(fā)生變化，這種材料可用于溫差達(dá)1000°C的航天飛機(jī)隔熱材料、核聚變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料。漸變功能材料是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型材料，預(yù)期在醫(yī)學(xué)生物上可制成具有生物活性的人造牙齒。人造器官，可制成復(fù)合的電磁功能材料、光學(xué)材料等。（三）顆粒膜材料顆粒膜材料是指將顆粒嵌于薄膜中所生成的復(fù)合薄膜，通常選用兩種在高溫互不相溶的組元制成復(fù)合靶材，在基片上生成復(fù)合膜，當(dāng)兩組份的比例大致相當(dāng)時(shí)。就生成迷陣狀的復(fù)合膜，因此改變?cè)及胁闹袃煞N組份的比例可以很方便地改變顆粒膜中的顆粒大小與形態(tài)，從而控制膜的特性。對(duì)金屬與非金屬?gòu)?fù)合膜，改變組成比例可使膜的導(dǎo)電性質(zhì)從金屬導(dǎo)電型轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體。顆粒膜材料有諸多應(yīng)用。例如作為光的傳感器，金顆粒膜從可見(jiàn)光到紅外光的范圍內(nèi)，光的吸收效率與波長(zhǎng)的依賴性甚小，從而可作為紅外線傳感元件。硅、磷、硼顆粒膜可以有效地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；氧化錫顆粒膜可制成氣體-濕度多功能傳感器，通過(guò)改變工作溫度，可以用同一種膜有選擇地檢測(cè)多種氣體。顆粒膜傳感器的優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高響應(yīng)速度、高精度、低能耗和小型化，通常用作傳感器的膜重量?jī)H為微克，因此單位成本很低。（四）納米磁性液體材料磁性液體是由超細(xì)微粒包覆一層長(zhǎng)鍵的有機(jī)表面活性劑，高度彌散于一定基液中，而構(gòu)成穩(wěn)定的具有性的液體。它可以在外磁場(chǎng)作用下整體地運(yùn)動(dòng)，因此具有其他液體所沒(méi)有