更新時間:2016/03/30 瀏覽量:1093
納米技術(shù)目前已成功用于許多領(lǐng)域,包括醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)及生物檢測、制造業(yè)、光學(xué)以及國防等等。本詞條為納米技術(shù)應(yīng)用的總綱,包括如下領(lǐng)域:
1、納米技術(shù)在新材料中的應(yīng)用
2、納米技術(shù)在微電子、電力等領(lǐng)域中的應(yīng)用
3、納米技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用
4、納米技術(shù)在生物、醫(yī)藥學(xué)中的應(yīng)用
5、納米技術(shù)在化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
6、納米技術(shù)在能源、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用
7、納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
8、 納米技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用
衣:在紡織和化纖制品中添加納米微粒,可以除味殺菌。化纖布雖然結(jié)實,但有煩人的靜電現(xiàn)象,加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現(xiàn)象。
食:利用納米材料,冰箱可以抗菌。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經(jīng)面世。利用納米粉末,可以使廢水徹底變清水,完全達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。納米食品色香味俱全,還有益健康。
?。杭{米技術(shù)的運用,使墻面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層,可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚,根本不用擦洗。含有納米微粒的建筑材料,還可以吸收對人體有害的紫外線。
行:納米材料可以提高和改進(jìn)交通工具的性能指標(biāo)。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發(fā)動機部件的理想材料,能大大提高發(fā)動機效率、工作壽命和可靠性。納米衛(wèi)星可以隨時向駕駛?cè)藛T提供交通信息,幫助其安全駕駛。
醫(yī):利用納米技術(shù)制成的微型藥物輸送器,可攜帶一定劑量的藥物,在體外電磁信號的引導(dǎo)下準(zhǔn)確到達(dá)病灶部位,有效地起到治療作用,并減輕藥物的不良的反映。用納米制造成的微型機器人,其體積小于紅細(xì)胞,通過向病人血管中注射,能疏通腦血管的血栓。清除心臟動脈的脂肪和沉淀物,還可“嚼碎”泌尿系統(tǒng)的結(jié)石等。納米技術(shù)將是健康生活的好幫手。
納米材料的應(yīng)用
納米(nm)和米、微米等單位一樣,是一種長度單位,一納米等于十的負(fù)九次方米,約比 化學(xué)鍵長大一個數(shù)量級。納米科技是研究由尺寸在0。1至100納米之間的物質(zhì)組成的體系的運動規(guī)律和相互作用以及可能的實際應(yīng)用中的技術(shù)問題的科學(xué)技術(shù)。 可衍生出納米電子學(xué)、機械學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)加工學(xué)等。
納米材料是指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(1-100nm)的材料,它是由尺 寸介于原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。由于其組成單元的尺度小,界面占用相當(dāng)大的成分。因此,納米材料具有多種特點,這就導(dǎo)致由 納米微粒構(gòu)成的體系出現(xiàn)了不同于通常的大塊宏觀材料體系的許多特殊性質(zhì)。納米體系使人們認(rèn)識自然又進(jìn)入一個新的層次,它是聯(lián)系原子、分子和宏觀體系的中間 環(huán)節(jié),是人們過去從未探索過的新領(lǐng)域,實際上由納米粒子組成的材料向宏觀體系演變過程中,在結(jié)構(gòu)上有序度的變化,在狀態(tài)上的非平衡性質(zhì),使體系的性質(zhì)產(chǎn)生 很大的差別,對納米材料的研究將使人們從微觀到宏觀的過渡有更深入的認(rèn)識。
什么是納米材料
當(dāng)粒子的尺寸減小到納米量級,將導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱性能呈現(xiàn)新的特性。比方說:被 廣泛研究的II-VI族半導(dǎo)體硫化鎘,其吸收帶邊界和發(fā)光光譜的峰的位置會隨著晶粒尺寸減小而顯著藍(lán)移。按照這一原理,可以通過控制晶粒尺寸來得到不同能 隙的硫化鎘,這將大大豐富材料的研究內(nèi)容和可望得到新的用途。我們知道物質(zhì)的種類是有限的,微米和納米的硫化鎘都是由硫和鎘元素組成的,但通過控制制備條 件,可以得到帶隙和發(fā)光性質(zhì)不同的材料。也就是說,通過納米技術(shù)得到了全新的材料。納米顆粒往往具有很大的比表面積,每克這種固體的比表面積能達(dá)到幾百甚 至上千平方米,這使得它們可作為高活性的吸附劑和催化劑,在氫氣貯存、有機合成和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。對納米體材料,我們可以用“更輕、更 高、更強”這六個字來概括。“更輕”是指借助于納米材料和技術(shù),我們可以制備體積更小性能不變甚至更好的器件,減小器件的體積,使其更輕盈。第一臺計算機 需要三間房子來存放,正是借助與微米級的半導(dǎo)體制造技術(shù),才實現(xiàn)了其小型化,并普及了計算機。無論從能量和資源利用來看,這種“小型化”的效益都是十分驚 人的。“更高”是指納米材料可望有著更高的光、電、磁、熱性能。“更強”是指納米材料有著更強的力學(xué)性能(如強度和韌性等),對納米陶瓷來說,納米化可望 解決陶瓷的脆性問題,并可能表現(xiàn)出與金屬等材料類似的塑性。
納米材料的特點
納米粒子的制備方法很多,可分為物理方法和化學(xué)方法
一、物理方法
1、真空冷凝法
用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體,然后驟冷。其特點純度高、結(jié)晶組織好、粒度可控,但技術(shù)設(shè)備要求高。
2、物理粉碎法
通過機械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點操作簡單、成本低,但產(chǎn)品純度低,顆粒分布不均勻。
3、機械球磨法
采用球磨方法,控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純元素、合金或復(fù)合材料的納米粒子。其特點操作簡單、成本低,但產(chǎn)品純度低,顆粒分布不均勻。
二、化學(xué)方法
1、氣相沉積法
利用金屬化合物蒸氣的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點產(chǎn)品純度高,粒度分布窄。
2、沉淀法
把沉淀劑加入到鹽溶液中反應(yīng)后,將沉淀熱處理得到納米材料。其特點簡單易行,但純度低,顆粒半徑大,適合制備氧化物。
3、水熱合成法
高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成,再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。其特點純度高,分散性好、粒度易控制。
4、溶膠凝膠法
金屬化合物經(jīng)溶液、溶膠、凝膠而固化,再經(jīng)低溫?zé)崽幚矶杉{米粒子。其特點反應(yīng)物種多,產(chǎn)物顆粒均一,過程易控制,適于氧化物和Ⅱ~Ⅵ族化合物的制備。
5、微乳液法
兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液,在微泡中經(jīng)成核、聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理后得納米粒子。其特點粒子的單分散和界面性好,Ⅱ~Ⅵ族半導(dǎo)體納米粒子多用此法制備。
納米材料的制備方法
防水板
防水板是以高分子聚合物為基本原料制成的一種防滲材料,既可以防止液體滲漏,也可以預(yù)防氣體揮發(fā)。在建筑、交通、地鐵、隧道、工程建設(shè)中廣泛運用。
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2016年9月7日 星期三 八月初七
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