前言

纳米复合材料具有稳定铁磁流体和磁性载流子的应用前景，嵌入在聚合物基质中的磁性粒子。

例如，导电的聚苯胺基质中的铁氧化物也已被合成，用于制造导电的超顺磁性塑料薄膜。

导电聚合物链和磁性纳米颗粒以逐层的方式沉积可能导致新的性能，如巨磁阻和新型有机基纳米结构GMR材料。

光电化学性质是半导体纳米结构所固有的。

由半导体胶体纳米颗粒（例如，含有二氧化钛、硫化镉等的Ni薄膜）引起的电化学沉积，可以产生含有光活性半导体粒子的金属薄膜。

一个例子是Ni/氧化铝薄膜的形成，其中50 nm氧化铝粒子均匀分布在Ni基体中。

这种合成过程的唯一要求是一个稳定的包含相（陶瓷或半导体）及其在电化学溶液中分散良好的悬浮液。

Ni/Al2O3纳米复合材料通过硬质陶瓷纳米颗粒（分散硬化）增强了纳米复合材料的力学性能。

二氧化钛胶体和薄膜的应用从光伏扩展到催化器件和传感器，采用溶胶-凝胶法合成了纳米晶二氧化钛和有序结构。

在加工过程中，随着温度的变化，在锐钛矿阶段形成了棒状或截断的锥体形态。

控制胶体合成中使用的碱基可以使排列的棒状结构自组织成规则的阵列，这种顺序是由于表面电荷，通过控制胶体介质的碱度和介电常数而改变的力而发生的。

具有半导体和金属纳米粒子的薄膜光电器件是目前研究的热门候选对象。

表面稳定（具有有机单层，如硫醇）金纳米颗粒（4-5nm），此外，可以组装成层，形成紧密排列的单颗粒层；用这种方法可以制备TiO2/Au的多层薄膜。

金颗粒上的表面羟基在表面溶胶-凝胶过程中的活性成分，可用于制备纳米级控制薄膜厚度的金属氧化物薄膜。

小半导体粒子的光学性质是有趣的，显示了量子约束效应和其吸收光谱的位移，此外，介电/纳米晶半导体界面将载流子复合增强到皮秒，具有超快光学应用的可能性。

类似地，金属/半导体杂化纳米颗粒产生了新的效应，如增强的光学非线性以及金属粒子的位移等离子体共振。

采用改性的熔体淬火工艺在玻璃基体中制备了这种杂化纳米复合粒子（CdS/Ag）。

混合cds包覆的银纳米颗粒表现出红移的等离子体共振吸收光谱，这可以通过控制颗粒大小和其他界面效应的热处理来调整。

在多孔硅基质的孔隙内制备了纳米大小的硒化镉团簇阵列，目的是通过化学渗透增强发光中心来增加光致发光。

首先使用Cd（COO）2水溶液，形成CdO，然后通过硒化氢通道进行硒化，纳米半导体团簇（3-5nm）在多孔纳米的可见光范围内的纳米复合材料中，提供了高密度发光中心。

在光学透明的纳米多孔氧化铝模板的孔隙内，电化学沉积金属（Au）可用于制备有趣的光学纳米复合材料。

随着粒径的减小，kmax（最大吸收强度的波长）接近理论值，并达到准静态下限，与长径比无关。

将纳米颗粒沉积在适当的基底中的功能性纳米复合材料可以作为传感器，通过改变光学性质来响应气体暴露的反应。

通过射频共溅射制备了掺杂cdo的二氧化硅纳米复合材料，具有的气敏能力，该纳米复合材料在氮氧化物气体暴露时的透光率发生了变化。

为了使这种纳米复合材料发挥作用，嵌入的纳米颗粒应该在暴露于气体时改变透光率，基质应该有孔隙度，使气体分子扩散并与粒子相互作用，基质应该是透明的，以便检测到不断变化的光信号。

许多纳米复合体系的用途源于除了纳米结构相的主要功能外，增值功能也是有利的。

例如，我们已经讨论了陶瓷纳米复合材料（Al2O3/SiC、Si3N4/SiC等）的分散诱导增韧和强化，并且，如果分散相获得了新的功能，如压电和铁电，那么就会产生新的应用。

传统的粉末冶金技术（铣削、混合和热压），可用于制备钛酸钡分散的氧化镁，纳米复合材料形成分散良好的纳米复合材料的标准是，分散体在烧结过程中不与基体相发生反应。

在这些钙钛矿分散的复合材料中，力学性能没有下降，但增加了新的压电性能。

这种材料具有通过利用电动势或通过电脉冲引入内部应变而实现裂纹扩展的传感能力，从而增加了断裂韧性。

在结构陶瓷纳米复合材料中引入压电和铁电将创造出具有“智能”功能的新材料，对于过渡金属分散氧化陶瓷复合材料，铁磁性也与其优良的力学性能相兼容。

此外，在这些陶瓷/层图中发现了对施加应力良好的磁响应，嵌入玻璃基体纳米复合材料中的cds涂层Ag粒子的光学（发光）特性。

图中显示了等离子体峰位置作为纳米复合粒子中硫化镉壳层体积与总粒子体积之比的函数，采用改性熔化/淬火工艺，在玻璃主体中制备了半导体/金属杂化纳米颗粒复合材料。

涂层的杂化纳米粒子表现出表面等离子体共振吸收光谱，相对于均匀银纳米粒子在同一主体中的分散发生红移。

纳米复合材料也可以有效地作为催化活性膜（例如，汽车中的催化转化器），其中催化活性相均匀地分布在一个高孔隙率的基体中。

这种材料的操作条件要求很高，因为它们可以在广泛的温度和化学环境中使用。

纳米结构c-Al2O3催化剂载体具有分散的氧化铈相和支撑贵金属纳米颗粒（Pt、Pd等），多相催化剂通常用于汽车尾气流中。

铈相作为储氧成分，缓冲燃料/空气比的突然变化；它还稳定了氧化铝结构和贵金属颗粒分散。

用溶胶-凝胶（由铝和硒氯化物和氮化物制备）煅烧，然后用微波或高压釜加热，制备这种纳米复合材料，微波产生的粉末含有纳米晶二氧化铈和氧化铝相。

需要注意的是，在纳米复合材料结构中，微观结构的演变和最终的色散结构及其与基体的关系决定了复合材料的功能。

例如，如果上述氧化铝/铈复合材料的最终产物是高压釜而不是微波，则没有产生催化能力。

通过溶胶-凝胶工艺制备了硅/氧化铜纳米复合材料，并显示了催化应用方面的前景。

这些纳米复合材料的表面积在200~400m2g-1之间，是介孔，孔径在3-6nm之间。

纳米复合材料也被考虑用作光催化剂来分解环境污染物和有害微生物，作为这类材料的一个例子，用溶胶-凝胶法在低温下在各种底物上沉积了透明的纳米复合锐钛矿薄膜。

对于基底，多孔二氧化硅等材料工作良好，因为对于这种应用，需要高表面积、对光（包括紫外线）的透明度和光催化活性的耐久性。

我们还可以设想出一种低维的催化纳米复合材料。

将前驱体材料分解和分散成纳米晶形式，同时激活分散相可以均匀涂层的表面，基于纳米复合技术开发了抗氧化涂层系统，用于工业熔融的电阻加热元件。

Mo等材料具有几种优良的机电热性能，被用于此类应用，但存在严重的氧化问题，MoSi2由于其优异的抗高温氧化性能，是这类应用的替代材料。

这种材料的高温强度是一个问题，而将碳化硅掺入MoSi2基质中提供了一个折衷方案，最好的解决方案是通过射频磁控溅射等技术，将MoSi2/SiC涂层放在Mo衬底上。

作为沉积膜，它们通常是无晶的，但可以在>1000 8C真空退火转化为纳米晶。

如果在氮气气氛中制造，硅和碳在这些薄膜中的高扩散可以最小化。

用聚碳硅烷涂层的MoSi2颗粒的热解，以及随后的热压，也可用于制备用于高温应用的大块MoSi2/SiC纳米复合材料。

致密化后，碳化硅粒子在MoSi2基体中均匀分散，这种纳米复合材料的室温和高温弯曲强度是未增强基体的几倍。

基于DLC的纳米复合材料具有非常有趣的性能，因此可以用于几种应用（一个高调的应用是吉列3马赫刀片上的DLC涂层）。

非晶类金刚石/石英（C：H/ Si：O）复合材料和含有这种材料的金属，构成了一类具有独特的体积和表面性能的dlc纳米复合材料。

这些纳米复合材料具有良好的扩散屏障性能、高耐磨性和低摩擦系数，并且对大多数基底具有良好的附着力、可变电阻率、耐热冲击性和可控的光学性能。

类金刚石纳米复合材料的薄膜，可以通过等离子体辅助气相沉积有机硅烷前驱体来沉积，其中包括含C-和含硅的自由基，以及选择性的过渡金属原子。

在纳米聚合物基复合材料方面，主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体，分散水平达到纳米级，得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。

我们制备的纳米蒙脱土/PA6复合材料的耐温性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常优秀，此材料已经实现了产业化。

碳纳米管是上个世纪九十年代初发现的一种新型的碳团簇类纤维材料，具有许多特别优秀的性能。

如今发展很快，世界发达国家新材料发展的战略，都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。

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