序
人才是衡量一個國家綜合國力的重要指標。習近平總書記在黨的二十大報告中強調：“教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰(zhàn)略性支撐�！痹凇皟蓚�一百年”交匯的關鍵歷史時期，堅持“四個面向”，深入實施新時代人才強國戰(zhàn)略，優(yōu)化高等學校學科設置，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高人才自主培養(yǎng)水平和質量，加快建設世界重要人才中心和創(chuàng)新高地，為2035年基本實現社會主義現代化提供人才支撐，為2050年全面建成社會主義現代化強國打好人才基礎是新時期黨和國家賦予高等教育的重要使命。
當前，世界百年未有之大變局加速演進，新一輪科技革命和產業(yè)變革深入推進，要在激烈的國際競爭中搶占主動權和制高點，實現科技自立自強，關鍵在于聚焦國際科技前沿、服務國家戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)“向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進、向極綜合交叉發(fā)力”的交叉型、復合型、創(chuàng)新型人才。納米科學與工程學科具有典型的學科交叉屬性，與材料科學、物理學、化學、生物學、信息科學、集成電路、能源環(huán)境等多個學科深入交叉融合，不斷探索各個領域的四“極”認知邊界，產生對人類發(fā)展具有重大影響的科技創(chuàng)新成果。
經過數十年的建設和發(fā)展，我國在納米科學與工程領域的科學研究和人才培養(yǎng)方面積累了豐富的經驗，產出了一批國際領先的科技成果，形成了一支國際知名的高質量人才隊伍。為了全面推進我國納米科學與工程學科的發(fā)展，2010年，將“納米材料與技術”本科專業(yè)納入戰(zhàn)略性新興產業(yè)專業(yè)；2022年，國務院學位委員會把“納米科學與工程”作為一級學科列入交叉學科門類；2023年，在戰(zhàn)略性新興領域“十四五”高等教育教材體系建設任務指引下，北京科技大學牽頭組織，清華大學、北京大學、浙江大學、北京航空航天大學、國家納米科學中心等二十余家單位共同參與，編寫了我國首套納米材料與技術系列教材。該系列教材錨定國家重大需求，聚焦世界科技前沿，堅持以戰(zhàn)略導向培養(yǎng)學生的體系化思維、以前沿導向鼓勵學生探索“無人區(qū)”、以市場導向引導學生解決工程應用難題，建立基礎研究、應用基礎研究、前沿技術融通發(fā)展的新體系，為納米科學與工程領域的人才培養(yǎng)、教育賦能和科技進步提供堅實有力的支撐與保障。
納米材料與技術系列教材主要包括基礎理論課程模塊與功能應用課程模塊。基礎理論課程與功能應用課程循序漸進、緊密關聯(lián)、環(huán)環(huán)相扣，培育扎實的專業(yè)基礎與嚴謹的科學思維，培養(yǎng)構建多學科交叉的知識體系和解決實際問題的能力。
在基礎理論課程模塊中，《材料科學基礎》深入剖析材料的構成與特性，助力學生掌握材料科學的基本原理；《材料物理性能》聚焦納米材料物理性能的變化，培養(yǎng)學生對新興材料物理性質的理解與分析能力；《材料表征基礎》與《先進表征方法與技術》詳細介紹傳統(tǒng)與前沿的材料表征技術，幫助學生掌握材料微觀結構與性質的分析方法；《納米材料制備方法》引入前沿制備技術，讓學生了解材料制備的新手段；《納米材料物理基礎》和《納米材料化學基礎》從物理、化學的角度深入探討納米材料的前沿問題，啟發(fā)學生進行深度思考；《材料服役損傷微觀機理》結合新興技術，探究材料在服役過程中的損傷機制。功能應用課程模塊涵蓋了信息領域的《磁性材料與功能器件》《光電信息功能材料與半導體器件》《納米功能薄膜》，能源領域的《電化學儲能電源及應用》《氫能與燃料電池》《納米催化材料與電化學應用》《納米半導體材料與太陽能電池》，生物領域的《生物醫(yī)用納米材料》。將前沿科技成果納入教材內容，學生能夠及時接觸到學科領域的最前沿知識，激發(fā)創(chuàng)新思維與探索欲望，搭建起通往納米材料與技術領域的知識體系，真正實現學以致用。
希望本系列教材能夠助力每一位讀者在知識的道路上邁出堅實步伐，為我國納米科學與工程領域引領國際科技前沿發(fā)展、建設創(chuàng)新國家、實現科技強國使命貢獻力量。
北京科技大學
中國科學院院士
前言
自20世紀80年代以來，科學家們發(fā)現和制備出了一系列具有獨特結構和優(yōu)異性質的納米材料，其中富勒烯和石墨烯這兩種納米材料的發(fā)現者分別獲得了1996年諾貝爾化學獎和2010年諾貝爾物理學獎。相關基礎研究和應用技術的發(fā)展受到了全世界各國政府、學術界、工業(yè)界的高度重視。納米材料是當前世界科技研究前沿，涉及材料科學、軟物質科學、物理、化學、工程等學科的交叉，覆蓋面廣，包含了很多基礎科學問題和關鍵技術問題，尤其在結構上的多樣性、制備上的多尺度性、應用上的廣泛性等使該領域具有很強的生命力，其研究和應用前景極為廣闊。
我國是納米材料研究、生產和應用開發(fā)的大國，每年在該領域發(fā)表的學術論文和授權專利的數量已經位居世界第一，相關器件應用的研究與開發(fā)也在蓬勃發(fā)展，急需大量納米材料領域的高水平人才。在這種大背景和環(huán)境下，面向相關領域本科生和研究生教學，及時編寫出版一本高水平、全面、系統(tǒng)介紹納米材料制備基礎科學原理與實踐案例的教材，對于形成新的完整的知識體系、培養(yǎng)一批納米材料人才、推動納米科學與技術的發(fā)展具有重要意義。過去的納米材料制備相關書籍，一部分由于成書時間較早，難以反映納米材料制備領域日新月異的變化，另一部分雖成書時間較晚，但主要針對相關領域的研究人員，并不適合作為相關專業(yè)本科生或研究生的教學用書。本書分別介紹了納米材料及其制備策略、納米材料制備的基礎理論、納米材料的氣相法制備、納米材料的液相法制備、納米材料的固相法制備、納米材料的表面改性技術、納米材料的加工技術。本書內容豐富，包含了納米材料制備領域的最新研究進展和應用前景，敘述深入淺出，可作為納米材料專業(yè)的教學用書，也適合作為不同專業(yè)背景從事納米材料制備工作人員的參考書。
編者