纳米材料中的传输全自动氮吹仪过程受到空间维度的约束从而呈现出量子限域效应。在纳米颗粒内，或者在一 根非常细的短金属线内，由于颗粒内的电子运动受到限制，电子动能或能量被量 子化了。结果若在金属颗粒的两端加上电压，当电压合适时，金属颗粒能导电； 而电压不合适时，金属颗粒不导电。这样一来，原本在宏观世界内奉为经典的欧 姆定律在纳米世界内不再成立了。金属银会失去了典型金属特征；纳米二氧化 硅比典型的粗晶二氧化硅的电阻下降了几个数量级；常态下电阻较小的金属到 了纳米级电阻会增大，电阻温度系数下降甚至出现负数；原来绝缘体的氧化物到 了纳米级，电阻却反而下降，变成了半导体或导电体。纳米材料的电学性能决定 于其结构。如随着纳米碳管结构参数的不同，纳米碳管可以是金属性的、半导体 性的。 　　２．纳米材料的化学特性 　　纳米材料的化学特性最主要表现在边界和表面增多、剩余价键力增大所引 起的反应活性和催化活性的增强。 五、纳米材料与纳米技术的应用 　　纳米技术是一门组建和利用纳米材料

来实现特有功能和智能作用的先进技  　第五讲　纳米材料与纳米科技４３９ 术。这是一种从基本单元着手由小而大的材料合成和控制途径。由于纳米材料 的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、 光、电、敏感等方面呈现出常规材料不具备的特性。因此纳米材料在磁性材料、 电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面有广阔 的应用前景。 　　１．纳米技术在陶瓷领域中的应用 　　陶瓷材料作为材料的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻 重的作用。但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受 到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克 服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。英国材料学 家Ｃａｈｎ指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。 　　所谓纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，也就是 说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。 　　虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其优良的室温和高温力学性 能、

抗弯强度、断裂韧性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都 有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其它材料不可替代 的作用，具有广阔的应用前景。 　　２．纳米技术在微电子学上的应用 　　纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，其主要思想是基于纳米粒子的量 子效应来设计并制备纳米量子器件，它包括纳米有序（无序）阵列体系、纳米微 粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集 成电路进一步减小，研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。 　　目前，利用纳米电子学已经研制成功各种纳米器件。单电子晶体管，红、绿、 蓝三基色可调谐的纳米发光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁 场探测器已经问世。并且，具有奇特性能的碳纳米管的研制成功，为纳米电子学