納米材料是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的材料學(xué)新分支。它涉及的領(lǐng)域非常廣泛，從金屬、陶瓷，到高分子材料，都有納米級(jí)材料的身影。

什么是納米材料？

所謂納米材料，是指原子排列無(wú)規(guī)則，晶體晶粒大小只有幾個(gè)納米的材料。原子尺度是10的負(fù)10次方數(shù)最級(jí)。也就是說(shuō)一納米材料中一個(gè)晶粒只含有幾十個(gè)乃至上百個(gè)原子。這樣一來(lái)，排列不規(guī)則的納米材料能量相當(dāng)?shù)母?，晶界占?jù)材料體積的大約一半(晶界并不是一個(gè)理想的幾何面，而是有一定厚度的過(guò)渡層）。晶界結(jié)構(gòu)既不是規(guī)則排列的晶態(tài)，也不是短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的玻璃態(tài)，而是無(wú)規(guī)律的氣態(tài)性質(zhì)。這種氣態(tài)性質(zhì)第一個(gè)宏觀表現(xiàn)就是材料的強(qiáng)度，即結(jié)實(shí)程度，具有很高的數(shù)值。

由于納米材料表面積極大，能量特別高，它還會(huì)表現(xiàn)出許多材料沒(méi)有的物質(zhì)性質(zhì)。比如我們?cè)岬竭^(guò)的激光材料，為了實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，由于種種原因，激發(fā)態(tài)能級(jí)e2和基態(tài)能級(jí)E1間差別不大，所以產(chǎn)生的激光光子能量低,效果往往是紅光極易得到，而高光子能量的蘭、紫色激光的獲得比登天還難?？墒怯捎诩{米材料的晶粒細(xì)小，晶界原子排列極不規(guī)則，晶內(nèi)原子有序度也不高，材料會(huì)表現(xiàn)出許多獨(dú)特的黿子效應(yīng)。在常見(jiàn)的多孔硅摻雜活性離子的材料中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，如果硅晶粒尺寸和空洞尺寸達(dá)到納米數(shù)量級(jí).用電子束照射就會(huì)放出蘭色的光。