本书为十二五普通高等教育本科***规划教材,双语版,即可学习专业课程,又可学习专业英语,为后续学习打下良好基础

1.introductiontonanoscalematerials
1.1introductiontothenanoworld
1.2definitionofnanoscalematerials
1.2.1nanometer
1.2.2definitionofnanoscalematerials
1.3classificationofnanoscalematerials
1.3.1accordingtothespatialdimensionofmaterials
1.3.2accordingtothequantumpropertiesofmaterials
1.3.3accordingtomaterialproperties
1.3.4accordingtotheshapeandchemicalcomposition
1.4nanoscalescienceandtechnology
1.5drivenbyindustrialrevolution
1.6fundamentallimitationsofpresenttechnologies
1.7molecularelectronics
1.8technicalchallengesinfuture
1.9applicationsofnanomaterials
1.9.1waterpurification
1.9.2nanocatalysts
1.9.3nanosensors
1.9.4energy
1.9.5medicalapplications
references
reviewquestions
vocabulary
1.纳米材料概论
1.1纳米世界概述
1.2纳米材料的定义
1.2.1纳米
1.2.2纳米材料的定义
1.3纳米材料的分类
1.3.1依据材料的空间维度分类
1.3.2依据材料的量子性质分类
1.3.3依据材料的性能分类
1.3.4依据形态和化学组成分类
1.4纳米科学与技术
1.5工业革命的驱动
1.6目前技术的基础性缺陷
1.7分子电子学
1.8未来的技术挑战
1.9纳米材料的应用
1.9.1水的净化
1.9.2纳米催化剂
1.9.3纳米传感器
1.9.4能源
1.9.5医药中的应用
复习题
2.nanometereffectsofnanoscalematerials
2.1smallsizeeffect
2.2quantumsizeeffect
2.2.1relationshipbetweenenergygapandparticlesize
2.2.2application
2.3surfaceeffect
2.4macroscopicquantumtunneleffect
2.4.1ballistictransport
2.4.2tunneling
2.4.3resonancetunneling
2.4.4inelastictunneling
2.4.5tunneleffect
2.4.6macroscopicquantumtunneleffect
references
reviewquestions
vocabulary
2.纳米材料的纳米效应
2.1小尺寸效应
2.2量子尺寸效应
2.2.1能隙与粒子尺寸的关系
2.2.2应用
2.3表面效应
2.4宏观量子隧道效应
2.4.1弹道传输
2.4.2隧穿
2.4.3共振隧穿
2.4.4非弹性隧穿
2.4.5隧道效应
2.4.6宏观量子隧道效应
复习题
3.propertiesofnanoscalematerials
3.1mechanicalproperties
3.1.1positivehall-petchslopes
3.1.2negativehall-petchslopes
3.1.3positiveandnegativehall-petchslopes
3.2thermalproperties
3.3magneticproperties
3.4electronicproperties
3.5opticalproperties
3.5.1photochemicalandphotophysicalprocessesofnanomaterials
3.5.2absorptionandluminescencespectra
3.5.3ultraviolet-visibleabsorptionspectroscopy
references
reviewquestions
vocabulary
3.纳米材料的性能
3.1力学性能
3.1.1正的hall-petch斜率关系
3.1.2负的hall-petch斜率关系
3.1.3正-负hall-petch斜率关系
3.2热学性能
3.3磁学性能
3.4电学性能
3.5光学性能
3.5.1纳米材料的光化学和光物理过程
3.5.2吸收光谱和发光光谱
3.5.3紫外-可见吸收光谱
复习题
4.synthesisofnanoscalematerials
4.1“top-down”and“bottom-up”approaches
4.2solidphasemethod
4.2.1mechanicallymilling
4.2.2solid-statereaction
4.3physicalvapordeposition(pvd)method
4.3.1thermalevaporationpvdmethod
4.3.2plasma-assistedpvdmethod
4.3.3laserablation
4.4chemicalvapordeposition(cvd)method
4.5liquidphasesynthesismethod
4.5.1precipitationmethod
4.5.2solvethermalmethod
4.5.3freeze-dryingmethod(cryochemicalsynthesismethod)
4.5.4sol-gelmethod
4.5.5microemulsionsmethod
4.5.6microwave-assistedsynthesis
4.5.7ultrasonicwave-assistedsynthesis
4.6synthesisofbulkmaterialsbyconsolidationofnanopowders
4.6.1coldcompaction
4.6.2warmcompaction
4.7template-assistedself-assemblynanostructuredmaterials
4.7.1principlesofself-assembly
4.7.2self-assemblyofmcm-
4.8self-assemblyofnanocrystals
4.9synthesisandassemblyofanisotropicnanoparticles
4.9.1anisotropicnanoparticleswithfeaturesize
4.9.2rod-likeparticles
4.9.3preparationofvariousshapedptnanoparticles
4.9.4preparationofvariousshapedrhnanoparticles
4.10synthesisofpolymericonedimensionalnanostructures(odns)
4.10.1electrospinningsynthesisofpolymerodns
4.10.2membrane/template-basedsynthesisofpolymerodns
4.10.3template-freesynthesisofpolymerodns
4.11greennanosynthesis
4.11.1preventwastes
4.11.2atomeconomy
4.11.3usingsafersolvents
4.11.4enhanceenergyefficiency
references
reviewquestions
vocabulary
4.纳米材料制备
4.1“自上而下”和“自下而上”的合成方法
4.2固相方法
4.2.1机械磨
4.2.2固相反应
4.3物理气相沉积法(pvd)
4.3.1热蒸发pvd法
4.3.2等离子体辅助pvd法
4.3.3激光消融法
4.4化学气相沉积法(cvd)
4.5液相合成方法
4.5.1沉淀法
4.5.2溶剂热法
4.5.3冷冻干燥法(低温化学合成法)
4.5.4溶胶-凝胶法
4.5.5微乳液方法
4.5.6微波辅助合成
4.5.7超声波辅助合成
4.6通过固化纳米粉合成块材
4.6.1冷压
4.6.2热压
4.7模板辅助自组装纳米结构材料
4.7.1自组装原理
4.7.2mcm-41自组装
4.8自组装纳米晶
4.9各向异性纳米粒子的合成和组装
4.9.1具有特征尺寸的各向异性纳米粒子
4.9.2棒状粒子
4.9.3各种形貌pt纳米粒子的制备
4.9.4制备各种形貌的铑(rh)纳米粒子
4.10一维纳米结构(odns)聚合物的合成
4.10.1电纺丝法合成一维纳米结构(odns)聚合物
4.10.2基于膜或基于模板的一维纳米结构(odns)聚合物的合成
4.10.3无模板剂的一维纳米结构(odns)聚合物的合成
4.11绿色纳米合成
4.11.1防止废弃物
4.11.2原子经济
4.11.3使用更**的溶剂
4.11.4提高能源效率
复习题
5.scanningtunnelingmicroscopeandatomicforcemicroscope
5.1scanningtunnelingmicroscope(stm)
5.1.1basicprincipleofstm
5.1.2operationmodes
5.1.3applicationofstm
5.2atomicforcemicroscope(afm)
5.2.1basicprincipleofafm
5.2.2modeofoperationofafm
5.2.3applicationofafm
references
reviewquestions
vocabulary
5.扫描隧道显微镜和原子力显微镜
5.1扫描隧道显微镜(stm)
5.1.1stm的基本原理
5.1.2操作模式
5.1.3stm的应用
5.2原子力显微镜(afm)
5.2.1afm的基本原理
5.2.2afm的操作模式
5.2.3afm的应用
复习题
6.synthesisofcarbonnanomaterials
6.1carbonfamily
6.1.1graphiteanddiamond
6.1.2allotropeofcarbon
6.2fullerenes
6.2.1synthesisofc
6.2.2purificationoffullerenes
6.2.3structureofc
6.2.413cnuclearmagneticresonancespectroscopy
6.2.5endofullerenes
6.2.6nucleophilicadditionreactions
6.2.7polymerizationofc
6.2.8fabricationofnanocar
6.3carbonnanotubes[45]
6.3.1synthesisofnanotubes
6.3.2growingmechanisms
6.3.3geometryofcarbonnanotubes
6.4graphene
6.4.1propertiesofgraphene
6.4.2synthesisofgaphene
references
reviewquestions
vocabulary
6.碳纳米材料的合成
6.1碳族
6.1.1石墨和金刚石
6.1.2碳的同素异形体
6.2富勒烯
6.2.1c60的合成
6.2.2富勒烯的提纯
6.2.3c60的结构
6.2.413c核磁共振谱
6.2.5富勒烯包合物
6.2.6亲核加成反应
6.2.7c60的聚合反应
6.2.8纳米车的制造
6.3碳纳米管
6.3.1碳纳米管的合成
6.3.2生长机理
6.3.3碳纳米管的几何构型
6.4石墨烯
6.4.1石墨烯的性质
6.4.2石墨烯的合成
复习题
7.lithographyfornanofabrication
7.1microfabricationbyphotolithographyofultravioletlight
7.2nanofabricationbyscanningbeamlithography
7.2.1electronbeamlithography
7.2.2focusedionbeamlithography
7.3nanoimprintlithography
7.3.1nanoimprintlithography
7.3.2step-and-flashimprintlithography
7.3.3microcontactprinting
7.4scanningprobelithography
references
reviewquestions
vocabulary
7.光刻技术用于纳米制造
7.1紫外线光刻微制造
7.2扫描束刻蚀纳制造
7.2.1电子束刻蚀
7.2.2聚焦离子束刻蚀
7.3纳米压印刻蚀技术
7.3.1纳米压印刻蚀
7.3.2步进式闪烁压印光刻
7.3.3微接触印制
7.4扫描探针刻蚀
复习题
8.nanotechnologyforproductionofhydrogenbysolarenergy
8.1hydrogeneconomy
8.2hydrogenproduction
8.3conversionofsolarenergy
8.4hydrogenproductionbyphotocatalyticwatersplitting
8.5loadingmetalovertio
8.6developmentofvisible-light-drivenphotocatalysts
8.6.1loadingcr3+overtitanatenanotubes
8.6.2semiconductorcomposition
references
reviewquestions
vocabulary
8.纳米技术用于太阳能制氢
8.1氢能经济
8.2产氢
8.3太阳能转换
8.4光催化分解水制氢
8.5tio2上负载金属
8.6可见光驱动的光催化剂的发展
8.6.1在钛酸盐纳米管上负载cr3+
8.6.2半导体复合材料
复习题

本书为“十二五”普通高等教育本科***规划教材。 为使学生更好地掌握纳米材料的基本概念及基础知识,增强学生跨文化进行专业交流的能力,亦为学生以后阅读专业文献、撰写科研论文做铺垫,本书以中英双语的形式呈现;每章均以英文部分开篇,随后附有专业词汇的音标及释义,然后是对英文部分的中文翻译,以方便学生理解。全书共分为八章,第1章主要介绍了纳米材料的基本概念及分类,纳米科技的研究进展及**成果。第2章为纳米效应的相关概念。第3章是关于纳米材料的力学、热学、磁学及光学性能。第4章**介绍了“自上而下”和“自下而上”纳米材料的制备方法以及纳米材料的自组装。第5章对纳米材料的表征及纳米制造的常用仪器——扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理及操作模式进行了简述。第6章是碳纳米材料的合成。第7章为纳米制造的光刻技术。第8章主要论述纳米技术用于太阳能制氢的新能源研究。 本书可作为高等院校材料类、化学类、化工类、环境类、能源类、电子类等专业的本科生和研究生教材,亦可供相关专业工程技术人员、科研人员参考。

张耀君,西安建筑科技大学材料科学与工程学院,教授,研究领域:从事于纳米材料的制备与表征;工业催化;有机合成;氢能与新能源的基础性研究工作。 科研成果:就纳米材料及新能源领域的研究,在国内国际刊物发表学术论文上百篇。在纳米材料的科研及教学中具有较深厚的学术积淀。 教学经历:主讲,纳米材料基础,有机化学,无机材料工艺学,工业催化等本科生及研究生的课程。