陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院題目：納米技術(shù)在生活中應(yīng)用 專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)姓名：支丹陽(yáng)指引教師(職稱)：王興君二0一一年十一月1日納米技術(shù)在生活中應(yīng)用電子信息學(xué)院應(yīng)用電子技術(shù)支丹陽(yáng)31309126[摘要]具備納米量級(jí)超微粒構(gòu)成固體物質(zhì)納米材料在治理有害氣體方面、污水解決方面、汽車等領(lǐng)域均有一定研究。本文綜述了納米材料在以上各個(gè)方面應(yīng)用。隨著納米材料和納米技術(shù)在環(huán)保方面應(yīng)用更進(jìn)一步研究，將會(huì)給國(guó)內(nèi)乃至全世界在治理環(huán)境污染方面帶來(lái)新機(jī)會(huì)。[核心詞]納米技術(shù)有害氣體和污水解決生物技術(shù)與器件目錄引言 -4-1納米簡(jiǎn)介 -4-2、納米材料特殊性質(zhì) -5-3、納米技術(shù)在治理有害氣體方面應(yīng)用 -6-4、納米技術(shù)在污水解決方面應(yīng)用 -6-5、納米新材料在汽車上應(yīng)用 -6-5.1納米技術(shù)在汽車潤(rùn)滑油上應(yīng)用 -7-5.2納米生物技術(shù)與器件 -7-6、納米材料在工程上應(yīng)用 -8-7、納米材料在在催化方面應(yīng)用 -8-8、納米材料在涂料方面應(yīng)用 -8-9、納米材料在精細(xì)化工方面應(yīng)用 -9-10、納米技術(shù)應(yīng)用前景 -9-參照文獻(xiàn) -12-納米技術(shù)在生活中應(yīng)用引言納米材料是指具備納米量級(jí)超微粒構(gòu)成固體物質(zhì)、納米材料具備三個(gè)構(gòu)造特點(diǎn)1、構(gòu)造單元或特性維度尺寸在納米數(shù)量級(jí)（1~100nm）；2、存在大量界面或自由表面；3、各納米單元之間存在一定互相作用。由于納米材料構(gòu)造上特殊性，使納米材料具備某些獨(dú)特效應(yīng)，重要體現(xiàn)為小尺寸效應(yīng)和表面或界面效應(yīng)，因而在性能上與相似構(gòu)成微米材料有非常明顯差別，體現(xiàn)出許多優(yōu)秀性能和全新功能。運(yùn)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域納米材料被稱之為納米生物材料。納米是一種度量單位，1納米為十億分之一米。納米構(gòu)造是指尺寸在100納米如下微小構(gòu)造，在該水平上對(duì)物質(zhì)和材料進(jìn)行研究和解決技術(shù)，稱為納米技術(shù)。納米技術(shù)將會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)技術(shù)革命，從而引起21世紀(jì)又一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)革命。納米材料(又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉末)是處在原子簇和宏觀物體交界過(guò)渡區(qū)域一種典型系統(tǒng),其構(gòu)造既不同于體塊材料,也不同于單個(gè)原子。其特殊構(gòu)造層次使它具備表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等,擁有一系列新穎物理和化學(xué)特性,在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具備非常重大應(yīng)用價(jià)值。1納米簡(jiǎn)介所謂納米技術(shù)，是指在0.1~100納米尺度里，研究電子、原子和分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性一項(xiàng)嶄新技術(shù)?？茖W(xué)家們?cè)谘芯课镔|(zhì)構(gòu)成過(guò)程中，發(fā)當(dāng)前納米尺度下隔離出來(lái)幾種、幾十個(gè)可數(shù)原子或分子，明顯地體現(xiàn)出許多新特性，而運(yùn)用這些特性制造具備特定功能設(shè)備技術(shù)，就稱為納米技術(shù)。納米技術(shù)與微電子技術(shù)重要區(qū)別是：納米技術(shù)研究是以控制單個(gè)原子、分子來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備特定功能，是運(yùn)用電子波動(dòng)性來(lái)工作；而微電子技術(shù)則重要通過(guò)控制電子群體來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能，是運(yùn)用電子粒子性來(lái)工作。人們研究和開(kāi)發(fā)納米技術(shù)目，就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)微觀世界有效控制。納米技術(shù)是一門(mén)交叉性很強(qiáng)綜合學(xué)科，研究?jī)?nèi)容涉及當(dāng)代科技遼闊領(lǐng)域。1993年，國(guó)際納米科技指引委員會(huì)將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等6個(gè)分支學(xué)科。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)理論基本，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要內(nèi)容。納米是一種微小長(zhǎng)度單位，1納米等于10億分之一米。根頭發(fā)絲有7萬(wàn)到8萬(wàn)納米。納米技術(shù)這個(gè)詞匯出當(dāng)前1974年。納米科學(xué)、納米技術(shù)是在0。10到100納米尺度空間內(nèi)研究電子、原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特性。納米材料是納米技術(shù)重要構(gòu)成某些，也是國(guó)際上競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。碳納米管自從1991年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，就始終被譽(yù)為將來(lái)材料。碳納米管在強(qiáng)度上大概比鋼強(qiáng)100倍，其傳熱性能優(yōu)于所有已知其他材料。碳納米管具備良好導(dǎo)電性，在常溫下導(dǎo)電時(shí)，幾乎不產(chǎn)生電阻。納米陶瓷材料在1600攝氏度高溫下能像橡皮泥那樣柔軟，在室溫下也能自由彎曲。1998年世界上第一只納米晶體管制成，從到1999年100納米芯片問(wèn)世，使20世紀(jì)最后10年世界上浮現(xiàn)“納米熱”進(jìn)一步升溫。國(guó)內(nèi)在納米技術(shù)領(lǐng)域占有一度之地，處在國(guó)際先進(jìn)行列。已成功制備出涉及金屬、合金、氧經(jīng)化物、氫化物、碳化物、離子晶體和半導(dǎo)體等各種納米材料，合成出各種同軸納米電纜，掌握了制備純凈碳納米管技術(shù)，能大批量制備長(zhǎng)度為2至3毫米超長(zhǎng)納米管。合成最細(xì)碳納米管直徑只有0.33納米，這不但打破了國(guó)內(nèi)科學(xué)家自已不久前創(chuàng)造直徑只為0.5納米世界紀(jì)錄，并且突破了日本科學(xué)家1992年所提出0.4納米理論極限值納米技術(shù)應(yīng)用前景十分遼闊，經(jīng)濟(jì)效益十分巨大。納米技術(shù)將來(lái)應(yīng)用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)計(jì)算機(jī)工業(yè)。納米復(fù)合、塑膠、橡膠和纖維改性，納米功能涂層材料設(shè)計(jì)和應(yīng)用，將給老式產(chǎn)生和產(chǎn)品注入新高科技含量。專家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設(shè)備等領(lǐng)域，將免不了一場(chǎng)因納米而引起“材料革命”當(dāng)前國(guó)內(nèi)以納米材料和納米技術(shù)注冊(cè)公司有近100個(gè)，建立了10多條納米材料和納米技術(shù)生產(chǎn)線。納米布料、服裝已批量生產(chǎn)，象電腦工作裝、無(wú)靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問(wèn)世。加入納米技術(shù)新型油漆，不但耐洗刷性提高了十幾倍，并且無(wú)毒無(wú)害無(wú)異味。一張納米光盤(pán)上能存幾百部，上千部電影，而一張普通光盤(pán)只能存兩部電影。納米技術(shù)正在改進(jìn)著、提高著人們生活質(zhì)量。2、納米材料特殊性質(zhì)2.1力學(xué)性質(zhì)。高韌、高硬、高強(qiáng)是構(gòu)造材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用典型主題。具備納米構(gòu)造材料強(qiáng)度與粒徑成反比。納米材料位錯(cuò)密度很低,位錯(cuò)滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其臨界位錯(cuò)圈直徑比納米晶粒粒徑還要大,增殖后位錯(cuò)塞積平均間距普通比晶粒大,因此納迷材料中位錯(cuò)滑移和增殖不會(huì)發(fā)生,這就是納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。2.2磁學(xué)性質(zhì)。當(dāng)代計(jì)算機(jī)硬盤(pán)系統(tǒng)磁記錄密度超過(guò)1.55Gb/cm2,在這狀況下,感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭磁致電阻效應(yīng)為3%,已不能滿足需要,而納米多層膜系統(tǒng)巨磁電阻效應(yīng)高達(dá)50%,可以用于信息存儲(chǔ)磁電阻讀出磁頭,具備相稱高敏捷度和低噪音。2.3電學(xué)性質(zhì)。由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)增大,納米材料電阻高于同類粗晶材料,甚至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變(SIMIT)。運(yùn)用納米粒子隧道量子效應(yīng)和庫(kù)侖堵塞效應(yīng)制成納米電子器件具備超高速、超容量、超微型低能耗特點(diǎn),有也許在不久將來(lái)全面取代當(dāng)前常規(guī)半導(dǎo)體器件。2.4熱學(xué)性質(zhì)。納米材料比熱和熱膨脹系數(shù)都不不大于同類粗晶材料和非晶體材料值,這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合伙用變?nèi)醭晒Ｒ蚨趦?chǔ)熱材料、納米復(fù)合材料機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛應(yīng)用前景。3、納米技術(shù)在治理有害氣體方面應(yīng)用大氣污染始終是各國(guó)政府需要解決難題，空氣中超標(biāo)二氧化硫（SO2）一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOC)是影響人類健康有害氣體，納米材料和納米技術(shù)應(yīng)用可以最后解決產(chǎn)生這些氣體污染源問(wèn)題。工業(yè)生產(chǎn)中使用汽油、柴油以及作為汽車燃料汽油、柴油等，由于具有硫化合物在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO2氣體，這是SO2最大污染源。因此石油提練中有一道脫硫工藝以減少其硫含量。納米鈦酸鈷（CoTiO3）是一種非常好石油脫硫催化劑。以半徑55nm~70nm鈦酸鈷作為催化活體多孔硅膠或Al2O3陶瓷作為載體催化劑，其催化效率極高。經(jīng)它催化石油中硫含量不大于0.01%達(dá)到國(guó)際原則。工業(yè)生產(chǎn)中使用煤燃燒時(shí)也會(huì)產(chǎn)生SO2氣體，如果在燃燒同步加入一種納米級(jí)助燒催化劑不但可以使煤充分燃燒，不產(chǎn)生一氧化硫氣體，提高能源運(yùn)用率，并且會(huì)使硫轉(zhuǎn)化成固體硫化物，而不產(chǎn)生二氧化硫氣體，從而杜絕有害氣體產(chǎn)生。4、納米技術(shù)在污水解決方面應(yīng)用污水中普通具有有毒有害物質(zhì)、懸浮物、泥沙、鐵銹、異味污染物、細(xì)菌病毒等。污水治理就是將這些物質(zhì)從水中去除。由于老式水解決辦法效率低#成本高#存在二次污染等問(wèn)題，污水治理始終得不到較好解決$納米技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用很也許徹底解決這一難題。污水中重金屬是對(duì)人體極其有害物質(zhì)。它從污水中流失，也是資源揮霍。新一種納米技術(shù)可以將污水中貴金屬如金、釕、鈀、鉑等安全提煉出來(lái)，變害為寶。一種新型納米級(jí)凈水劑具備很強(qiáng)吸附能力，它吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑三氯化鋁10~20倍.因而它能將污水中懸浮物完全吸附并沉淀下來(lái)，先使水中不含懸浮物，然后采用納米磁性物質(zhì)、纖維和活性炭?jī)艋b置。能有效地除去水中鐵銹、泥沙以及異味等污染物。經(jīng)前二道凈化工序后，水體清澈，沒(méi)有異味，口感也較好。再通過(guò)帶有納米孔徑特殊水解決膜和帶有不同納米孔徑陶瓷小球組裝解決裝置后，可以將水中細(xì)菌、病毒100%去除，得到高質(zhì)量純凈水，完全可以飲用。這是由于細(xì)菌#病毒直徑比納米大，在通過(guò)納米孔徑膜和陶瓷小球時(shí)，就會(huì)被過(guò)濾掉，水分子及水分子直徑如下礦物質(zhì)、元素則保存下來(lái)。納米技術(shù)在汽車上應(yīng)用前景納米技術(shù)可以從汽車車身應(yīng)用到車輪，幾乎可以涵蓋一輛汽車所有，納米技術(shù)在汽車材料上廣泛應(yīng)用，也將使汽車產(chǎn)生質(zhì)奔騰。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，只有納米技術(shù)。才是新世紀(jì)汽車發(fā)展核心技術(shù)。5、納米新材料在汽車上應(yīng)用當(dāng)前，納米技術(shù)在汽車上運(yùn)用重要在如下方面：普通塑料慣用種類有PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、ABS(方烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)幾十種,滿足某些行業(yè)特殊需求,用納米材料變化老式塑料特性,呈現(xiàn)出優(yōu)秀物理性能,強(qiáng)度高，耐熱性強(qiáng)，重量更輕。隨著汽車應(yīng)用塑料數(shù)量越來(lái)越多，納米塑料很也許會(huì)普遍應(yīng)用在汽車上。這些納米功能塑料最引起汽車業(yè)內(nèi)人士興趣，有阻燃塑料、增強(qiáng)塑料、抗紫外線老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是以納米級(jí)超大比表面積無(wú)鹵阻燃復(fù)合粉末為載體，經(jīng)表面改性可制成阻燃劑，運(yùn)用納米技術(shù)添加到聚乙烯中。由于納米材料粒徑超細(xì)，經(jīng)表面解決后具備相稱大表面活性，當(dāng)燃燒時(shí)其熱分解速度迅速，吸熱能力增強(qiáng)。從而減少基材表面溫度，冷卻燃燒反映$同步當(dāng)阻燃塑料燃燒時(shí)，超細(xì)納米材料顆粒能覆蓋在被燃材料表面并生成一層均勻碳化層，此碳化層起到隔熱、隔氧、抑煙和防熔滴作用。從而起到阻燃作用。5.1納米技術(shù)在汽車潤(rùn)滑油上應(yīng)用納米潤(rùn)滑劑是采用納米技術(shù)改進(jìn)潤(rùn)滑油分子構(gòu)造純石油產(chǎn)品，它不對(duì)任何潤(rùn)滑油系列添加劑、解決劑、穩(wěn)定劑、發(fā)動(dòng)機(jī)增潤(rùn)劑或減磨劑等產(chǎn)生作用，只是在零件金屬表面自動(dòng)形成純烴類單個(gè)原子厚度一層保護(hù)膜。由于這些極微小烴類分子間互相吸附作用，能完全填充金屬表面微孔，它們?nèi)缫簯B(tài)小滾珠，最大也許地減少金屬與金屬間微孔摩擦。與高檔潤(rùn)滑油或固定添加劑相比，其極壓可增長(zhǎng)3~4倍，磨損面減少16倍。由于金屬表面得到了保護(hù)，減少了磨損，耗能大大減少，使用壽命成倍增長(zhǎng)%并且無(wú)任何副作用。納米技術(shù)在生命科學(xué)中應(yīng)用當(dāng)代科技發(fā)展，使人們可以借助儀器觀測(cè)到自然環(huán)境下納米量級(jí)微觀世界。通過(guò)對(duì)生物分子觀測(cè)，人們可以更直觀地理解生物分子形態(tài)和分子間互相作用，分析蛋白質(zhì)和DNA構(gòu)造與功能。采用特殊手段，人們甚至可以操縱生物大分子，得到不同構(gòu)造新生物分子，理解大分子功能與特性。運(yùn)用納米技術(shù)制作納米器件，可以用作疾病診斷與治療，為當(dāng)代醫(yī)學(xué)診斷增長(zhǎng)了一種強(qiáng)有力工具。應(yīng)用于生命科學(xué)中納米材料可稱之為納米生物材料，它是指由具備納米量級(jí)超微粒構(gòu)成。具備良好生物相容性功能材料$由于納米材料構(gòu)造上特殊性，使納米生物材料具備某些獨(dú)特效應(yīng)，重要體現(xiàn)為小尺寸效應(yīng)和表面或界面效應(yīng)$納米材料與相似構(gòu)成微米材料在性質(zhì)上有非常明顯差別%它有其特殊生物學(xué)效應(yīng)，可以應(yīng)用于各種方面$如納米金屬毒性低，傳感特性和彈性模量接近生物組織。細(xì)胞可在其表面生長(zhǎng)，并可修復(fù)病變組織，納米羥基磷灰石人造骨材與生物骨質(zhì)成分相近，強(qiáng)度和密度也相近，因而能與人體骨折某些完全融合，可代替不銹鋼材料用于人體矯正手術(shù)。納米微粒在癌癥監(jiān)測(cè)、治療，細(xì)胞和蛋白質(zhì)分離，基因治療，靶向和緩釋控藥物等中都可發(fā)揮重要作用。5.2納米生物技術(shù)與器件納米生物技術(shù)是納米技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)物，例如：更加復(fù)雜生物芯片技術(shù)，是將納米技術(shù)引入生物芯片，重要涉及兩方面：一方面是納米復(fù)合材料在生物芯片制備方面應(yīng)用，增強(qiáng)核酸、蛋白質(zhì)與片基之間靜態(tài)與動(dòng)態(tài)粘附力，增進(jìn)小型化、高辨別率與多功能化；另一方面，拓寬生物芯片應(yīng)用范疇，如植物藥有效成分高通量篩選，癌癥等疾病臨床診斷，還可作為細(xì)胞內(nèi)部信號(hào)傳感器。結(jié)合微電子磁技術(shù)，生物芯片已應(yīng)用于單細(xì)胞分離、單基因突變分析、基因擴(kuò)增與免疫分析。在微小硅材料表面，制造出可以對(duì)微量樣品進(jìn)行變性、分離、純化、電泳、PCR擴(kuò)增、加樣、檢測(cè)等微小構(gòu)造，把過(guò)去在一種實(shí)驗(yàn)中各個(gè)環(huán)節(jié)，微縮于一種芯片上。6、納米材料在工程上應(yīng)用納米材料小尺寸效應(yīng)使得普通在高溫下才干燒結(jié)材料如SiC,BC等在納米尺度下在較低溫度下即可燒結(jié),另一方面,納米材料作為燒結(jié)過(guò)程中活性添加劑使用也可減少燒結(jié)溫度,縮短燒結(jié)時(shí)間。由于納米粒子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng),使得納米復(fù)相材料熔點(diǎn)和相轉(zhuǎn)變溫度下降,在較低溫度下即可得到燒結(jié)性能良好復(fù)相材料。由納米顆粒構(gòu)成納米陶瓷在低溫下浮現(xiàn)良好延展性。納米TiO2陶瓷在室溫下具備良好韌性,在180°C下經(jīng)受彎曲而不產(chǎn)生裂紋。納米復(fù)合陶瓷具備良好室溫和高溫力學(xué)性能,在切削刀具、軸承、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件等方面具備廣泛應(yīng)用,在許多超高溫、強(qiáng)腐蝕等許多苛刻環(huán)境下起著其他材料無(wú)法取代作用。隨著陶瓷多層構(gòu)造在微電子器件包封、電容器、傳感器等方面應(yīng)用,運(yùn)用納米材料優(yōu)秀性能來(lái)制作高性能電子陶瓷材料也成為一大熱點(diǎn)。有人預(yù)測(cè)納米陶瓷很也許發(fā)展成為跨世紀(jì)新材料,使陶瓷材料研究浮現(xiàn)一種新奔騰。納米顆粒添加到玻璃中,可以明顯改進(jìn)玻璃脆性。無(wú)機(jī)納米顆粒具備較好流動(dòng)性,可以用來(lái)制備在某些特殊場(chǎng)合下使用固體潤(rùn)滑劑。7、納米材料在在催化方面應(yīng)用催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重作用,它可以控制反映時(shí)間、提高反映效率和反映速度。大多數(shù)老式催化劑不但催化效率低,并且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,不但導(dǎo)致生產(chǎn)原料巨大揮霍,使經(jīng)濟(jì)效益難以提高,并且對(duì)環(huán)境也導(dǎo)致污染。納米粒子表面活性中心多,為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑,可大大提高反映效率,控制反映速度,甚至使本來(lái)不能進(jìn)行反映也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比普通催化劑反映速度提高10～15倍。納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多是半導(dǎo)體光催化劑,特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中每一種半導(dǎo)體顆粒,可近似地當(dāng)作是一種短路微型電池,用能量不不大于半導(dǎo)體能隙光照射半導(dǎo)體分散系時(shí),半導(dǎo)體納米粒子吸取光產(chǎn)生電子——空穴對(duì)。在電場(chǎng)作用下,電子與空穴分離,分別遷移到粒子表面不同位置,與溶液中相似組分進(jìn)行氧化和還原反映。8、納米材料在涂料方面應(yīng)用納米材料由于其表面和構(gòu)造特殊性,具備普通材料難以獲得優(yōu)秀性能,顯示出強(qiáng)大生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好機(jī)遇,使得材料功能化具備極大也許。借助于老式涂層技術(shù),添加納米材料,可獲得納米復(fù)合體系涂層,實(shí)現(xiàn)功能奔騰,使得老式涂層功能改性。涂層按其用途可分為構(gòu)造涂層和功能涂層。構(gòu)造涂層是指涂層提高基體某些性質(zhì)和改性;功能涂層是賦予基體所不具備性能,從而獲得老式涂層沒(méi)有功能。構(gòu)造涂層有超硬、耐磨涂層,抗氧化、耐熱、阻燃涂層,耐腐蝕、裝飾涂層等;功能涂層有消光、光反射、光選取吸取光學(xué)涂層,導(dǎo)電、絕緣、半導(dǎo)體特性電學(xué)涂層,氧敏、濕敏、氣敏敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料,可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力,實(shí)現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等,在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保潔作用。在標(biāo)牌上使用納米材料涂層,可運(yùn)用其光學(xué)特性,達(dá)到儲(chǔ)存太陽(yáng)能、節(jié)約能源目。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適當(dāng)納米材料,可以達(dá)到減少光透射和熱傳遞效果,產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。9、納米材料在精細(xì)化工方面應(yīng)用精細(xì)化工是一種巨大工業(yè)領(lǐng)域,產(chǎn)品數(shù)量繁多,用途廣泛,并且影響到人類生活方方面面。納米材料優(yōu)越性無(wú)疑也會(huì)給精細(xì)化工帶來(lái)福音,并顯示它獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域,納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2,可以提高橡膠抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡膠中,可以提高橡膠耐磨性和介電特性,并且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料橡膠。塑料中添加一定納米材料,可以提高塑料強(qiáng)度和韌性,并且致密性和防水性也相應(yīng)提高。納米科學(xué)是一門(mén)將基本科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體新興科學(xué),重要涉及納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。21世紀(jì)將是納米技術(shù)時(shí)代,為此,國(guó)家科委、中科院將納米技術(shù)定位為“21世紀(jì)最重要、最前沿科學(xué)”。納米材料應(yīng)用涉及到各個(gè)領(lǐng)域,在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)誕生,將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,并有也許從主線上解決人類面臨許多問(wèn)題,特別是能源、人類健康和環(huán)保等重大問(wèn)題。10、納米技術(shù)應(yīng)用前景當(dāng)前,納米技術(shù)已經(jīng)坐上高速行駛列車，咱們周邊各個(gè)領(lǐng)域，生物、化學(xué)、物理，就連咱們尋常生活，衣食住行，納米技術(shù)都無(wú)處不在。2.1納米技術(shù)在軍事上應(yīng)用第一，納米武器具備非凡智能化功能。量子器件工作速度比半導(dǎo)體器件快1000倍，因而，用量子器件取代半導(dǎo)體器件，可以大大提高武器裝備控制系統(tǒng)中信息傳播、存儲(chǔ)和解決能力。采用納米技術(shù)可使既有雷達(dá)在體積縮小數(shù)千倍同步，其信息獲取能力提高數(shù)百倍；可以將超高辨別力合成孔徑雷達(dá)安放在衛(wèi)星上，進(jìn)行高精度對(duì)地偵察。納米技術(shù)還可以使武器表面變得更“機(jī)靈”，使用納米材料制造潛艇蒙皮，甚至可以敏捷地“感覺(jué)”水流、水溫、水壓等極細(xì)微變化，并及時(shí)反饋給中央計(jì)算機(jī)，最大限度地減少噪聲、節(jié)約能源；能依照水波變化提前“察覺(jué)”來(lái)襲敵方魚(yú)雷，使?jié)撏Ъ皶r(shí)做規(guī)避機(jī)動(dòng)。用納米材料做軍用機(jī)器人“皮膚”可以使之具備比真人皮膚還要敏感“觸感”，從而能更有效地完畢軍事任務(wù)。第二，武器裝備系統(tǒng)超微型化。納米技術(shù)使武器體積、重量大大減小。用量子器件取代大規(guī)模集成電路，可使武器控制系統(tǒng)重量和功耗成千倍減小。納米技術(shù)可以把當(dāng)代作戰(zhàn)飛機(jī)上所有電子系統(tǒng)集成在一塊芯片上，也能使當(dāng)前需車載電子戰(zhàn)系統(tǒng)縮小至可由單兵攜帶。用納米技術(shù)制造微型武器，其體積只有昆蟲(chóng)大小，卻能像士兵同樣遂行各種軍事任務(wù)。由于這些微型武器隱蔽性好，它們可以潛在敵方核心設(shè)備中長(zhǎng)達(dá)幾十年之久。平時(shí)相安無(wú)事，戰(zhàn)時(shí)則可群起而攻之，令人防不勝防。第三，由于用納米技術(shù)制造微型武器系統(tǒng)，普通來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有肉眼看得見(jiàn)硬件單元連接，省去了大量線路板和接頭，因而與其她小型武器相比，其成本將低得多，而運(yùn)用也十分以便。[6]如用一架無(wú)人駕駛飛機(jī)就可以將數(shù)以萬(wàn)計(jì)微機(jī)電系統(tǒng)探測(cè)器空投到敵軍也許布置和地區(qū)或散布在天空中，而運(yùn)用納米技術(shù)生產(chǎn)出納米衛(wèi)星重量不大于0.1公斤，一枚“飛馬座”級(jí)運(yùn)載火箭一次即可發(fā)射數(shù)百乃至數(shù)千顆衛(wèi)星，覆蓋全球，完畢偵察和信息轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。正由于如此，美國(guó)戰(zhàn)略研究所一位科學(xué)家說(shuō)：“道理很簡(jiǎn)樸，如果美國(guó)10艘航空母艦毀了四五艘，也許會(huì)重創(chuàng)美國(guó)軍力。如果以這筆錢來(lái)發(fā)展袖珍武器，那么咱們可以以量取勝，毀了100艘袖珍潛艇或飛機(jī)，也無(wú)關(guān)痛癢。第四，納米武器與老式武器明顯不同還體當(dāng)前，它以神經(jīng)系統(tǒng)為重要打擊目的。信息技術(shù)發(fā)展使戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)發(fā)生了主線變化，一方面，打擊手段不斷智能化、精準(zhǔn)化；另一方面，打擊目的也從老式工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施轉(zhuǎn)向信息系統(tǒng)。納米武器由于具備超微型和智能化明顯優(yōu)勢(shì)，打擊敵方神經(jīng)系統(tǒng)必然是納米武器首選目的，通過(guò)納米武器所煥發(fā)出來(lái)巨大戰(zhàn)爭(zhēng)威力而使敵方宏觀作戰(zhàn)體系“突然癱瘓”，以致不得不屈服于微型武器所導(dǎo)致戰(zhàn)爭(zhēng)壓力。此外，納米技術(shù)在隱身材料、防護(hù)涂層、軍事能源使用等方面有重要作用2.2納米技術(shù)在當(dāng)代醫(yī)學(xué)上應(yīng)用在醫(yī)學(xué)檢查學(xué)領(lǐng)域，使用納米技術(shù)新型診斷儀器，只需檢測(cè)少量血液，就能通過(guò)其中蛋白質(zhì)和DNA(脫氧核糖核酸)診斷出各種疾病。在膜技術(shù)方面，用納米材料制成獨(dú)特納米膜，能過(guò)濾、篩去制劑有害成分，消除因藥劑產(chǎn)生污染，從而保護(hù)人體。在抗癌治療手段方面，德國(guó)一家醫(yī)院研究人員將某些極其細(xì)小氧化鐵納米顆粒，注入患者癌瘤里，然后將患者置于可變磁場(chǎng)中，使患者癌瘤里氧化鐵納米顆粒升溫到45～47℃，這一溫度足以燒毀癌瘤細(xì)胞，而周邊健康組織卻不會(huì)受到傷害。光學(xué)相干層析術(shù)(OCT)已于1997－12－24由清光學(xué)相干層析術(shù)(OCT)(OCT華大學(xué)單原子探測(cè)實(shí)驗(yàn)室研制成功，被科學(xué)家稱為“分子雷達(dá)”。OCT辨別率達(dá)1um，比CT和核磁共振術(shù)精密度高出上千倍。它能每秒次完畢生物體內(nèi)活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像，觀測(cè)活細(xì)胞動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞病變，且不會(huì)象X光、CT、磁共振那樣殺死活細(xì)胞。因此，人們將也許把疾病扼殺在萌芽時(shí)期，沒(méi)必要等到生命尾聲才被CT或磁共振查出癌組織病變。激光單原子分子激光單原子分子探測(cè)術(shù)可在激光單原子分子含1000億億(1019)個(gè)原子或分子1cm3氣態(tài)物質(zhì)中，在單個(gè)原子分子層次上準(zhǔn)確獲取其中一種，因此具備高敏捷性。使用此探測(cè)術(shù)，科學(xué)家但愿對(duì)生物體尤其是人體內(nèi)生物分子活動(dòng)進(jìn)行探測(cè)，以找到影響人類健康某些因素。通過(guò)探測(cè)人唾液、血液、糞便以及呼出氣體，及時(shí)發(fā)現(xiàn)人體中各種致病或帶病游離分子。微小探針技術(shù)微小探針技術(shù)可向人體內(nèi)植入，依照不同診斷和監(jiān)測(cè)目，可定位于體微小探針技術(shù)內(nèi)不同部位，也可隨血液在體內(nèi)運(yùn)營(yíng)，隨時(shí)將體內(nèi)各種生物信息反饋于體外記錄裝置。已有科學(xué)家為糖尿病人研究出一種超小型葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)植入皮下，監(jiān)測(cè)人體血糖水平，在必要時(shí)釋放出胰島素，使病人體內(nèi)血糖和胰島素含量保持正常水平。在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域，納米級(jí)粒子將使藥物在人體內(nèi)傳播更為以便。數(shù)層納米粒子包裹智能藥物進(jìn)入人體后，可積極技索并襲擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。從最近召開(kāi)國(guó)內(nèi)首屆納米生物醫(yī)藥研討會(huì)獲悉，國(guó)內(nèi)已成功地研制出納米級(jí)新一代抗菌藥物。這種粉末狀納米顆粒直徑只有25納米，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等致病微生物有強(qiáng)烈抑制和殺滅作用，還具備廣譜、親水、環(huán)保等各種性能，并因使用天然礦物質(zhì)而不會(huì)產(chǎn)生耐藥性。納米粒載體之因此引人注目，是由于它可以變化藥物體內(nèi)分布。將藥物粉末或溶液包埋在直徑為納米級(jí)微粒中，以納米粒作為藥物載體。作為藥物載體納米粒是粒徑大小介于10～1000nm固態(tài)膠體顆粒。若在納米粒中加入磁性物質(zhì)，通過(guò)外加磁場(chǎng)將其導(dǎo)向靶位，對(duì)于淺表部位病灶或?qū)τ谕饧哟艌?chǎng)容易觸及部位具備一定可行性。在影像學(xué)診斷中，納米?？杀粡V泛應(yīng)用。例如：納米氧化鐵造影劑是一種水性膠質(zhì)，靜脈注射納米氧化鐵造影劑后來(lái)，氧化鐵顆粒被血液帶到身體各部位，只是在肝臟和脾臟被網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞吸取。肝臟內(nèi)網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞是由枯否細(xì)胞巨噬細(xì)胞構(gòu)成，它可以吞噬氧化鐵顆粒，而惡性腫瘤細(xì)胞僅具有少量否細(xì)胞，沒(méi)有大量吸收氧化鐵作用。納米氧化鐵造影劑就是運(yùn)用正常細(xì)胞和惡性腫瘤細(xì)胞之間這種功能差別，顯示出其對(duì)這些病灶診斷特異性——納米氧化鐵在正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞數(shù)量不同，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度差別，這種差別在磁共振圖像中，由于正常組織吸取納米氧化鐵體現(xiàn)為暗低信號(hào)，而病灶不吸取納米氧化鐵體現(xiàn)為亮高信號(hào)，這樣，病灶與正常組織在磁共振圖像上會(huì)有較大對(duì)比。紐約大學(xué)一種實(shí)驗(yàn)室近來(lái)制造了一種納米級(jí)機(jī)器人。研究人員以為，將來(lái)納米級(jí)機(jī)器人可遨游于人體微觀世界，隨時(shí)清除人體中一切有害物質(zhì)，激活細(xì)胞能量，使人不但僅保持健康，并且延長(zhǎng)壽命。其她用于臨床納米材料有人工關(guān)節(jié)面和關(guān)節(jié)腔、美容植入物、口腔正畸物等。總看來(lái)，納米技術(shù)已廣泛地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上，終有一天咱們會(huì)看到各種各樣納米器件：納米生物傳感器——用于監(jiān)測(cè)、收集、傳遞體內(nèi)細(xì)胞健康狀態(tài)和病變信息；納米藥房——用于存儲(chǔ)、運(yùn)送