#文章首发挑战赛#纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~1000个原子紧密排列在一起的尺度。
一、分类纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。
1. 纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。
可用于配制母合金和用作复合材料的增强剂，可广泛应用于各类化工产品及新型材料产品的制备。
2. 纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。
可用于制备高性能复合材料、轻质透明导电薄膜材料、高效能电凝集材料、高强度金属纤维和膜裂纤维等。
3. 纳米膜具有异于普通薄膜的结构和特异功能的材料，可通过相变吸/放热、能量转换、光电和磁电转换等功能用于制备高性能功能器件。
4. 纳米块体是三维空间中在至少一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料，是介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体，可用于制备微电子器件、微电子机械系统等微小型装置。
二、特性1. 小尺寸效应：当超微颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、热、磁、电等特性呈现新规律。
例如，光能隙变宽，吸光性能改变，产生强磁性等。
2. 表面效应：是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数的比例随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。
利用这种表面效应，可以进一步研究并制定出新的工业应用原理。
3. 量子尺寸效应：是指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由连续能级变为离散能级的现象以及波函数的空间返回到粒子本身的现象。
当能级间距大于热能、磁能、静电能时，即出现量子效应，从而使多种电子器件向小型化方向发展。
4. 宏观量子隧道效应：指微粒的某些宏观物理量（如纳米粒子的穿透势垒运动等）具有较为确定的值，是一种典型的量子行为。
在此特性基础上，发展出了原子光刻技术。
三、应用随着科技的发展，纳米材料在化学工业领域的应用更加广泛。
纳米材料在化学工业中的应用主要包括以下几个方面：1. 纳米催化剂：如纳米铂黑催化剂用于乙烯的氧化反应，催化剂用量少且催化效率高，而传统的铂黑催化剂用量大，催化效率相对较低；纳米碳管催化剂用于合成氨反应，催化效率高且产物分布窄。
2. 纳米吸附剂：如碳纳米管和活性炭纳米纤维用于水处理和空气净化；多孔硅用于清除环境中的有害物质；介孔分子筛用于石油裂化催化剂的载体。
3. 化学反应中的纳米材料：在化学反应中使用的纳米材料可以改变反应速率、提高产率或者合成出传统方法难以制备的新型化合物。
例如利用多孔硅作为甲醇合成的催化剂载体可以使催化效率显著提高；用金属氧化物半导体修饰电极可以提高电化学反应的灵敏度和选择性；利用碳纳米管合成高分子复合材料可以提高材料的力学性能和电性能等。
4. 新型高分子材料的合成：利用高分子组装技术可以合成出具有特定结构和功能的聚合物材料；通过聚合物/无机纳米复合技术可以合成出兼具无机材料和有机材料优异性能的新型复合材料；利用纳米粒子表面修饰技术可以合成出具有特殊表面性质的纳米粒子等。
5. 药物控释和药物载体：利用纳米技术可以制备出药物控释剂和药物载体，实现对药物的定向输送和控制释放，提高药物的疗效和降低副作用。
例如利用生物可降解高分子材料制备的药物控释剂可以实现对药物的持续释放和长效作用；利用介孔硅和介孔分子筛制备的药物载体可以实现对药物的吸附和缓释作用等。
6. 化学工业中的其他应用：除了上述几个方面外，纳米材料在化学工业中还有许多其他应用，如利用纳米技术改善石油和燃气的开采和运输效率；利用碳纳米管和石墨烯制备出高效能的电极材料。
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