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第一章 功能材料与纳米技术的发展概况1

第一节 功能材料和纳米技术1

第二节 纳米材料的特性3

一、小尺寸效应3

二、表面效应4

三、量子尺寸效应4

四、宏观量子隧道效应5

第三节 功能材料和纳米材料的分类5

一、功能材料的分类5

二、纳米材料的分类7

第四节 纳米科技的发展状况10

一、国外纳米技术的发展现状10

二、我国纳米技术的发展现状12

第五节 功能材料和纳米技术的发展趋势与应用前景13

一、纳米科技的发展前景13

二、我国纳米科技的研究与进展13

三、纳米材料的应用15

四、纳米科技的发展趋势17

参考文献17

第二章 材料结构基础19

第一节 固体结构19

一、晶体结构19

二、无定型结构20

三、液晶结构21

第二节 高分子材料结构24

一、高分子结构特点24

二、高分子的链结构和聚集态结构25

第三节 高分子结构与性能32

一、力学性能32

二、热学性能33

三、高分子电学性能36

第四节 材料的显微结构37

一、显微结构的范围37

二、观察显微结构的工具38

三、立体显微技术39

参考文献39

第三章 纳米材料制备技术41

第一节 纳米材料制备技术分类42

第二节 纳米材料制备技术44

一、纳米粉体制备方法44

二、纳米膜的制备方法52

三、纳米块材的制备方法53

四、高分子纳米材料制备方法（无机-有机杂化技术）53

五、纳米微囊制备技术55

六、纳米碳管制备技术57

第三节 纳米材料表面修饰和改性59

一、纳米粉体表面结构及状态59

二、纳米粉体的表面及其形貌60

三、纳米粉体材料的制造方法及其对表面状态的影响60

四、纳米颗粒表面修饰和改性方法61

五、纳米粒子的性能与应用62

六、纳米粉体材料表面研究进展62

第四节 纳米结构材料制备技术63

一、纳米结构材料自组装和分子自组装合成64

二、厚膜模板合成纳米阵列65

参考文献65

第四章 纳米材料测试技术66

第一节 纳米测试技术的起源和分类66

第二节 纳米材料测试主要仪器简介67

一、X射线光电子能谱仪67

二、俄歇电子能谱仪68

三、激光散射69

四、透射电子显微镜69

五、扫描电子显微镜69

六、扫描隧道显微镜70

七、原子力显微镜70

八、近场光学显微镜71

第三节 纳米材料表征方法71

一、化学成分表征71

二、纳米颗粒的表征72

三、纳米颗粒表面分析73

四、晶态的表征76

五、复合材料和自组装材料的表征77

六、纳米测试技术的发展77

参考文献77

第五章 电功能材料78

一、能带理论简介78

二、材料导电行为的能带理论解释78

第一节 金属导电材料79

第二节 高分子导电材料81

一、导电高分子材料结构特点81

二、导电高分子材料类型82

三、导电高分子的应用83

第三节 其他电功能材料84

一、离子导电和快离子导体材料84

二、电阻材料85

三、电热材料和热电材料86

第四节 电功能材料的研究进展87

一、超高纯度铜（UHPC）87

二、高电导率高强度合金88

三、导电性MoSi2材料88

四、光透明导电膜材料89

五、巨磁电阻（CMR）材料89

六、纳米导电聚合物90

参考文献92

第六章 磁功能材料93

第一节 磁学基本概念和磁性分类93

一、磁场及其特征参量93

二、磁性的分类94

第二节 典型磁性材料96

一、软磁性材料96

二、硬磁性材料（永磁材料）99

三、矩磁性材料99

四、压磁材料99

五、旋磁材料100

六、磁记录介质和磁头材料100

七、磁泡材料和磁光材料101

八、复合功能磁性材料102

第三节 纳米技术在磁功能材料中的应用103

一、纳米药物磁粒子103

二、纳米磁记录材料103

三、纳米巨阻材料103

四、纳米磁流变液104

五、纳米微晶软磁材料104

六、纳米微晶稀土永磁材料105

七、纳米磁致冷工质106

参考文献106

第七章 光功能材料108

第一节 激光材料108

一、激光产生的机理简介108

二、激光材料109

第二节 发光材料112

一、发光原理113

二、发光的特征113

三、发光类型114

第三节 光纤材料117

一、光纤的结构及分类117

二、光在光纤中传输的基本原理119

三、主要光纤材料120

第四节 其他光功能材料121

一、红外材料121

二、电光材料122

三、磁光材料123

四、声光材料124

五、光致色变材料126

第五节 纳米技术在光功能材料上的应用127

一、纳米晶太阳能电池127

二、纳米发光功能材料130

三、纳米碳管在发光显示技术中的应用132

参考文献132

第八章 超导材料134

第一节 超导电性和超导机理134

一、超导电性产生机理134

二、超导电性的隧道效应134

第二节 超导材料的基本性质135

一、零电阻现象135

二、完全抗磁性（迈斯纳效应）136

三、库柏电子对136

四、BCS理论137

第三节 超导体的三个临界参数137

一、临界温度Tc137

二、临界磁场Hc138

三、临界电流Ic138

第四节 超导材料类型139

一、常规超导体139

二、高温超导体140

三、其他超导体简介142

第五节 超导材料的应用143

一、低温超导材料的应用143

二、高温超导材料的应用145

第六节 超导材料的研究进展147

参考文献150

第九章 智能材料151

第一节 形状记忆合金151

一、形状记忆合金的特性152

二、形状记忆合金的应用153

第二节 电流变液和磁流变液155

一、电流变液155

二、电流变液材料155

三、磁流变液158

第三节 智能药物释放体系160

一、化学刺激响应体系161

二、物理刺激响应体系162

三、生物信号响应体系164

四、靶向药物释放体系164

第四节 新型智能材料165

一、智能皮肤165

二、生物传感器165

三、仿生陶瓷166

四、智能窗户167

五、智能纤维167

六、化学组装纳米计算机168

七、自愈合组织工程材料169

参考文献170

第十章 储氢材料172

第一节 储氢材料的定义和分类172

一、储氢材料的定义172

二、储氢材料的分类173

第二节 储氢原理174

一、金属储氢原理174

二、纳米碳管储氢原理176

第三节 典型储氢材料178

一、金属储氢材料178

二、纳米碳管182

第四节 储氢材料的应用183

一、氢化物-镍电池183

二、氢燃料发动机184

三、热-压传感和热液激励器184

四、氢同位素分离和核反应堆中的应用185

五、储氢合金氢化物热泵185

第五节 储氢材料的研究进展186

一、新型催化剂186

二、新电极材料186

三、纳米技术在储氢材料中的应用188

参考文献188

第十一章 生物医学材料190

第一节 生物医学材料的定义和分类190

一、生物医学材料的定义和研究内容190

二、生物医学材料的分类190

第二节 生物医学材料的表征和评价191

一、生物相容性191

二、生物医学材料的评价195

第三节 人工器官与生物医学材料196

一、人工心脏与人工心脏瓣膜196

二、人工肺198

三、人工膀胱198

四、人工皮肤200

五、人工肾204

六、人工骨210

第四节 生物医学材料的发展趋势211

一、生物医学材料向仿生材料发展211

二、生物医学材料向智能材料发展211

三、生物材料评价体系更加完善212

第五节 纳米技术在生物材料中的应用212

一、纳米技术用于制备骨组织工程材料212

二、纳米技术用于合成活性人工皮肤213

三、纳米材料用于合成仿生材料213

参考文献213

第十二章 组织工程材料215

第一节 组织工程研究内容215

一、种子细胞研究216

二、细胞外基质的研究217

三、组织和器官的构建218

四、组织工程临床应用220

第二节 组织工程支架材料220

一、骨组织工程支架材料221

二、神经组织工程支架材料222

三、血管组织工程支架材料223

四、肌腱组织工程支架材料224

五、皮肤组织工程支架材料225

六、眼角膜组织工程支架材料225

七、肝、胰、肾、泌尿系统组织工程支架材料225

第三节 组织工程支架材料类型和发展趋势225

一、天然生物大分子225

二、人工合成仿天然生物大分子226

三、天然和人工合成材料杂化226

四、合成制备方法的改进和创新226

五、组织工程支架材料的发展方向226

参考文献227

第十三章 纳米药物载体229

第一节 纳米药的应用现状229

第二节 纳米药物载体类型231

一、纳米磁性颗粒232

二、高分子纳米药物载体232

三、纳米脂质体233

四、纳米智能药物载体234

五、纳米药物载体的制备方法235

第三节 纳米药物载体的应用236

一、癌症治疗236

二、基因载体237

三、疫苗辅剂238

四、细胞内靶向给药238

五、定量给药239

六、口服用药240

七、眼科用药240

八、定位显影剂241

九、纳米药物载体的未来241

参考文献242

第十四章 功能膜244

第一节 功能膜材料的特点244

一、薄膜材料的特点244

二、制备过程决定薄膜性能245

三、薄膜制备方法能够实现设计性能246

第二节 典型功能膜247

一、敏感薄膜247

二、信息记录用薄膜248

三、光记录元件材料251

四、光学薄膜253

五、半导体薄膜255

六、电学薄膜257

参考文献260

第十五章 功能陶瓷262

第一节 电功能陶瓷262

一、绝缘陶瓷263

二、半导体陶瓷266

三、超导陶瓷266

四、压电陶瓷267

第二节 其他功能陶瓷268

一、磁性陶瓷268

二、热释电陶瓷269

第三节 纳米技术在功能陶瓷中的应用270

一、纳米陶瓷制备技术270

二、纳米陶瓷的表征273

参考文献274

第十六章 纳米塑料276

第一节 纳米塑料的性能277

一、高强度和高耐热性277

二、高阻透性277

三、高阻燃窒息性278

四、良好的热稳定性278

五、良好的导电性278

六、纳米塑料的各向异性279

七、纳米塑料的热力学原理及性能280

八、纳米塑料的加工性能280

第二节 典型的纳米塑料282

一、纳米通用塑料282

二、纳米工程塑料283

三、纳米特种工程塑料283

四、纳米功能塑料284

五、纳米纤维增强塑料286

第三节 纳米塑料研究进展286

一、无机纳米塑料研究进展287

二、有机纳米塑料研究进展288

三、金属纳米塑料研究进展289

四、纳米塑料材料加工方法研究方向289

参考文献289

第十七章 功能纤维291

第一节 吸水吸湿纤维293

一、改善吸水吸湿性的方法294

二、几种典型的吸水吸湿纤维294

第二节 抗静电及导电纤维296

第三节 蓄热保暖纤维299

一、蓬松保暖纤维299

二、蓄热保暖纤维300

第四节 抗菌防臭和保健纤维301

一、抗菌防臭纤维301

二、保健纤维304

第五节 防紫外线纤维305

参考文献306