纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级（10-9米）的超细材料。1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功制得了纯物质的纳米细粉。Gleiter在高真空的条件下将粒径为6纳米的Fe粒子原位加压成形，烧结得到纳米微晶块体，从而使纳米材料进入了一个新的阶段。1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
1959年12月，美国物理学会在加州理工学院召开学术会议，著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼（Richard Feynman）在此次美国物理学家理查德·费曼会议上做了一次富有想象力的激情演说——“最底层大有发展空间”。他在演讲中进行了大胆的设想：倘若人们能够根据自己的愿望，任意地摆布一个个原子，那么我们就成为真正意义上的“造物主”。这也是人类对于纳米科学技术的最初梦想。
纳米，这个词语中的“纳”出自于希腊文，其含意为“侏儒”，体现出小的意思，而现在“纳米”一词则是表示微观世界的一种尺度单位。1纳米等于十亿分之一米，即10-9米，它相当于10个氢原子紧密排列的长度，可以形象地理解为人的头发粗细的万分之一。一个纳米大小的物体放到乒乓球上，就如同乒乓球放在地球上一般。在纳米科技中，纳米还有着另外一层含意，那就是纳米是人们探索自然的一种思考方式，制造出来的产品向着更小、更精细、更高效的方向发展，即在尺度1～100纳米的范围内，对形成材料的原子或分子进行操纵、加工的先进技术。
9小纳米，大世界科普通鉴·材料纵横9.1无限小的传奇〖1〗9.1.1纳米科技发展历程中的重大事件如前文提到的，自从著名的物理学家、诺贝尔奖得主理查德·费曼为人类大胆设想了关于纳米技术的第一个梦想后，20世纪50年代末，物理学家们开始意识到“一个原子一个原子制造物品的可能性以及其中的初步规律”；1982年，国际商业机器公司（IBM）成功地研制出第一台研究纳米的重要分析仪器——扫描隧道显微镜（简称STM）。
图9-2扫描隧道显微镜（STM）1990年，IBM公司的科研人员在镍金属（110）表面使用扫描探针移动35个氙（Xe）原子排列出了“IBM”三个字母，第一次在纳米尺度上创造了人类最“微乎其微”的伟大奇迹，纳米的神话令世人震惊。
1991年，人类发现了碳纳米管材料，与同体积的钢相比，其质量是钢的六分之一，而强度却是钢的十倍。这一发现，成为纳米研究的又热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米管将是未来最佳纤维的首选材料，并将在超微导线、超微开关以及纳米线路等方面具有广泛的应用前景。
35个氙原子排列的“IBM”字样碳纳米管结构将铁原子在铜表面排列成汉字“原子”1993年，中国科学院北京真空物理开放实验室运用纳米技术与超真空扫描隧道显微镜，通过操纵硅（Si）原子，在纳米尺度上写出了“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域里占有重要的一席之地。同年又写出“原子”两个字。
1999年，巴西和美国的科学家们在进行碳纳米管实验时，发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量。此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤，这又打破了美国和巴西的科学家们联合创造的新纪录。
9.1.2我们身边的纳米现象
（1）出淤泥而不染的荷花和荷叶
周敦颐的《爱莲说》里用“出淤泥而不染，濯清涟而不妖”来赞美荷花，可是你知道荷花、荷叶为什么会出淤泥而不染吗？这个困扰人们的问题被科学家们揭开了其中的奥秘：其实在荷花和荷叶的表面有许多微小的突起，这些突起的大小一般在10微米左右，突起与突起间的距离为12微米左右，而每个突起的直径在200纳米左右。这样在原来的“微米结构”的基础上又叠加了“纳米结构”，于是荷叶的表面上就出现了无数的“小山”，密密麻麻的“小山”之间的“山谷”非常狭窄，小小的水滴只能在小“山头”间来回地跑来跑去，却进入不了叶子里层，因而荷花在淤泥中却能保持干净的外表，让许多的文人墨客借荷花来表达自己高尚的情操。
（2）徽墨锭
中国最早的徽墨锭早在中国古代，人就已经发现了纳米材料，只是当时人们没有意识到。安徽出土的墨，其颗粒非常细，是从烟道里扫出来之后一遍一遍地筛，这样制作出来的墨非常均匀、饱满，书写效果非常好，而这种墨粒就是纳米级别的材料，可以说也是中国人无意中发现和制造的最早的纳米材料。
（3）墙上行走自如的蜘蛛侠和壁虎
科幻电影《蜘蛛侠》深受全球观众的喜爱，让大家印象最深刻的是蜘蛛侠能在都市摩天大楼的外墙上行走自如。现实生活中，壁虎和蜘蛛等动物也能随心所欲地越过光滑的天花板。这是为什么呢？
最近的研究表明，壁虎的脚趾上附有数百万直立的微绒毛，每个微绒毛末梢都有纳米分支，因此当数百万这样的微绒毛与物体表面接触时，它们之间会产生强大的相互作用力，即范德华力，这种力的大小远远超过了壁虎自身的重量，自然壁虎能够轻松自如地倒挂于天花板或墙壁表面。
如今，美国戴顿大学教授戴黎明和佐冶亚理工大学教授王中林、曲良体博士等合作，根据壁虎爬行的原理，用纳米材料研制成了一种仿生壁虎脚，它们既能在垂直表面上轻松吸附重物，也能从不同表面轻松取下。这让人类在不久的将来能够在垂直的墙壁上漫步不再是一种奢望。
9.2纳米材料与现代生活
纳米作为一种微观的尺度单位，它不仅小得可爱，其威力及影响力也是无与伦比的，它可以使材料的性质发生变化，如让惰性材料呈现出极强的活跃性。时至今日，纳米技术逐步成熟走向市场，全年基于纳米产品的营业额达高到500亿美元。一些国家纷纷投入巨资，要抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，特别把纳米技术列入本国科技基本计划的研发重点。德国专门组建了纳米技术研究网。美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心，而美国有关的政府部门在纳米科技基础研究方面的投资也是逐年成倍地增加。科学家们预言说，纳米这“小东西”在不久的将来，会给人类的生活带来新的震撼，迄今为止，计算机被认为对现代人生活影响最重要，而纳米将会比它的影响更深刻、更广泛且更加久远。
9.2.1纳米复合材料在不同领域的应用
纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料，所采用的纳米单元按成分分，可以是金属，也可以是陶瓷、高分子材料等；按几何条件分，可以是球状、片状、柱状纳米粒子，甚至是纳米丝、纳米管、纳米膜等；按相结构分，可以是单相，也可以是多相，涉及的范围很广。
（1）纺织领域
纺织品是我们日常生活中的必需品，把纳米复合材料使用到纺织品中，再经过独特的工艺处理，这样的纺织品不仅可以防紫外线、阻隔电磁波，而且对我们米材质制成的不沾水衣物的皮肤没有一点伤害，无毒无刺激，并且不受洗涤、着色和磨损的影响，让我们放心使用。如果把分散到纺织品中的纳米分子材料经过特殊的处理，还可以制造出不沾油不沾水的衣物。而且由于纳米分子特别特别小，因而它不会影响衣物的透气性与洗涤效果。
（2）医学领域
医学专家们把微小的磁性纳米微粒放入一种配制好的液体中，让患者服下，对人体的病灶部位进行有目标的治疗，并且通过操纵，使纳米微粒在不破坏正常的细胞的情况下，把癌细胞等分离出来。也可以利用纳米复合材料制成靶向药物控释纳米微粒载体（俗称“生物导弹”）用于治疗脑栓塞等疾病。同时也可以使用纳米技术生产出来的纳米探针，像机器人一样深入人体内部进行病症治疗或者清除体内垃。
（3）陶瓷材料
在陶瓷的制作中加入一些特定性质的纳米复合材料，可使陶瓷具有超塑性，大大增加其韧性，不怕摔，不怕碎，使陶瓷坚固无比，而且制成的刀具十分美观实。
