急求！微纳米测试技术的种类概述！！！
1光学干涉测试技术
（位移干涉检测技术，相移干涉检测技术，X射线干涉技术 ，白光干涉检测技术）
2 微纳形貌检测技术
3 微纳坐标测量技术
4 微视觉测试技术
5 全息干涉技术
微纳器件包括哪些
微就是小，纳就是小到纳米级别，应用：CPU、手机CPU、各种微电子芯片（银行卡、公交卡，手机sim卡，耳机里的声音处理芯片，等等，还有U盘等各种基于硅材料的半导体存储设备）制作材料主要是硅，硅材料资源比较丰富，制备工艺成熟；其他应用方向也有用化合物半导体的。
纳米技术能运用在哪些方面。
纳米技术是用单个原 子、分子制造物质的科学技术,纳米材料从根本上改变了材料的结构,纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点,其相应发展起来的纳米技术被会认为是世纪最具有前途的科研领域。
目前其主要运用在:陶瓷领域、微电子学上、生物工程上、在光电领域、在化工领域、在医学上。
详细介绍如下：
1、纳米技术在陶瓷领域方面的应用
陶瓷材料作为材料 的三大支柱 之一,在日常生活及工业生产 中起着举 足轻重 的作用。但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到 了较大 的限制。随着纳米技术的广泛 应用,纳米陶瓷随之产生,希望 以此来克服陶瓷材料 的脆性,使陶瓷具有象金属一样 的柔韧性和 可加工性。英国材料学家指 出纳米 陶瓷是解决 陶瓷脆性 的战略途径。所谓纳米 陶瓷,是指显微结构 中的物相具有纳米级 尺度 的陶瓷材料、也就是说晶粒尺 寸、晶界宽度、
第二相分布、缺陷尺 寸等都是在 纳米 量级 的水平上。要制备纳米 陶瓷,这就需要解决粉体尺寸形貌和粒径分布的控制,团聚体的控制和分散。块体形态、缺陷、粗糙度 以及成分的控制。
2、纳米技术在微 电子学上 的应用
纳米电子学是纳米技术 的重要组成 部分,其主要思想是基于纳米粒子 的量子效应来设计并制备纳 米
量子器件,它包括纳米有 序无 序阵列体 系、纳米微粒 与微孔 固体组 装体 系、纳米超结构组装体 系。纳米 电子学 的最终 目标 是将集成 电路进一步减小,研制出由单原 子或单分 子构成 的在室 温能使用 的各种器件。目前,利用 纳米 电子学已经研制成功各种纳米器件。单 电子 晶体管,红、绿、蓝三基色可调谐 的纳米发光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成 的超微磁场探测器 已经问世。并且,具有奇特性能的碳纳米管的研制成功,为纳米 电子学 的发展起到了关键的作用。碳纳米管是 由石墨碳原 子层卷 曲而成,径 向尺层控制在以下。电子在碳纳米管的运 动在径 向上受 到限制,
表现 出典型 的量子 限制效应,而在轴 向上 则不受任何 限制。以碳 纳米管为模 子来制备一维
半导体量子材料,并不是凭空设想,清华大学 的范守善教授利用碳纳米管,将气相反应 限制在纳米管内进行,从 而生 长 出半导体纳米线。他们将一混合粉体置于石英 管 中的钳 祸底 部,加热并通人气体与在碳纳米管 中反应生 长 出封 纳米线,其径 向尺寸为一。另外,在年,他们还制备 出了纳米线。年该科研组与美 国斯坦福大学合作,在 国际上首次实现硅衬底上碳 纳米管阵列 的 自组织生长,它将大大推进碳纳米管在场发射平面显示方面 的应用。其独特 的电学性能使碳纳米管可用于大规模集成 电路,超导线材等领域。
3、纳米技术在生物工程上的应用
众所周知,分子是保持物质化学性质不变的最小单位。生物分子是很好 的信息处理材料、每一个生
物大分子本身就是一个微型处理器,分子在运动过程 中以可预测方式进行状 态变化,其原理类 似于计算机的逻辑开关,利用该特性并结合纳米技术,可 以此来设计量子计算机。美 国南加州大学 的博士等应用基于分子计算技术的生物实验方法，有效地解决了 目前计算机无法解决的问题一“哈密顿路径问题”,使人们对生物材料 的信息处理功能和生物分子的计算技术有 了进一步的认识虽然分子计算机目前只是处 于理想阶段,但科学家已经考虑应用几种生物分子制造计算机 的组件,其 中细菌视紫红 质最具前景。该生物材料具有特异的热、光、化学物理特性 和很好的稳定性,并且,其奇特 的光学循环特性 可用于储存信息,从而起 到代替 当今计算机信息处理 和信息存储 的作用。在整个光循环过程 中,
细菌视紫红质经历几种不 同的中间体过程,伴随相应 的物质结构变化。等研究 了细菌视紫红质分潜在的并行处 理机制和用作三维存储器 的潜能。通过调谐激光束,将信息并行地写人细菌视紫红质立体,
并从立方体中读取信息,并且细菌视紫红质的三维存储器可提供 比二维光学存储器大得多的存储空间。纳米计算机 的问世,将会使当今 的信息时代发生质的飞跃。它将突破传统极 限,
使单位体积物质的储存和信息处理 的能力提高上百万倍,从而实现电子学上 的又一次革命。
4、纳米技术在光 电领域的应用
纳米技术 的发展,使微 电子 和光 电子 的结合更加紧密,在光 电信息传输、存贮、处理、运算和示
等方面,使光 电器件的性能大大提高。将纳米技术用于现有雷达信息处理上,可使其能力提高倍至 几百倍,甚至 可 以将超高分辨率纳米孔径雷达放到卫星上进行高精度 的对地侦察。但是要获取高分辨图年第期广 东 有云 职 业 技 术 学 吮广 州 合 云 工 商 高 级 技 工 学 校学报像,就必需先进 的数字信息 处理技术。科 学家们发现,将光调 制器 和光探测器结合在 一 起 的量子 阱 自电光效应器件,将 为实现光学高速数学运算提供可能。美国桑迪亚 国家实验室 的等发现纳米激光器 的微小尺寸可 以使光子被限制在少数几个状态上,而低音廊效应则使光 子受 到约束,直 到所 产生 的光波 累积起足够多 的能量后 透过此结构。其结果是激光器达到极高的工作 效 率,而能量 阑则很低。纳米激光器实际上 是一根弯 曲成极 薄 面包 圈的形状 的光子导线,实验发现,纳米激光器 的大小 和形状能够有效控制它发射 出的光子 的量子行 为,从 而影 响激光器 的工作。研究还发现,纳米激光器工作时只需约微安的电流。最近科学家们把光子导线缩小到只有五 分之一立方微米体积 内。在这一尺度上,此结构 的光子状态数少于个,接近 了无能量运行所要求的条件,但是光子 的数 目还 没有减 少 到这样 的极 限上。最 近,麻省理工学院的研究人员 把被激发 的钡原子一个一个地送人激光器 中,每个原子发射一个有用 的光子,其效率之高,令人惊讶。除了能提高效率以外,无能量 阂纳米激光器 的运行还可 以得 出速度极快 的激光器。由于 只需要极少的能量就可 以发射激光,这类装置可以实现瞬开关。已经有一些激光器能够以快于每秒钟亿次的速度开关,适合用 于光纤通信。由于纳米技术 的迅速发展,这种无能量 阂纳米激光器 的实现将指 日可待。
5、纳米技术在化工领域 的应用
纳米粒子作为光催化剂,有着 许多优 点。首先是粒径小,比表 面积大,光催化效率高。另外,纳米粒
子生成 的电子、空穴在 到达表 面之前,大部分不会重新结合。因此,电子、空穴能够到达表面 的数量 多,则化学反应活性 高。其 次,纳米粒子分散在介质 中往往具有透 明性,容易运用光学手段 和方法来观察界面间的电荷转移、质子转移、半导体能级结构与表 面态密度的影响。目前,工业上利用米二氧化钦一三氧化二铁作光催化‘剂,用于废水 处理含了一或尹一体系,已经取得 了很好 的效果,用淀溶 出法制备 出的粒径 约一的 白色球状钦 酸锌粉体,表 面积大,化学活性 高,用它作 吸 附脱硫剂,
较 固相烧结法制备的钦 酸锌粉体效果 明显提高。
6、纳米技术在 医学上 的应用
随着纳米技术的发展,在 医学上该技术也开始崭露 头脚。研究人员发现,生物体内的蛋 白质复
合体,其线度在一之间,并且生物体内的多种病毒,也是纳米粒子。以下 的粒子 比血液 中的红 血球还要小,因 而可 以在血 管 中 自由流动。如果将超微粒子 注人 到血 液 中,输送 到人体 的各个部位,
作为监测和诊断疾病的手段。科研人员已经成功利用纳米微粒进行 了细胞分离,用金 的纳米粒子进行定位病变治疗,以减 少 副作用等。另外,利用纳米颗粒作为载体 的病毒诱导物已 经取得 了突破性进展,现在已用 于临床动物实验,估计不久 的将来 即可服务 于人类。研究 纳米技术 在生命医学上应用
,可 以在纳米尺度上 了解生物大分子 的精细结构及其与功能的关系,获取生命信息。科学家们设想利用纳米技术制造 出分子机器人,在血液 中循环,对身体各部位进行检测、诊断,并实 施特殊治疗,疏通脑 血管 中的血栓,清除心脏动 脉脂肪沉 积物,甚 至 可以用其吞 噬病毒,杀死癌细胞。区样,在不久 的将来,被视为当今疑难病症 的爱滋病、高血压、癌症等都将迎刃 而解,从而将使医学研究发生一 次革命。总之,纳米技术正成为各 国科技界所关 注的焦点,正如钱学森院士所 预言 的那样“纳米左右和纳米以下 的结构将是下一 阶段科技发展 的特点,会是一次技术革命,从而将是世纪 的又一次产业革命
。 ”
微纳光学的主要研究方向
你好，微纳光学的主要研究方向为研究方向为衍射光学及微光学，具体从事折衍混合光学系统设计、衍射光学元件的设计、制作和复制技术研究。
微纳米气泡技术可以在哪些领域应用？
微纳米气泡技术都用在哪些方面？
增氧灌溉
通过在灌溉水中加气，直接向作物根系输氧来实现根域气体环境的优化，促进作物生长，从而获取农作物增产增收的极为节水、节能与利于环境的新型高效节水灌溉技术。
优势：
改善根系分布，扩大根系体积，增强根系活力，提高水分利用效率；
促进肥料吸收，有机质的分解机养分利用，提高水肥利用效率；
促进作物生长，提高产量和品质；
改良土壤，提高土地生产力；
减少灌水量、排水量和耗水量，提高降雨利用率和灌溉水利用率，从而有效减少氮磷地表径流排放量。
设施园艺
微纳米气泡技术可以形成微纳米气泡富氧水对无土栽培营养液进行增氧；对于营养液中的病原微生物来说，将臭氧溶入营养液中形成微纳米气泡臭氧水，浓度高且杀菌更彻底。
土壤或基质消毒
土壤及重复利用的基质连作时易带病菌、传病，利用微纳米气泡快速发生装置将臭氧高效溶解在水中，便可制取较高浓度的微纳米气泡臭氧水，利用臭氧极强的氧化性，对土壤/基质进行消毒。该消毒方法杀菌彻底、广谱、无残留、绿色环保。
水产养殖
可使溶氧值达超饱和。解决鱼浮头的问题，消除有害气体，促进水体对流交换，改善水质条件，降低饲料的沉淀系数，提高鱼池活性和初级生产率，从而提高放养密度。
农副产品加工
机能性的微纳米臭氧气泡水可以实现无害化的物理杀菌，既能保持其株型与原质，又可以达到无菌化的目的，去除鲜果、蔬菜上附着的残留农药有更显著的效果，从源头解决粮食蔬菜水果的污染问题。
微纳米臭氧气泡水浸泡肉鸡、生肉、冻鱼、冻虾，可杀灭屠宰、运输过程中携带的有害病菌，降解饲养过程中吸收的生物激素、抗生素、荷尔蒙等对人体有害的物质，还可去除腥味。
水处理
微纳米气泡技术是集水环境治理气浮、过滤、消毒、溶氧为一体的高端水环境治理技术，可以让水体有机污染的氧化分解速度加快，尤其是配合适当的水平方向的水体搅拌装置，可将微纳米气泡在水平方向上扩大分布范围，最大可能的与周围水体充分混合，进行氧化反应，对水质净化的效果可以起到重要的效果，这是其它净化技术所不能比的，它在根本上改变了水体环境，可让微生物的好氧生化效率发挥到最佳状态。
流速测定
随着经济的发展，社会各个领域对水文测验工作提出了更多方面的要求。以多普勒便携式（在线式）流速/流量测定仪，借助水体中运动的微型颗粒间接测定水流流速。考虑到不影响水质的条件且获得较好的跟随性，微纳米气泡是一种理想的介质。因为微纳米气泡可以均匀分散到水体，作为反射介质效果理想。
洗浴保健
微纳米气泡浴（牛奶浴）中的微纳米气泡加压溶解产生的低音频率具有去除污垢的效果，同时低音频率更具有刺激脑内啡的产生，令人有镇静与愉悦的感觉，还能滋养皮肤、延缓老化，达到高氧疗法之功效。
电子束和离子束分别可用于哪些微纳加工工艺
电子束离子束加工的发展趋势及应用聚焦的离子束在半导体行业有着重要作用，可用来切割纳米级结构，对光刻技术中的屏蔽板进行修补，分离和分析集成电路的各个元件，激活由特殊原子组成的材料，使其具有导电性等等。聚焦的离子束在其他方面也有应用。可用来分析样品化学成分、进行生物研究以及制造保持血管畅通的心脏固定膜等微型医学植入材料。但是，在用带正电荷的离子束对绝缘材料进行成像或进行缩微处理时，常常会出现麻烦，绝缘材料会逐渐带上正电荷，从而会排斥带同性电荷的离子束，使聚焦的离子束发散，影响精度。科学界解决这一问题的传统方法有两个：一个是在离子束到达非金属绝缘体之前，通过一种气化元件进行中和；另一种方法是在绝缘材料上设置一电子束中和这个带正电的离子束。但是这两种方法都有其弊端，第一种方法往往要求加大离子束加速器和绝缘材料之间的距离，而距离太长会干扰离子束的聚焦。第二种方法中，产生额外的电子束需要另一电子加速器，而且要求与离子束随时保持在同一直线上，对于多束离子同时作用一种材料，很难实现这些要求。而美国科学家对其实验室发明的多离子束系统进行改进后，得到了中和正离子的全新方法。与传统聚焦离子束装置中的液化金属离子不同，这一新系统使用两个离子束腔，将气态分子中的电子和正离子分离。通过三条电极组成的电极棒将两个腔隔开，一个腔只允许电子通过，另一个腔只许正离子通过。这样的设计，不但可以形成加速的离子束，而且也不会阻止电子束的通过，最后离子束达到目标材料后，离子和电子会自我中和形成先前的气态原子，也不会导致目标材料带电。利用这种装置可以对各种离子进行加速，包括惰性气体、锰等金属甚至碳60这样的分子团，都可以用来形成离子束。另外，科研人员还利用多孔屏蔽板，获得圆洞形、线性和弧形等不同形状的离子束，发射一次离子束可以生产几千个心脏内膜，大大提高了效率。离子束刻蚀离子束刻蚀以离子束为刻饰手段达到刻饰目的的技术，其分辨率限制于粒子进入基底以及离子能量耗尽过程的路径范围。离子束最小直径约10nm，离子束刻蚀的结构最小可能不会小于10nm。目前聚焦离子束刻蚀的束斑可达100nm以下，最少的达到10nm，获得最小线宽12nm的加工结果。相比电子与固体相互作用，离子在固体中的散射效应较小，并能以较快的直写速度进行小于50nm的刻饰，故而聚焦离子束刻蚀是纳米加工的一种理想方法。此外聚焦离子束技术的另一优点是在计算机控制下的无掩膜注入，甚至无显影刻蚀，直接制造各种纳米器件结构。但是，在离子束加工过程中，损伤问题比较突出，且离子束加工精度还不容易控制，控制精度也不够高。束流强度达几十万以至上百万安培的束流。它比通常加速器的束流密度高几万倍以至几十万倍。20世纪60年代初期,由于模拟核爆炸条件下γ射线辐照效应和X射线照相的需要，强流脉冲电子束加速器得到了迅速发展，70年代后，由于粒子束惯性约束聚变、电子束抽运气体激光器、电子束产生高功率微波等研究工作的要求，研制了低电压大电流的电子束加速器，并在这些技术的基础上获得了强流脉冲离子束。1984年已能产生1MeV、1MA的轻离子束，强流脉冲电子束也达到了如下的技术水平：电子能量0.3MeV～12MeV电子束流10kA～5MA脉冲宽度10ns～100ns总束能1kJ～5MJ功率1011W～3×1013W这些束流之特点是束流能量大、功率高、电流大、时间宽度窄。这种基于物理学和电工学相结合的高功率脉冲技术是一门新的前沿科学技术，近年来发展极为迅速，已成为研究高温高压等离子体物理的重要工具，它在经济和军事应用方面有着广阔的前景。强流脉冲电子束的产生强流脉冲电子束加速器主要由三个部分组成，即冲击电压发生器、脉冲成形线与脉冲传输线和场致发射二极管。从冲击电压发生器输出的微秒级上升时间的高压脉冲经脉冲成形线成形为几十纳（10-9)秒上升时间的高压脉冲，并由传输线输运至场致发射二极管，二极管起着将电磁能转变为电子束的能量的作用。冲击电压发生器见脉冲倍压发生器之图2。冲击电压发生器的工作原理是对电容器组并联充电串联放电，获得脉冲高压输出，减小冲击电压发生器电感，可缩短输出高压脉冲的上升时间。电容器的排列有Z型、S型和混合型等，采取正、负充电线路，可使火花球隙数目减少一倍。LC反转冲击电压发生器的电感小，输出脉冲上升时间短，但当所有球隙不能在同一时间内击穿时，过电压会把电容器击穿。脉冲成形线和脉冲传输线如图1所示。冲击电压发生器输出的电压脉冲，对脉冲成形线充电，当电压充至一定值时主开关接通，成形线中开始了波过程,经过时间在成形线末端产生时间宽度为的高压脉冲加在场致发射二极管上。L为成形线长度,с为光速,ε为成形线介质的介电常数，也可以通过变阻抗传输线加到二极管上，以达到升压或降压的目的。脉冲成形线和脉冲传输线中充以去离子水或变压器油，对于亚微秒充电时间的高压脉冲，水是很好的绝缘介质，水的储能密度大、价廉，发生电击穿后能很快恢复不留痕迹。可根据T.H.马丁的经验公式来考虑脉冲成形线和脉冲传输线的绝缘要求。强流电子束二极管阴极表面细微的针尖状结构，使场强增大约100倍，趋于108V/cm，由此引起的电流的增强造成阴极上微小尖端的蒸发，蒸发物的电离形成阴极等离子体，并从中发射电流，阴极等离子体的前沿以1～4×104m/s的速度向阳极运动，随着束流的增强，在阳极上吸附的气体释放出来并被电离，形成阳极等离子体，它以约1×104m/s的速度向阴极运动。描述二极管中电子束流特性的一个重要物理量是v/γ值，v是单位长度上电子数目乘电子经典半径，，，IA称为阿尔文电流。低v/γ值二极管阻抗可由蔡尔德－朗缪尔公式描述，平行板二极管阻抗为式中V以兆伏为单位,R是二极管半径，d是阴阳极间隙距离，以厘米为单位，μ是阴极等离子体运动速度，以厘米／秒为单位，Z以欧姆为单位，K(V)是随着V而增长的函数，对于非相对论性束流K(V)＝136。当二极管中电流超过了临界电流值时，电子轨迹开始箍缩，这时电子的拉莫尔半径等于电子束半径的一半，并等于阴阳极之间的间距。在高v/γ值的二极管中，当达到临界电流值时，束流开始箍缩，实验观察到箍缩主要在脉冲的后一段时间内形成，并以(1～5)×106m/s的径向崩塌速度进行，它比等离子体膨胀速率大一个半到二个数量级，这是由于阳极等离子体中的正离子向阴极运动，改变了空间电荷分布，增大了二极管电流，从而使箍缩进一步发展。箍缩发生后，二极管阻抗大致和"顺位流模型"的计算值相符。箍缩的结果使电子向二极管的轴线方向移动。由于空间电荷的堆积，造成阴极中心部分轴向电场的减小，从而降低了阴极中心区域的电子发射，过剩的空间电荷使得等位面分布接近锥形。电子沿锥形等位面运动。等位面的法线方向和磁场方向垂直。因而向外的电场力和向内的自磁场力方向相反。空间电荷堆积一直继续到作用在电子上的净力为零。于是从阴极边界处发出的电子沿等位面作净力为零的运动。按顺位流模型可得进一步考虑阴极和阳极表面上存在的等离子体对箍缩所起的作用，建立了聚焦流模型，按照该模型聚焦束流为强流离子束的产生在双极性流的情况下，质子流和电子流密度满足方程式中x是阴阳极之间距离，V是阴阳极间隙上的电压，εo是空气介电常数，e是电子电荷,mp是质子质量。电子流密度约为质子流密度的43倍，强流离子二极管的工作原理是利用电场或磁场抑制电子到达阳极，使二极管的能量大部分为离子所带走，现有的离子二极管有三种类型：反射型二极管从阴极射出的电子穿过薄阳极靶后，遇到一个反向电场，使电子减速并回转，重新穿过阳极靶，然后阴阳极之间的电场又将电子拉向阳极。若靶上涂以某种有机物,由于电子来回穿过阳极靶,在靶上产生离子并向阴极运动（图2）。反射型二极管产生离子效率可达50％，实际上不需要第二个阴极，从阳极穿出的电子的堆积，形成虚阴极。离子流密度和电子流密度之比为式中Zm是离子的电荷,Mp是离子质量，〈Δθ2〉是散射角的均方值,散射角近似反比于二极管电压的二次方,离子流密度和二极管电压的关系可用7/2次方来描述。磁绝缘二极管。外加一个大于临界磁场Bcr的横向磁场,偏转电子，使它不能到达阳极。
微混合汽车的特点？
您好！
微混合动力汽车
微混合（Micro Hybrids）也称为“起/停混合”。微混合动力汽车的代表车型是PSA的混合动力C3、丰田的混合动力（Vitz）、奇瑞A5。这种混合动力系统在传统发动机上的起动电机（一般为12V）上加装了皮带驱动起动电动机（也就是常说的Belt-alterna-torStarterGenerator，简称BSG系统）。该电机为发电/起动一体式电动机，用来控制发动机的起动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。微混合动力系统电动机的电压通常有12V和42V，其中，42V主要用于柴油混合动力系统。从严格意义上来讲，微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，电动机仅作为发动机的发电机/起动机使用，并没有为汽车行驶提供持续的动力。望采纳，谢谢
纳米技术有什么作用
“纳米”是英文namometer的译名，是一种度量单位，1纳米为百万分之一毫米，即1毫微米，也就是十亿分之一米，约相当于45个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。1982年扫描隧道显微镜发明后，便诞生了一门以0�1至100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。
从迄今为止的研究状况看，关于纳米技术分为三种概念。第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。�第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，将使构成电路的绝缘膜的为得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。�第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。
1980年的一天，在澳大利亚的茫茫沙漠中有一辆汽车在高速奔驰，驾车人是一位德国物理学家H�格兰特(Gleiter)教授。他正驾驶租用的汽车独自横穿澳大利亚大沙漠。空旷、寂寞、孤独，使他的思维特别活跃。他是一位长期从事晶体物理研究的科学家。此时此刻，一个长期思考的问题在他的脑海中跳动：如何研制具有异乎寻常特性的新型材料?
在长期的晶体材料研究中，人们视具有完整空间点阵结构的实体为晶体，是晶体材料的主体；而把空间点阵中的空位、替位原子、间隙原子、相界、位错和晶界看作晶体材料中的缺陷。此时，他想到，如果从逆方向思考问题，把“缺陷”作为主体，研制出一种晶界占有相当大体积比的材料，那么世界将会是怎样?�格兰特教授在沙漠中的构想很快变成了现实，经过4年的不懈努力，他领导的研究组终于在1984年研制成功了黑色金属粉末。实验表明，任何金属颗粒，当其尺寸在纳米量级时都呈黑色。纳米固体材料(nanometer sized materials)就这样诞生了。
纳米材料一诞生，即以其异乎寻常的特性引起了材料界的广泛关注。这是因为纳米材料具有与传统材料明显不同的一些特征。例如，纳米铁材料的断裂应力比一般铁材料高12倍；气体通过纳米材料的扩散速度比通过一般材料的扩散速度快几千倍等；纳米相的铜比普通的铜坚固5倍，而且硬度随颗粒尺寸的减小而增大；纳米陶瓷材料具有塑性或称为超塑性等。
效应颜料 这是纳米材料最重要最有前途的用途之一，特别是在汽车的涂装业中，因为纳米材料具有随角变统汽车面漆大增光辉，深受配受专家的喜爱。
防护材料 由于某些纳米材料透明性好和具有优异的紫外线屏蔽作用。在产品和材料中添加少量(一般不超过含量的2%)的纳米材料，就会大大减弱紫外线对这些产品和材料的损伤作用，使之更加具有耐久性和透明性。因而被广泛用于护肤产品、所装材料、外用面漆、木器保护、天然和人造纤维以及农用塑料薄膜等方面。
精细陶瓷材料 使用纳米材料可以在低温、低压下生产质地致密且性能优异的陶瓷。因为这些纳米粒子非常小，很容易压实在一起。此外，这些粒子陶瓷组成的新材料是一种极薄的透明涂料，喷涂在诸如玻璃、塑料、金属、漆器甚至磨光的大理石上，具有防污、防尘、耐刮、耐磨、防火等功能。涂有这种陶瓷的塑料眼镜片既轻又耐磨，还不易破碎。
催化剂 纳米粒子表面积大、表面活性中心多，为做催化剂提供了必要的条件。目前用纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化铁等直接用于高分子聚合物氧化、还原及合成反应的催化剂，可大大提高反应效率。利用纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂，燃烧效率可提高100倍，如用硅载体镍催化剂对丙醛的氧化反应表明，镍粒径在5nm以下，反应选择性发生急剧变化，醛分解反应得到有效控制，生成酒精的转化率急剧增大。
磁性材料 纳米粒子属单磁畴区结构的粒子，它的磁化过程完全由旋转磁化进行，即使不磁化也是永久性磁体，因此用它可作永久性磁性材料。磁性纳料粒具有单磁畴结构及矫顽力很高的特征，用它来做磁记录材料可以提高信噪比，改善图象质量。当磁性材料的粒径小于临界半径时，粒子就变得有顺磁性，称之为超顺磁性，这时磁相互作用弱。利用这种超强磁性可作磁流体，磁流体具有液体的流动性和磁体的磁性，它在工业废液处理方面有着广阔的应用前景。
传感材料 纳米粒子具有高比表面积、高活性、特殊的物理性质及超微小性等特征，是适合用作传感器材料的最有前途的材料。外界环境的改变会迅速引起纳料粒子表面或界面离子价态和电子运输的变化，利用其电阻的显著变化可做成传感器，其特点是响应速度快、灵敏度高、选择性优良。
材料的烧结 由于纳米粒子的小尺寸效应及活性大，不论高熔点材料还是复合材料的烧结，都比较容易。具有烧结温度低、烧结时间短，而且可得到烧结性能良好的烧结体。例如普通钨粉耐在3000℃的高温下烧结，而当掺入0�1%～0�5%的纳米镍粉时，烧结成形温度可降低到1200℃到1311℃。
医学与生物工程 纳米粒子与生物体有着密切的关系。如构成生命要素之一的核糖核酸蛋白质复合体。其粒度在15～20nm之间，生物体内的多种病毒也是纳米粒子。此外用纳米Si02微粒可进行细胞分离，用金的纳米粒子进行定位病变治疗，以减少副作用等。研究纳米生物学可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息，特别是细胞内的各种信息，中利用纳米粒子研制成机器人，注入人体血管内，对人体进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物。甚至还能吞噬病毒、杀死癌细胞等。�印刷油墨 根据纳米材料粒子大小不同，具有不同的颜色这一特点，可不依靠化学颜料而选择颗粒均匀、体积适当的粒子材料来制得各种颜色的油墨。
能源与环保 德国科学家正在设计用纳料材料制作一个高温燃烧器，通过电化学反应过程，不经燃烧就把天然气转化为电能。燃料的利用率要比一般电厂的效率提高20%至30%，而且大大减少了二氧化碳的排气量。
微器件 纳米材料，特别是纳米线，可以使芯片集成度提高，电子元件体积缩小，使半导体技术取得突破性进展，大大提高了计算机的容量和进行速度，对微器件制作起决定性的推动作用。纳米材料在使机器微型化及提高机器容量方面的应用前景被很多发达国家看好，有人认为它可能引发新一轮工业革命。
光电材料与光学材料 纳米材料由于其特殊的电子结构与光学性能作为非线性光学材料、特异吸光材料、军事航空中用的吸波隐身材料，以及包括太阳能电池在内的储能及能量转换材料等具有很高的应用价值。
增强材料 纳米结构的合金具有很高的延展性等，在航空航天工业与汽车工业中是一类很有应用前景的材料；纳米硅作为水泥的添加剂可大大提高其强度；纳米纤维作硫化橡胶的添加剂可增强橡胶并提高其回弹性，纳米管在作纤维增强材料方面也有潜在的应用前景。
纳米滤膜 采用纳米材料发展出分离仅在分子结构上有微小差别的多组分混合物，实现高能分离操全的纳米滤膜。其它还有将纳米材料用作火箭燃料推进剂、H2分离膜、颜料稳定剂及智能涂料、复合磁性材料等。纳料材料由于具有特异的光、电、磁、热、声、力、化学和生物学性能，广泛应用于宇航、国防工业、磁记录设备、计算机工程、环境保护、化工、医药、生物工程和核工业等领域。不仅在高科技领域有不可替代的作用，也为传统产业带来生机和活力。可以预言，纳米材料制备技术的不断开发及应用范围的拓展，必将对传统的化学工业和其它产业重大影响。