在纳米级聚焦光 通常，光不能聚焦到小于衍射极限的光点，即衍射极限的一半。然而，近年来，研究人员通过将其与等离子体纳米结构耦合，在这个方向上取得了成功，其中导电电子可以在金属表面集体振荡，称为表面粒子等离子体。这种现象是作为“纳米等离子体”主题的一部分进行研究的，该主题基于定制的金属纳米结构。等离子体波导 当电子来回振荡（如电子偶极子）时形成电子等离子体，而当电子以圆形方式振荡（如磁偶极子）时形成磁等离子体。 磁性等离子体波导网络在小尺寸方面优于电子波导网络，并且优于光子波导网络，因为它们可以将光聚焦到远低于所谓衍射极限的波长。研究人员莱斯大学制造了基于磁等离子体的波导，由称为七聚体的“融合”有

羟基磷灰石，(Ca10(PO4)6(OH)2在化学上类似于骨骼和牙齿的矿物成分因其具有高生物活性和生物相容性而被广泛用于生物医学应用。由于具有生物活性和可生物降解的特性，因此可用于植入物的涂层，并减少植入物的失效。由于HA和HA之间的化学相似性人体组织的矿化骨，合成 HA 对宿主硬组织表现出很强的亲和力。为了获得良好的生物相容性，使用高生物活性聚乙烯、胶原蛋白和壳聚糖 (CTS) 对 Hap 进行改性，因为聚酰胺具有与人体结构具有良好的生物相容性。合成纳米HA材料 HAp 可以由生物材料如珊瑚、贝壳、蛋壳、体液和一些化学合成方法生产。用于生产合成纳米晶 HA 的常见化学方法包括沉淀、水热、水解

铁电纳米晶体 铁电 铁电现象是1921年用罗谢尔盐发现的。钛酸钡 (BaTiO3) 是一种用于制造铁电的铁电材料。有超过 250 种材料表现出铁电特性，其中包括：钛酸铅、锆钛酸铅和锆钛酸镧铅。铁电材料具有永久偶极矩，就像它们的铁磁材料一样。然而，在铁电体中，偶极矩是电的而不是磁的，因此可以使用电场而不是磁场来定向，从而允许将电数字信息存储在铁电薄膜中。铁电材料的应用 铁电材料用于制造电容器、非易失性存储器、用于超声成像和执行器的压电材料、用于数据存储应用的电光材料、热敏电阻、称为转充电器或转极化器的开关、振荡器和滤波器、光偏转器、调制器和显示器。纳米结构金属 纳米结构金属由于其极细的结构长度尺

纳米金刚石 纳米金刚石是直径小于 10 纳米的金刚石结构颗粒，是密闭空间中 TNT 或 Hexogen 爆炸的残余物。纳米金刚石具有优异的机械和光学性能、高表面积和可调的表面结构。纳米金刚石在摩擦学、药物输送、生物成像和组织工程、生物医学应用方面具有广泛的潜在应用，因为它们也是无毒的，如蛋白质模拟物和纳米复合材料的填充材料。纳米金刚石具有完善的机械性能，广泛应用于航天、飞机制造、信息产业、精密机械、光学仪器、汽车制造、化工塑料和润滑油等各个行业。测量磁场 加州大学圣巴巴拉分校的研究人员开发了一种涉及纳米金刚石和激光的电子自旋共振技术，用于测量液体环境中的局部磁场。技术 该技术依赖于测量使用光镊

石墨烯 石墨烯在其价带和导带之间没有间隙，这对电子应用至关重要，因为它允许材料打开和关闭电子流。但是可以通过制作极窄的带子将带隙引入石墨烯中。例如，10 nm 宽石墨烯纳米带的密集阵列可以具有大约 0.2 eV 的带隙。石墨烯纳米带 (GNR)，是具有超薄宽度的石墨烯条带 ( 生产 通过使用小分子前体，科学家们找到了一种精确构建石墨烯纳米带并使其具有不同形状的方法。大多数制造纳米石墨烯的途径都是自上而下的——从大块材料开始，然后将其分解，这对于制造具有可用于纳米电子学的特定尺寸结构的纳米级石墨烯带来说是很棘手的。宽度受控的 GNR 可以通过 Berry 集团展示的石墨纳米切割工艺生产，其中在

隐形斗篷 隐形斗篷用于隐藏物体免受电磁波的影响，由超材料制成。超材料是具有特殊光学特性的人造结构，例如负折射率，其排列方式使入射光波可以在斗篷周围平稳流动并在另一侧相遇，就好像斗篷不存在一样。 电子斗篷 电子通常在一定距离内以波的形式传播，然后散射破坏了它们在相干传输长度上的波相，并且粒子表现出特征波行为，例如振幅叠加或干涉。隐形斗篷的原理可以应用于由核壳纳米粒子结构嵌入的不干扰电子流动的主体半导体制成的电子。麻省理工学院的研究人员开发了一种方法制造一个电子斗篷，或一个对电子不可见的物体，由纳米结构制成，其尺寸与电子本身的波长大致相同，约为 10 nm。据研究人员称，电子具有核壳纳米粒子的斗篷

药品配送 药物在肾脏中快速过滤后从它们的引入部位运输到它们的分子作用部位，并在血液中混合并传播到组织内的靶细胞。在组织或细胞靶点，药物必须穿过质膜、细胞内恶劣的环境以及病理细胞可能产生的多重耐药机制。但纳米材料有望作为药物或疫苗载体来帮助克服这些障碍。药物输送工具 大多数基于纳米颗粒的药物输送载体是球体，但圆柱形纳米颗粒可以在血流中存活很长时间，以达到其预期目标并穿透细胞壁并在需要的地方提供治疗有效载荷。西北 CCNE 已开发出满足这一要求的自组装纳米纤维。 圆柱车 为了制造抑制肿瘤的圆柱体，研究人员将使用自动肽合成仪制成的肽两亲物浸入水中，使它们自发地自组装成细长的细丝。这些细丝在其表面显示

内存设备 计算机和许多电子设备通常依赖于存储的信息，这些信息主要是可用于指导电路动作的数据。数字信息存储在存储设备中。存储器件的长期纳米技术前景包括基于碳纳米管的存储器、分子电子学和基于电阻材料（如 TiO2）的忆阻器。透明存储器 透明电子存储器的优势在于它可用于集成透明电子产品，但实现这种透明性会限制材料成分并阻碍加工和设备性能。 在此，我们提出了一种使用 SiOx 作为活性材料、氧化铟锡或石墨烯作为电极来制造高透明存储器的方法。两端的非易失性电阻存储器也可以配置在玻璃或柔性透明平台上的交叉阵列中。随着器件尺寸的减小，SiOx 中原位生成的硅通道中的丝状传导保持当前水平，强调了它们在高密度存

化学传感器 化学传感器是一种将化学信号转变成动作电位的感觉受体。更笼统地说，化学传感器检测环境中的某些化学刺激。化学传感器在生物学、医学分析和环境监测等各个领域的应用越来越广泛。金纳米粒子 纳米颗粒是一种多功能材料，可应用于从工业到生物分析和催化的不同领域。金纳米粒子由于其相对较高的表面积与体积比以及它们的界面主导特性而表现出优异的催化活性，这与它们的体积显着不同。它们已广泛用于电催化剂的设计和制造，并作为催化活性或选择性的增强组件。对于电催化应用技术，如静电相互作用锚定、共价键、电化学沉积等。这种作为纳米电极的修饰界面已被广泛用作增强催化界面以开发电化学传感器。发展 由于法拉第电流和电容电流

光学镀膜 绝大多数科学和工业光学器件都有薄层涂层，以避免出现重影、背反射、安全隐患或损坏昂贵的设备。但是通过具有薄膜涂层，可以在使用它们的光学器件中引入关键特性。传统的介电光学涂层是几乎所有光学设备的关键组件，通常由透明材料层制成，每层厚度至少为光的四分之一波长。 纳米涂层 哈佛大学的研究人员制作了一种光学涂层，当其厚度变化小于 20 纳米时，该涂层可以改变颜色。通过改变厚度，金属表面的颜色可以定制为所需的颜色。 新的超薄光学涂层是纳米厚的、几乎不透明的、高度吸光的介电材料，例如半导体。通过在金样品表面添加 7 nm 的锗层，其颜色可以从金色变为粉红色。进一步添加另一个 4 nm 层使其呈紫色

折叠 DNA 类似于折纸的 DNA 纳米技术是大约 30 年前开发的。 2006 年，加州理工学院的 Paul Rothemund 展示了将长链 DNA 折叠成各种预定形状的方法。由此产生的纳米结构可以用作脚手架或微型电路板，用于精确组装碳纳米管和纳米线等组件。 但要制作数倍的 DNA 结构，必须在单条 DNA 链周围的区域添加数百个“钉书钉”，为了制造新的纳米结构，需要一套新的主食。此外，DNA 结构往往会随机排列在基板表面上，因此很难随后将它们集成到电子电路中。 DNA 砖 为了克服上述困难，美国哈佛大学的研究人员开发了一种技术，通过将合成 DNA“砖块”组装在一起来制造高度复杂的 3D

碳纳米管 碳纳米管（CNTs）具有高强度和模量、高导电性和导热性，在相对较高和较低的温度下稳定。单个纳米管的强度可以是钢的 100 倍。为了在各种应用中有效地利用单个纳米管的卓越性能，需要制造连续的纯 CNT 纱线和高 CNT 含量的复合纱线。MWCNTs 增强 PAN 纤维碳纳米管/纤维素连续竹纱可用于通过电纺制造碳纳米管填充多功能产品。通过将 CNT 结合到纳米纤维中，该过程可以显着改善纱线的机械、热和电性能。单壁碳纳米管纤维也可以由液晶溶液制造，以获得连续的纯碳纳米管纤维。制造碳纳米管纱线 使用多股高纯度双壁碳纳米管的连续CNT纤维纱线可以在卧式CVD气流反应器中通过纺丝工艺用水蒸气致密

光合作用 光合作用是将太阳辐射转化为绿色能量产生糖分的过程，植物、细菌和一些原生生物利用绿色叶绿素色素利用水释放氧气，将糖分通过细胞呼吸作用转化为ATP。 人工光合作用 人工光合作用系统利用光吸收分子或发色团，通常由有机染料制成，通过还原和氧化过程的半反应将水光化学分解为氢和氧。但吸光染料会因太阳光线而受损，而且该过程效率低下且不稳定。美国罗彻斯特大学的研究人员利用纳米晶体、阳光和廉价的镍催化剂制氢，无需燃料即可连续生产燃料。放缓。纳米晶体 纳米晶体由于尺寸有限，缺陷较少。纳米晶体的内部体积非常小，几乎都是表面，内部杂质很容易迁移到表面很短的距离，并通过掺杂被排出。掺杂是添加含有电子的杂质，从

纳米壳、纳米蛋和纳米杯。 纳米壳由一个球形二氧化硅核组成，上面涂有一层薄金壳，可以通过在壳内抵消核来转化为纳米蛋。当核的偏移量大于壳层的厚度时，核会刺穿壳，从而产生纳米杯。纳米蛋表现出吸收和散射光谱，多极峰相对于纳米壳和更大的近场增强具有强烈的红移。香港科技大学的研究人员开发了一种纳米蛋，其硬钴壳围绕着铂和铁的核心，并发现它可以安全地将铂（一种已知的抗癌剂）输送到肿瘤细胞。已发现 Nanoegg 对癌细胞的毒性是抗癌剂顺铂的 7 倍。硫化钴纳米粒子的合成在由铁和铂制成的纳米粒子存在下形成空壳结构，所得结构具有围绕铁/铂纳米晶体的硫化钴多孔结晶壳。外壳中的孔大到足以让水进入纳米粒子的内部。但中空

纳米硅粒子可以与水立即反应产生氢气，无需任何热、光或电. 制氢 传统的分解水产生氢气的技术包括电解、热解和光催化。但是地球上大量可用的块状硅可以与水缓慢反应，通过每摩尔硅释放两摩尔氢气而不释放任何二氧化碳来产生氢气。 纳米硅 由于高反应速率，硅纳米颗粒由于其高表面积与体积比可以比块状硅更快地产生氢。纽约布法罗大学 (SUNY) 的研究人员开发了这种技术。例如，尺寸为 10 nm 的纳米粒子可以在一分钟内产生氢气，这比体硅产生氢气的速度快 1000 倍，而直径为 100 nm 的纳米粒子可以在 45 分钟内产生氢气。在制氢反应过程中，10 nm 的硅颗粒尺寸减小，但不改变形状，而 100 nm

等离子激元是金属表面的自由电子，通过输入能量（通常来自光）激发。移动等离子体可以将光能转化为热能。等离子纳米粒子是其电子密度可以与波长远大于粒子的电磁辐射耦合的粒子。这是由于介质和粒子之间的介电金属界面的性质，与纯金属不同，纯金属根据材料尺寸可以有效耦合什么尺寸的波长。基于它们的几何形状和相对位置，等离子体纳米粒子还表现出有趣的散射、吸收和耦合特性。这些独特的特性使其成为许多应用的研究焦点，包括太阳能电池、光谱学、成像信号增强和癌症治疗。等离子金纳米粒子 金纳米粒子可用于有效地转换能量，因为它们的吸光度比自然界中的任何其他分子高约一百万倍。莱斯大学的科学家们已经证明，当被非常短的激光脉冲击中时

锂离子充电电池 锂离子（Lithium-Ion）电池是便携式电子产品中最常见的可充电电池。与其他类型的可充电电池相比，锂离子电池具有最佳能量密度之一、无记忆效应、不使用时电荷损失缓慢且环境安全，因为没有游离的锂金属。可充电锂离子电池是首选的紧凑型轻量级存储介质，可在狭小空间内存储大量能量。它们为电动汽车、电动自行车、智能手机和笔记本电脑提供动力。全球研究人员目前正在开发具有改进性能的新一代此类电池。如今，在大多数锂离子电池中，正极由过渡金属氧化物钴、镍和锰（石墨的负极）组成。然而，在下一代更强大的锂离子电池中，锡或硅等元素很可能会用于负极。基于纳米材料的锂离子电池 苏黎世联邦理工学院和 Emp

来自蓝绿藻的纳米纤维素 研究人员已经报道了使用藻类生产纳米纤维素。纤维素 纤维素是以多糖为主的有机化合物，由数百至上万个β(1→4)连接的D-葡萄糖单元组成的直链组成，是绿色植物初级细胞壁的重要结构成分，许多形式的藻类卵菌和由某些细菌作为生物膜分泌。纤维素是地球上最丰富的有机聚合物，是一种类似于塑料的材料，由连接在一起的分子组成长链。纤维素构成树干和树枝、玉米秸秆和棉纤维，是纸和纸板的主要成分，也是水果和蔬菜中不易消化的物质。例如，棉纤维的纤维素含量为 90%，木材的纤维素含量为 40-50%，干麻的纤维素含量约为 45%。很少有生物体可以合成和分泌其天然纳米结构形式的微纤维形式的纤维素。 纳

纳米金簇 已知纳米金簇可催化各种氧化、酯化和环氧化。但科学家们并不清楚贵金属反应的基础。然而，金的一氧化碳氧化催化剂是众所周知的。在 CO 氧化的情况下，一项计算研究发现，在氧化反应过程中，CO 可以令人惊讶地为金纳米团簇提供助催化作用。金纳米团簇上相邻CO分子的存在增强了CO到二氧化碳的双氧氧化。机理 这种自氧化机制现已被内布拉斯加大学和中国湘潭大学的研究人员发现。研究结果表明，当 CO 在 O2 存在下与金纳米团簇上的某些三角形 Au3 活性位点结合时，CO 分子有助于促进相邻 OCOO 中间体的键断裂。分析表明，Au3结合的CO邻居对中间体的攻击会显着加快O-O键断裂的速度，导致形成两个

扬声器和耳机与智能手机、笔记本电脑、笔记本电脑和平板电脑等便携式设备一起使用。在扬声器内部，形成薄隔膜的柔性材料（例如纸或塑料）振动并放大这些振动，将声波泵入周围空气并送入耳朵，根据频率产生不同的声音。 声音设备 扬声器的质量取决于其频率响应的平坦程度——也就是说，取决于设计在可听范围内提供 20 Hz 至 20 kHz 的恒定声压级的能力。目前，它们采用传统类型的扬声器，这些扬声器在尺寸、频率响应和功耗方面的操作受到限制。 石墨烯扬声器 加州大学伯克利分校的研究人员制作了一种石墨烯扬声器，虽然没有特定的设计，但已经与某些商用扬声器和耳机一样好，甚至更好。石墨烯扬声器具有超低质量，在人类可听区