1、納米技術課程大綱一、課程概述課程名稱（中文）：納米技術 （英文）：Nanotechnology 課程編號：14371073課程學分：2學分課程總學時：32學時課程性質：專業選修課二、課程內容簡介（300字以內）納米技術屬于材料科學與工程專業的專業選修課，它研究了納米材料的結構和性能及制備方法，納米材料的應用以及納米技術的新進展。課程的任務在于通過本課程的學習，使學生對納米材料這樣一種新的材料具有一個比較廣泛的了解：能掌握納米材料的結構和優異性能，掌握納米材料的制備與應用以及了解納米結構的測試儀器和技術。同時開拓科技視野，并通過相關資料查詢、閱讀、綜合分析與討論，對納米材料與納米技術領域內最新進

2、展和成果有所了解。三、教學目標與要求要求通過本課程的教學，使學生了解、熟悉和掌握如下知識：1了解納米材料與技術的基本概述；2掌握納米材料的結構和優異性能；3掌握納米材料制備；4掌握納米材料的應用；5了解納米測量技術與儀器；6了解納米科技應用的新結合點。教學要求：開此課前學生應已學過大學物理、無機、有機及物理化學等基礎課。四、教學內容與學時安排 第一章 納米科學與技術的基本概念 （2學時） 1. 教學目的與要求：了解納米材料的發展史及重要性 理解納米科學與技術 掌握納米材料的定義 2. 教學重點與難點：納米科學與技術、納米材料的定義第一節 納米科學與技術（0.5學時）第二節 納米科學技術的發展史

3、（0.5學時）第三節 納米材料是納米科技的重要組成部分（0.5學時）第四節 納米材料的定義（0.5學時）第二章 納米材料的結構和優異性能 （9學時） 1. 教學目的與要求：了解納米材料的表面效應、結構相變及量子效應理解小尺寸效應及結構缺陷掌握納米材料的結構 2. 教學重點與難點：納米材料的結構第一節 納米材料的結構（2學時）一、納米金屬粒子的結晶形態和尺寸分布（1學時）二、富勒烯家族（0.5學時）三、納米粒子尺寸分布的測定（0.5學時）第二節 納米材料的結構相變（0.5學時）第三節 表面效應（0.5學時）第四節 納米材料的結構缺陷（1學時）一、X射線衍射數據隨晶粒尺寸、應變和缺陷量的改變（0.

4、5學時）二、應用X射線衍射線形精煉方法和線形分析方法研究納米Cu和Ag的缺陷（0.5學時）第五節 小尺寸效應（2學時）一、特殊的力學性質（0.5學時）二、特殊的熱學效應（0.5學時）三、特殊的光學效應（0.5學時）四、特殊的磁性（0.25學時）五、引人注目的化學性質（0.25學時）第六節 納米相塊體材料（2學時）一、晶粒（0.75學時）二、原子缺陷和位錯（0.25學時）三、微孔（0.25學時）四、晶界（0.25學時）五、穩定性（0.25學時）六、納米固體材料的力學性能（0.25學時）第七節 納米非晶態材料和納米晶材料（0.5學時）第八節 量子效應（0.5學時）第三章 納米材料的制備（9學時）

5、1. 教學目的與要求：了解納米材料的一些制備方法，包括濺射法、熱蒸發法、溶膠-凝膠法、球磨法等。理解制備方法的原理掌握不同制備方法的應用 2. 教學重點與難點：納米材料制備方法第一節 制備團簇和納米粒子的物理法（2學時）一、團簇成核的經典理論（0.5學時）二、團簇或納米粒子制備技術（0.5學時）三、使用團簇和納米粒子裝配材料（0.5學時）四、團簇的物理和化學性質（0.5學時）第二節 濺射、熱蒸發方法與激光蒸發技術的比較（2學時） 一、概述（0.25學時）二、實現過飽和的方法（0.25學時）三、粒子成核與生長（0.5學時）四、納米粒子的形成和尺寸分布（0.5學時）五、納米粒子制備工藝中對流的影響

6、（0.25學時）六、納米粒子的收集（0.25學時）第三節 氫電弧等離子體法制備納米粒子（1學時）第四節 納米粒子的化學合成（2學時）一、簡述（0.5學時）二、納米粒子的液相成核及長大（0.5學時）三、超細粒子的穩定性（0.5學時）四、納米材料的制備（0.5學時）第五節 溶膠-凝膠法（1學時）一、簡介（0.125學時）二、氧化物的合成（0.125學時）三、凝膠形成的無粉工藝（0.125學時）四、凝膠制備工藝中的時效和脫水（0.125學時）五、凝膠的燒結成型（0.125學時）六、可以制備納米結構材料的基材（0.125學時）七、溶膠-凝膠方法的展望（0.25學時）第六節 球磨法（1學時）一、簡述（0

7、.125學時）二、機械合金化技術發展概況（0.125學時）三、機械合金化工藝過程分析（0.25學時）四、機械合金化技術在新材料開發上的應用（0.25學時）五、球磨法在制備納米晶材料中的應用（0.25學時）第四章 納米材料的應用（5學時） 1. 教學目的與要求：了解納米材料的一些基本應用理解納米催化的原理及超細非晶態合金催化掌握納米材料應用的形式 2. 教學重點與難點：納米材料在不同領域中的應用第一節 在化工產品中的應用（0.5學時）第二節 在環保健康方法的應用（1學時） 一、簡述（0.25學時）二、半導體光催化（0.25學時）三、反應率、表面反應和量子效應（0. 5學時）第三節 在醫藥衛生領域

8、的應用（0.5學時）第四節 在電子工業產品中的應用（1學時）一、在電子功能材料中的應用（0.5學時）二、在微電子加工、生物分子器件和分子電子器件中的應用（0.5學時）第五節 納米催化（1.5學時）一、物理法制備納米金屬催化（0.5學時）二、納米金屬催化劑的結構設計及制備表征（0.25學時）三、納米催化劑的制備（0.5學時）四、納米金屬催化劑的反應特性評估（0.25學時）第六節 超細非晶態合金催化（0.5學時）第五章 納米結構的測試技術和儀器（4學時） 1. 教學目的與要求：了解納米結構的測試儀器理解納米結構檢測技術的應用掌握掃描隧道顯微鏡的基本原理 2. 教學重點與難點：掃描隧道顯微鏡的基本原

9、理第一節 掃描隧道顯微鏡的基本原理（1學時）第二節 其他類似的檢測儀器（2.5學時） 一、原子力顯微鏡（AFM）（0.5學時）二、激光檢測原子力顯微鏡（AFM）（0.5學時）三、低溫掃描隧道顯微鏡（STM）（0.5學時）四、真空掃描隧道顯微鏡（STM）（0.5學時）五、彈道電子發射顯微鏡（BEEM）（0.5學時）第三節 納米結構檢測技術的應用研究（0.5學時） 一、實現原子操縱（0.125學時）二、實驗和樣品的準備（0.25學時）三、應用實例（0.125學時）第六章 納米科技應用的新結合點（3學時） 1. 教學目的與要求：了解納米科技應用的新思路理解納米科學發展動向掌握納米催化劑制備新思路 2

10、. 教學重點與難點：納米科技應用的新思路第一節 納米催化劑制備新思路（0.5學時）一、真空噴鍍法制備納米催化劑（0.25學時）二、高分子穩定金屬簇催化劑（0.125學時）三、溫控相轉移催化劑（0.125學時）第二節 納米組裝和納米微球（0.5學時） 納米電子器件（0.5學時）一、分子開關（0.25學時）二、使用固態工作物質的磁冰箱（0.25學時）第四節 納米線生長的新機理（0.5學時）第五節 納米技術發展動向（0.5學時）一、光刻技術將發生革命（0.25學時）二、改進和擴大硅芯片的應用（0.125學時）三、納米技術促進配套技術發展（0.125學時）第六節 納米科學與技術要在應用中求得發展（0.5學時）五、考核方式與成績評定 本課程