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“材料”，一個(gè)我們非常熟悉的詞。每個(gè)人對它都有自己的理解。對于一名工人來(lái)說(shuō)，材料代表的可能是磚瓦、水泥；對于一名醫生來(lái)說(shuō)，材料代表的可能是針管、藥劑；對于一名學(xué)生來(lái)說(shuō)，材料代表的可能是書(shū)本紙筆……而對于整個(gè)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，材料代表的就不再是那么簡(jiǎn)單。它是我們物質(zhì)文明的基石、社會(huì )發(fā)展的載體，所有現代人類(lèi)生存依賴(lài)的機器設備、交通工具、房屋、電腦、手機等都由各種各樣的材料構成?？v觀(guān)人類(lèi)發(fā)展歷史，無(wú)不深深地烙下人類(lèi)利用和制備材料能力的印記：應用天然原始材料為主的舊石器時(shí)代，開(kāi)始對天然材料進(jìn)行煅燒等初步加工的新石器時(shí)代，冶煉和加工興盛的青銅時(shí)代和鐵器時(shí)代，以及上世紀的鋼鐵時(shí)代和硅半導體時(shí)代。這一個(gè)個(gè)時(shí)代見(jiàn)證著(zhù)材料發(fā)展帶給人類(lèi)社會(huì )的巨大進(jìn)步，也展示著(zhù)人類(lèi)因為材料制備和應用而迸發(fā)的無(wú)窮智慧。直到今天，新材料的開(kāi)發(fā)探索和材料技術(shù)的發(fā)展突破依舊是引領(lǐng)人類(lèi)社會(huì )不斷向前進(jìn)步的核心動(dòng)力之一。一個(gè)個(gè)高新科技的發(fā)展不斷催生了新的材料領(lǐng)域，而新材料的出現又可能促進(jìn)一個(gè)新的應用領(lǐng)域產(chǎn)生。在這些新領(lǐng)域當中，納米材料成為當今當之無(wú)愧的寵兒，應運而生的納米技術(shù)也注定會(huì )為這個(gè)時(shí)代留下濃墨重彩的一筆。
　　另一方面，在人類(lèi)歷史上留下過(guò)重要印記的材料，多數是以這些材料的成分或名稱(chēng)來(lái)命名定義，而納米材料卻掛上了一個(gè)長(cháng)度單位“納米”這個(gè)名號。納米，一米的十億分之一，相當于4個(gè)原子大小，在普通人看起來(lái)小得難以想象。不過(guò)，就是這么一個(gè)微小卻重量級的頭銜，卻賦予了達到這個(gè)尺寸范圍的材料各種超乎尋常的能力。那些歷史上千年不朽的古董彩釉、自然中超乎尋常的生物能力都暗藏著(zhù)納米的身影；傳說(shuō)中讓人消失的隱形衣、薄如蟬翼的電腦和手機、殺滅病毒的微小機器人也因為納米技術(shù)的發(fā)展而不再是遙不可及的傳說(shuō)。而這些，僅僅是納米材料與技術(shù)神奇面貌的冰山一角，可以說(shuō)，納米材料與技術(shù)對人類(lèi)社會(huì )的影響力絕不亞于歷史上任何一種改變了人類(lèi)生產(chǎn)與生活方式的重要材料，自納米材料與技術(shù)的興盛開(kāi)始，我們的社會(huì )將變得豐富繁榮，我們的生活注定會(huì )變得多姿多彩。
　　隨著(zhù)納米材料與技術(shù)的優(yōu)勢日益為人們所熟知，對于它的探尋也會(huì )越來(lái)越多。納米材料究竟有多??？為什么納米材料有如此多神奇的性能？哪些材料是納米材料？納米材料都是非常小的粉末嗎？納米材料如何應用在我們生活中有么？我們用什么手段獲得、制造、觀(guān)察納米材料？納米材料有什么應用？我們期待這些問(wèn)題在讀者耐心閱讀完本書(shū)之后，都會(huì )找到滿(mǎn)意的答案。
本書(shū)共分為7個(gè)部分，第一部分介紹納米材料的基本特性，第二部分介紹形形色色的納米材料，第三部分介紹用納米材料及技術(shù)組裝的納米器件，第四部分介紹觀(guān)察、制備納米材料的技術(shù)，第五部分介紹納米技術(shù)在能源與環(huán)境保護中的應用，第六部分介紹納米技術(shù)在醫學(xué)上的應用，第七部分介紹納米技術(shù)未來(lái)的展望以及國內外針對納米技術(shù)發(fā)展制定的戰略和政策。

一    尺寸為什么如此重要—什么是納米科學(xué)和技術(shù)

1  毫微之末是納米/3
     納米有多長(cháng) /3
     構建在納米結構上的生物世界/4
2  納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的開(kāi)拓者/5
     古人創(chuàng )造的納米材料 /5
     世界著(zhù)名科學(xué)家對納米科技的研究 /7
     諾貝爾獎獲得者費曼的預言 /7
3  神奇的納米效應/10
　 被關(guān)在納米籠子里的電子—量子效應/11
　 從量變到質(zhì)變—表面原子數量比例的增加導致的表面效應 /14
　 突破人體屏障—納米尺寸對生物的影響 /16

二    無(wú)所不能的納米材料 

1  自然界中的納米材料/19
　  蓮（荷）葉表面的秘密 /19
　  飛檐走壁的秘密 /21
　  沒(méi)有色素的多彩蝴蝶翅膀 /22
　  向自然界學(xué)習納米技術(shù)/24
2  納米材料穿越到古代—古人也有納米材料/25
      中國古銅鏡為何經(jīng)歷兩千年仍光亮如新 /25
      幾千年的古代顏料仍然光彩奪目 /26
3  丑小鴨變白天鵝—從木炭到石墨烯的故事/27
　  納米級的足球賽—巴基球的發(fā)現/27
     巴基球獨特的性能/29
　  坐著(zhù)云梯逛月球—碳納米管的神奇之處/30
　  世界上最薄的紙—石墨烯/34
4  納米材料的工業(yè)應用/36
     輕于鴻毛、堅如磐石—納米二氧化硅多孔氣凝膠/36
     納米隱身材料與雷達的較量/39
     可見(jiàn)光隱身/41
     微波雷達隱身材料/41
     多功能隱身材料/42

三    多彩繽紛的納米世界—納米器件與系統

1  頭發(fā)絲上的電子王國—單電子晶體管/45
　  納米材料將可能解除“摩爾定律”失效之危/45
　  電子的獨木橋—單電子晶體管/47
　  小個(gè)頭大容量—納米存儲器/48
　  量子計算機/50
2  世界的一舉一動(dòng)都在我們手掌中—納米傳感器/53
　  納米氣體傳感器/54
　  納米光電探測器/55
      納米生物傳感器/57
　  其他類(lèi)型的納米傳感器/59
3  于細微處見(jiàn)神奇—智能機器人和納米系統/60
    醫用納米機器人/62 
      軍用納米機器人 /63

四    納米世界的“眼”、“手”和工具

1  納米世界的“眼”—探測微觀(guān)的顯微鏡/67
    逐漸清晰的奧妙世界—人類(lèi)探測微觀(guān)發(fā)展簡(jiǎn)介 /67
      以小見(jiàn)大的神奇手段—電子顯微鏡 /69
2  納米世界下的“手”—操控原子的新型顯微鏡/76
      撥動(dòng)納米世界的“手指”—掃描探針顯微鏡/76
       觸得到的現在，看得到的未來(lái)/81
3  納米世界的工具—納米結構的構建方法/82
　 從上至下、從下至上—新型納米制造技術(shù)/82
     納米自組裝—來(lái)自自然的啟示 /84
　 分子組裝技術(shù)—自我復制/87
　 自然界是最聰明的納米設計師和建筑大師—大自然給我們的啟示/91

五    納米技術(shù)在能源及環(huán)境保護中的應用

1  取之不盡、用之不竭—太陽(yáng)能的應用/94
　  納米森林—納米線(xiàn)陣列提高太陽(yáng)能的吸收/94
　  人造“樹(shù)葉”—陽(yáng)光+水= 氫，未來(lái)的生態(tài)能源/96
　  太陽(yáng)能儲熱器/98
2  舉手投足都發(fā)電—納米發(fā)電機/100
　 神奇的發(fā)電原理—壓電效應/101
　 納米發(fā)電機的構造/102 
3  隨時(shí)攜帶的能源—電池中的應用/104
　  隨用隨充—超級電容器/104
　  光和水—燃料電池/106
　  更安全、更高效的鋰離子電池/108
4  更清潔的水和空氣/109
　 水是生命之源—水的凈化 /111
　  人類(lèi)離不開(kāi)海洋—海水的淡化 /112
　    那天我們不再關(guān)注PM2.5—納米空氣清潔技術(shù)/114   

六    醫學(xué)界的新兵—納米醫學(xué) 

１  納米醫學(xué)全天候守護人體健康/120
   納米醫學(xué)是什么 /120
       腫瘤早期診斷的專(zhuān)家—納米分子影像技術(shù) /121
      跟蹤細胞的私家偵探—多功能納米微粒 /125
     分子診斷的新方法—金納米顆粒 /127
２  納米技術(shù)治療疾病顯身手/129
　  腫瘤細胞內的炸彈—納米分子探針 /129
　  定向著(zhù)陸的直升機—納米藥物 /131
　  安全防范—納米毒性 /133
３ 創(chuàng )傷修復的法寶—納米移植材料/135
　  人體組織器官的最好替身—納米組織工程材料 /135
　   未來(lái)的器官—與干細胞并肩作戰的納米材料 /137
 　
七    未來(lái)的納米世界—你準備好了嗎

1   納米技術(shù)是把雙刃劍/140
      納米技術(shù)使我們的生活更美好 /140
       納米技術(shù)是人類(lèi)遭遇的又一個(gè)“潘多拉魔盒”嗎/142
2   世界各國搶占納米科技研發(fā)的制高點(diǎn)/144
       美、日、德、法等國的納米科技發(fā)展規劃 /144
       中國要緊緊抓住納米科技發(fā)展的難得機遇 /145
　   廣州市納米科技發(fā)展規劃描繪未來(lái)美好藍圖/146