材料化学 纳米材料与纳米技术

1、1纳米材料与纳米技术的概念纳米科技的发展历史纳米材料技术的研究方法 纳米技术的研究热点纳米科技的研究意义2一、纳米材料与纳米技术的概念纳米尺度：纳米尺度是指1100纳米的空间范围，这正是分子尺寸，也是分子相互作用的空间。纳米材料：广义地说，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（0.1nm100nm）或由他们作为基本单元构成的材料。纳米：（符号为nm）是长度计量单位，1纳米 = 10-9米。相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。高清晰STM下的碳纳米管照片3纳米（Nanometer）是一种长度的量度单位，1nm=10-9m（约相当于45个原子串起来长） 纳米结构（Nanost

2、ructure）指尺寸在100nm以下的微小结构。 纳米材料（Nanomaterials）是纳米级结构材料的简称。狭义指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100nm，在通常情况下不超过10nm；广义指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度（1100nm）限制的各种固体超细材料。它不同于晶态与非晶态，它是物质的第三态固体材料，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是一种典型的介观系统。科学家们仅把那些到了纳米尺度后，性能发生了突变的材料称为纳米材料4介观 是指原子簇尺寸与宏观物质尺寸之间的过渡尺寸。是指介于宏观和微观之间的意思。纳米是介观尺度的一个度量单位。簇（Cluster）是

3、指原子或者反应性分子组成的1个单元到50个单元不等的聚集体。 胶体（Colloid）含有粒径在1100nm的颗粒的稳定液相体系。 纳米技术（Nanotechnology）指单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构、形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度内研究物质的特征和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的高新技术。纳米科学（Nanoscience）指在纳米尺寸范围内认识自然和改造自然，也就是可通过直接操纵和安排原子或分子而创造出新物质的一门学科。5 在纳米尺度上科学家们观察到纳米粒子在化学和物理性质上出现奇异的特性。特殊的光学性质特殊的电学性质特殊的力学性质特殊的热学

4、性质特殊的磁学性质特殊的化学性质6（1） 特殊的热学性质 固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。 在空气中纳米金属颗粒会迅速氧化而燃烧。利用该特性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。物质名称常规尺寸下的熔点纳米尺度下的熔点Au1064327Ag900100Cu32739熔点K7（2）特殊的力学性质 陶瓷材料在通常情况下呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。 研究表明，人的牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。 呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒

5、金属硬35倍。纳米Ni的硬度与粒径的关系碳纳米管有很大的强度和很好的柔性8（3） 特殊的光学性质 当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时，即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上，所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑。由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于1，大约几微米的厚度就能完全消光。 与块体材料相比，由于量子效应引起的能带间隙变宽，纳米微粒的吸收带普遍存在“蓝移”现象。9（4） 特殊的磁学性质 纳米微粒尺寸小到一定临界值时进入超顺磁状态，这时磁化率不再符合居里-外斯定律。纳米微粒尺寸高于超顺磁临界尺寸时通常呈现高的矫顽力。 超微颗粒磁性与大块材料显著的不同，大块

6、的纯铁矫顽力约为 80安米，而当颗粒尺寸减小到 210-2微米以下时，其矫顽力可增加1千倍，若进一步减小其尺寸，大约小于 610-3微米时，其矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。Fe纳米微粒矫顽力和粒径关系10结构决定性质！性质决定现象！ 纳米效应表面效应 宏观量子 隧道效应小尺寸效应量子尺寸效应11纳米微粒尺寸包含原子总数表面原子比例10 nm310420%4 nm410340%2 nm2.510288%1 nm3099% 粒子直径减少到纳米级，表面原子数和比表面积、表面能都会迅速增加，表面活性高而引起粒子性质上的变化。一、表面效应 粒子半径/nm12 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其

7、体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积体积）与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大。 处于表面的原子数增多，使大部分原子的周围（晶场）环境和结合能出现很大的不同：表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质， 易与其它原子相结合， 具有很大的化学活性。纳米颗粒比表面积示意图13 二、 小尺寸效应 当微粒尺寸与光波的波长、传导电子的德布罗意波长以及超导态的相干长度或穿透深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，导致力、光、电、磁、热、声学等特性均会发生变化，这一现象被称为小尺寸效应。 力： 纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子

8、在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性。 光： 纳米微粒较大的比表面导致了平均配位数下降，不饱和键和悬键增多，因而存在较宽的键振动模分布，使得纳米微粒的频带吸收宽化。 热： 纳米微粒的表面能高、比表面原子数多，这些表面原子 临近配位不全，活性大以及熔化时所需增加的内能小，使得 纳米微粒熔点急剧下降。14 三、 量子尺寸效应 微粒尺寸降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级，吸收光谱阈值向短波方向移动(如图)，这种现象称为量子尺寸效应。久保（Kubo）采用一电子模型求得金属纳米晶粒的能级间距为：式中Ef为费米势能，N为微粒中的原子数。15公式 说明：

9、 1.能级的平均间距与组成物体的微粒中自由电子总数 成反比。2.宏观物体中原子数N，显然自由电子数也趋于无 限多，则能级间距0，电了处于能级连续变化的能带 上，表现在吸收光谱上为一连续光谱带；3.而纳米晶粒所含原子数N较少，自由电子数也较少，致使 有一确定值，电子处于分离的能级上，其吸收光谱是 具有分立结构的线状光谱。 纳米材料中处于分立能级中的电子的波动性带来了纳米材料的一系列特殊性质，如高度光学非线性、特异性催化和光催化性质、强氧化性和还原性。16四 、宏观量子隧道效应 电子具有粒子性又具有波动性，因此存在隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。宏观量子效应： 为了区别单个电子、

10、质子、中子等微观粒子的微观量子现象，把宏观领域出现的量子效应称为宏观量子效应。隧道效应： 基本的量子现象之一,即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这势垒。17经典力学：不可穿透的势垒隧道效应量子力学： 一些宏观量如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量及电荷等也具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势阱而产生变化，故称之为宏观的量子隧道效应。18 断键理论: 块体材料的性能完全不同于孤立原子是由于其内部原子间的相互作用；但是纳米材料既具有内部原子间的相互作用，又拥有大量的低配位表面原子，低配位原子的键变短变强，认为纳米结构的尺寸效应与原子配位数不完美有关。原子配位数不完美引起原子

11、剩余的键自发收缩，键能变强，从而在纳米结构表面、界面区域内出现局域应变和能量高密度化，这将导致表面的电子、质量和能量出现局域化和高密度化，这种变化将作为微扰项贡献固体的哈密尔顿量、原子结合能、电子亲和能等物理量，从而决定纳米材料各种新颖的性能。19 自然界中还有很多很多纳米技术存在，随着人类的科学技术不断发展，这些自然界的纳米技术会慢慢被发掘，并且应用到人类的日常生活生产中来。20Structural variations of butterfly wings.21Structural variations of butterfly wings.Color produced by diffra

12、ction gratings22Fly eye仿水蝇的微结构可设计新型轮船在水中自由行走 实例23荷叶的抗污染纳米结构应用于抗污染疏水织物的开发2425 碳纳米管尺寸只有头发丝的十万分之一，但它的导电率是铜的1万倍，它的强度是钢的100倍而重量只有钢的七分之一。它像金刚石那样硬，却有柔韧性，可以拉伸。它的熔点是已知材料中最高的。把碳纳米管用作转子的纳米马达26Nanoflower3-D nanostructured nanoflowerNanotube flowerNanoflower实例27纳米氧化锌28ZnO Nanorings and NanobeltsnanoringsNanobelt

13、s29ZnO Nanobridges and nanonailsnanobridgesnanonails30ZnO nanorods nanocombs nanospringsnanorodsnanocombsnanosprings31Examples of ZnO nanomaterials Wide Applications32发电布料-氧化锌制成的纳米线包着纺织纤维,布料被挤压或屈曲时，都可产生电流33 Ag nanoparticles Ag colloid34 纳米水平上的金属粒子奇特的光学性质:不同大小的金颗粒和银颗粒具有不同的颜色35几个纳米大小的 CdS QDs几个纳米大小的 C

14、dTe QDs纳米水平上的半导体晶体36应用纳米颗粒进行生物分子检测高灵敏度和选择性37In vivo cancer targeting and imaging with semiconductor quantum dotsFrom Nature Biotechnology 22, 969 - 976 (2004) 3839二、纳米科技的发展历程1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造“产品”，这是关于纳米技术最早的梦想。 七十年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想。1981年： IBM公司

15、苏黎世实验室的两位科学家格尔德宾宁及海因里希罗雷尔发明了扫描隧道显微镜。扫描隧道显微镜出现使人类首次在大气和常温下看见原子，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用。 40iron atom on copperCO科学家使用STM观测物质的纳米结构41421984年：德国物理学家格兰特教授领导的研究小组研制成功了尺寸在纳米量级的黑色金属粉末，纳米固体材料诞生了。43Xe on Ni1989年：美国IBM公司阿尔马登研究中心的科学家，成功地用扫描隧道显微镜在镍晶体表面移动氙原子，对单个原子进行重排，写成了由35个原子排列成“IBM”三个字母。1990年7月，第一届国际

16、纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生441991年：日本科学家发现了碳纳米管，它是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米。碳纳米管451993年：中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功地写出了“中国”二字。46纳米算盘1995年：美国提出了“纳米卫星”概念。1996年：IBM公司设在瑞士的苏黎世研究所制出世界上最小的“算盘”，这种“算盘”的算珠只有百万分之一毫米大小，是由碳原子连接成的球状分子“碳60”构成。C60每10个一组, 在铜表面形成世界上最小的算盘。471996年：我国科学家实现碳纳米管大面积定向生长。1997

17、年：中国科学院北京真空物理开放实验研究人员在纳米电子超高密度信息存储研究中心获突破性进展。中国科学院物理所解思深研究员率领研究小组发明了一种在孔内含有纳米催化剂颗粒的多孔二氧化硅的衬底上生长定向碳纳米管的方法，终于制备出大面积、高密度、离散分布的定向碳纳米管。管径均匀为20纳米，管间距为100纳米，管长约为100微米。 48用DNA（脱氧核糖核酸）制造出了一种纳米级的镊子,能够钳起分子或原子并对它们随意组合，制造纳米机械利用DNA基本元件碱基的配对机制，可以用DNA为“燃料”控制这种镊子反复开合。1999年巴西和美国科学家用碳纳米管制备了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当

18、于一个病毒的重量。2000年8月：美国朗讯科技公司和英国牛津大学的科学家在英国自然杂志上报告说，他们用DNA制造出了一种纳米级的镊子。492001年11月：美国朗讯贝尔实验室用一个单一的有机分子制造出了世界上最小的“纳米晶体管”。针尖般大小的尺寸上可以容纳万个这种晶体管 纳米晶体管是以碳为基础，包含氢和硫的有机半导体分子为晶体管材料，以金原子层为电极一种自行安装的化学过程。分子晶体管结构图 50靶向微球2001年纽约斯隆-凯特林癌症研究中心的戴维. 沙因贝格尔博士报道了把放射性同位素锕-225的一些原子装入一个形状像圆环的微型药丸中，制造了一种消灭癌细胞的靶向药物。肝靶向海藻酸钠载药纳米粒51

19、纳米技术发展可能经历五个阶段 第一阶段：准确地控制原子数量在100个以下的纳米结构物质。这个阶段的市场规模约为5亿美元。 第二个阶段：生产纳米结构物质。该阶段的市场规模在50亿至200亿美元之间。 第三个阶段：大量制造复杂的纳米结构物质将成为可能。该阶段的市场规模可达100亿至1000亿美元。 纳米计算机将在第四个阶段中得以实现。这个阶段的市场规模将达到2000亿至1万亿美元。 第五阶段：科学家们将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置，市场规模将高达6万亿美元。 5253纳米显微术等纳米生物学纳米材料学纳米机械学纳米电子学纳米材料和技术研究热点54纳米材料 碳纳米管纳米陶瓷纳米金属纳米

20、结构设计异质、异相和不同性质的纳米基元的组合纳米尺度基元的表面修饰改性等。55纳米碳管碳纳米管是直径非常细的中空管状纳米材料，它能够大量地吸附氢气，成为许多个“纳米钢瓶” 。研究表明约2/3的氢气能够在常温常压下从碳纳米管中释放出来。生产氢气汽车，只需携带1.5升左右的储氢纳米碳管，即可行驶500km。56“纳米碳管”异想天开之应用坚韧的碳纤维，其密度是钢的1/6，强度为钢的10100倍，重量则只有钢的1/4。将纳米碳管做成太空升降机的缆绳，由于它的强度高、重量轻，即使是从太空下垂到地面，它也完全可以承受自身的重量而不会断开，它是目前唯一可作为太空云梯的理想材料。57碳纳米管的应用“蜘蛛衣”“

21、会眨眼的宝马”很酷的纳米奥巴马58“蜘蛛衣”据英国泰晤士报报道，意大利都灵理工大学的普格诺教授计划用一种名为碳纳米管的超细纤维来制造“蜘蛛衣”，这种材料内部中空，由于非常微小，它具有像壁虎刚毛一样的吸附效果。众所周知，壁虎、蜘蛛和一些昆虫的脚上长满了细小的刚毛，能敏锐地寻找到各种固体表面的细微凹凸并吸附在上面。 59“蜘蛛衣”的吸附力取决于与固体表面接触处的碳纳米管数量。这种材料的外部直径只有几到几十纳米，相当于头发丝的十万分之一，因此一片手掌大小的纤维中可容纳数十亿的碳纳米管，由此产生的单位面积吸附力是壁虎脚的200倍。兄弟你好牛哦60根据普格诺的计算，把一双用这种材料制成、手掌面积为200

22、平方厘米的高粘力手套粘在屋顶上，可以同时吊起14个重量为83公斤的壮汉。当然，要移动也很简单，只要沿着表面稍微上下左右挪动一下，粘结处就会一点点断开。普格诺说：“这种高科技材料在科学方面有非常有趣的应用，像在太空中，舱外作业的宇航员就可以穿上这种具有吸盘粘附功能的衣服。”他估计，世界第一套“蜘蛛衣”有望在2017年前问世。 61“会眨眼的宝马”626364宝马推出的GINA概念车将采用一种新型超强纳米纸，研发人员以福勒的名义为这种材料取名Bucky Paper。据悉，这种看来很像复写纸的薄膜由碳纳米管与聚亚氨酯制得，其理想厚度在10至20m，强度可达钢的500倍！ 穿衣服了65 碳纳米管作为石

23、墨、金刚石等碳晶体家族的新成员 ,因为它奇特的性能，被科学家称为未来的“超级纤维”，也成为国际研究热点。66纳米陶瓷陶瓷材料在通常情况下呈脆性，由纳米粒子压制成的纳米陶瓷材料有很好的韧性。因为纳米材料具有较大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性与延展性。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他材料不可替代的作用，具有广阔的应用前景。 67纳米骨材料 把它植入体内填充各类型的骨缺损，其网状结构可生长出很多新生的骨细胞，所有填的纳米骨

24、材料， 最后会降解消失 我国第一项纳米医药产品 骨缺损部能完全 被新生骨取代。 68 纳米骨的原料：制备纳米晶羟基磷灰石或胶原复合的生物硬组织修复材料，复合材料具有纳米级别的天然骨分级结构和天然骨的多孔结构69 纳米人工骨已获得国家食品药品监督管理局的试生产注册证，成为我国首个可以在市场上公开销售和应用的纳米医药产品。目前该材料已经在十几所医院进行了应用。 70卢柯等人在世界上首次直接观察到晶粒尺寸为30纳米的铜在室温下能延伸了50多倍，这种超塑延展性对传统的金属材料变形机制提出了挑战，也必将对金属材料的精细加工、微机械的制造工艺产生重大影响 铜晶粒的超塑性延展性纳米金属71纳米电子学纳米电子

25、集成电路纳米晶体管分子计算机等。72与纳米量级相关的电子学行为不是简单的体积量级减小的结果，而是由于一些真正本质的电子学现象所导致的73IBM 20 纳米晶圆效果图741971-1972 10微米（10000纳米）工艺， Intel 4004、8008，2300-3500晶体管；1974 6微米（6000纳米）工艺， Intel 8080，6000晶体管；1976-1982 3微米（3000纳米）工艺， Intel 8085、8086、8088、80286， 6500-134000晶体管；19851.5微米（1500纳米）工艺， Intel 80386DX，275000晶体管；19891微米（

26、1000纳米）工艺， Intel 80486DX、120万万晶体管；1993500纳米工艺， Pentium，350万晶体管；1996-1998350纳米工艺， Pentium MMX、Pentium II，450万-750万晶体管；1998-1999 250纳米工艺， Pentium II、Pentium III、Celeron，750万-950万晶体管；1998-1999250纳米工艺， Pentium II、Pentium III，750万-950万晶体管；2000180纳米工艺， Pentium III、Celeron，Pentium 4，950万-4200万晶体管；2001-2003

27、130纳米工艺， Pentium III，Pentium 4，950万-5500万晶体管；2004 90纳米工艺， Pentium 4，1亿晶体管；2006-200765纳米工艺， Pentium EE、Pentium D、Core 2，2亿3000万-2亿9000万晶体管；2007-201045纳米工艺， Core 2，4亿1000万-8亿2千万 2011 20纳米工艺752007年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的物理学家亚历克斯策特尔(AlexZettl)及其同事发明了一种纳米管收音机：单单一根碳纳米管就可以接收广播信号，放大并转换成音频信号，发送到外接扩音器上。收音机五个基本部件：天线,

28、用来接收电磁波信号;调谐器,从所有正在广播的频道中选择想要收听的频道;放大器,用于增强信号;解调器,将信号中的有效信息从携带信息的载波中分离出来;有效信息被传送到外接扬声器上,由扬声器将这部分信号转换成可以听得到的声音.76单电子晶体管：用一个或者少量电子就能记录信号的晶体管。一般的存储器每个存储元包含了20万个电子，而单电子晶体管每个存储元只包含了一个或少量电子，因此它将大大降低功耗，提高集成电路的集成度。 77碳纳米管制成的纳米晶体管IBM科学家建造并展示了有史以来第一个包含在一个单分子内的计算机逻辑电路。这将最终促使更小更快的、更低能耗的新型计算机问世。 制造这种晶体管过程中的主要困难是

29、如何确保电极之间只有一个分子，而且要将电极装配到分子上并让电流通过这种小装置中。78纳米管计算机存储器79新型生物纳米电子晶体管构建成功义肢等人体修复器械有望与人体神经系统直接“连线”由三磷酸腺苷（ATP）驱动和控制的生物纳米电子混合晶体管。 8081纳米医学和生物学 纳米机器人生物芯片药物纳米载体纳米颗粒基因转移技术等。82遥控“纳米机械”纳米机械研制属于分子仿生学的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米生物学的近期设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。83遥控“纳米机械”84最新纳米

30、技术能给活细胞打针-对细胞实施手术 85“纳米耳”被一道激光束俘获的金微粒能够探测到仅为人类听觉阈值一百万分之一的声音。 86显微镜下的纳米手术刀87纳米机器人(nanorobot)的研制 纳米机器人是纳米生物学中最具诱感力的内容。动脉粥样硬化的治疗 机器人能够从动脉壁上清除粥样沉积物。这不仅会提高动脉壁的弹性,还会使通过动脉的血液流动状况得到改善。 88 纳米清洁工科学家设想制造出负责清扫血管的纳米机器人（清洁工），专门负责清扫血管壁上的胆固醇、凝血等沉积物，以预防脑血栓等心血管病；同时也可以制作出清扫体内癌细胞的机器人。8990跟踪生物体内活动 美国伯克利大学的纳米研究部门的崔屹先生指出：

31、有的纳米颗粒具有发光功能，科学家们把这种纳米颗粒送进人的组织、器官内，然后从人体外部向内照射近红外线，纳米颗粒在体内会发光，可以跟踪了解人体细胞的变化情况，从而达到追踪病毒等效果 。91科学家们还发现癌细胞特别喜欢吃纳米颗粒，这有助于跟踪癌细胞在人体内的活动 92纳米泵人造红细胞它比体内血液中的红细胞要多携带200多倍的氧气。血液形态图 93纳米技术与基因疗法的结合 瑞典科学家制作的微型医用机器人，可移动并捡起肉眼看不见的玻璃珠。用这种微型机器手将果蝇的染色体基因进行信号移动，培育出的果蝇多长了一个胸脯和翅膀，甚至把果蝇的眼睛和翅膀挪位；果蝇：遗传学和分子发育生物学的国王图中左侧为雌性，右侧为

32、雄性 94智能化的纳米药物传输系统 2006年，麻省理工学院和哈佛大学的研究者制备的纳米粒子进入前列腺癌细胞中靶向传输化疗药物。 在小鼠实验中方法靶向纳米粒子治疗非靶向纳米粒子治疗 化学抗癌药物存活率100%57%14%95磁性标记物颗料在医学探测中的应用 靶向载药96把药物放入磁性纳米颗粒的内部，这些颗粒就可以自由地在血管和人体组织内运动加外磁场导向，使其向病变部位聚集 97把树形聚合物分子设计得只在适当的触发分子存在的情况下自动地膨胀并释放出药物。这种性能还可能使定制的树形聚合物分子恰好在需要治疗的组织或器官内释放出其运载的药物。 98纳米刻蚀是“从上而下”纳米制造方法的典型。北京大学纳米

33、中心的学者通过AFM针尖对基质Au-Pa合金上的机械刻蚀，书写了世界上最小的唐诗（10微米10微米). 世界上最小的唐诗 纳米机械与纳米制造 99分子升降机100 美国德州莱斯大学的化学家James Tour等通过不同的有机分子的组合，合成称为“纳米娃娃(Nanokids)的分子结构.纳米娃娃的身体部分是由苯环所组成，由烷基等碳氢有机分子所组成的四肢，则是透过碘化物连接在身体上。娃娃的头部则是由醇类分子所构成。如果在这些娃娃足部加上硫，则可以使他们站立在镀金的表面。101二氧化硅纳米线能够自行组成形成令人深刻印象的图案，香港中文大学教授郝少康在电子扫描显微镜下观看二氧化硅呈现出花卉的形状。不同

34、于植物的是，这些花卉需要的“肥料”是镓和金催化剂。这些催化剂可让二氧化硅纳米线的长度增长至几微米，直径保持在10纳米左右。这幅精美纳米微观图片与真实的向日葵颇为相似 102微观黄金金字塔这是由美国西北大学提供的位于硅基座上的纳米金字塔的高分辨扫描电子显微镜照片。这种纳米颗粒阵列具有定向的光学性能。这种特性使得人们对于纳米尺度里的光和物质的相互作用具有了更深的理解。科学家正在探索这种结构在化学、生物传感和纳米光子学等方面的应用。103纳米金表面上的水滴这张图是纳米结构的金表面上的一滴水，这是由英国南汉普顿大学拍摄的，是通过电铸成模方法制备的纳米金。这些颜色是由白光反射和纳米金表面上的等离子体激元所形成的。 104清晨林中漫步：Suresh Donthu, Northwestern University氧化锡纳米线的扫描电镜照片 105新加坡南洋理工大学博士后研究员杨英辉(音译)在检测氧化锌纳米针的时候，意外地发现这呈现出典型的中国国画风格。通过对场景上色，杨英辉又绘画了一部分，使得氧化锌纳米微观图成为一幅精美