纳米微粒由于颗粒小，表面能高，比表面原子数多，活性大。因此，纳米粒子熔化时所需增加的内能小得多，熔点降低。
在较低的温度下烧结就能达到致密化的目的，烧结温度降低、晶化温度降低。 光学性能：
① 纳米颗粒由于其尺寸小于几个nm或十几个nm，表现出量子尺寸效应和界面效应； ②宽频带吸收：小颗粒金属为黑色，对可见光反射率低； ③蓝移现象：吸收波向短波移进；
④纳米微粒发光：尺寸小于某定值时，特定波长激发下发光；
⑤在溶胶中，胶体的高分散性和不均匀性使得纳米微粒分散物系具有特殊的光学性质。 13.什么叫化学气相沉积法，它与外场结合又可衍生出哪些方法？简述VLS机制。 答：（1）化学气相沉积法，是指反应物经过化学反应和凝结过程，生成特定产物的方法。 （2）衍生方法：等离子体增强CVD法（PECVD），微波CVD法（MWCVD），激光辅助CVD法（LCVD），超声波CVD法（UWCVD）。
（3）VLS生长机理：加热成V 冷凝形成L 过度饱和 析出 生成S
以制备CNTs为例，在800～1000℃的高温下呈液态的催化剂微粒是反应的活性点，它吸收气体中的碳原子簇直至过饱和状态，过饱和的碳原子簇沉析出来形成CNTs。液体微粒起着传输CNTs生长原料——碳原子簇的作用。
14. 纳米半导体颗粒具有光催化性能的主要原因是什么？光催化有哪些具体应用
原因：① 半导体纳米颗粒粒径的减小使量子尺寸效应增强、能隙增大，价带电位变得更正、导带电位变得更负，使光生电子－空穴对的还原－氧化能力提高，增强了催化降解有机物的活性；② 对半导体纳米颗粒而言，其粒径通常小于空间电荷层的厚度，因此可忽略空间电荷层的影响，光生载流子可通过简单的扩散运动从颗粒的内部迁移到表面，与电子给体或受体发生氧化或还原反应。粒径的减小使光生电子－空穴扩散到表面的时间减少，电子－空穴的分离效果提高、在颗粒内部的复合概率下降，从而使光催化活性增强；③ 在光催化反应体系中，反应物被吸附在催化剂的表面是光催化反应的一个前提步骤，粒径的减小使半导体纳米颗粒的比表面积增大，强烈的吸附效应使得光生载流子优先与吸附的物质
进行反应、可使降解能力提高。
应用：①太阳能利用②自清洁玻璃③环境净化（污水处理，空气净化）④有机合成⑤杀菌器皿
15. 利用机械球磨法制备纳米颗粒的主要机制是什么？有何优、缺点？ 机制：该方法通过高能研磨，使原材料的粗颗粒产生严重的形变而发生结构变化，纳米晶体在严重形变材料的切面带上成核，从而使粗颗粒结构转变为纳米相。 优点：①粉体是单纯的纳米颗粒，或是纳米颗粒与（亚）微米颗粒（粗晶分裂而成）混合在一起；②产量高，工艺简单，适用于高熔点合金纳米颗粒的制备。 缺点：尺寸不均匀，易引入杂质，颗粒表面和界面主要由磨球（一般为铁）和气氛（氧气、氮气）引起污染。在球磨法制备纳米微粒的过程中，纳米相的形成及晶粒所能达到的极限尺寸与材料的组分、所用球磨设备的种类、－粉质量比和气氛状态等因素有关，其影响因素十分复杂。
16 何为“自催化VLS生长”？怎样利用自催化VLS生长实现纳米线的掺杂？ 通过源材料内在反应形核，使纳米线以 VLS生长的现象称为“ 自催化 VLS生长”
17. 液相合成金属纳米线，加入包络剂(capping reagent)的作用是什么？ 选择性地吸附在金属纳米晶的表面，以控制各个晶面的生长速度，使金属纳米颗粒以一维线型生长方式生长。
18. 何为纳米材料的模板法合成？它由哪些优点？合成一维纳米材料的模板有哪些？
定义：所谓模板合成就是将具有纳米结构且形状容易控制的物质作为模板（模子），通过物理或化学的方法将相关材料沉积到模板的孔中或表面，而后移去模板，得到具有模板规范形貌与尺寸的纳米材料的过程。
优点：①多数模板不仅合成方便，而且其性质可在广泛范围内精确调控；②合成过程相对简单，很多方法适合批量生产；③可同时解决纳米材料的尺寸与形状控制及分散稳定性问题；④特别适合一维纳米结构（ 如纳米线和纳米管）的合成。因此模板合成是公认的合成纳米材料及纳米阵列的最理想方法之一。 分类：软模板和硬模板
典型代表为：阳极氧化铝模板法（ 硬模板法）和表面活性剂模板法（ 软模板）。
19. 试结合工艺流程图分别说明氧化铝模板的制备过程以及氧化铝模板合成纳米线阵列的过程 制备过程：
预处理：首先，将铝片依次在丙酮和乙醇中清洗以去除表面的油污。然后，在真空中将铝片在４５０℃下退火数小时，退火处理的目的是消除铝片内部的机械应力，同时也使晶粒长大。随后，在无水乙醇和高氯酸的混合液中进行电化学抛光。 阳极氧化过程：首先，将预处理的高纯铝片在草酸溶液中进行第一次阳极氧化，此时所得到的多孔氧化铝膜的顶部的有序性比较差。然后，将第一次氧化得到的氧化铝膜用磷酸和铬酸的混合溶液在６０℃腐蚀数小时，此时，在铝片表面上可以得到比较有序的六角形的凹坑阵列。一次腐蚀的时间可以随意调整，一次氧化时间的增加，上述的六角形凹坑阵列结构的有序性也会随之提高。二次阳极氧化是在六角凹坑阵列上进行的，二次氧化的条件与一次氧化的条件基本相同，即在相同的电解质溶液、相同的电压、相同的温度下进行，只是氧化时间较长，二次氧化的时间通常是由所需的模板厚度来决定的。
后续处理过程：①除去背面铝和去障碍层。（用可溶的惰性金属盐溶液与铝反应）②扩孔：用稀磷酸溶液去除致密的氧化铝阻挡层。
合成过程：首先利用蒸镀法或溅射法在双通模板的一面制备一层厚度大约为200nm的金膜作为电沉积的工作电极。通过控制实验参数，使制备材料优先在电极上成核，并沿氧化铝模板通道的轴向择优生长。由于氧化铝模板中通道的限制作用，因而可以实现在模板中组装金属纳米线有序阵列。采用碱或酸的稀溶液适当腐蚀掉氧化铝膜，就可获得纳米线有序阵列。
20. 从力学特性、电学特性和化学特性来阐述碳纳米管的性质，它有哪些主要的应用前景？
力学特性：作为工程材料，不锈钢的抗张强度是1.5 GPa，石墨纤维的值是4.7 GPa，而单壁碳纳米管的抗张强度高达200 GPa，比钢要高100多倍，但密度却只有钢的1/6。因此，碳纳米管具有极为优异的力学性能，其拉力强度是大多数合金的25倍以上，可用于复合材料的增强剂。
电学特性：单臂碳纳米管均为金属性。手性和锯齿形碳纳米管中有小部分是金属性的，以上两种情况占小直径碳纳米管的1/3。手性和锯齿形碳纳米管中有许多
是半导体性的，具有有限的带隙，并且随着碳纳米管的直径变大，带隙将减小，如锯齿形碳纳米管的能隙反比于管半径的平方，所以大直径的碳纳米管均是金属性的。
化学特性：①催化剂，或催化基板（提供反应场所）
②具有很强的吸附储氢能力③可用作电极材料，太阳能电池，高容量燃料电池。 应用前景：①绝好的纤维材料，既具有碳纤维的固有性质，又具有金属材料的导电导热性、陶瓷材料的耐热耐蚀性、纺织纤维的柔软可编性，以及高分子材料的易加工性，是一种一材多能和一材多用的功能材料和结构材料，将给汽车、飞机等飞行器的制造带来革命性的突破。②具有极高的强度和理想的弹性，具有非凡的韧性和恢复能力。③作为复合材料的纤维增强体，碳纳米管具有极好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，同时兼具有石墨的润滑性和导电性，在航空、航天等特殊制造领域里有无可比拟的优势。在隐身材料领域，平面显示领域，微电子器件领域的探索。
21. 如何提高传统光刻技术中曝光系统的分辩率？ 瑞利定律： R = k1 λ/ NA D = k2 λ / (NA)2
其中，R为分辨率，D为焦深，λ为曝光波长，NA为数值孔径，由成像系统决定，k1和 k2是与系统有关的常数。减小波长、增加数值孔径、减小 k1等方式都可以提高光刻曝光系统的分辨率，其中减小波长是主要手段。 22. 试比较电子束刻蚀和离子束刻蚀技术的异同点和优缺点。
答：同：无须使用掩模板、波长更短、可以用电磁透镜聚焦的高能带电粒子束刻蚀
异：离子质量大于电子质量；相同能量下，感光胶对离子的灵敏度要比对电子高数百倍；由于色差的影响，无法将离子束聚焦成电子束一样细，因而其分辨率比电子束曝光低； 电子束刻蚀：
优点：分辨力高；避开了光学透镜材料的限制；复杂的电路可直接写在硅片上而无须使用掩模板；具有灵活性；可直接制作各种图形。
缺点：速度慢；无法适应大工业批量生产的需要；散射电子会影响邻近电路图形
的曝光质量，邻近效应很难控制。 离子束刻蚀：
优点：易聚焦；在同样的能量下，感光胶对离子的灵敏度要比对电子高数百倍； 缺点：其分辨率比电子束曝光低；曝光的应用范围有限。 23. 比较极紫外光刻技术和X射线光刻技术的异同。 同：①波长短，可获得极高的分辨率②光学曝光过程相同
异：①曝光系统：极紫外光刻技术是反射式光学系统，X射线光刻技术是无投射光学系统的近贴式和1:1投影式。
②掩模板：极紫外光刻技术：无需采用近邻效应校正技术和移相掩模技术，有利于降低光刻成本。X射线光刻技术：掩模的制作难度大，同时使用过程中的受热变形问题是Ｘ射线光刻技术需解决的难关。
24. 何为纳米材料的自组装？用于制备纳米结构的微乳液体系一般有几个组成部分？
答：自组装：纳米材料的自组装是在合适的物理、化学条件下，原子、分子、粒子和其他结构单元，通过氢键、范德瓦尔斯键、静电力等非共价键的相互作用、亲水-疏水相互作用，在系统能量最低性原理的驱动下，自发地形成具有纳米结构材料的过程。
组成：表面活性剂、 助表面活性剂、 有机溶剂和水
25 何谓“取向搭接Oriented attachment”“奥斯德瓦尔德熟化Ostwald ripening”?
取向搭接：纳米粒子在自组装过程中总是在不停地做无规的布朗运动，当相同晶面彼此靠近时，由于晶面上的原子排列和晶格间距相同，因此可以形成更多的化学键(配位数)，从而大大降低体系的自由能。
奥斯瓦尔德熟化（或奥氏熟化）是一种可在固溶体或液溶胶中观察到的现象，其描述了一种非均匀结构随时间流逝所发生的变化：溶质中的较小型的结晶或溶胶颗粒溶解并再次沉积到较大型的结晶或溶胶颗粒上。