纳米光纤生物传感器　 nano-optical fibre biosensor　 是以被固定在纳米光纤顶端的生物分子(酶、抗体、抗原等)为敏感元件,利用光敏(光电)换能器,将生物敏感元件选择性识别结合过程中引起(产生)的光学(光子)信号(荧光或不同颜色)转换成可测量的电信号,并以此来确定试样中待测底物的种类和浓度的传感器。纳米光纤生物传感器具有体积小、灵敏度高、电磁场干扰小、可用于细胞内部结构的实时观察和测试等特点。

　纳米光子/电子器件　 nano optical/elctronic device　 纳米光子器件:基于纳米光子学应用的器件,利用光学近场作为信号载体,纳米材料作为器件材料的基元,可在局部电磁相互作用的范围内实现全新的功能。如纳米光开关、近场光学探针、超分辨成像器、光子晶体、纳米激光器、光波导器件等。纳米电子器件:基于纳米电子学应用的器件。利用纳米级加工和制备技术,如外延、光刻、自组装生长及分子合成等的技术,设计制备而成具有纳米级尺度和特定功能的电子器件。如纳米级CMOS器件、量子干涉器件、单电子晶体管、单分子开关、量子隧道传感器、纳米电子集成电路、单电子量子存储器等。

　纳米光子技术　 nanophotonics　 是一门结合纳米技术与光子学的新型交叉技术,可以定义为“利用近场光学对纳米器件进行设计、制造和运用的技术”。纳米光子技术是研究在纳米尺度上光与物质相互作用的科学与技术,在纳米尺度上实现对光子的操纵和光学器件的构筑是纳米光子技术的研究目标,目前相关的研究热点集中在纳米光子学材料、光波导、生物光子学、表面等离子体、磁等离子体晶体等多个方向。

　纳米化学　 nanochemistry　 是指研究尺度在原子以上、100nm以下的纳米科学与技术中各种化学问题的科学,是研究纳米体系的化学制备、化学性质及应用的科学,主要涉及胶体与界面化学、材料化学、催化化学、环境科学等领域。纳米体系的化学制备包括水热/溶剂热合成法、沉淀法、水解法(无机盐水解法、喷雾水解法、溶胶凝胶法)、高温有机液相法、氧化还原法、乳状液和微乳法、模板法、光学合成法等方法制备的纳米粒子,用化学反应原理人为地“自下而上”制备/组装零维(量子点、纳米晶)、一维(纳米线、纳米带、纳米管)、二维(纳米片、超薄类石墨烯材料)、三维(纳米薄膜、纳米阵列、微孔或介孔材料、凝胶和气凝胶、超晶格、超晶体等),以及在一定化学工艺条件下制备纳米薄膜和各种固体纳米材料。利用纳米技术研究化学反应的机理也是纳米化学的内容。纳米化学的几个核心科学问题分别是大小、形状、表面、缺陷、自组装,以及在能源、信息以及生物医学等领域的应用。

　纳米技术　 nanotechnology　 是指在1~100nm尺度内对原子、分子等进行操纵和加工的技术。从本质上来讲,纳米技术是在纳米尺度上进行研究产生新的分子结构。纳米尺寸的物体被直接应用是直接性的纳米技术;包含纳米材料的装置称为间接性的纳米技术;从纳米的观点在原子尺度上来理解一个过程的机理称为概念性的纳米技术。一般来讲,纳米技术通常满足三个条件:①至少有一维的尺寸是在纳米尺度进行技术的研究和开发;②所制造的结构由于处于纳米尺度具有了新的性质;③在原子尺度上能够进行操纵和控制,可以将分子结构合成更大尺度的结构。

　纳米结构材料　 structural nano-materials　 是指至少在一维尺寸介于1~100nm之间的具有独特力学性能(如超塑延展性)的材料,它是以纳米尺度的物质单元为基础,按一定规律构筑的一种新体系。通常按照维度对其进行分类:原子团簇、纳米颗粒等为零维纳米结构材料,纳米棒、纳米线、纳米纤维、纳米管、纳米带、纳米针等为一维纳米结构材料,纳米薄膜为二维纳米结构材料,纳米块体为三维纳米结构材料。根据纳米结构材料构筑过程中的驱动力是靠外因还是靠内因来划分,大致可分为两类:一是人工纳米结构组装体系,二是纳米结构自组装体系。纳米结构材料具有纳米微粒的特性,如尺寸效应、量子效应、界面效应、量子耦合效应和协同效应等。纳米结构材料的合成与制备通常有两种途径:自上而下法和自上而下法。自上而下的方法包括模板法、光刻法和转移打印法等;自下而上的方法包括物理自组装和化学自组装。这类材料具有别与普通晶体材料(粗晶)特有的性能,如超塑延展性、熔点升高现象。中科院金属研究所卢柯研究团队在该方面作出了重要贡献,提出了固体熔点极限动力学理论,给出了熔点升高(即过热)的动力学极限,对探索提高材料稳定性、发展新型耐高温材料有重要的现实意义。

　纳米晶硬质合金　 nanocrystal cemented carbide　 WC晶粒小于100nm的硬质合金称为纳米晶硬质合金。纳米晶硬质合金具有特殊的耐磨性、高硬度以及优异的断裂韧性和压缩强度等优点。广泛应用在木工工具、精密模具、点阵打印机打印针头、难加工材料刀具等领域。研制纳米晶或纳米结构的WC-Co硬质合金的关键是开发稳定生产纳米WC的制粉技术,特别是在抑制晶粒长大方面的研究,通过精简工艺,降低烧结温度来进一步降低成本,实现纳米WC-Co硬质合金的产业化。

　纳米抗菌剂　 nano antibiotics　 纳米颗粒可以对细菌或病毒的蛋白质或者组织结构进行改性或破坏以杀死细菌,该类采用纳米抗菌的原理而制备的一种药物称为纳米抗菌剂,如纳米银、纳米氧化钛。贵金属类纳米材料由于尺度比较小、比表面积大、表面原子很活泼,同时在细胞和组织中扩散速度快,因此很容易和某些蛋白质、DNA、RNA上的氨基、羧基或核糖结合而使其变性,失去生物功能,从而达到杀菌效果。对具有光电效应的纳米材料(如二氧化钛及其复合材料),则通过光生电子,产生空穴,导致蛋白组织电离改性,达到杀菌效果。

　纳米颗粒光催化材料　 见纳米光催化材料(538页)。

　纳米控释系统　 nano controlled release system　 是指纳米材料作为药物、基因传递和控释的载体。主要包括纳米粒子(nanoparticle)和纳米胶囊(nanocapsule)。制备纳米控释系统较常用的是高分子材料,如聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯醇、甲壳素、聚丙烯酸酯类以及它们的共聚物等。纳米粒子的制备方法根据形成机理可分为聚合反应法和聚合材料分散法。聚合反应法制备的纳米粒子由聚合反应生成,主要采用界面缩聚法和乳化聚合法。聚合材料分散法制备的纳米粒子由大分子或聚合物分散而制得。在对纳米粒子进行表面修饰而制备体内长循环纳米粒子时多采用聚合材料分散法。影响纳米粒子体内输送的因素主要包括亲水性、表面电荷、粒径等。纳米控释系统因其超微小的体积,在药物和基因载体方面有着重要的应用前景。

　纳米流体　 nanofluid　 是指把金属或非金属纳米粉体分散到水、醇、油等换热介质中,制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质,这是纳米技术应用于热能工程领域的创新性研究。与纯液体相比,纳米流体具有较高的热导率,且比微米或毫米级的固体颗粒更易悬浮在基液中。纳米流体的制备方法有一步法和两步法。一步法是将纳米颗粒的制备过程和纳米颗粒在基液中的分散过程同时完成。两步法是将制备好的纳米颗粒通过某种手段分散到基液中,制备和分散过程分两步进行。由于一步法制备工艺复杂,所需设备昂贵,不具备大批量生产的能力,所以现阶段主要采用两步法制备纳米流体。纳米流体中纳米颗粒容易自聚,纳米颗粒会从基液中析出,两步法制备中需要解决的问题是粒子在基液中的分散稳定性。长纳米流体在能源、化工、汽车、建筑、微电子、信息等领域具有巨大的潜在应用前景,成为材料、物理、化学、传热学等领域的研究热点。

　纳米绿色版材　 nano green plate　 见纳米版材(533页)。

　纳米凝胶　 nanogel　 一般指直径在200nm以下的水凝胶。纳米凝胶,其本体是水凝胶,是一种三维网状的聚合物,具有不熔不溶等特性,只能溶胀。纳米凝胶相对于其他凝胶来说,具有几个优势:其一是尺寸小,容易被细胞吞噬;其二是容易穿透人体中的各种保护膜,如脑膜,从而可以实现脑部给药;其三是载药效率高等。

　纳米气敏材料　 gas sensitive nanomaterials　 是指对接触的气体产生响应并可转化为电信号输出,从而实现对气体进行定量或半定量检测,并且至少有一维尺寸在纳米量级的材料。纳米材料具有极小的颗粒尺寸、巨大的比表面积和高化学活性的表面,可以大大提高材料的气敏响应并降低检测限。一维和准一维纳米结构具有高比表面积、表面原子多的特点,其电性能与环境吸附的物质种类密切相关,常具有高灵敏度气敏响应。其中研究最成熟的是金属氧化物半导体纳米材料,其表面悬键和氧缺陷对环境中某些气氛非常敏感,当这些气体被吸附于其表面时,会导致其电学性能的改变,从而实现对气体的检测。纳米气敏材料在工业生产、日常生活、科学技术和国防建设等领域将发挥重要作用。

　纳米生物材料　 nano-biomaterials　 三维空间内至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的生物材料。纳米粒子,尤其是尺寸小于100nm的纳米粒子具有很多与它们的本体材料不同的特性,如其高表面活性可显著增强检测的灵敏度与特异性。一定尺寸的纳米粒子因为增强的透过及滞留效应(EPR效应),能穿过癌组织周围的血管间隙,聚集在肿瘤位置。纳米生物材料在医用领域具有广泛的用途,如在药物控制释放领域,纳米药物传递系统能更好地实现靶向给药、智能释药的要求;在基因传递领域,基因载体材料也需要具有纳米尺寸;在组织工程领域,常见的纳米生物材料有电纺丝制备的纳米纤维、高分子/无机复合纳米材料等;在疾病诊断方面,基于纳米粒子的疾病诊断技术主要包括早期肿瘤标志物检测技术、影像诊断技术等。