纳米缓释载体材料　 controlled release drug carrier nanomaterials　 是指具有药物缓释的纳米材料,可调节药物释放速度,影响功效,需要具有生物相容性和生物可降解性。药物缓释是将小分子药物与高分子载体以物理或化学方法结合,在体内通过扩散、渗透等控制方式,将小分子药物以适当的浓度持续地释放出来,从而达到充分发挥药物功效的目的。

　纳米机器人　 nano robot　 属于分子仿生学的范畴,是指根据分子水平的生物学原理设计制造可对纳米空间进行操作的“智能分子器件”(smart molecular device)。基于生物学原理,运用“智能分子器件”发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。纳米机器人潜在用途十分广泛,主要应用于医疗和军事领域。

　纳米基元　 nano-building block　 是指可以用来构成块体、薄膜、多层膜等高级纳米结构的基本单元,其形态并不限于球形,还有片状、棒状、针状、星状、线状等,包括原子团簇、纳米微粒、量子点、纳米管、纳米棒、纳米线等。原子团簇是指几个至几百个原子的聚集体,通常粒径小于或等于1nm,不同于具有特定大小和形状的分子;纳米微粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒,它的尺度大于原子簇(cluster),小于通常的微粉;量子点又称为人造原子,是由一定数量的实际原子组成的聚集体,它们的尺寸小于100nm;纳米棒是指纵横比(长度与直径的比)小的准一维实心的纳米材料;而相对应地,纵横比大的则称为纳米线。

　DNA纳米技术　 DNA nanotechnology　 利用脱氧核糖核酸或其他核酸的分子来构建可操控的新型纳米结构或纳米机构。DNA纳米技术是通过合理设计、自下而上的核酸分子自组装过程,单链DNA按照碱基配对原则形成特定的目标结构。一条长链通过预设计的碱基序列折叠成目标结构,又称DNA折纸;任意的纳米结构、不规则的形状通常可用DNA折纸法制成。DNA分子还可用作模板,吸收其他分子如蛋白质、金属纳米离子、量子点、富勒烯等进行自组装。DNA纳米技术提供了设计构建复杂结构并精确控制纳米特性的一种方法,在分子电子学以及纳米器件等领域方面具有潜在的应用价值。

　纳米晶　 nanocrystal　 又称胶体纳米晶(colloidal nanocrystal),是指相对于块体材料来讲,在溶液中生长的、粒径在纳米尺寸、由一层附着在表面的表面活性剂稳定的无机颗粒,可以是单晶、多晶或准晶。有时也被称为“人造原子”,它们的电子态密度(许多物理性能调控的根本点)易被通过调节纳米晶的组成、尺寸和形状进行调控。纳米晶具有典型的纳米材料所具备的尺寸效应、表面效应以及量子限域效应等。其尺寸小于10nm的半导体纳米晶体,也称为量子点。化学家可控制纳米晶体的组成、大小、形状、晶体结构和表面特性实现这些材料的物化特性更加细腻的调控。胶体纳米晶的合成三要素:前驱体、有机表面活性剂和溶剂。在生长过程中,被广泛认可的生长机制包括Ostwald生长、La Mer生长以及取向附生(oriented attachment)等。可利用La Mer生长机制中“快速成核”和“缓慢生长”两个关键步骤实现单分散纳米晶的制备。可利用不同的表面活性剂实现各向同性、各向异性的限制长大,实现其尺寸、形状的精确调控,尤其是利用表面活性剂活性基团与不同晶面的键合作用力选择性限制某些晶面的生长,实现不同形貌、不同晶面暴露的晶体颗粒,因此调控得到高活性晶面暴露已在催化领域有了广泛的应用前景。目前被广泛研究的纳米晶有金属、金属氧化物、半导体纳米晶以及异质纳米晶等,这些纳米晶在发光、光电信息、新能源、生物、催化等方面展现了其广泛的应用前景。

　纳米球　 nanosphere　 以多元合金为原料的纳米级尺度的球状原子团簇,目前主要应用在润滑剂方面。采用高速气流粉碎技术,通过精确控制添加剂的颗粒粒度,能够吸附在受损的摩擦表面形成新的超高硬度、极低摩擦系数、抗磨损、耐腐蚀的保护膜,实现润滑、修复和保护作用,这种纳米级别润滑剂的摩擦阻力仅为普通润滑剂的1/3。此外,此润滑剂在润滑和修复的同时,提高了机械密封性,并且经过严格控制燃料和空气的比,使得燃料的燃烧更加充分,减少了不完全燃烧过程中产生的多种有害气体污染,实现节能减排的目的。

　纳米热电转换材料　 thermoelectric conversion nanomaterials　 热电转换技术可以利用半导体材料的塞贝克效应(Seebeck effect)与帕尔帖效应(Peltier effect)直接实现热能与电能之间的相互转换,它具有尺寸小、可靠性高、无传动部件、无噪声、无污染等优点。热电材料还可以用在余热或温差发电,释放大量废热的钢铁和化学工业是其未来应用的重要领域。材料的热电性能一般由热电优值系数Z描述:Z=S2σ/κ,其中S为材料的Seebeck系数;σ为电导率;κ为热导率。材料要得到高的Z值,应具有高的Seebeck系数,高的电导率和低的热导率。在一些超晶格纳米线、超晶格薄膜材料中部分地实现了Seebeck系数和电导率的独立调控。研究表明,通过控制纳米相的尺寸和分布,可实现对电子和声子的选择性散射,结合界面结构设计,利用界面能量势垒过滤能量电子,从而实现Seebeck系数和功率因子的进一步提升。

　纳米润滑材料　 lubricating nanomaterials　 纳米润滑是指在原子、分子尺度研究相对转动界面上的摩擦磨损与润滑行为,并揭示微观摩擦磨损机理;纳米润滑材料指被用作润滑油添加剂的纳米颗粒,包括单质、氧化物、氢氧化物、硫化物、稀土化合物以及聚合物等多种纳米粒颗,其中低熔点金属,例如锡、铟、铋及其合金等,是常用的膜润滑材料和防护材料。纳米微粒由于自身组成和结构上的特点,具有不同于传统有机润滑添加剂的润滑特性,具体表现为:①纳米微粒多为球形,它们在摩擦对偶面间可能起一种类似“球轴承”的作用,从而有效提高润滑油的摩擦学性能;②在重载荷和高温下,摩擦对偶面间的纳米微粒可能被压平,形成一滑动系,从而降低摩擦和磨损;③纳米微粒可以填充在工件表面的微坑和损伤部位,有可能实现摩擦表面的原位修复。

　纳米生物活性玻璃　 nano-bioactive glass　 基本结构单元至少有一维处于纳米尺度范围(100nm)的生物活性玻璃。包括纳米生物活性玻璃微球、微囊、纳米丝、纳米管及薄膜等。上述纳米材料所具有的独特结构和巨大的比表面积,使其产生了小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等,赋予了材料特殊的力学及生物学特性。纳米生物活性玻璃粉体是一类重要的新型生物活性材料,它不仅可以用于制作骨修复体、组织工程支架,近年来的研究表明,某些具有特定结构和形貌的纳米生物活性玻璃还可用作药物和基因载体等方面。目前制备纳米生物活性玻璃的方法包括溶胶-凝胶法及模板合成法等。

　纳米生物学　 nanobiology　 是指利用纳米技术研究生物和活体物质的自然科学,包括它们的结构、功能、生长、演化、分布和分类。

　纳米弹簧　 nanospring　 外形类似于弹簧的纳米结构,由一维纳米线、纳米带或者纳米管等螺旋生长而形成弹簧一样的形状。纳米弹簧的功能主要是通过表面原子的重构来实现能量的存储与释放的。人们在研究钨金属单晶纳米线的变形行为时发现,钨金属纳米线在拉伸时会发生大范围的等应力孪晶变形,并表现出与已知面心立方金属(如Cu、Ni)纳米线相似的超弹性行为;且其加/卸载应力-应变曲线在很大的应变范围内几乎是重合的,也就是说在相当大的应变区间(>30%)内,系统的能量在加载和卸载循环过程中几乎没有损耗,这种低损耗来源于钨金属孪晶界具有的极低移动阻力。基于上述发现,人们设计出了以表面能为媒介,高效存储和释放机械能的新装置——纳米弹簧。纳米弹簧有望在高效率能量存储与释放方面实现新的突破,并对微/纳电子元器件与微/纳机电系统的设计具有重要指导意义;而碳纳米管弹簧有望应用于可伸缩导体/电极、微型应变传感器、超级电容器、光伏、场发射、能量耗散纤维等领域,并可发展成具有多功能的碳纳米管纤维增强复合材料。

　纳米碳　 nanocarbon　 至少有一维小于100nm的炭材料,主要由碳原子组成,包括富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米球、石墨烯等。

　纳米碳纤维　 carbon nanofibre　 是指直径为50~100nm,长度直径比较大(≥100)的新型碳材料。从尺寸上看,其直径一般大于单双壁碳纳米管(直径0.4~2.5nm)及多壁碳纳米管(MWNTs)(外径5~100nm),但比常规碳纤维(直径为7~10μm)直径要小。从结构上来看,纳米碳纤维与常规碳纤维相似,为实心结构,而碳管则为高度石墨化的空心管状结构。纳米碳纤维的石墨化程度与常规碳纤维相似,石墨化程度远低于碳纳米管。纳米碳纤维具有较高的强度、模量、长径比、热稳定性、化学活性、导电性等特点。在复合材料中,如增强、导电及电磁屏蔽添加剂等领域都有的应用前景。

　纳米陶瓷　 nano ceramics　 基于纳米科技,利用纳米粉体对现有陶瓷材料进行改性,通过加入或制备纳米级颗粒使晶粒、晶界以及它们之间的结合都达到纳米尺度(1~100nm)的陶瓷。通过控制纳米陶瓷相粒子的各种尺寸效应、表(界)面效应、微观结构以及工艺条件,改善其压电性能、介电性能和力学性能,并开发出其特殊的纳米性能,使陶瓷材料的强度、韧性和超塑性显著提高。它填补了传统陶瓷的许多不足,对材料的其力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响,可广泛应用于家电、测试仪器、医疗卫生(新型多功能医用传感器)、交通、能源、预警监测等领域。

　纳米通道膜　 nanotube membrane　 是指由单个开放式的纳米管,或是被垂直定向的纳米管阵列构成的表面蜂窝状的不渗透基质膜。与传统的多孔膜相比,“防渗”是纳米通道膜的特性。流体和气体分子可以且只能集体通过纳米通道膜。例如通过碳纳米管的水分子是由于其具有链状的有序氢键,这源自纳米管和水之间几乎无摩擦、原子级平滑的界面,即疏水性界面相关的“滑移长度”。自2000年起,60nm和100nm直径聚苯乙烯颗粒通过150nm单管膜的报道后,有关多壁和双壁碳纳米管构成的组装纳米通道膜的相关研究不断涌现。