要了解纳米技术的应用,首先要知道什么是纳米技术?从字面意思上理解,这项技术应该是与长度有关,我们从网上可以查询到对纳米技术的定义:它是用单个原子、分子制造物质的科学技术,是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。纳米技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是动态科学(动态力学)、现代科学(混沌物理、智能量子、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物。
从纳米技术的定义上看,它是一种涉及面很广的技术。那么纳米技术有哪些方面的应用呢?我们可以概括为以下几个主要方面:
1、日常生活方面
在我们的日常生活中,我们穿的衣服很多都是采用纳米材料制作而成,由于纳米材料内部构造及其细微,用这种材料制作的衣服,可以使常温下尺寸远大于100nm的水滴、油滴、尘埃、污渍,甚至细菌都难以进入到布料内部而只能停留在布料表面,从而产生保护衣服的作用。
2、电子信息方面
在电子信息方面,纳米技术的应用更加广泛,我们日常使用的手机、电脑等电子产品中都会应用到纳米技术,它不仅可以提高集成电路的容量,而且可以大大提高信息的传输速度,这样就使得我们的电子产品运行更快、效率更高。
3、能源交通方面
目前纳米技术已经广泛的应用到橡胶制造业,用纳米材料制作的轮胎,比普通材料,更加耐磨防滑,可以极大的减少交通事故的发生。另外,在建筑行业,很多的建筑材料也在使用纳米材料,不仅防水防污,而且减轻重量,方便日常使用。
4、环境保护方面
纳米材料做成的电池,不仅体积小而且容量更大,电动汽车在这方面的应用就是一个很好的例子,纳米材料做的电池就可以使这些电动汽车和燃油汽车一样行驶。而纳米材料做成的纳米保护膜,不仅可以探测到化学和生物制剂造成的环境污染,还可以过滤和净化污染源。
5、医疗方面
由于纳米材料有很好的水溶性,用纳米材料制成多孔结构的载体,将药物装入孔径中,在人体内进行药物的传送,更利于人体吸收,是药物的疗效发挥出更大的作用。
从以上我们的总结可以看出,纳米技术已经越来越多的应用到我们生活的方方面面,同时这些技术的应用也给我们提供了很大的便利。纳米技术的应用是一个渐进的过程,它具有极其广阔的发展前景,相信在未来,纳米技术会在更多方面,为人类提供更加广泛的应用。
研究人员表示,结合纳米技术、人工智能和其它更传统的计算技术,人类大脑能够无缝连接至计算机云端,实时地从互联网收集信息。
新浪科技讯 北京时间4月17日消息,据国外媒体报道,富有远见的科学家表示,计算机和生物技术的快速发展将直接影响人类大脑。
《神经科学前沿》杂志最新一篇论文指出,研究人员展开一项国际合作,预测未来几十年内“人脑/云接口”领域将出现突破性发展。研究人员表示,结合纳米技术、人工智能和其它更传统的计算技术,人类大脑能够无缝连接至计算机云端,实时地从互联网收集信息。
该项研究资深作者罗伯特·弗雷塔斯(Robert Freitas)说:“植入人类大脑的一批纳米机器人将作为人类大脑和超级计算机之间的‘联络人’,能够像科幻电影《黑客帝国》的方式下载信息。”
他解释称,这些纳米机器人可以在人体血管系统中导航,穿过血液-大脑屏障,并在它们之间或者脑细胞内部精确地自我定位。之后它们通过无线网络向基于云计算的超级计算机网络发送编码信息,用于实时监测大脑状态和数据提取。
研究人员表示,“人脑/云接口”不会仅局限于人类和计算机,该系统也将促使大脑网络形成,“全球超级大脑”具备集体思维能力。
在最近的实验中,研究人员现已证实在他们所谓的“大脑网络”中,具备将人类大脑联合起来执行集体任务的能力。
通过用脑电图记录测试者脑电信号,并将脑电信号反应转换成为LED灯闪烁,测试者参与了一个类似俄罗斯方块的益智游戏。这项实验是第二个脑机界面演示,第一个脑机界面演示是基于问题的文本游戏。
科学家表示,将人类大脑直接连接至计算机可能并不像你想象的那样遥远。图中是瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)最新研制的脑机接口设备。
“大脑网络”的思维功能仍处于初级阶段,但研究人员看好其未来发展前景。科学家表示,要想实现人脑功能结合计算机云端的先进技术,他们必须在技术和医学领域率先取得飞跃发展,其中重要的是能够实现信息无缝传输。
努诺·马丁斯(Nuno Martins)博士称,这一挑战不仅包括为全球数据传输寻找带宽,同时还通过植入大脑深处的微型设备,实现人脑神经元与计算机之间的数据交换。
研究人员强调称,即使这项技术现已存在,但是将大量高科技纳米粒子安全植入大脑并非易事。我们需要对纳米粒子的生物分布和生物相容性进行详细分析,才能考虑将其应用于人类发展。
然而,随着这些具有发展前景的脑机接口技术越来越快地发展,“思维互联网”可能在世纪之交成为现实!
纳米技术已成功用于许多领域,包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲,包括如下领域:
1、纳米技术在新材料中的应用
2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用
3、纳米技术在制造业中的应用
4、纳米技术在生物、医药学中的应用
5、纳米技术在化学、环境监测中的应用
6、纳米技术在能源、交通等领域的应用
7、纳米技术在农业中的应用
8、 纳米技术在日常生活中的应用
9、纳米技术在环境污染防治中的应用
在汽车尾气净化方面的应用
在燃料脱硫方面的应用
在室内空气净化方面的应用
在固体废弃物处理方面的应用
在控制噪声方面的应用
衣
在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布虽然结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。
食
利用纳米材料,冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末,可以使废水彻底变清水,完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全,还有益健康。
住
纳米技术可以使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料,还可以吸收对人体有害的紫外线。
行
纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。
医
利用纳米技术制成的微型药物输送器,可携带一定剂量的药物,在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位,有效地起到治疗作用,并减轻药物的不良的反映。用纳米制造成的微型机器人,其体积小于红细胞。通过向病人血管中注射能疏通脑血管的血栓。清除心脏动脉的脂肪和沉淀物,还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。纳米技术将是健康生活的好帮手。
纳米技术应用前景十分广阔,经济效益十分巨大,美国权威机构预测,2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元,纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性,纳米功能涂层材料的设计和应用,将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出,纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个,建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服装已批量生产,象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳米技术的新型油漆,不仅耐洗刷的性能提高了十几倍,而且无毒无害无异味。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。
不少国家纷纷制定相关计划,投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现,似乎都包涵着无限可能,尤其是纳米机器人具有不可限量的应用前景。 用不了多久,个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中就预言:到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。
@@衣——在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布虽然结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。
食——纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料,还可以吸收对人体有害的紫外线。
住——纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料,还可以吸收对人体有害的紫外线。
行——纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。
医——利用纳米技术制成的微型药物输送器,可携带一定剂量的药物,在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位,有效地起到治疗作用,并减轻药物的不良的反映。用纳米制造成的微型机器人,其体积小于红细胞,通过向病人血管中注射,能疏通脑血管的血栓。清除心脏动脉的脂肪和沉淀物,还可"嚼碎"泌尿系统的结石等。纳米技术将是健康生活的好帮手。
“纳米”主要是指在纳米(一种长度计量单位,等于1/1000,000,000米)尺度附近的物质,其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”
1、纳米技术在新材料中的应用
2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用
3、纳米技术在制造业中的应用
4、纳米技术在生物、医药学中的应用
5、纳米技术在化学、环境监测中的应用
6、纳米技术在能源、交通等领域的应用
7、纳米技术在农业中的应用
8、 纳米技术在日常生活中的应用
9、纳米技术在环境污染防治中的应用
在汽车尾气净化方面的应用
在燃料脱硫方面的应用
在室内空气净化方面的应用
在固体废弃物处理方面的应用
在控制噪声方面的应用
起“纳米”这个词,可能很多人都听说过,但什么是纳米,什么是纳米技术,可能很多人并不一定清楚。著名的诺贝尔奖获得者 Feyneman在 20世纪 60年代曾经预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。
纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,简写是nm,1纳米是1米的十亿分之一;相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样,纳米是一个尺度概念,并没有物理内涵。纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。然而我们将就纳米技术在现实生活中的应用来看看纳米技术的应用前景。
关于纳米技术在显示生活中的应用主要就是纳米材料的应用,关于纳米材料有很多种,其在生活中的存在和应用也很普遍。
1、纳米材料的莲花效应。莲花虽生长于池塘的淤泥中,但它露在水面上的莲花荷叶却出污泥而不染,美丽而洁净,它可说是运用自然的纳米科技来达成自我洁净的最佳实例。照理说荷叶的基本化学成分?多醣类的碳水化合物,有许多的羟基(-OH)、(-NH)等极性原子团,在自然环境中很容易吸附水分或污垢。但洒在荷叶叶面上的水却会自动聚集成水珠,且水珠的滚动把落在叶面上的尘埃污泥粘吸滚出叶面,使叶面始终保持干净。经过科学家的观察研究,在1990年代初终于揭开了荷叶叶面的奥妙。原来在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。经过电子显微镜的分析,莲花的叶面是由一层极细致的表面所组成,并非想象中的光滑。而此细致的表面的结构与粗糙度??微米至纳米尺寸的大小。叶面上布满细微的凸状物再加上表面所存在的蜡质,这使得在尺寸上远大于该结构的灰尘、雨水等降落在叶面上时,只能和叶面上凸状物形成点的接触。液滴在自身的表面张力作用下形成球状,藉由液滴在滚动中吸附灰尘,并滚出叶面,这样的能力胜过人类的任何清洁科技。这就是莲花纳米表面「自我洁净」的奥妙所在。利用了莲花效应,中国是在世界上第一个做出仿荷叶结构的防水纳米布的国家,是中科院化学所做出来的。用颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯水分散液,浸轧,光照。使颗粒粘结在纤维表面上,形成凸凹不平的表面结构,成为双疏材料,即疏水又疏油。用油或水往这种布上倒,都不会浸湿,也不会玷污。我们用这种材料做成衣服,就会防水。如果用这种材料处理玻璃,做成表面凸凹不平的结构,看起来没有任何问题,但不会结雾,不会沾水。可以从荷叶超强的疏水性,我们可以制作类似荷叶上有纳米材料的雨伞,就像“荷叶面”雨伞,撑雨疏水,抖水即干,不必担心带到室内会滴水了。
2、纳米阻燃剂。纳米阻燃剂可分为无机纳米微粒阻燃剂和纳米复合物阻燃剂两种。无机阻燃剂是应用最早的阻燃剂,它具有无毒、低烟、不产生腐蚀性气体、无二次污染的优点。无机阻燃剂通常通过填充方式添加到高分子材料中,制备成高分子阻燃材料。传统的无机阻燃剂的粒径较大,而且不均匀,直接影响其阻燃性和其他性能,因此,为更好地发挥阻燃效果,无机阻燃剂的超细化将是今后的发展方向。采用纳米技术将无机阻燃剂微粒细化,使其粒径在纳米级范围,使微粒的大小和形态都更均匀,就能大大地减少阻燃剂的添加量,从而减轻对织物性能的影响,克服无机阻燃剂的最大缺点。超细化的氢氧化镁、二氧化二锑以及氢氧化铝、硼酸锌等无机阻燃剂,均已广泛应用于阻燃材料中。用其做窗帘,墙纸,遇上着火,既不会燃烧,也可以防患与未然。
3、纳米技术电池。所谓的纳米技术电池,就是在电池的制造过程中,采用纳米技术材料或者制造工艺,生产制造出具有特别高性能的电池产品。随着电子技术的高速发展,人们对电池的需求量愈来愈多,人们总是希望得到一种容量大、功率高、性能优、价格廉的电池。但是,由于客观实际的限制,在现实中的电池总是无法全面满足人们的要求。电池界的专家学者在孜孜不倦的追求着电池性能的提高,经历了一代又一代人的不懈努力。纳米级的物质被应用在电池的制造中,就会产生显著的特性。强大的比表面活性能量和良好的导电性能,在参与电化学反应的时候,纳米颗粒物质在极板内部形成新的活性物基核,改善和增强电极结构,极大地提高电极的电化学反应表面,降低了电化学反应的能垒。因此,纳米技术材料的应用可以显著的降低蓄电池的内阻,抑制蓄电池在充放电过程中,因为温度和电极极化等原因而导致的极板饨化,从而有效的提高电池的性能,使得蓄电池电化学反应的可逆性更好、充放电效率更高、功率更大、电池更加容易均衡一致、低温性能限制改善。因此,采用纳米技术材料的蓄电池,其容量比常规电池的容量高,寿命比常规电池寿命长,大电流工作能力比常规电池强,低温性能比常规电池优。纳米技术电池的显著优点更主要集中表现在电池使用的中后期。一般情况,纳米技术电池前期对容量及功率的改善效果只是常规电池的5%-15%,中期对容量及功率的改善效果比常规电池高出20%-30%,后期对容量及功率的改善效果比常规电池高出可以达到50%以上。新太纳米技术电池的种类有:纳米技术型免维护中低倍率镉镍蓄电池;纳米技术型免维护烧结式超高倍率镉镍蓄电池;纳米技术型免维护阀控式密封铅酸电池;纳米技术型锌镍动力电池。
4、纳米化妆品。采用纳米技术研制的化妆品,其独到之处在于,它是将化妆品中的最具功效的成分特殊处理成纳米级这种极其微小的结构,顺利渗透到皮肤内层,事半功倍地发挥护肤、疗肤效果。纳米化妆品给美容日化行业带来了一股新鲜的活力,一时间成为新宠。在成都刚结束的中国美容化妆品博览会上,记者发现,最抢眼、最具亮点的就是纳米化妆品,在这种高科技的日化展位前簇拥了众多的商家和消费者,人们对“纳米”运用于化妆品领域感到好奇:这种化妆品的神奇之处到底在哪里呢?纳米化妆品和一般化妆品的区别在哪里?它与众不同的亮点是什么?记者近日专门采访了多年从事日化研制的唐先生,他说,传统工艺乳化得到的化妆品膏体内部结构为胶团状或胶束状、其直径为微米,对皮肤渗透能力很弱,不易被表皮细胞吸收。因为皮肤的吸收功能有限,一般只能通过两条途径。而皮肤最外层具有疏水性角质层,因而水溶性物质和大分子量的物质通过表皮吸收和毛囊皮脂腺的吸收相当不易。而纳米技术完全可以用到化妆品制造业中,能对传统工艺乳化得到的化妆品缺陷进行很好改进。因为用纳米级功能原料通过纳米技术处理得到的化妆品膏体微粒可以达到纳米级状态,这种纳米级膏体对皮肤渗透性大大增加,皮肤选择吸收功能物质的利用率随之大为提高。如果你觉得这种理论太深奥,还难弄懂的话,唐先生的另一番形象的比喻便再好理解不过了:筛子筛沙的场景我们经常能够看到,我们的皮肤就像一个筛子,筛子上的孔就像最外一层表皮的毛孔,筛子筛沙时,只有细小的沙粒才能穿过筛孔渗漏下去,而石块、大颗粒杂质便留在筛子面上漏不下去。纳米化妆品就是将对皮肤起作用的膏体成分尽量处理成细小的“沙粒”,轻而易举透过皮肤上的“筛孔”,进入真皮层,从而被吸收。而美容保健领域中的另一热门DNA(脱氧核糖核酸)则是纳米化妆品的最佳搭配伙伴,只有DNA这种天然生物材料最易通过纳米技术处理,所以DNA与纳米技术完美结合的产品便成为如今化妆品行业中的宠儿。
5、纳米塑料。通用塑料指聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和丙烯酸类塑料等大塑料品种。对于这类塑料的改性,过去多是采用加入填充料的方式,首先是为了降低成本,后来是为了增加和增韧以得到工程塑料,并进一步向塑料功能化发展,通过添加料的方法得到具有导电、抗静电、热塑磁性和压敏等功能的塑料。纳米材料的出现,为天加型塑料提供了广阔的空间。通用塑料首当其冲,纳米技术最早就是用于通用塑料的改性。例如:纳米碳酸钙对高密度聚乙烯的改性,在加入碳酸钙的质量分数为20%以下时,其耐冲击强度随加入碳酸钙的增加而增加,拉伸和弯曲强度也有所提高。在此,填料有一个最大加入百分比,即有一个加入最大值,而且,该值和碳酸钙的表修饰类型有关。未经地表面修饰处理的纳米碳酸钙填充体系的冲击强度随碳酸钙用量呈逐渐增加趋势,碳酸钙用量越多,材料冲吉加度越大。经表面处理后,材料的冲击强度随碳酸钙用量变化规律已完全改变。材料在低纳米碳酸钙含量(约4%~6%)时即实现增韧目的,冲击强度提高接近一倍,增韧效果显著;当碳酸钙用量进一步增加时,材料的冲击强度呈缓慢下降。几种表面处理剂对拉伸弯曲性能的影响基本相同;与处理体系相比,表面处理后材料的拉伸、弯曲性能并无明显改善。由处理和未经处理的两种试样冲击断面和断抽图SEM照片可知,经过处理体系的冲击断面上有较多牵伸结构,拉丝较多;基体上无明显可见裂纹,基体发生明显的塑性变形,吸收了大量能量。脆断面的电镜表明纳米粒子分布均匀,附聚团粒小。未经处理体系的冲击断面上出现有许多断裂裂纹,是导致冲击强度较低的原因;且未经处理的试样,粒子分布不均,附聚颗粒较大。
6、可以抗紫外线的纳米材料。研究和开发防紫外线的功能性织物,是目前国际化纤纺织业的重点。目前,传统的抗紫外线纺织品主要采用共混熔融纺丝法,该方法将抗紫外添加剂与成纤聚合物共混并一同进行熔融纺丝,抗紫外添加剂多为有机化合物,存在一定的毒性和刺激性,容易造成皮肤化学性过敏。近年来无机紫外线遮蔽剂的研究突飞猛进,纳米TiO2是其中优秀代表。上海交大"纳米氧化钛(TiO2)抗紫外纤维"通过了上海市科委组织的专家鉴定,纳米TiO2具有较高的化学稳定性、热稳定性、无味、无毒、无刺激性,使用安全,尤其是吸收紫外线能力强,对UVA区和UVB区紫外线都有屏蔽作用,可见光透过率大。 采用该项目具有自主知识产权的纳米氧化钛与聚酯原位聚合方法,制备纳米TiO2/聚酯复合材料,真正实现了纳米颗粒在高聚物中的纳米级分散,不仅提高了纺丝效率,而且使材料的力学、热学性能得到了较大提高,织物的紫外线屏蔽指数大于50,在280~400纳米波段紫外线屏蔽率大于95%,紫外线透过率小于3%。 据悉,该项目成果可广泛应用于生产帐篷、遮阳伞、夏季女装、野外工作服、训练服、运动服、窗帘织物、广告布等。采用本技术的抗紫外织物还具有防暑、隔热、触感凉爽的性能,特别适宜织造高档T恤衫、运动服、训练服等夏季凉爽面料。 据统计,世界功能性纺织品的需求量超过500亿米,我国功能纺织品的需求量近50亿米。纳米TiO2抗紫外纤维技术市场前景将非常广阔。
激动人心的纳米时代已经到来,人们的生活即刻将发生巨大的变化,然而,我们也要清醒地看到,市场上真正成熟的纳米材料并不是很多中科院院士白春礼院士认为,“真正意义的纳米时代还没有到来,我们正在充满信心地迎接纳米时代的到来。” 白春礼说,“人类进入纳米科技时代的重要标志是纳米器件的研制水平和应用程度。”纳米科技发展到今天,距离纳米时代的到来还有多远呢,白春礼说,“纳米研究目前还有许多基础研究在进行中,在纳米尺度上还有大量原理性问题尚待研究,纳米科技现在的发展水平大概相当于计算机技术在20世纪50年代的发展水平,人类最终进入纳米时代还需要30到50年的时间,50年后纳米科技有可能像今天计算机技术一样普及。”
纳米材料 简单的说是使用纳米技术生产的材料 一般单位级达到纳米级 或者有纳米级原料添加 就算纳米材料 有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等等 由于制造成本较高 多用于工业和医疗 生活运用不多 能想到的有部分精密微电子产品 食水净化 部分特殊功能的陶瓷、橡胶等等
纳米材料在现实生活中的应用? 1、催化方面的应用 纳米粒子由于粒径小 比表面大 故表面活性中心数量多 其催化活性和选择性会加大 产物收率会增高 纳米粒子作为催化剂 可大大提高反应效率 控制反应速度 甚至使原来不能进行的反应也能进行 纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高 10~15 倍 纳米粒子对光解水制氢和一些有机合成反应也有明显的光催化活性 国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂 例如金属纳米催化剂主要是贵金属如 Pt Ag 及非贵金属如 Ni Fe 等 其中贵金属纳米催化剂可用于高分子高聚物氢化反应 纳米 TiO2既有较高的光催化活性又能耐酸碱 对光稳定 无毒 便宜易得 是制备负载型光催化剂的最佳选择 Ni 或 Cu-Zn 化合物的纳米颗粒 对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂 可代替昂贵的铂或钮催化剂采用纳米 Ni 作为火箭固体燃料的催化剂 燃烧率可提高 100 倍 用纳米微粒作为催化剂提高反应效率 优化反应路径 提高反应速度 降低反应温度和光催化降解方面的研究 是未来催化科学不可忽视的重要研究课题 很有可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。 2、在涂料方面的应用 纳米材料由于其表面和结构的特殊性, 具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力。 表面涂层技术也是当今世界关注的热点。 纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能。 借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性。在涂料中加入纳米材料如纳米 TiO2,SiO2 和 ZnO 等颗 粒,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等;将纳米抗菌粉用于涂料中,则可制得纳米杀菌涂料,涂覆在建材产品,如卫生洁具、室内空间、用具、医院手术间和病房的墙面、地面等,起到杀菌、保洁效果;在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节能源的目的;在外墙建筑涂料中添加纳米SiO2、TiO2 等纳米粒子以提高耐候性, 可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热、阻燃等效果;在汽车面漆中添 加 TiO2 以提高汽车涂料的耐老化性等, 特别是金红石型超细 TiO2,在汽车面漆中还可起到效应颜料作用,与其它片状效应颜料如铝粉颜料或珠光颜料并用时,会产生伴有乳光的随角异色性,可用于豪华轿车面漆,这是目前纳米 TiO2 的最 大用途,也是国外纳米材料在涂料中应用最为成功的例子之一。 利用纳米对红外线和吸收作用, 将其涂覆于纤维织物上,制成军服,不但可以提高衣服的保暖性,而且可以提高士兵夜间行动的保密性; 用红外反射材料组成的多层纳米 复合膜,涂覆在有灯丝的灯泡罩内壁,透光率好,而且对红外线具有很强的反射能力,可以起到节约电能的作用。 国外用纳米级羰基铁粉、镍粉、铁氧体粉末已成功配制了军事隐身涂料,涂到飞机、军舰、导弹、潜艇等武器装备上,使该装备具有隐身性能。纳米 SiO2 添加到紫外光固化涂料中可提高涂料的硬度,还有涂料的耐刮擦性等。 比如,采用聚硅氧烷、 锐钛级纳米 TiO2、 填料和溶剂复合可制得大气环保涂料,能将大气中 NOx 转化成硝酸,可涂覆在高速公路、桥梁、建筑物、广告牌的表面上,或在需要的地方专门设置净化面板等。 纳米 SiO2 是一种抗紫外线辐射材料,在涂料中加入纳米 SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。 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。 3、在传感器中的应用 纳米微粒具有大的比表面积,高的表面活性以及与气体相互作用强等特性, 导致纳米微粒对周围环境的变化十分敏感。 如光、温度、湿度、气氛、压强的微小变化都会引起其表面活界面离子价态和电子迁移的变化。 这正满足了传感器功能上所要求的灵敏度高、 响应速度快以及检测范围广的要求。 是纳米粒子最具有前途应用领域之一,目前科学家已发现多种纳米材料对一些特定的物质具有敏感反应。如气体传感器纳米二氧化锡膜、γ 三氧化二铁及氧化锆纳米 颗粒;红外传感器用的沉积在基板上金纳米颗粒;湿敏传感器是用纳米颗粒与介孔固体组装成的等。 随着碳纳米管和氧化物纳米线、纳米带的发现,出现了一批用这些准一维纳米材料制作的高灵敏度、高稳定性的气敏传感器原型 。以这些准一维纳米材料制备的气敏传感器与颗粒膜传感器相比,除具有它们各自的优点外,还有材料不易团聚,不易污染,使用寿命长等优点,因此有望在实际应用中取代
我觉得“纳米技术”是一个有些过时的,很笼统的名词。所谓的纳米技术,是指在纳米尺度上生长,操作特定的材料,还是对纳米尺度材料的表征,或者是利用这个尺度材料的一些特性,达到特定的目的呢?现在已经几乎没有什么科研机构标榜自己作“纳米科技”的研究了,因为所有人都掌握了这一技术。只要能找到应用,谁都能做。
在我看来,最大规模的“纳米科技”的应用,应该是半导体工业。无数优秀的科学家们,正在以惊人的速度,一步步地逼近光刻技术乃至电气性能的极限。Intel最新购买的22nm光刻机,已经可以在硅片上刻到最小30多个纳米的器件,而且是每年几千万片的规模高效率的生产。这是我能想到的最成功的应用了
纳米抗癌
纳米是指10^-9量级,这个量级的微粒包含的原子或分子的个数在10到约接近数百个左右,用这些微粒构造的材料具有一系列新的特点,比如具有更大的表面积,这使得纳米技术在化工催化,涂料,环境净化等方面具有很大的应用前景。在微电子方面,特别是芯片技术方面纳米技术也在广发用应用。另外,在医药和治疗方面,纳米机器人等技术也会有更广泛的应用前景。
标签:纳米技术,应用