自然科學(xué)是關(guān)于自然界的物質(zhì)現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的知識(shí)體系。它把自然界劃分為不同的研究領(lǐng)域或?qū)哟?，分門(mén)別類地研究各個(gè)領(lǐng)域或?qū)哟蔚奈镔|(zhì)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，形成各科的系統(tǒng)知識(shí)，以此構(gòu)成整個(gè)自然科學(xué)的知識(shí)體系。

　　自然科學(xué)是人類認(rèn)識(shí)自然的智慧結(jié)晶，是系統(tǒng)化了的理性認(rèn)識(shí)，以概念、公式、定理、定律等構(gòu)成其理論體系。自然科學(xué)的理論是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的，具有客觀真理性;它是一種社會(huì)意識(shí)形式，但不同于文學(xué)、藝術(shù)、宗教、哲學(xué)、法律、道德等意識(shí)形式。它所反映的是關(guān)于自然界的物質(zhì)現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的客觀真理，具有超民族性、超階級(jí)性和歷史繼承性;在階級(jí)社會(huì)中，由誰(shuí)來(lái)研究、掌握、運(yùn)用自然科學(xué)，往往帶上階級(jí)的烙印。自然科學(xué)不是社會(huì)上層建筑，而是生產(chǎn)力，是知識(shí)形態(tài)的生產(chǎn)力，通過(guò)教育和技術(shù)發(fā)明等途徑可轉(zhuǎn)入生產(chǎn)力的三個(gè)要素，并入生產(chǎn)過(guò)程，成為直接的生產(chǎn)力;隨著生產(chǎn)水平的提高，自然科學(xué)的因素在生產(chǎn)力中所占的地位越來(lái)越重要，成為“第一生產(chǎn)力”;自然科學(xué)推動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展最終引起生產(chǎn)關(guān)系的變革，導(dǎo)致社會(huì)革命，成為最高意義上的革命力量。人類的科學(xué)活動(dòng)源于生產(chǎn)實(shí)踐，自然科學(xué)的發(fā)生和發(fā)展的根本動(dòng)力是社會(huì)生產(chǎn)，同時(shí)受著社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、思想，文化以及自然科學(xué)內(nèi)部矛盾運(yùn)動(dòng)的制約。

　　要回答這個(gè)問(wèn)題，先要說(shuō)說(shuō)什么是納米材料?它有哪些獨(dú)特的性能?納米材料的學(xué)術(shù)定義是：在三維尺寸中至少有一維處于納米量級(jí)的材料。用通俗的話講：納米材料是用尺寸只有幾個(gè)納米的極微小的顆粒組成的材料。一個(gè)納米是多大呢?只有一米的10億分之一，用肉眼根本看不到。由于它尺寸特別小，它就產(chǎn)生了兩種效應(yīng)，即小尺寸引起的表面效應(yīng)和量子效應(yīng)，即它的表面積比較大，處于表面上的原子數(shù)目的百分比顯著增加，當(dāng)材料顆粒直徑只有1納米時(shí)，原子將全部暴露在表面，因此原子極易遷移，使其物理性能發(fā)生極大變化。一是它對(duì)光的反射能力變得非常低，低到<1%;二是機(jī)械、力學(xué)性能成幾倍增加;三是其熔點(diǎn)會(huì)大大降低(如金的熔點(diǎn)本是1064℃，但2納米的金屬粉末熔點(diǎn)只有33℃);四是有特殊的磁性(如20納米的鐵粉，其矯頑力可增加1000倍)。

　　根據(jù)上述原理和特性，納米材料大致有如下用途：

　　1. 納米結(jié)構(gòu)材料:

　　包括純金屬、合金、復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)陶瓷，具有十分優(yōu)異的機(jī)械、力學(xué)及熱力性能。可使構(gòu)件重量大大減輕。

　　2. 納米催化、敏感、儲(chǔ)氫材料：

　　用于制造高效的異質(zhì)催化劑、氣體敏感器及氣體捕獲劑，用于汽車尾氣凈化、石油化工、新型潔凈能源等領(lǐng)域。

　　3. 納米光學(xué)材料：

　　用于制作多種具有獨(dú)特性能的光電子器件。如量子阱GaN型藍(lán)光二極管、量子點(diǎn)激光器、單電子晶體管等。

　　4. 納米結(jié)構(gòu)的巨磁電阻材料：

　　磁場(chǎng)導(dǎo)致物體電阻率改變的現(xiàn)象稱為磁電阻效應(yīng)，對(duì)于一般金屬其效應(yīng)?？珊雎?。但是某些納米薄膜具有巨磁電阻效應(yīng)。在巨磁電阻效應(yīng)發(fā)現(xiàn)后的第6年，1994年IBM公司研制成巨磁電阻效應(yīng)的讀出磁頭，將磁盤(pán)記錄密度一下子提高了17倍。這種材料還可以制作測(cè)量位移、角度的傳感器，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、汽車測(cè)速、非接觸開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器中。

　　5. 納米微晶軟磁材料

　　用于制作功率變壓器、脈沖變壓器、扼流圈、互感器等。

　　6. 納米微晶稀土永磁材料

　　將晶粒做成納米級(jí)，可使釹鐵硼等稀土永磁材料的磁能積進(jìn)一步提高，并有希望制成兼?zhèn)涓唢柡痛呕瘡?qiáng)度、高矯頑力的新型永磁材料(通過(guò)軟磁相與永磁相在納米尺度的復(fù)合)。