纳米材料是20世纪80年代后期发展起来的材料学新分支。它涉及的领域非常广泛，从金属、陶瓷，到高分子材料，都有纳米级材料的身影。

什么是纳米材料？

所谓纳米材料，是指原子排列无规则，晶体晶粒大小只有几个纳米的材料。原子尺度是10的负10次方数最级。也就是说一纳米材料中一个晶粒只含有几十个乃至上百个原子。这样一来，排列不规则的纳米材料能量相当的高，晶界占据材料体积的大约一半(晶界并不是一个理想的几何面，而是有一定厚度的过渡层）。晶界结构既不是规则排列的晶态，也不是短程有序、长程无序的玻璃态，而是无规律的气态性质。这种气态性质第一个宏观表现就是材料的强度，即结实程度，具有很高的数值。

由于纳米材料表面积极大，能量特别高，它还会表现出许多材料没有的物质性质。比如我们曾提到过的激光材料，为了实现粒子数反转，由于种种原因，激发态能级e2和基态能级E1间差别不大，所以产生的激光光子能量低,效果往往是红光极易得到，而高光子能量的兰、紫色激光的获得比登天还难。可是由于纳米材料的晶粒细小，晶界原子排列极不规则，晶内原子有序度也不高，材料会表现出许多独特的鼋子效应。在常见的多孔硅掺杂活性离子的材料中，科学家们发现，如果硅晶粒尺寸和空洞尺寸达到纳米数量级.用电子束照射就会放出兰色的光。

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