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納米材料是指至少在一維尺度上達到納米級別（1-100納米）的材料。由于其尺寸接近原子和分子的尺度，納米材料表現出許多特的物理、化學和生物學特性，這些特性被稱為奇異特性。以下是納米材料的主要奇異特性及其原理：

1. 表面效應

·         特性：納米材料的比表面積顯著增大，表面原子比例遠高于塊體材料。

·         原理：隨著粒徑減小，表面原子數與總原子數的比例迅速增加，導致表面能顯著升高。

·         表現：

o    高表面活性：納米材料表面原子具有不飽和鍵，易于與其他原子或分子發生反應。

o    催化性能增強：高比表面積提供了更多的活性位點，催化效率顯著提高。

·         應用：催化劑、傳感器、吸附材料等。

2. 小尺寸效應

·         特性：納米材料的尺寸接近或小于某些物理特征長度（如光波波長、電子自由程等），導致其性質與塊體材料顯著不同。

·         原理：量子限域效應和尺寸限制導致電子能級離散化。

·         表現：

o    光學性質變化：如金納米顆粒在納米尺度下呈現紅色而非金色。

o    力學性能增強：納米材料的強度、硬度顯著提高。

·         應用：光學器件、高強度復合材料等。

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