第一章、概论
1.纳米材料定义及分类。
定义：利用物质在小到原子或分子尺度以后，由于尺寸效应、表面效应或量子效应所出现的奇异现象而发展出来的新材料。 分类：纳米粒子（零维纳米结构）；纳米线、纳米棒（一维纳米结构）；薄膜（二维纳米结构）；纳米复合材料和纳米晶材料（三维纳米结构）。 2.功能材料定义及分类。
定义：是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。
分类：常见的分类方法：（1）按材料的化学键分类：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料；（2）按材料物理性质分类：磁性材料、电学材料、光学材料、声学材料、力学材料；其他分类方法：（3）按结晶状态分类：单晶材料、多晶材料、非晶态材料；（4）按服役的领域分类：信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等。
3.按照产物类型，纳米材料如何划分类别。
按照产物类型进行划分：（1）纳米粒子（零维）：通过胶质处理、火焰燃烧和相分离技术合成；（2）纳米棒或纳米线（一维）：通过模板辅助电沉积，溶液-液相-固相生长技术，和自发各向异性生长的方式合成；（3）薄膜（二维）：通过分子束外延和原子层沉积技术合成；（4）纳米结构块体材料（三维）：例如自组织纳米颗粒形成光带隙晶体 4.纳米结构和材料的生长介质类型？
（1）气相生长，包括激光反应分解合成纳米粒子、原子层沉积形成薄膜等；
（2）液相生长，包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等；（3）固相生成，包括相分离形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等；（4）混合生长，包括纳米线的气-液-固生长等。
5.按照生长介质划分：
文献综述范文（1）气相生长，包括激光反应分解合成纳米粒子、原子层沉积形成薄膜等；
（2）液相生长，包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等；（3）固相生成，包括相分离
形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等；（4）混合生长，包括纳米线的气-液-固生长等
6.纳米技术的定义？
定义：由于纳米尺寸，导致的材料及其体系的结构与组成表现出奇特而明显改变的物理、化学和生物性能、以及由此产生的新现象和新工艺。
医辱
7.制备纳米结构和材料的2大途径是什么？各自的特点或有缺点？
两大途径：自下而上；自上而下。
8.什么是描述小尺寸化的“摩尔定律”？
当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
9.根据自己的理解，说明促进纳米材料相关科学与技术发展的意义。
新世纪高科技的迅速发展对高性能材料的要求越来越迫切，而纳米材料的合成为发展高性能的新材料
和对现有材料性能的改善提供了一个新的途径。纳米科技是一门新兴的尖端科学技术。它将是21世纪最先进、最重要的科学技术之一，它的迅速发展有可能迅速改变物质产品的生产方式，引发一场新的产业革命，导致社会发生巨大变革。正如像自来水、电、抗生素和微电子的发
明带来的变革一样，对人类认识世界和改造世界将会发挥不可估量的作用。
10. 说明表面能随粒子尺寸变化的规律，带来的性能变化主要体现在哪些方面？
表面能 γ：产生单位新表面时所需要的能量，也称为表面自由能、表面张力。
P
T ni A G ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=γ 可见粒子尺寸越小，其比表面积越大，即表面能越大。如面心立方结构的表面能：{}{}{}2111211022100322544221a a
a a εγε
γεεγ⋅===⋅⋅=
，亦可证实表面能随粒子
尺寸的减小而增大。
表面能高的物质其性能变化：稳定性小，活性高，熔点低，空气中易燃烧，吸附能力强，催化性好，化学活性高
11. 降低表面能的途径和方法是什么？说明其中的原理。
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降低表面能的途径：（1）表面驰豫，表面原子或离子向体内偏移，这种过程在液相中很容易发生，而固态表面由于其刚性结构，难度有所提高；（2）表面重构，通过结合表面悬挂键形成新的化学键；（3）表面吸附，通过物理或化学吸附外部物质到表面，形成化学键或弱相互作用如静电或发范德瓦耳斯力；（4）表面固态扩散，导致的成分偏析或杂质富集。
减小表面能的方法：（将单个纳米结构结合成大的结构以降低整个表面积）
（1）烧结，是一种用固-固界面替代固-气界面的工艺，是通过将单个纳米结构无间隙地堆积一起并改变形态的一种方法。（2）Ostwald 熟化，是2个单个纳米结构形成一个大的结构的过程。较大纳米结构的生长以牺牲小纳米结构为代价，直到后者完全消失为止。
12. 说明Ostwald 熟化机理。
奥斯特瓦尔德熟化是大粒子吞噬小粒子。减小了固-气表面积。
（液态中）小粒子由于其大的曲率而具有高溶解度或蒸汽压，而大粒子具有低溶解度或蒸汽压。为了保持局域浓度平衡，小粒子溶解到周围介质中；小粒子周围的溶质进行扩散；大粒子周围的溶质将沉积。这一过程将持续到小粒子完全消失
六合
13. 曲率与化学势、平衡蒸汽压、溶解度的关系是什么？
Young-Laplace 方程 （化学势与曲率关系）：R Ω
=∆γμ2
Kevin 方程（球形粒子蒸汽压与曲率关系）：kRT
P P c Ω=∞γ2)ln( Gibbs-Thompson 关系式 （溶解度与曲率关系）：kT
R R S S c 1211)ln(--∞+Ω=γ 14. 材料研究的四要素及其相互关系。
（1）合成与加工：建立原子、分子和分子团的新排列，在所有尺寸上（从原子尺寸到宏观尺寸）对结构的控制，以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程；（2）结构与成分：制造每种特定材料所采取的合成和加工的结果；（3）性质：确定材料功能特性和效用的描述；（4）使用性能：材料固有性质同产品设计、工程能力和人类需求相融合要一起的一个要素。
第二章、纳米材料制备方法
1、零维纳米粒子的合成方法分类
热力学平衡方法：过饱和状态的产生→形核→后续生长
动力学方法：限制可用于生长的团簇数量——如分子束外延方法；在有限空间中局限形成过程——如气溶胶合成法或胶束合成法
马勒第二交响曲2、纳米粒子的基本特征及要求。
（1）小尺寸的要求
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（2）全部粒子具有相同的大小（也称为均一尺寸或均匀的尺寸分布）
（3）相同的形状或形貌
（4）不同粒子间和单个粒子内的相同的化学组成和晶体结构
（5）单个粒子分散或单分散（无团聚）；或有团聚但易于再分散
3、纳米粒子合成中的均匀、非均匀形核过程？以及两种过程的异同？
均匀形核：新相晶核是在母相中均匀地生成，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。
非均匀形核：新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外表面形核。
相同点：1）形核的驱动力和阻力相同； 2）临界晶核半径相等； 3）形成临界晶核需要形核功； 4）结构起伏和能量起伏是形核的基础； 5）形核需要一个临界过冷度； 6）形核率在达到极大值之前，随过冷度增大而增加。
不同点：与均匀形核相比，非均匀形核的特点： 1）非均匀形核与固体杂质接触，减少了表面自由能的增加； 2）非均匀形核的晶核体积小，形核功小，形核所需结构起伏和能量起伏就小；形核容易，临界过冷度小； 3）非均匀
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