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第一章 总论 1

第一节 纳米科技的研究意义和基本内涵 1

一、纳米科技的研究意义 1

目录 1

二、纳米科技的基本内涵 2

三、纳米科技的研究方法 5

第二节 纳米科技的国际竞争及发展态势 5

一、纳米科技的国际竞争态势 5

二、纳米科技实用化的时间预测 9

第三节 我国纳米科技发展纲要简介 10

一、机遇和挑战 10

二、指导思想和原则 11

三、目标和任务 12

四、政策和措施 15

第一节 量子物理基础 17

一、从经典物理到量子物理 17

第二章 纳米体系物理学 17

二、波－粒二象性和德布罗意波 20

三、波函数、波动方程和不确定关系 20

四、势阱中的粒子、势垒 24

五、氢原子问题 29

六、电子的自旋、原子的电子壳层结构 30

七、能带 31

一、热力学基本知识 32

第二节 多粒子系统及量子统计 32

二、多粒子系统和统计物理 33

三、量子统计简介 37

第三节 金属的自由电子 40

一、经典理论 40

二、金属自由电子的能量与波函数 41

三、k空间和态密度 44

四、电子在允许状态上的分布 45

第四节 介观物理 46

一、介观系统和介观物理 46

二、介观物理典型成果 47

第五节 纳米材料体系物理 50

一、电子能级的不连续性 51

二、量子尺寸效应 52

三、小尺寸效应 53

四、表面效应 56

五、量子隧穿效应 57

思考题 57

第三章 纳米化学 59

第一节 纳米粉体的制备及与其他物质间相容性的改善 60

一、纳米粉体的团聚问题和表面修饰 60

二、纳米微粒制备 62

三、纳米材料表面修饰以改善同其他物质之间的相容性 68

第二节 超分子体系与分子自组装技术 69

一、超分子体系 69

二、分子自组装技术 71

三、富勒烯——C60 73

四、碳纳米管 75

第三节 纳米化学性质 78

一、纳米粒子的催化作用 79

二、光催化作用及半导体纳米粒子光催化剂 80

第四节 纳米薄膜 81

一、纳米薄膜的制备 81

二、纳米薄膜的应用 84

三、LB膜技术及其应用 86

一、纳米块体的制备 89

第五节 纳米块体材料 89

二、纳米块体材料的结构特点 91

三、纳米块体材料的性能 92

思考题 101

第四章 纳米测量学和纳米材料的表征 102

第一节 超细粉体测试技术 102

一、粒度的表征 102

二、粒度及表面形状测量技术 104

三、粒子表面电性能测量及Zeta电泳仪 107

第二节 电子光学表面分析方法在纳米测量中的应用 108

二、电子显微镜和电子探针 109

一、低能电子衍射（LEED） 109

三、俄歇电子谱 110

四、原子探针和场离子显微镜 111

第三节 扫描隧道显微术 113

一、扫描隧道显微镜（STM） 114

二、原子力显微镜（AtomicForceMicroscopy,AFM） 115

三、近场光学显微镜 117

思考题 119

第四节 展望 119

第五章 纳米机械学 120

第一节 微机械的发展历程 121

第二节 纳米机械学的范畴与组成 123

第三节 微机械的特性及超微加工技术 125

一、微机械的特性 125

二、超微加工技术 126

一、纳米摩擦学产生的背景和影响因素 131

第四节 纳米摩擦学 131

二、纳米摩擦学的研究方法 132

三、纳米摩擦学的主要研究内容 133

四、微观摩擦 134

五、零摩擦状态 135

六、纳米级薄膜润滑 136

七、微观磨损与纳米加工 139

第五节 纳米机械学研究展望 139

一、纳米机械研究现状 139

二、纳米机械学的研究方向 140

思考题 141

第六章 纳米生物学 142

第一节 DNA分子结构和复制过程 142

第二节 人类基因组计划和应用 144

第三节 纳米医学 146

第四节 生物计算机和分子机械 150

第五节 生物芯片技术 152

思考题 154

第一节 微电子技术发展的限制 155

第七章 纳米电子学 155

第二节 纳米电子技术的主要领域 156

一、纳米电子学 156

二、纳米电子器件 157

三、纳米电子材料及其组装技术 161

第三节 纳米电子技术发展概况 162

思考题 166

一、纳米塑料的制备方法 167

第八章 纳米科技在其他领域中的应用 167

第一节 纳米塑料 167

二、纳米塑料的性能 171

三、典型纳米塑料举例 173

第二节 纳米陶瓷 176

一、纳米陶瓷的制备工艺 176

二、纳米陶瓷的结构和性能 178

三、纳米陶瓷的应用 180

第三节 纳米复合涂料 181

一、纳米复合涂料的分类和功能 182

二、纳米复合涂料实例 185

第四节 纳米复合纤维 186

一、紫外线防护纤维 186

二、远红外纤维 190

三、抗菌防臭和除臭纤维 195

第五节 纳米磁性液体 198

一、磁性液体的组成 198

二、磁性液体的制备 199

三、磁性液体的特性 201

四、磁性液体在工业上的应用 202

第六节 纳米技术在军事领域中的应用 208

一、纳米新材料在武器装备中的应用 208

二、纳米隐身技术 212

三、纳米技术支撑下武器装备的微型化和智能化 213

思考题 215

参考文献 216