一、引言
纳米材料和纳米结构无论在自然界还是在工程界都不是新生事物。在自然界存在大量的天然纳米结构，只不过在透射电镜的应用以前人们没有发现而已。在工程方面，纳米材料80年代初发展起来的，纳米材料其粒径范围在1—100nm之间，故纳米材料又称超微晶材料。它包括晶态、非晶态、准晶态的金属、陶瓷和复合材料等。由于极细的晶粒和大量处于晶界和晶粒缺陷中心的原子，纳米材料的物化性能与微米多晶材料有着巨大的差异，具有奇特的力学、电学、瓷学、光学、热学及化学等多方面的性能，从而使其作为一种新型材料在电子、冶金、宇航、化工、生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。
二、纳米材料
（一）纳米材料定义
纳米，只是一个长度单位，1微米为千分之一毫米，1纳米又等于千分之一微米，相当于头发丝的十万分之一，没有任何技术属性。因此，单纯的某一纳米材料若没有特殊的结构和性能表现，还不能称为纳米技术。纳米技术，是指通过特定的技术设计，在纳米粒子的表面实现原子/分子的排列组成，使其产生某种特殊结构，并表现特异的技术性能或功能，这样的纳米材料才可称为是纳米技术。
（二）纳米材料的应用现状
科技水平的不断进步，尤其是在电子行业这一朝阳产业，纳米技术得到了很大的发展，主要是集中在电子复合薄膜，利用超微粒子来改善膜材的电性、磁性和磁光特性，此外还有磁记录、纳米敏感材料等。随着人们生活水平的日益提高，及人们对环保的重视程度不断加强。空气质量与工业废水处理已成为城市的一个生活生存质量标志。纳米材料由于其特有的表面吸附特性， 使其在净化空气与工业废水处理方面有着很大的发展前景。
三、纳米材料的应用
目前，微纳米材料作为载药微球在医学与生物工程上有广阔的发展前景，因此成为国内外广泛研究的热点；此外，在催化剂、燃料电池以及其他方面，纳米材料都有重要的应用。
（一） 纳米材料的医学应用
1.纳米材料作为药物载体的目的
药物载体是将药物包埋在微球微囊内或负载在微球表面。用微球和微囊技术包埋药物，可以提高药物在体内的半衰期、保护药物、提高靶向性、改变药物在体内的分布、提高药物的吸收、实现脉冲式放压等。
2.纳米材料作为药物载体的应用
常用的有机载体材料分为天然高分子材料及其衍生物、合成高分子材料。毛世瑞等以可溶性淀粉为载体材料、以对苯二甲酰氯为交联剂，在环己烷、Span80乳化体系中制备出空白淀粉微球，然后用包埋法制备了含药微球，此微球粒径为30微米到60微米，适用于鼻腔给药，并具有明显的缓释作用。
（二） 纳米材料作为催化剂
催化剂在提供燃料、精细化学试剂和加强环境保护方面起到非常关键的作用。核壳结构的纳米粒子作为催化剂有着组成、粒径、形貌和表面性质可调的优点，这些特性极大的增强了设计和控制纳米催化材料活性的能力。目前研究最多的是无机-无机、有机-无机和无机-有机核壳结构纳米材料作文催化剂，对于无机-无机核壳纳米材料，研究最多的是金属-金属纳米结构的催化应用。
1.光催化剂
由于具有较高的活性、低成本及抗光腐蚀的稳定性，使得纳米二氧化钛在近几十年来被广泛应用于处理环境问题。二氧化钛有较高的禁带宽度，只能被波长小于387nm的紫外光激发，这就限制了其在太阳光中的应用。二氧化钛只能吸收紫外光，所以需要借助能够吸收可见光部分的分子来对其做改性，以便有效地吸收阳光。通过研究，二氧化钛的过渡金属和非金属参杂引起了广泛关注。
2.汽车尾气催化
我国是世界上稀土资源最丰富的国家，研究开发稀土纳米技术并将其应用于汽车尾气净化材料，将具有广阔的前景。纳米稀土催化剂具有较高的催化活性。纳米稀土汽车尾气净化催化剂是一种结合纳米材料高表面活性于稀土在催化剂中的催化助剂的特点而制备的一种新型高效的汽车尾气净化催化剂。用纳米稀土粒子取代三效催化剂中的常规稀土化合物可以提高汽车尾气中CO、NOx和CH的转化率。
3.水处理
目前用于水处理的纳米材料主要可以分为纳滤膜材料、光催化材料、纳米还原性材料和纳米吸附性材料4种。纳滤膜是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动器，孔径范围为1nm到5nm，具有操作压力低、浓缩水排放少、出水优质等优点。纳滤膜对中性溶质分子的分离主要依据筛分子效应，对于荷电离子的分离主要是由于筛分效应和电荷效应的共同作用。
（三）纳米材料作为隐身材料
在功能纳米材料中，有种材料因其特殊的性质在军事上有着极为重要的应用，那就是电磁波吸收材料。所谓吸波材料，指的是材料将电磁波吸收后，通过自然共振、畴壁共振、磁滞损耗、介电损耗等机理，将电磁波能量转化为热能或者其他形式的能量，从而降低其反射率，达到躲过探测的效果。
结语
纳米材料的应用可谓涉及到各个领域,在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生将对人类社会产生深远的影响, 并有可能从根本上解决人类面临的许多问题, 特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。下一世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出顺应21世纪的各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品, 目前已出现可喜的苗头, 具备了形成下一世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域, 发挥举足轻重的作用。
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