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1、纳米材料简介纳米材料简介姓名：李猛学号：52100602003摘要：纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。文章扼要阐述了纳米材料的基本概念，介绍了纳米材料的发现，国内外的发展以及纳米材料各方面的性能在实际中的应用，并指出了纳米材料发展经过中的缺陷,最后瞻望了纳米材料的应用前景。关键词：纳米；纳米材料；纳米技术引言：假如组成材料的物质颗粒变小了，“小不点会不会与“大个子的性质很不一样呢？这便是纳米材料的发现者德国物理学家格莱特的科学思路。那是1980年的一天，格莱特到澳大利亚旅游，当他单独驾车横穿澳大利亚的大沙漠时，空旷、寂寞和孤单的环境反而使他的思维十分活跃和敏锐。他长期从事晶体材料的研究，

2、了解到晶体的晶粒大小对材料的性能有很大的影响，晶粒越小，强度就越高。格莱特上面的设想只是材料的一般规律，他的想法一步一步地深化，假如组成材料的晶体的晶粒细到只要几个纳米大小，材料会是个什么样子呢？或许会发生“翻天覆地的变化吧！格莱特带着这些想法回国后，立即开场试验，经过将近4年的努力，终于在1984年制得了只要几个纳米大小的超细粉末，包括多种金属、无机化合物和有机化合物的超细粉末。格莱特在研究这些超细粉末时发现了一个特别有趣的现象。众所周知，金属具有各种不同的颜色，如金子是金黄色的，银子是银白色的，铁是银白色的。至于金属以外的材料，例如无机化合物和有机化合物，它们可以以带着不同的色彩，瓷器上面

3、的釉历来都是多彩的，由各种有机化合物组成的染料更是鲜艳无比。可是，一旦所有这些材料都被制成超细粉末时，它们的颜色便一律都是黑色的，瓷器上的釉、染料以及各种金属通通变成了一种颜色黑色。正像格莱特想像的那样，“小不点与“大个子相比，性能上发生了“翻天覆地的变化。为什么无论什么材料，一旦制成纳米“小不点，就都成了黑色的呢？原来当材料的颗粒尺寸变到小于光波的波长110-7m左右时，它对光的反射能力变得非常低，大约低到小于1，既然超细粉末对光的反射能力很小，我们见到的纳米材料便都是黑色的了。“小不点性质上的变化确实是令人难以置信的。著名的美国阿贡国家实验室制备出了一种纳米金属，竟然使金属从导电体变成了绝

4、缘体；用纳米大小的陶瓷粉末烧结成的陶瓷制品再也不会一摔就破了。格莱特的发现已经正在改变科学技术中的一些传统概念。因而，纳米材料将是21世纪备受瞩目的一种高新技术产品。目录一纳米材料的基本概念(1)2.1纳米材料的定义(1)2.2纳米材料的分类(2)二纳米材料的发展(2)2.1国际发展(2)2.2国内发展(3)三纳米材料的应用(5)3.1.天然纳米材料的应用(5)3.2.纳米磁性材料的应用(6)3.3.纳米陶瓷材料的应用(6)3.4.纳米颗粒在电化学生物传感器中的应用(6)3.5.纳米倾斜功能材料的应用(7)3.6.纳米半导体材料的应用(7)3.7.纳米催化材料的应用(8)3.8.纳米材料在医疗

5、上的应用(8)3.9.纳米材料在计算机上的应用(8)3.10.纳米碳管的应用(9)3.11.纳米材料在涂料方面的应用(9)四纳米技术发展现状、缺陷及瞻望(10)4.1.纳米技术发展现状(10)4.2.纳米技术的缺陷(10)4.3纳米技术的前景及瞻望(10)总结(11)参考文献(11)一纳米材料的基本概念2.1纳米材料的定义让我们看看科学家是怎样解释的：“物理上，纳米nm，又称毫微米，好像厘米、分米和米一样，是长度的度量单位。详细地讲，1纳米等于十亿分之一米的长度，对宏观物质来讲，纳米是一个很小的单位，比方，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000n

6、m，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级，1纳米的物体放到乒乓球上，就像一个乒乓球放在地球上一般；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。纳米材料全称为纳米级构造材料，是指其构造单元的尺寸介于1纳米100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质由于强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且其尺度已接近光的波长，加上其具有大的比外表积的特殊效应，因而其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。所以，一般以为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料

7、的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。2.2纳米材料的分类A、按维数或构造来分，纳米材料的基本单元能够分为四类：零维纳米材料；一维纳米材料；二维纳米材料；三维纳米材料。B、按材料物性划分，纳米材料可分为：纳米半导体；纳米磁性材料；纳米非线性光学材料；纳米铁电体；纳米热电材料；纳米光电材料；纳米超导材料。C、按应用划分，纳米材料又可分为：纳米电子材料；纳米光电子材料；纳米生物医药材料；纳米敏感材料；纳米储能材料。D、按化学组分划分，纳米材料可划分为：纳米金属；纳米晶体；纳米陶瓷；纳米玻璃；纳米高分子；纳米复合材料。二纳米材料的发展2.1国际发展1

8、959年12月25日著名物理学家、诺贝尔获奖者理查德?费曼RichardFeynman在美国物理学会会议上做了题为（在底部还有很大空间）的演讲。固然没有使用“纳米这个词，但他实际上介绍了纳米技术的基本概念。1974年日本教授谷口纪男NorioTaniguchi在一篇题为：“论纳米技术的基本概念“的科技论文中给出了新的名词纳米Nano。1981年格尔德?宾宁GerdBinnig和海因里希?罗雷尔HeinrichRohrer发明了扫描隧道显微镜STM，它使科学家第一次能够观察并操纵单个原子。1985年赖斯大学的研究人员发现了富勒烯fullerenes更为人熟知的名称是“布基球buckyballs，

9、由著名将来学家多面网格球顶的发明人巴克明斯特?富勒R.BuckminsterFuller命名，它能够被用来制造碳纳米管，是如今使用最广泛的纳米材料之一。1986年在苏黎世的IBM研究实验室中，卡尔文?夸特CalvinQuate和克里斯托?格柏ChristophGerber与德国物理学家宾尼Binnig协作，发明了原子力显微镜。它成为在纳米尺度成像，测量和操作的最重要的工具之一，这是纳米技术最核心的部分。1989年在加州圣何塞的IBM阿尔马登研究中心，公司的科学家唐艾?格勒DonEigler和埃哈德?施魏策尔ErhardSchweizer使用35个氙原子拼出了IBM公司的标志，进一步表明了纳米颗

10、粒的可操作性。1991年NEC公司的饭岛澄男SumioIijima制造出了碳纳米管。1998年白宫的国家科学技术理事会成立了纳米技术的机构间工作组。它的任务是：赞助研讨会和研究，以界定纳米科学技术和预测其发展前景。1999年使用纳米技术的消费类产品开场出如今全球市场。2001年美国总统克林顿建立了国家纳米技术计划，协调联邦研究和开发工作，提高美国在纳米技术上的竞争力。2002年欧盟以纳米论坛的形式，向公众普及纳米技术知识。2003年美国国会制定21世纪纳米技术研究和发展条例，为美国纳米技术计划提供了法律基础，建立项目、分配机构的责任，受权筹资水平，以及启动研究以解决关键问题。2020年12月1

11、0日国家研究委员会批评纳米技术计划的环境、健康和安全研究战略；纳米技术计划回首后，称它对国家研究委员会的结论持有异议。2020年9月29日美国环保局陈述了新的研究策略，以更好地了解纳米材料对人体健康和环境的潜在危害。它还公布，某些纳米材料的制造商和使用者必须告知环保局它们的使用计划。2020年1月8日在英国上议院的科学和技术委员会就纳米技术问题发表了有关纳米技术和食品问题的长篇报告，警告本国的食品工业不要隐瞒纳米技术的使用情况。2020年3月美国参议院环境和公共工程委员会继续为修订有30年历史的有毒物质控制法采集证据。美国环保局称，这将有助于规范纳米材料的商业应用。2.2国内发展我国纳米材料研

12、究始于20世纪80年代末，“八五期间“纳米材料科学列人国家攀登项目。此后，国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目，国家863计划、973计划新材料领域也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究。其中，863计划纳米材料与微机电系统重大专项于2002年正式启动。2002年重大专项以市场、应用和国家重大战略需求为导向,面向和促进产业化为重点，针对国际纳米材料技术发展趋势，并结合我国国情，在有相对优势和战略必争的关键领域，如纳米信息材料及器件的集成技术、纳米生物医用材料、纳米环境材料、纳米能源材料、纳米构造材料、纳米特种功能材料等进行了布局，批准施行课题63项；2

13、003年则在纳米光电子和电子材料体系、器件构造及集成技术，生物医用器件、系统的纳米材料及相关技术，原创性的并具有产业化前景的特种纳米材料及技术，纳米电子、纳米生物医学器件研发及规模化应用所必需的加工、检测设备进行了布局，批准施行课题39项；2004年在纳米信息、生物医学材料及相关应用技术等几个方面重点支持，力争实现技术的跨越发展，使我国在纳米技术领域的国际竞争中占据有利的战略地位。通过国家攻关计划、863计划、973计划的施行，我国在纳米技术研究方面己投人了大量的人力和物力。自2001年到2002年间，共赞助项目545项，其中50万以上的项目102项。在基础研究和应用研究方面，500万以上的项

14、目26项，赞助的总经费大约3.6亿元，加上社会资金对纳米材料产业化的投人，总投人约12亿元。在国家各项科技计划的支持下，我国纳米材料及纳米科学技术已经获得了比拟突出的成果，例如，在纳米电子方面，成功地研制出波导型单电子器件晶体管和对电荷超敏感的库仑计；实现6纳米宽的半导体量子线台面和6纳米宽的线条金属栅，制备出间隔仅为10纳米的多种“纳米电极对，用CMB效应进行高灵敏度传感器和硬盘磁头原理的研制工作。2001年我国开场了第一个“纳米标准的制定工作，这是纳米产业发展加速的一个显著标志，而支撑纳米标准建立的是我国已经具备的纳米基础科学基础研究、应用研究和产业化的实力。2004年5月20日，中国实验

15、室国家认可委员会纳米技术委员成立，又使我国纳米科技发展走上规范化管理的道路。目前，中国的纳米材料专利(包括三资企业在中国的纳米专利中请)占全世界该领域专利申请总数的20%以上，但我国专利质量和国外相比有一定的差距，尤其是纳米技术在电子信息与生物这些技术含量高的领域严重缺乏。10年来，我国研究人员在国内外学术刊物上共发表有关纳米材料和纳米构造的论文2400篇，其中发表在（自然）和（科学）等世界顶级学术杂志上的论文共6篇，影响因子在6以上的学术论文近20篇，影响因子在3以上的31篇，被SCI和EI收录的文章占整个发表论文的59%。根据2003年APEC统计，我国近几年在ICA上发表的论文仅次于美国

16、和日本，超过德国,位于第三位。假如把2001年和2004年初的论文包括在内，中国超过日本，位于第二位，占全世界发表论文总数的15.2%。经过几年来国家的政策引导、各部门的配合、科学界和企业界的努力，我国不但发展了纳米的基础研究，部分纳米技术已开场迈人产业化的阶段。据统计，我国有300多家公司在从事纳米材料和技术的研究及产业化，在纳米复合材料改造传统材料和产品方面，部分成果已经实现产业化，国家纳米技术产业化基地于2000年12月在天津经济技术开发区落成，促进了我国纳米产业化的迅速发展；上海在涂料、光催化材料、生物材料、电子材料和测试仪器、传统工业领域纳米应用等方面的产业化也获得突破，累计新增产值

17、5亿元；“十五期间北京队纳米产业化专项将投入2亿元。三纳米材料的应用纳米材料具有常规材料所不具备的物理特性，即具有高度的弥散性和大界面，使纳米材料具有高扩散率，蠕变和超塑性。为原子提供了短程扩散途径，使有限固溶体的固溶性加强、烧结温度降低、进而其化学活性增大。因而纳米材料的力、热、声、光、电磁等性质不同于该物质在粗精状态时所表现出的性质如表一。纳米材料的高强度、高扩散性、高塑性、低密度、高电阻、高比热、强软磁性等特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、热交换材料、敏感元件、润滑剂等领域。3.1.天然纳米材料的应用海龟在美国fo罗里达州的海边产卵，但

18、出生后的幼小海龟为了寻找食物，却要游到英国附近的海域，才能得以生存和长大。最后，长大的海龟还要再回到fo罗里达州的海边产卵。如此来回约需56年，为什么海龟能够进行几万千米的长途跋涉呢？它们依靠的是头部内的纳米磁性材料，为它们准确无误地导航。与此同时，生物学家在研究鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物为什么从来不会迷失方向时，也发现这些生物体内同样存在着纳米材料为它们导航。表一：纳米材料的物理性质及用处3.2.纳米磁性材料的应用近年来随着信息量飞速增加，要求记录介质材料高性能化，十分是记录高密度化。高密度的记录介质材料与超微粒有密切的关系。若以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性微粒由于尺寸

19、小，具有单磁畴构造，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料能够提高信噪比，改善图像质量。此外，在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体磁性液体：它是由超顺磁性的纳米微粒包覆了外表活性剂，然后弥漫在基液中而构成的防尘密封。纳米粒子对红外和电磁波有吸收隐身作用。由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因而纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，进而到达隐身的作用；另一方面，纳米微粒材料的比外表积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反

20、射信号强度大大降低，因而很难发现被探测目的，起到了隐身作用。3.3.纳米陶瓷材料的应用纳米陶瓷，是指显微构造中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料。它具有的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点。其晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。英国著名材料专家Gleiter指出，假如多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成，则能够在低温下变为延展性的，能够发生100%的塑性形变。并且发现，纳米TiO2陶瓷材料在室温下具有优良的韧性，在180经受弯曲而不产生裂纹。3.4.纳米颗粒在电化学生物传感器中的应用生物传感器是用固定化的生物活性成分为敏感元件与适当的能量转换器

21、件结合而成的传感装置，用以测定一种或几种分析物的含量。生物传感器是多学科穿插的产物，是一种全新的检测技术，在生命科学、临床诊断、环境监控以及经过控制等各种领域都有所应用。在生物传感器的研制中，人们尝试用多种新方法来固定酶，以期到达实用的要求。纳米颗粒比外表积大、吸附能力强，能够很牢固地吸附酶等生物大分子，增加酶的吸附量和稳定性，且蛋白质等物质吸附在纳米金属颗粒的外表上仍能保持生物活性。所以，纳米颗粒一般用作固定载体。憎水银-金纳米颗粒能够显著提高GOD酶电极的响应灵敏度，金属纳米颗粒本身就具有催化活性，所以，在GOD酶反响中纳米颗粒迅速地从被复原的GOD(FADH2)获取电子而使GOD重新具有

22、氧化性，这样就加速了酶的再生速度。而且它有不同于块体材料的特性，可使大量GOD牢固吸附在纳米颗粒外表，在一定程度上钝化了酶的构型，使其不易发生进一步的变化而失活，增加了酶的稳定性和催化活性。纳米金可与巯基结合，构成牢固的共价键，增加了其固化GOD的稳定性而不影响其活性；纳米颗粒增加了三维电极的有效固定面积，能够结合更多的GOD，使得检测下限延长；同时纳米金的存在加快了GOD活性中心FDA/FDAH2与金电极外表的氧化复原反响，因而制成了高灵敏度的生物传感器。并且经研究分析，在纳米铜修饰的金电极上以邻胺基苯酚聚合物固载GOD制成的电极，纳米铜参加后对葡萄糖的检出线低2倍，最大响应电流高3倍，灵敏

23、度提高了2.5倍。2纳米材料在涂料方面的应用利用其独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解作用。3.5.纳米倾斜功能材料的应用在航天用的氢氧发动机中，燃烧室的内外表需要耐高温，其外外表要与冷却剂接触。因而，内外表要用陶瓷制作，外外表则要用导热性良好的金属制作，但块状陶瓷和金属很难结合在一起。假如制作时在金属和陶瓷之间使其成分逐步地连续变化，让金属和陶瓷“你中有我、我中有你，最终便能结合在一起构成倾斜功能材料，它的意思是其中的成分变化像一个倾斜的梯子。当用金属和陶瓷纳米颗粒按其含量逐步变化的要求混合后烧结成形时，就能到达燃烧室内侧耐高温、外侧有良好导热性的要求。3.6.纳米半导体材料的应用将

24、硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料，具有很多优异性能。例如，纳米半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低，电导热系数也随颗粒尺寸的减小而下降，甚至出现负值。这些特性在大规模集成电路器件、光电器件等领域发挥重要的作用。利用半导体纳米粒子能够制备出光电转化效率高的、即便在阴雨天也能正常工作的新型太阳能电池。由于纳米半导体粒子受光照射时产生的电子和空穴具有较强的复原和氧化能力，因此它能氧化有毒的无机物，降解大多数有机物，最终生成无毒、无味的二氧化碳、水等，所以，能够借助半导体纳米粒子利用太阳能催化分解无机物和有机物。3.7.纳米催化材料的应用在很多化学化工领域中催化剂起着举足

25、轻重的作用，它能够控制反响时间，提高反响效率和反响速度。但是，大多数的传统催化剂催化效率低，制备经过并不严谨。所以它的生产使得原料在很大程度上的浪费，而且对环境也造成污染。所以，在催化剂上，纳米材料有极强的优势，纳米材料的比外表积大，外表活性中心多，这为做催化剂提供了必要条件。同时纳米材料的外表效应和体积效应决定了它具有良好的催化活性和催化反响选择性，它可大大提高反响效率，控制反响速度，比照一般的催化剂，用纳米微粒作催化剂的话，能够将反响速度提高1015倍。目前在高分子聚合物氧化、复原及合成反响中可直接用纳米态铂黑、银、氧化铝、氧化铁等做催化剂，利用纳米镍作为火箭固体燃料反响催化剂，燃烧效率可

26、提高100倍。而且，纳米材料催化剂的催化反响选择性还表现出特异性，如用硅载体纳米镍催化剂对丙醛的氧化反响研究表明，镍粒径在5nm下面时，反响选择性发生急剧变化醛分解得到控制，生成乙醇的选择性迅猛上升。在有机物制备方面，纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子外表的不同位置，与溶液中类似的组分进行氧化和复原反响。还有光催化反响等等，用纳米微粒作催化剂提高反响效率、优化反响途径、提高反响速度方面的研究，是

27、将来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。3.8.纳米材料在医疗上的应用血液中红血球的大小为60009000nm，而纳米粒子只要几个纳米大小，实际上比红血球小得多，因而它能够在血液中自由活动。假如把各种有治疗作用的纳米粒子注入到人体各个部位，便能够检查病变和进行治疗，其作用要比传统的打针、吃药的效果好。3.9.纳米材料在计算机上的应用世界上第一台电子计算机诞生于1945年，它是由美国的大学和陆军部共同研制成功的，一共用了18000个电子管，总重量30t，占地面积约170m2。可是，它在1s内只能完成5000次运算。经过了半个世纪，由于集成电路技术、微电子学

28、、信息存储技术、计算机语言和编程技术的发展，使计算机技术有了飞速的发展。今天的计算机小巧玲珑，能够摆在一张电脑桌上，它的重量只要老祖宗的万分之一，但运算速度却远远超过了第一代电子计算机。3.10.纳米碳管的应用1991年，日本电气公司的专家制备出了一种称为“纳米碳管的材料，它是由很多六边形的环状碳原子组合而成的一种管状物，可以以是由同轴的几根管状物套在一起组成的。这种单层和多层的管状物的两端经常都是封死的，这种由碳原子组成的管状物的直径和管长的尺寸都是纳米量级的，因而被称为纳米碳管。它的抗张强度比钢高出100倍，导电率比铜还要高。在空气中将纳米碳管加热到700左右，使管子顶部封口处的碳原子因被

29、氧化而毁坏，成了开口的纳米碳管。然后用电子束将低熔点金属如铅蒸发后凝聚在开口的纳米碳管上，金属便进入纳米碳管中空的芯部。由于纳米碳管的直径极小，因而管内构成的金属丝也十分细，被称为纳米丝，它产生的尺寸效应是具有超导性。3.11.纳米材料在涂料方面的应用纳米涂料利用其独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用，对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气愈加清新。经测试，对各种霉菌的杀抑率达99以上，有长期的防霉防藻效果；纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，在卫生用品上的应用可起到杀菌保洁作用，合适于家庭、医院、宾馆和学校的涂装；纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同

30、的荷叶双疏机理，较低的外表张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强，使用寿命达15年以上。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。四纳米技术发展现状、缺陷及瞻望4.1.纳米技术发展现状如今纳米材料研究的基本特征是以实际应用为导向，纳米材料与相关科学的穿插融合为手段，重点解决纳米材料应用的关键技术问题。纳米材料属于上游产品，一方面用于传统产品的升级，另一方面用于纳米科技新产品的开发，而要在下游产

31、品中体现纳米材料的优越性能就必须以纳米制造技术作为支撑。近年来，一些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新年科技基本计划的研发重点；德国专门建立纳米技术研究网；美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心，美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从2001年的4.97亿美元增加到2020年的22.65亿美元。4.2.纳米技术的缺陷任何事物都有两面性，纳米技术也不例外。纳米技术在给人类带来种种好处的同时，也存在纳米材料的安全性问题。这也成为当今世界各国研究学者关注的热门，很多国家包括中国、美国和欧盟等，都投入了大量的人力、物力和财力，试图

32、在纳米技术得到普遍应用以前解决其潜在的问题，以使其在将来更好地服务于人类。其问题主要表如今1要到达准确的调节和控制粉末组成和化学剂量比以及粒子的粒度和形态等方面都还有相当大的困难。2要制造成分准确、粒度均匀、外表功能团稳定的高质量微粒还有一定困难，其采集与存放也存在问题。3纳米中药因其外表效应和量子效应显著增加，使得药物的有效成分获得了高能级的氧化和复原潜力，往往引起很多性质的变化。这种变化究竟会对药物性质产生什么样的影响，目前还不清楚。4纳米机器人一旦在人体内失控，能够快速复制的纳米机器人在体内扩散的速度可能比癌细胞还快，它能否会对人体正常的组织造成不利影响，目前还没有确切的研究结果。4.3纳米技术的前景及瞻望纳米科学是一门新兴的科学，正处于不断发展完善之中。纳米材料的制备和应用、微米/纳米器件的制造是目前研究的热门，但很多研究仍处于定性探索阶段。当前亟待解决的问题主要有：(1)怎样准确表征纳米材料的各种精细构造。(2)怎样从构造上分析、解释纳米材料所具有的新特性。(3)能否利用某种判据来预测微区尺寸减少到多大时，材料表现出特殊的性能。在此基础上，逐步实现对纳米粒子的形态、尺寸、分布的控制，最终向实现根据材料的性能要求，设计、