導(dǎo)語：如何才能寫好一篇納米技術(shù)特點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】消防技術(shù)；納米技術(shù)；綠色環(huán)保

社會經(jīng)濟的增強，使得人們對環(huán)保、綠色、新型、科技等的環(huán)保發(fā)展道路越來越關(guān)注。當然，對于如何建立新型消防技術(shù)設(shè)備成為國家科技人員值得研究創(chuàng)新的問題。科學的火災(zāi)研究系統(tǒng)設(shè)備是創(chuàng)新新型消防技術(shù)研究的基礎(chǔ)，實現(xiàn)高效清潔的消防，避免消防過程中消防設(shè)備對周邊環(huán)境和造成破壞等問題需要消防技術(shù)的不斷創(chuàng)新。

1、現(xiàn)代消防技術(shù)對環(huán)境的影響

1.1 水污染，現(xiàn)代火災(zāi)消防使用的消防水里面含有化學污染物，能起到很好的滅火作用，但是這些水排入河流、魚塘、樹林等，會造成樹木大批死亡，河流污染嚴重，水中的生物無法生存。對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。所以，各種現(xiàn)代消防水的不同泄露物和不同的滅火劑給消防污水處理加大了難度，這些水如果處理不當就會形成水體污染，給人們生活會帶來困擾。

1.2 空氣污染，隨著人們消防意識的不斷增強，人們在建筑物中加入一些阻燃劑，防止易燃物燃燒，但是這種阻燃劑在發(fā)生火災(zāi)后，燃燒的氣體在空氣中形成一種致癌氣體。如果火災(zāi)現(xiàn)場防護措施不周密，這種致癌氣體吸入體內(nèi)造成的死亡率比火災(zāi)中的死亡率更高。

因此，新型、綠色，環(huán)保的消防技術(shù)是未來社會發(fā)展的必然趨勢，以此降低空氣中的污染氣體，減少水污染。

2、納米技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

進入21世紀后，納米技術(shù)的應(yīng)用越來越受人們的青睞，各領(lǐng)域的開發(fā)，研究已是屢見不鮮，但是持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新的空間依然是備受關(guān)注，經(jīng)科學家商討，納米技術(shù)在未來社會中將會被普及應(yīng)用，發(fā)展前景廣闊。

2.1 納米技術(shù)在消防裝備中的應(yīng)用研究

科學家研究過程中發(fā)現(xiàn)：納米材料制成的消防裝備頭盔能夠耐高溫，耐腐蝕的要求。防火服具有一定的隔熱性，防毒功能，比較耐高溫。利用納米技術(shù)制成的防火服要比一般的鋼鐵強度高幾十倍，消防工作人員傳在身上比較柔軟，在火災(zāi)現(xiàn)場也不用考慮被建筑物掛傷，被應(yīng)建筑碰破等。經(jīng)科學家講解，利用納米技術(shù)制成的頭盔中裝入體積比較小的計算機，能夠在緊急大型火災(zāi)現(xiàn)場與指揮人員的技術(shù)支持系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。

納米技術(shù)制成的防火服能夠在任何惡劣環(huán)境下進行現(xiàn)場撲救，采用納米技術(shù)的消防棒，噴水槍和 消防膠帶都比較輕，在高層建筑火災(zāi)救助中，能減輕消防人員的消耗，大大提高了火災(zāi)救助效率。

2.2 納米技術(shù)在防火材料中的應(yīng)用

2.2.1 納米技術(shù)滅火劑。將傳統(tǒng)的干粉滅火劑制成納米材料，由于納米技術(shù)主要是對原子分子進行分析操作結(jié)合成一種新型的分子，利用在各種形式的人造結(jié)構(gòu)中。使得含有納米技術(shù)的干粉滅火效率明顯提高，而且延長了儲存期。

2.2.2 納米技術(shù)阻燃劑?，F(xiàn)代滅火中的阻燃劑普遍含有有毒物質(zhì)，而且造成了火災(zāi)事故中的死亡率增大，所以采用納米技術(shù)的阻燃劑盡心相應(yīng)程度上的防護。目前用的最多的便是微米級的顆粒三氧化二銻，顆粒比較大，分散性強，不利于三氧化二銻阻燃性能發(fā)揮。但是聚合物層狀的納米復(fù)合材料不僅可以控制有毒氣體的發(fā)生還具有較強的阻燃性，由于納米材料顆粒的變小具有更好的延展性能。

2.2.3 納米防火涂料。納米防火涂料的重要組成部分：納米三氧化二銻、氫氧化鎂材料；納米無機和無機纖維。具有很好的分布結(jié)構(gòu)，耐高溫，黏粘性強，具有共價鍵結(jié)合的符合樹脂等的特點。經(jīng)過特殊工藝加工，使其與樹脂等材料充分復(fù)合，使得超薄材料在燃燒后具有高溫強度。

2.2.4 納米技術(shù)照明燈。利用納米技術(shù)開發(fā)出的照明技術(shù)具有節(jié)能的特點，能夠使用在個人裝備上。

2.2.5 納米技術(shù)火災(zāi)探測器。利用納米技術(shù)的靈活性特點，將納米技術(shù)制成探測器，定時探測周圍環(huán)境中的有毒氣體，蒸氣，煙霧和易燃易易爆物的濃度。能夠提高預(yù)報探測的效果，減少預(yù)報誤差。

3、綠色消防產(chǎn)品

3.1 氣溶膠：材料本身燃燒可以提供驅(qū)動能量；顆粒度比較小能夠穿過障礙物在火災(zāi)空間中停留較長時間；能夠全淹沒方式滅火；能夠用于密封空間和開放空間。但是氣溶膠中的固體顆粒對滅火效率存在一定的影響。

3.2 細水霧：細水霧消防滅火技術(shù)最關(guān)鍵的是水本身在細水霧中發(fā)生的主要參數(shù)。細水霧的直徑要求比較嚴格（

3.3 惰性氣體：它的特點是無色、無味、無毒、無腐蝕等，可以說是真正的綠色產(chǎn)品，不會在火災(zāi)中對人體造成危害，也不會有任何化學反應(yīng)。它利用的是惰性氣體不容易發(fā)生化學反應(yīng)的性能，釋放在燃區(qū)中能破壞可燃物所需要的條件。

4、全面開展防火設(shè)計研究

盡管各種科研結(jié)果證明了現(xiàn)代消防技術(shù)創(chuàng)新可以利用納米技術(shù)或是各種綠色消防產(chǎn)品，但是主要還在于消防知識的學習，消防技能的加強。對于安全的消防設(shè)計人們對火災(zāi)的科學認識好需要加深學習，對一些建筑物進行有效經(jīng)濟的安全消防，但是更符合實際更有效的消防安全工程研究還需要不斷完善和發(fā)展，將監(jiān)督消防工程趨于使用。

所以，國家部門組織專門的力量在積極學習外國的研究經(jīng)驗和做法，積極參與國外的研究活動：積極引導(dǎo)消防工作人員對國外科研成就的學習；開展消防安全工程模型評估，驗證研究活動；建立國家級的消防安全工程數(shù)據(jù)分析庫；研究火災(zāi)中人對或的反應(yīng)行為和運動規(guī)律；確定火災(zāi)場景，設(shè)定火災(zāi)現(xiàn)場；開展滅火數(shù)學模型試驗；對高層建筑中排煙窗的煙流量煙氣流動規(guī)律，煙層計算等方法進行研究和探討；研究不同流域火流量的計算方法和開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。

結(jié)束語

納米技術(shù)是未來創(chuàng)新型消防技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)，也是深受科學界認可的新型消防技術(shù)，不僅科學，而且環(huán)保，是綠色道路發(fā)展的需要，綠色消防產(chǎn)品的研發(fā)還需要進一步完善。

同時，我國消防人員的對消防知識的認識和學習需要不斷借鑒和吸收國外研究成果。

參考文獻：

[1]杜蘭萍.轉(zhuǎn)變觀念發(fā)展科技創(chuàng)新管理努力建設(shè)一支現(xiàn)代化額的公安消防鐵軍[J].消防科學與技術(shù).2011（12）.

[2]孫伯春.快速提升現(xiàn)代建筑火災(zāi)初始處置能力的思考[J].消防科學與技術(shù).2011（6）.

篇2

2、從生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，生物技術(shù)，包括生物制藥等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用納米技術(shù)已是刻不容緩。因為在人類測定出基因組排序以后，我們對遺傳疾病、疑難病癥又有了新的認識，而且利用基因排序，可以進行醫(yī)藥、醫(yī)療方面的研究。

目前，基因芯片研究已經(jīng)進入實驗室，生物芯片組裝就是用納米技術(shù)，而生物酶也是納米尺度，這些研究對象是納米生物學研究內(nèi)涵之一，下一步生物技術(shù)的發(fā)展，就要和納米技術(shù)相結(jié)合。

譬如為什么病毒頑固，現(xiàn)在沒有一種藥物能治療，就因為它非常小，用納米結(jié)構(gòu)組裝一種尋找病毒的藥物后，艾滋病、病毒性感冒等都可以治療，2003年以后這將成為又一個研究熱點。

篇3

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；軍事領(lǐng)域；效應(yīng)；影響

當物質(zhì)的尺寸小到0.1～100納米時，物質(zhì)屬性會發(fā)生很大變化。如銅塊被加工成納米尺度的粉末，而后再壓成塊狀，其導(dǎo)熱速度是自然銅塊的數(shù)倍；很多物質(zhì)被加工到納米尺度后，其導(dǎo)電性和光吸收能力提高數(shù)倍等等。研究這些現(xiàn)象的技術(shù)被稱為納米技術(shù)[1]。先進的技術(shù)總是最先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，納米技術(shù)也是如此。當這種技術(shù)剛剛興起時，世界各主要軍事大國便相繼制定了繁多的軍用納米技術(shù)項目。他們認為，在未來的戰(zhàn)爭中，納米技術(shù)將極大地改善戰(zhàn)場偵察和戰(zhàn)場指揮手段，并加速武器裝備小型化、信息化和一體化進程，甚至改變未來戰(zhàn)爭的模式[2]。

1 納米技術(shù)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用所產(chǎn)生的積極作用

納米技術(shù)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用，將有效地提升指揮系統(tǒng)的性能、改進偵察技術(shù)手段、增強武器裝備的作戰(zhàn)效能和降低士兵傷亡率[3-4]。

1.1 提升指揮系統(tǒng)的性能

高性能的計算機是軍隊指揮系統(tǒng)中不可或缺的硬件設(shè)施。采用納米技術(shù)制造的電子器件，具有更高效的信息接收、處理和發(fā)送能力，且其并行能力強。以此作為核心的計算機，在處理大量信息的同時能夠保證指令安全、準確、迅捷地發(fā)送到作戰(zhàn)人員計算機中。

1.2 改進偵察技術(shù)手段

納米技術(shù)可用于制造微型衛(wèi)星和納米衛(wèi)星。微型衛(wèi)星、納米衛(wèi)星易發(fā)射，體積小、重量輕，生存能力強且研發(fā)費用低。多星組成衛(wèi)星網(wǎng)，即可實現(xiàn)對地球表面的覆蓋。它還可用于制造微型偵察設(shè)備獲取戰(zhàn)場信息。與普通武器相比，納米技術(shù)制造的武器更具有穿透性和偽裝性。另一方面納米技術(shù)使得對目標的監(jiān)控更快、更具有選擇性[5]。

1.3 增強武器裝備的作戰(zhàn)效能

1.3.1 提高武器裝備的防護性能和攻擊性能

納米陶瓷耐沖擊且具有很高的韌性，可用于制造軍用車輛的發(fā)動機和對抗沖擊性要求高的槍炮襯管；納米微?？梢杂行У匚针姶挪ê图t外波，可用于制造雷達波和紅外波兼容的隱形材料，使武器裝備的隱身性能更佳[6]。一些納米微粒如鎳納米微?？梢灾瞥纱呋瘎?，使彈藥的燃燒效率提高數(shù)倍，提高了導(dǎo)彈等的飛行速度和貫穿能力；利用納米技術(shù)可以對石油燃燒和炸藥爆炸進行精確控制，可應(yīng)用于小規(guī)模定量定向爆破[7]。

1.3.2 促進武器裝備的小型化

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，量子器件越來越多地取代大規(guī)模集成電路，復(fù)雜的電子系統(tǒng)完全可以集成在一塊芯片上，成倍地縮小武器裝備的重量和功耗[9]，使目前需車載的電子戰(zhàn)系統(tǒng)縮小到可由單兵攜帶使用。隨著科技的進步，“麻雀”衛(wèi)星、“米?！闭◤棥ⅰ靶〔荨碧綔y器等等，都將慢慢成為現(xiàn)實。

1.3.3 提升武器裝備的智能化

利用納米技術(shù)可以制造出微型的電腦和感應(yīng)器，更好地感應(yīng)、識別并做出反應(yīng)。利用納米技術(shù)制造的輪胎，能夠隨時進行表面感應(yīng)并自動調(diào)整壓力利于行軍；利用納米材料制造潛艇的蒙皮，可以靈敏地感受水流、水溫、水壓等細微的變化，還能根據(jù)水波的變化提前察覺來襲的魚雷，使?jié)撏Ъ皶r做規(guī)避機動[7]。

1.4 減少士兵傷亡

士兵的傷亡數(shù)量是一場戰(zhàn)爭成敗的主要標準之一，降低有生力量傷亡率一直是各國軍界追求的目標。納米技術(shù)的運用，無疑會起到重要作用。一方面，隨著納米技術(shù)的大量運用，機器人越來越多地投入戰(zhàn)斗，人類士兵參戰(zhàn)少，傷亡率必然會降低。

另一方面，納米材料的運用能夠為戰(zhàn)場上的士兵提供更好的保護。如：用碳納米管制成的盔甲輕巧堅固，可以減少轟炸和輕武器攻擊給士兵造成的傷害；一些納米氧化物還有抑制紅外輻射等數(shù)種功能，做成的制服對人體釋放的中紅外頻段紅外線有屏蔽作用，更有利于隱藏自身[8-9]。納米復(fù)合抗菌材料具有耐水、耐酸堿、耐洗滌、光照不老化、廣譜抗菌等特點，用于醫(yī)用紡織品中，可以減少野戰(zhàn)士兵的交叉感染和病菌傳播，減少戰(zhàn)斗人員傷亡率[10]。

2 納米技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域?qū)ξ磥響?zhàn)爭產(chǎn)生的深遠影響[4]

納米技術(shù)會在一定程度上改變未來戰(zhàn)爭的形態(tài)，對未來戰(zhàn)爭產(chǎn)生深遠影響。

2.1 探測打擊能力增強， 未來戰(zhàn)爭將更具突然性。納米偵察設(shè)備將從多維空間對地展開全方位、多層次的偵察，其更先進的偵察技術(shù)和更多樣的偵察手段，使偵察預(yù)警能力得到極大的提高。納米超微顆粒的吸波性能，為兵器的隱身提供了技術(shù)支持[11-12]；超微型和智能化的明顯優(yōu)勢也增加了攻防兵器的隱蔽性。透明的戰(zhàn)場加上高超的隱身術(shù)和隱蔽性，必將使戰(zhàn)爭更具突然性。

2.2 先進技術(shù)應(yīng)用較多，打擊目標為敵方指揮系統(tǒng)。未來戰(zhàn)爭中，打擊目標更多地轉(zhuǎn)向信息系統(tǒng)。直接打擊敵方的指揮系統(tǒng)，使敵方部隊在戰(zhàn)場上群龍無首寸步難行。

2.3 未來戰(zhàn)爭進行迅速，消耗將大幅減少。一方面，納米武器所用資源較少，成本相對低廉；另一方面，納米戰(zhàn)爭透明度高，戰(zhàn)爭尋求以快制勝和以科技制勝，不會進行到類似二戰(zhàn)的規(guī)模，消耗將大幅減少。

3 結(jié)束語

隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在軍事領(lǐng)域必將出現(xiàn)更多更先進的應(yīng)用，不可避免地影響著軍事斗爭準備和戰(zhàn)爭形態(tài)。我們期待著更好地掌握這門技術(shù)，為保家衛(wèi)國貢獻一份力量！

參考文獻

[1]王遠，廖瑞華.納米電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[J].微納電子技術(shù)，2003，40（11）：13-17.

[2]周國泰.高技術(shù)與高技術(shù)武器裝備[M].國防大學出版社，2005.

[3]趙向東.為納米技術(shù)“穿軍裝”-納米技術(shù)的軍事應(yīng)用及其影響[J].國防，2006，3：041.

[4]葉寧英，林浩山.神奇的納米技術(shù)與軍事革命[J].現(xiàn)代物理知識，2004，16（3）：36-38.

[5]梁薇，張科.精確制導(dǎo)武器發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)[J].火力與指揮控制，2009，33（12）：5-7.

[6]劉麗.納米材料紅外吸收特性研究[D].首都師范大學，2004

[7]胡凱.納米金屬氧化物對AP復(fù)合推進劑的催化研究[J].飛航導(dǎo)彈，2012，8：023.

[8]周德儉.納米技術(shù)在電子與軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].電子機械工程，2005，20（6）：25-30.

[9]田春雷，李文釗，高俊國.裝備防護中的納米材料[J].包裝工程，2008（9）.

[10]段月琴，孫永昌，王玉紅，等.納米復(fù)合抗菌面料的研制及其抗菌性能[J].天津冶金，2005（1）：44-45.

篇4

【關(guān)鍵詞】納米材料；納米技術(shù)；應(yīng)用

有人曾經(jīng)預(yù)測在21世紀納米技術(shù)將成為超過技術(shù)和基因技術(shù)的“決定性技術(shù)”，由此納米材料將成為最有前途的材料。世界各國相繼投入巨資進行，美國從2000年啟動了國家納米計劃，國際納米結(jié)構(gòu)材料會議自1992年以來每兩年召開一次，與納米技術(shù)有關(guān)的國際期刊也很多。

一、納米材料的特殊性質(zhì)

納米材料高度的彌散性和大量的界面為原子提供了短程擴散途徑，導(dǎo)致了高擴散率，它對蠕變，超塑性有顯著，并使有限固溶體的固溶性增強、燒結(jié)溫度降低、化學活性增大、耐腐蝕性增強。因此納米材料所表現(xiàn)的力、熱、聲、光、電磁等性質(zhì)，往往不同于該物質(zhì)在粗晶狀態(tài)時表現(xiàn)出的性質(zhì)。與傳統(tǒng)晶體材料相比，納米材料具有高強度——硬度、高擴散性、高塑性——韌性、低密度、低彈性模量、高電阻、高比熱、高熱膨脹系數(shù)、低熱導(dǎo)率、強軟磁性能。這些特殊性能使納米材料可廣泛地用于高力學性能環(huán)境、光熱吸收、非線性光學、磁記錄、特殊導(dǎo)體、分子篩、超微復(fù)合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結(jié)助劑、劑等領(lǐng)域。

（一）力學性質(zhì)

高韌、高硬、高強是結(jié)構(gòu)材料開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強度與粒徑成反比。納米材料的位錯密度很低，位錯滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其臨界位錯圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納迷材料中位錯滑移和增殖不會發(fā)生，這就是納米晶強化效應(yīng)。金屬陶瓷作為刀具材料已有50多年，由于金屬陶瓷的混合燒結(jié)和晶粒粗大的原因其力學強度一直難以有大的提高。應(yīng)用納米技術(shù)制成超細或納米晶粒材料時，其韌性、強度、硬度大幅提高，使其在難以加工材料刀具等領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。使用納米技術(shù)制成的陶瓷、纖維廣泛地應(yīng)用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環(huán)境下使用。

（二）磁學性質(zhì)

當代機硬盤系統(tǒng)的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下，感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應(yīng)為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達50%，可以用于信息存儲的磁電阻讀出磁頭，具有相當高的靈敏度和低噪音。巨磁電阻效應(yīng)的讀出磁頭可將磁盤的記錄密度提高到1.71Gb/cm2。同時納米巨磁電阻材料的磁電阻與外磁場間存在近似線性的關(guān)系，所以也可以用作新型的磁傳感材料。高分子復(fù)合納米材料對可見光具有良好的透射率，對可見光的吸收系數(shù)比傳統(tǒng)粗晶材料低得多，而且對紅外波段的吸收系數(shù)至少比傳統(tǒng)粗晶材料低3個數(shù)量級，磁性比FeBO3和FeF3透明體至少高1個數(shù)量級，從而在光磁系統(tǒng)、光磁材料中有著廣泛的應(yīng)用。

（三）電學性質(zhì)

由于晶界面上原子體積分數(shù)增大，納米材料的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）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫侖堵塞效應(yīng)制成的納米器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現(xiàn)出很好的晶體三極管放大特性。并根據(jù)低溫下碳納米管的三極管放大特性，成功研制出了室溫下的單電子晶體管。隨著單電子晶體管研究的深入進展，已經(jīng)成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。

（四）熱學性質(zhì)

納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲熱材料、納米復(fù)合材料的機械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對太陽光有強烈的吸收作用，從而有效地將太陽光能轉(zhuǎn)換為熱能。

（五）光學性質(zhì)

納米粒子的粒徑遠小于光波波長。與入射光有交互作用，光透性可以通過控制粒徑和氣孔率而加以精確控制，在光感應(yīng)和光過濾中廣泛。由于量子尺寸效應(yīng)，納米半導(dǎo)體微粒的吸收光譜一般存在藍移現(xiàn)象，其光吸收率很大，所以可應(yīng)用于紅外線感測器材料。

（六）生物醫(yī)藥材料應(yīng)用

納米粒子比紅血細胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由運動，如果利用納米粒子研制成機器人，注入人體血管內(nèi)，就可以對人體進行全身健康檢查和，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物等，還可吞噬病毒，殺死癌細胞。在醫(yī)藥方面，可在納米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的輸運更加方便。

二、納米技術(shù)現(xiàn)狀

在歐美日上已有多家廠商相繼將納米粉末和納米元件產(chǎn)業(yè)化，我國也在國際環(huán)境下創(chuàng)立了一（下轉(zhuǎn)第37頁）（上接第26頁）些影響不大的納米材料開發(fā)公司。美國2001年通過了“國家納米技術(shù)啟動計劃（NationalTechnologyInitiative）”，年度撥款已達到5億美圓以上。美國戰(zhàn)略的重點已由過去的國家通信基礎(chǔ)構(gòu)想轉(zhuǎn)向國家納米技術(shù)計劃。布什總統(tǒng)上臺后，制定了新的納米技術(shù)的戰(zhàn)略規(guī)劃目標：到2010年在全國培養(yǎng)80萬名納米技術(shù)人才，納米技術(shù)創(chuàng)造的GDP要達到萬億美圓以上，并由此提供200萬個就業(yè)崗位。2003年，在美國政府支持下，英特爾、蕙普、IBM及康柏4家公司正式成立中心，在硅谷建立了世界上第一條納米芯生產(chǎn)線。許多大學也相繼建立了一系列納米技術(shù)研究中心。在商業(yè)上，納米技術(shù)已經(jīng)被用于陶瓷、金屬、聚合物的納米粒子、納米結(jié)構(gòu)合金、著色劑與化妝品、元件等的制備。

目前美國在納米合成、納米裝置精密加工、納米生物技術(shù)、納米基礎(chǔ)等多方面處于世界領(lǐng)先地位。歐洲在涂層和新儀器應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位。早在“尤里卡計劃”中就將納米技術(shù)研究納入其中，現(xiàn)在又將納米技術(shù)列入歐盟2002——2006科研框架計劃。日本在納米設(shè)備和強化納米結(jié)構(gòu)領(lǐng)域處于世界先進地位。日本政府把納米技術(shù)列入國家科技發(fā)展戰(zhàn)略4大重點領(lǐng)域，加大預(yù)算投入，制定了宏偉而嚴密的“納米技術(shù)發(fā)展計劃”。日本的各個大學、研究機構(gòu)和界也紛紛以各種方式投入到納米技術(shù)開發(fā)大潮中來。

在上世紀80年代，將納米材料列入國家“863計劃”、和國家基金項目，投資上億元用于有關(guān)納米材料和技術(shù)的研究項目。但我國的納米技術(shù)水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50多個大學20多家研究機構(gòu)和300多所企業(yè)從事納米研究，已經(jīng)建立了10多條納米技術(shù)生產(chǎn)線，以納米技術(shù)注冊的公司100多個，主要生產(chǎn)超細納米粉末、生物化學納米粉末等初級產(chǎn)品。

三、前景展望

經(jīng)過幾十年對納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學家已經(jīng)能夠在實驗室操縱單個原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。納米技術(shù)的應(yīng)用研究正在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤4大領(lǐng)域高速發(fā)展?？梢灶A(yù)測：不久的將來納米金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復(fù)合物、納米光子晶體將應(yīng)運而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學組裝機將投入應(yīng)用；分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機器人、集成生物化學傳感器等將被研究制造出來。

納米技術(shù)目前從整體上看雖然仍然處于實驗研究和小規(guī)模生產(chǎn)階段，但從的角度看：上世紀70年代重視微米科技的國家如今都已成為發(fā)達國家。當今重視發(fā)展納米技術(shù)的國家很可能在21世紀成為先進國家。納米技術(shù)對我們既是嚴峻的挑戰(zhàn)，又是難得的機遇。必須加倍重視納米技術(shù)和納米基礎(chǔ)理論的研究，為我國在21世紀實現(xiàn)騰飛奠定堅實的基礎(chǔ)。整個人類將因納米技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化而產(chǎn)生根本性的變革。

篇5

[關(guān)鍵詞] 納米技術(shù) 體育 道德

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米材料的光、電、熱、磁等物理性質(zhì)與常規(guī)材料不同，出現(xiàn)諸多新奇特性和優(yōu)良性能，在材料、電子、光電等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代體育運動是隨著科學技術(shù)的進步而發(fā)展的，現(xiàn)代科學技術(shù)及其成果在體育運動中的廣泛滲透與應(yīng)用，給體育運動帶來勃勃生機。在現(xiàn)代體育中，納米技術(shù)越來越多的應(yīng)用于運動器材和裝備中。根據(jù)著名商業(yè)經(jīng)濟雜志《Forbes》2003和2004年十大納米產(chǎn)品統(tǒng)計，醫(yī)用清潔類、服裝紡織類的許多產(chǎn)品都率先為運動員所用，與體育運動相關(guān)的納米產(chǎn)品幾乎占據(jù)50％。

一、以減阻作用為主的產(chǎn)品

涉及減阻作用的產(chǎn)品，主要是那些速度競爭的項目。如2000年奧運會上的“Fastskin泳衣”是以聚四氟乙烯為主的材料制成。研制這種泳裝的目的是要減少人體與水的運動阻力，并通過彈性材料使運動員更合理地分配肌肉和關(guān)節(jié)的負荷，更容易產(chǎn)生運動動力。運動船艇減阻涂層是以強疏水光固化含氟蠟為基質(zhì)材料，將納米粒子通過表面修飾和特殊工藝處理，使之均勻分散于基質(zhì)蠟中形成的。

二、以減少重量、增加性能等綜合作用的產(chǎn)品

在球拍中，網(wǎng)球拍、羽毛球拍、乒乓球拍已經(jīng)率先采用納米技術(shù)，它們在減輕球拍重量的前提下，增加其性能，如彈性、耐用度、手感等;而自行車、跑鞋作為實現(xiàn)最快速度的裝備，則要求以重量輕，抗沖撞能力強為前提。如2005年環(huán)法自行車賽上，瑞士Phonak隊的運動員騎著車架中含有碳納米管的自行車參與比賽，這款自行車車架重不到一公斤，并且具有很好的剛性與強度。

三、以增強彈性或增加牢度為主的產(chǎn)品

在田徑比賽中，跑道的好壞往往決定徑賽運動員的成績，納米跑道是在傳統(tǒng)的制造跑道的材料――聚氨酯中加入一定比例的納米粉體得到的納米聚氨酯，經(jīng)過實驗對比，納米跑道不但秉承了一般聚氨酯塑膠的特點，而且有更佳的耐磨、阻燃及防霉性能。其優(yōu)良的回彈值及壓縮復(fù)原性更是備受運動員推崇，在納米跑道中比賽，運動員會有更愜意的感覺，可創(chuàng)造出更優(yōu)異的成績。撐桿跳用的撐桿從過去竹竿到玻璃鋼尼龍，再到現(xiàn)在的納米碳纖維材料，已使世界紀錄提升了2米多。這些以增加比賽器械彈性作用的新材料為比賽的精彩程度增添了科技含量。

四、以疏水作用為主的產(chǎn)品

用納米技術(shù)處理過的疏水織物面料不僅有超疏水、疏油的作用，而且能保持原有織物的任何特性與特征。這種疏水層可以減弱紡織品表面張力，從而促成水珠形成從織物表面滑落，而不是被織物吸收，但水蒸氣和熱量卻可以暢通無阻地通過此面料，排出體外。在這些疏水產(chǎn)品中，以滑雪服在競技體育中應(yīng)用最為普遍，倘若賽艇、皮劃艇等水上項目運動員身著納米防水服,冬日訓練便不用忍受濕衣冷衫之苦。

五、以防護和保健作用為主的產(chǎn)品

納米藥物在醫(yī)學領(lǐng)域中具有極其重要的地位，在提高藥物的生物利用度、減少副作用等方面起著十分重要的作用。納米中藥由于小的粒徑和大的選擇吸附能力,可能有更強的穿透能力，從而使更多的納米中藥穿透皮膚屏障,進入血液循環(huán)。

總之，隨著納米科技的不斷發(fā)展，如何將納米科技真正用于體育運動，使運動員的運動能力和技術(shù)水平得到更充分的發(fā)揮，運動成績的提高更加有保證已經(jīng)成為研究重點。然而，人類對納米材料的認識尚屬起步階段，對它可能對機體產(chǎn)生的潛在危害方面卻缺乏足夠的重視,世界范圍內(nèi)還沒有任何研究機構(gòu)對納米材料進行過安全性評價，納米技術(shù)的不合理使用存在影響運動員的身心健康,違背奧林匹克精神和體育倫理道德的潛在危險。例如，納米藥物由于小的粒徑可以穿透皮膚屏障,進入血液循環(huán)，發(fā)揮比常規(guī)藥物更好的功效，但是反過來，藥物粒徑變小后它的毒副作用也得到不同程度的增大，現(xiàn)已證實常規(guī)藥物被納米顆粒物裝載后,急性毒性、細胞毒性、腎毒性等明顯增強。器材的高科技化可能會削弱運動員在競技體育中的主體地位，從而變相剝奪運動員的競賽權(quán)利、若運動成績的提高在較大程度上依賴于器械和服裝的高科技化，可能會帶來一些新的不公平、器材作弊也可能會成為興奮劑的另一種表現(xiàn)形式。因此競技體育在充分享受納米技術(shù)帶來巨大恩惠的同時,也面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。必要全面、客觀、公正審視納米技術(shù)，為納米時代競技體育的健康穩(wěn)定發(fā)展提供理論上的依據(jù)，順應(yīng)奧運會提出的更干凈、更人性、更團結(jié)這一精神。

參考文獻：

[1]余衛(wèi)東胡燕王開利卞志昕閻逢元任玉枝周志勇:納米技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用[J].體育科研,2006,27(3):33～35

[2]李馬仁:納米技術(shù)與中國競技體育的發(fā)展[J].哈爾濱體育學院學報,2006,24(4):4～5

[3]譚蕾劉小湘:現(xiàn)代奧林匹克運動的科技化趨勢[J].遼寧體育科技,2005,27(3):13～14

[4]任玉枝王開利余衛(wèi)東周志勇鄭樊慧:納米拒水、抗菌技術(shù)在競技運動服裝中的應(yīng)用研究[J].體育科研,2006,27(3):36～38

[5]徐紅梅:現(xiàn)代生物技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展對競技體育的影響[J].南京林業(yè)大學學報(人文社會科學版),2005,5(4): 124～125

篇6

【關(guān)鍵詞】納米纖維；納米塑料；納米技術(shù)發(fā)展

1 引言

目前，我們主要朝著兩個方向來發(fā)展納米技術(shù)，他們分別是開發(fā)新材料，如巴基球以及納米管等等，和運用新科技來減少現(xiàn)在正在使用的材料，例如金屬氧化物的用量等等。一些含有氟聚合物和特種復(fù)合材料中已經(jīng)慢慢運用到了碳納米管，除此以外，鈦白粉和粘土以及SiO2等之中也運用到了納米技術(shù)。納米氧化物和材料、納米粘土以及碳納米管市場都是納米材料市場的組成部分。德固薩公司是一家以生產(chǎn)先進的納米氧化鈰、氧化銦以及氧化鋅為名的公司，它在2004年到2008年之間投資在納米研究領(lǐng)域有2500萬美元。密歇根大學目前正在跟比較前沿的巴斯夫公司合作，研究開發(fā)納米立方體。這種立方體在中壓時可以吸附氫氣，在釋放壓力時又可以放出氫氣，它是由含有苯和本基因有機體以及氧化鋅分子組合而成的多孔結(jié)構(gòu)。其實，目前已經(jīng)有多家公司開始從事聚合物納米技術(shù)的研究，并且還出產(chǎn)了許多商業(yè)化產(chǎn)品。

2 化工中如何運用納米技術(shù)

2.1 開發(fā)運用碳納米管

運用碳納米管，我們可以制成儲氣能力極強的儲氫材料，然后將它運用于燃料電池等領(lǐng)域。除此外，碳納米管還可以制成具備高強度的碳Z-T-維材料以及將它作為增強填料形成各種復(fù)合材料。如果再大氣中制取因，則可以大大地降低費用，這是日本豐橋（Toyohashi）技術(shù)科學大學與Futaba公司以及Tokai碳素公司聯(lián)合開發(fā)研究出來的新方法。如果用200-300A的20V直流電在兩個石墨電極之間，便會產(chǎn)生電弧，在這種情況下，陽極是不斷地消耗的，在4000-10 000K下快速蒸發(fā)時候，電弧噴射便產(chǎn)生了。如果將電弧噴射快速急冷，讓它到冷卻板上，我們就可以得到納米碳顆粒了，這種產(chǎn)物越有30%納米管[3]和約70%碳顆粒凝聚體。碳納米管可以用于生產(chǎn)高性能塑料的蓄電池、燃料電池電極材料以及電子元件和增強材料，目前，世界上擁有著最大規(guī)模的碳納米管生產(chǎn)裝置的公司就是日本三井化學公司，它的生產(chǎn)能力為120t/d 。美國西南納米技術(shù)公司和大陸菲利普斯合作，它們的目標市場之一是應(yīng)用于塑料參混物，現(xiàn)在正在不斷加快低成本碳納米管的商業(yè)化步伐。美國公司zeyo第一次提出了大大提高材料的導(dǎo)電和力學性能，可用于改性聚氨酯的單壁碳納米管和多壁碳納米管添加劑產(chǎn)品。我國的碳納米管技術(shù)也是列于世界前位的，目前我國清華南風納米粉體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化啊工程中心的碳納米管批量生產(chǎn)技術(shù)在國際上是最高的。

2.2 納米催化劑

根據(jù)商務(wù)通訊公司的報道，在全球，納米催化劑的市場資金將會越來越多，應(yīng)用領(lǐng)域也將會越來越大，其包含有煉油和石化行業(yè)、化學和醫(yī)藥領(lǐng)域、食品加工和環(huán)保領(lǐng)域等等。納米的催化性能以及吸附能得到了不斷增強，這是由于納米的表面積不斷增大以及納米微粒粒徑不斷減小的后果，除此之外，正是由于這些獨特的效應(yīng)，使得一些原來不能反應(yīng)的能夠進行反應(yīng)了，而且也使得能反應(yīng)的反應(yīng)效率得到提高，有效地控制了反應(yīng)效率。瑞士技術(shù)研究院開發(fā)了一種可應(yīng)用于環(huán)氧化反應(yīng)，并且低費用、高效的納米顆粒二氧化鈦，這就是二氧化硅催化劑。與穿透的環(huán)氧化催化劑相比，此種基于相同的材料但產(chǎn)生副產(chǎn)物很少的催化劑能夠大大地提高轉(zhuǎn)化率。所謂的環(huán)氧化物，就是生產(chǎn)表面活性劑、許多聚合物以及醫(yī)藥的關(guān)鍵中間體。

2.3 納米復(fù)合材料

由于納米粒子具備著量子尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)以及小尺寸效應(yīng)，這些 效應(yīng)和聚合物耐腐蝕卻容易加工以及密度小的特點結(jié)合以后，就使得他們能夠成為和常規(guī)不同的復(fù)合材料。它們分別包括了有納米塑料、輪胎納米聚合物、納米功能性纖維等。因為聚合物納米復(fù)合材料的快速崛起，所以傳統(tǒng)的塑料產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了新的力量，聚合物復(fù)合材料提高了傳統(tǒng)材料的性能，體現(xiàn)了更加優(yōu)異的綜合性能。除此之外，納米聚合物在輪胎中的運用能夠起到節(jié)省能源的作用。意大利Nova—mont公司與別的公司合作，開發(fā)出能夠大大減少輪胎滾動阻力的淀粉聚合物。最后，納米技術(shù)的進步還使得功能性聚酯等纖維應(yīng)用了納米材料，得到進步。一些含有納米材料的功能性纖維陸續(xù)出現(xiàn)，其中能夠防輻射、變色、抗菌等等功能引起了人們的關(guān)注。

2.4 納米材料在石油工業(yè)的應(yīng)用展望

納米材料在油田開發(fā)和石油化工方面都得到了應(yīng)用。為了能夠解決好低參透油田的注水開采的最終采收率低和開采速度慢的問題，我國在實際注入過程中采用了新型降壓注水劑納米聚硅材料。實際證明，這種材料能夠提高低滲透壓注水井的吸水功能。除此之外，又因為納米表面積很大而且表面活性中心也多，所以它也是一種很好的催化材料。如果把一般的鉑、鎳、鐵等金屬催化劑制成納米微粒的話，納米它就可以大大地改善催化效果。

2.5 納米材料

俄羅斯科學家曾經(jīng)將納米合金粉末和納米銅粉末加到油中，可是使得油的使用壽命延長，而且性能得到十倍以上的提高，降低磨損率。目前，油田現(xiàn)場的油氣井在完井時套管的管扣劑普遍采用的是黃油或是絲扣油，但是這種油經(jīng)常會出現(xiàn)咬扣的現(xiàn)象，除此之外，這兩種油的減摩效果也不是很理想，所以卸扣和上扣的勞動強度也得到增強。針對套管和油管目前正在使用的絲扣油具有的缺點，根據(jù)納米材料低彈性模量以及硬度大的特點，和納米粒子抗磨特征，為了能夠達到減小上卸扣的困難以及避免咬扣或是粘扣的目標，提出了把納米粒子加入在先有絲扣油中作為添加劑的建議。

2.6 存在的問題與發(fā)展方向

盡管納米材料有著非常好的發(fā)展前景，但是我們也要認識到許多方面到目前為止也是美好的想象或者還處于試驗階段，必須還要解決離實際應(yīng)用之路上的很多問題。

首先，雖然功能性納米材料的成本算是比較低的，但是目前我們制備工藝還大多處于實驗室階段，所以納米技術(shù)發(fā)展存在的一個關(guān)鍵問題是工業(yè)化設(shè)備問題。其次，其材料形式也是作為催化劑的納米材料的一個很重要的問題。如果直接用顆粒存于反映體系之中，那我們就必須考慮它的回收難易性和活性再生難以及抗污染性等問題。還有就是在目前的水平中，納米二氧化鈦燈光催化劑的催化效率還處于比較低的水平，因為它僅僅只能利用波長低于400nm的太陽光。最后，納米粒子在基礎(chǔ)油中必須均勻、穩(wěn)定地分散，這是它作為油添加劑被應(yīng)用的前提。我們相信這些難題將會隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)張都會慢慢得到解決，納米材料也會在應(yīng)用中顯示它的無比優(yōu)越性。

篇7

關(guān)鍵詞：機械材料；鋁合金；等溫淬火球墨鑄鐵；納米材料

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.237

1 引言

隨著國內(nèi)外機械工業(yè)的飛迅發(fā)展，機械材料的市場需求大大提升。性能好運用廣泛的機械材料市場發(fā)展迅速，例如：鋁合金、納米材料等，都有很好的市場前景。

2 幾種機械材料

2.1 鋁合金

（1）鋁合金的性能。鋁合金密度低，強度比較高，接近優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。

（2）鋁合金在機械方面的運用。鋁合金的運用十分廣泛，尤其是運用于各種機械類零器件，各類飛機、人造地球衛(wèi)星和空間探測器都是以鋁合金作為主要結(jié)構(gòu)材料，例如：發(fā)射“阿波羅”號飛船的“土星”5號運載火箭。

（3）鋁合金的市場前景。近幾年，隨著市場競爭優(yōu)勝劣汰機制作用的進一步發(fā)揮，中國鋁合金工業(yè)在總量快速增長的同時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯的變化，產(chǎn)業(yè)開始逐漸走向成熟。目前，中國鋁合金型材工業(yè)已經(jīng)跨越了以數(shù)量增長為特征的初級發(fā)展階段，初步進入了以提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、豐富產(chǎn)品種類、依靠綜合實力參與市場競爭的新階段。

2.2 等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）

（1）等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）的性能特點。等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）是一種高性能的金屬材料，它是由優(yōu)質(zhì)球墨鑄鐵經(jīng)等溫淬火熱處理后獲得的，具有良好的綜合力學性能，是鑄鋼、鑄鋁、焊接件和鍛鋼件的理想替代材料。

（2）等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）的在機械方面運用。依據(jù)目前國內(nèi)ADI的生產(chǎn)狀況，可將產(chǎn)品大致分為以下幾大類：1）普通耐磨件。此類產(chǎn)品多用于礦山、建筑、農(nóng)業(yè)等抗磨零件，主要利用其高硬度、高抗磨性并且具有較好的沖擊韌度；2）機械承載構(gòu)件。此類產(chǎn)品多用于汽車、農(nóng)業(yè)機械等要求耐磨及沖擊韌性的零件。主要發(fā)揮了ADI高強度、高耐磨性，零件質(zhì)量與抗拉強度比值低等性能特點；3）高性能、高精度要求且為大批量生產(chǎn)，要求穩(wěn)定性好的重要構(gòu)件。

（3）等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）的市場前景。ADI材料由于具有優(yōu)良的綜合力學性能，成為2l世紀人們關(guān)注的熱點材料。目前，在國內(nèi)ADI正被工程設(shè)計人員所認可，ADI的生產(chǎn)技術(shù)已被部分熱處理人員掌握，國內(nèi)ADI熱處理專用爐的開發(fā)以及國際先進等溫熱處理爐的引進，可以斷定ADI的生產(chǎn)技術(shù)水平將逐步提高，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤貙?，產(chǎn)量將大幅增長。汽車工業(yè)是國外ADI應(yīng)用的主要部門，2010年至2015年，我國汽車產(chǎn)量從年產(chǎn)1826.47萬輛增加到2450萬輛，汽車產(chǎn)量的高速增長，為ADI的應(yīng)用提供了廣闊的潛在市場。

3 新型機械材料：納米材料

納米材料不僅是一種機械材料，它更是影響著各行各業(yè)，是當今世界上運用很廣的一種熱門材料，是世界各國材料研究的焦點。納米材料的性能優(yōu)于一般的材料，從而使其在機械工業(yè)中具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

對納米材料的結(jié)構(gòu)特性、性能特點、運用及市場發(fā)展前景進行如下分析：

3.1 納米材料的結(jié)構(gòu)特性

（1）納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑的變小而急劇增大，這使得粒子發(fā)生性質(zhì)上的改變；（2）隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)；

3.2 納米材料的性能特點

（1）高韌性、高硬度、高強度是納米材料得到廣泛發(fā)展的前提原因。當納米技術(shù)制成超細或納米晶粒材料時，其韌性、強度、硬度大幅度提高，使其在難以加工材料刀具等領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位，同時加快了機械工業(yè)的發(fā)展；（2）利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫倫堵塞效應(yīng)制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點；（3）納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值。這也使得納米材料在儲熱材料、納米復(fù)合材料的機械耦合性能運用方面有其廣泛的市場前景；（4）納米粒子的粒徑遠小于光波波長，由于量子尺寸效應(yīng)，使得納米材料也可以運用于紅外線感測器方面。

3.3 納米材料在機械工業(yè)方面的運用及市場發(fā)展前景

很多研究都表明納米材料將會給世界工業(yè)帶來巨大的變化，而且我國政府已經(jīng)明確提出了將新材料和納米技術(shù)的進展作為“十五”規(guī)劃中科技進步和創(chuàng)新的重要任務(wù)。這些年我國也在為研究納米材料不斷努力，現(xiàn)在納米技術(shù)運用于且便利于機械工程的不同方面，例如：微型納米軸承；納米分子電動機；微型機器人等等。

自從1990年7月在美國召開的第一屆國際納米科學技術(shù)會議上，正式宣布納米材料科學為材料科學的一個新分支開始，納米技術(shù)便一步一步進入人們的生活。而且納米技術(shù)運用到機械方面尤其是微型機械技術(shù)已經(jīng)成為21世紀研究的核心技術(shù)，納米材料在機械工程中改變甚至顛覆了傳統(tǒng)模式的運轉(zhuǎn)，顯示了其強大的科技含量。對于這些我們?nèi)孕枭钊胙芯?，以便納米技術(shù)更好地服務(wù)于國內(nèi)機械工程領(lǐng)域，帶動國內(nèi)機械工業(yè)的發(fā)展。

4 總結(jié)

隨著經(jīng)濟發(fā)展的不斷加快，機械材料的市場逐漸打開，機械材料也越來越受到人們的關(guān)注，特別是像納米材料這類新型機械材料，給機械工業(yè)帶來了巨大便利。相信在不斷研究與探索下，機械材料會給人們的生活帶來更大的變化。

參考文獻：

[1]邊泊乾，王紹勤.等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）在國內(nèi)市場的機遇[J].2008全國耐磨材料暨水泥礦山應(yīng)用技術(shù)交流會.

[2]夏勇譯，曾藝成校.等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）在中國內(nèi)市場的機會[J].中國鑄造裝備與技術(shù)，1006-9658（2006）01-4.

篇8

在紡織領(lǐng)域，納米技術(shù)可能會帶來怎樣的威脅呢?北卡羅來納州立大學(NCSU)紡織領(lǐng)域的助理教授HoonJoo Lee認為，紡織品中的納米技術(shù)會非常危險，顯而易見的原因是紡織品的廣泛存在性?！俺顺缘氖澄?，與我們關(guān)系最密切的就是紡織品了，”她說，“我們一直在接觸織物。”

不是新生物

從一方面講，新生的納米技術(shù)世界對紡織品來說可能并不全是新生的。專家說，我們已經(jīng)生活在納米整理技術(shù)中好多年了，僅是沒有稱呼它們?yōu)榧{米整理而已?！昂芏嗉徔椪砑夹g(shù)一直都是納米――自從上世紀70年代第一次問世以來，它們就已經(jīng)達到納米級別了。只不過是最近它們才被用。納米’來描述。”杜邦的技術(shù)員RobetBuck指出。

“很多這樣的技術(shù)都不是新的。”James Delattre也同意這一觀點，他是Nanohorizons市場與產(chǎn)品開發(fā)部的副總裁，“消光劑應(yīng)用在聚酯產(chǎn)品中已經(jīng)有幾十年了，它就是納米級別的。使用納米技術(shù)的紡織品并不能都被印上新材料的標志?！?/p>

定

義納米

最近，這個術(shù)語的意義偏離了其“小于100納米”的嚴格定義，而變成了相對寬松的“特別的小”的意思。

“‘納米’一詞更多地被用于銷售用語中，而很少代表其真正的納米尺寸的意思?！盨tephen Coulson介紹，他是P2i的首席技術(shù)主管，“很多‘納米技術(shù)’的整理并非真正的納米――僅是達到微米的水平。”

“而且，只是作為納米級別的材料本身不必對風險有特別的擔心，”Buck說，“我們真正要確定的是這些材料是否因為其大小的原因而具有獨特的性能。而且如果是的話，我們需要確定的是，是否這些性能會帶來需要理解和控制的潛在風險?！?/p>

NCSU紡織學院的Peter Hauser教授介紹說，憑借等離子體技術(shù)應(yīng)用在織物上的納米厚度的涂層和個體的納米微粒是不同的?！叭藗儾]有暴露在個體的納米粒子下。”他說。Coulson也認為，納米涂層與平常的涂層相比沒有更多的風險，“我們的工序不能創(chuàng)造納米粒子，它只是非常薄，納米厚度而已”。

毒性

那么什么是風險呢?納米材料有多危險呢?它們對人類的毒性又如何?對環(huán)境呢?來自德克薩斯州立大學的Walt Trybula教授說，一個問題是，目前科學監(jiān)管機構(gòu)也不知道所有的答案，這在某種程度上是因為納米級的材料很難測量?！拔覀冃枰獙{米級的材料有更好的理解，”他提出，“我們需要按一定順序的量值來測量，這樣比目前最好的設(shè)備所得的結(jié)果要好?！?/p>

美國自然資源保護委員會(NRDC)的高級科學家Jennifer Sass警告說，正是這種使產(chǎn)品在納米級別更具有使用性能的特點，可能會使產(chǎn)品更具毒性，或更有生物利用度?！凹{米粒子不會必然地待在你放置它們的地方：它們會讓你驚詫的?！盩rybula說。

Thomas Stegmaier，在Denkendor啪紡織技術(shù)與工藝工程研究所(ITV)里負責紡織技術(shù)、表面整理和環(huán)境技術(shù)的研發(fā)。他說，概括納米材料的毒性表似乎是不可能的，因為不是所有的納米粒子都有相同的物理化學特性?！皩︼L險的評定來講，有兩個變量是關(guān)鍵性的：物質(zhì)的危害性以及生物在物質(zhì)中的暴露程度”。

stegmaier還指出，納米粒子暴露的途徑，如“吸入、皮膚接觸、口服、通過眼睛”等都應(yīng)該考慮到，并根據(jù)暴露的風險確定哪個是“最相關(guān)”的。綜合其他專家的研究，Stegmaier的研究提出，肺是吸收納米粒子的最關(guān)鍵器官。在超過130 m2的范圍內(nèi)，空氣傳播的納米粒子能夠沉積在肺部的氣體交換地帶，這里為血液提供的細胞壁非常薄，這樣納米粒子能夠通過血液循環(huán)，傳送到人體的很多地方。NCSU的環(huán)境和分子毒理學部的助理教授JamesJames C.Bonner也同意納米粒子“能夠到達肺的深處，并且(比起較大的粒子)更有毒性的潛在威脅”。

消費者安全

根據(jù)Lee的觀點，一些研究人員說，納米粒子很容易通過皮膚組織被吸收。一旦織物上的納米粒子被吸收進消費者的皮膚，就沒有什么能夠阻止它移動到人體的其他地方了?！凹{米粒子選擇其他的納米粒子，逐漸凝聚成更大的粒子，”Lee說道，“這樣會給人類的身體帶來問題：這種現(xiàn)象會在暴露后幾個月或者幾年后在血液中體現(xiàn)出來?！?/p>

然而，Hohenstein研究所的功能與護理部的首席科學家Jan Beringer認為，納米整理一應(yīng)用在織物上它就是安全的?！澳Σ?僅會)破壞較大的粒子――從這個觀點看，它們已經(jīng)不是納米粒子了，它們要大很多。一旦放入基體中，如織物，納米粒子就變成了基體的一部分。”Bonner也同意“如果納米粒子在基體中，它們就不會輕易地散失出來”的觀點。

另一方面，Lee發(fā)現(xiàn)，在洗滌測試中，“我們看見納米粒子的減少，所以我們知道它們到別的地方去了，但是不知道它們?nèi)チ四睦?，或什么時候離開的”，她說，“我們能測量減少量，但不清楚納米粒子的消失是由于洗滌的磨損，還是織物與皮膚的摩擦”。

勞動者的安全

消費者的暴露機會可能確實非常有限，但是這對在整理32U的勞動者來說就是另外一回事了?！皠趧诱弑┞对诩覫T序中，也在最終產(chǎn)品里?！盉onner說。

Bonner提到，美國國家職業(yè)安全和健康研究所(NIOSH)還沒有適當?shù)募{米粒子安全暴露水平的指南。Trybula說，美國職業(yè)安全和健康管理局(0SHA)目前對暴露在大量納米粒子中的情況也沒有適合的通行安全或標識措施。

Stegmaier提到，最近的大規(guī)模研究項目如“納米護理”特別調(diào)查了納米粒子對勞動者的威脅。一系列的與工業(yè)相關(guān)的納米粒子被測試并確定其毒性以及在生物機體中的結(jié)合作用?！凹{米護理研究得出了重要的結(jié)論：高劑量時，各種納米材料會引發(fā)炎癥：然而，這是對外來粒子的典型反應(yīng)，而不是對具體的納米粒子。沒有一種被測試的材料在低劑量的時候表現(xiàn)出嚴重的毒性或生物影響性”。

環(huán)境安全

篇9

化妝品作為一種特殊日用化工產(chǎn)品，由各種原料或添加劑經(jīng)過合理配方加工而成。因此，化妝品學也通常被認為是一門交叉性很強的綜合學科，其主要涉及物理、化學、生物、生理、化工工藝、化工工程機械、醫(yī)藥衛(wèi)生、材料等多種學科。因此，在化妝品產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)過程中，將納米技術(shù)科研成果轉(zhuǎn)化并應(yīng)用到新的化妝品產(chǎn)品中，能從根本上大大提高化妝品的性能、科技含量及市場競爭力。正因為如此，納米技術(shù)有望在未來的化妝品產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

納米無機材料在抗紫外線化妝品中的廣泛應(yīng)用，可以很好地克服有機紫外線吸收劑的缺點，提高物理防曬劑的防曬效果。

納米ZnO可采用固相反應(yīng)――高溫熱解法、均勻沉淀法等方法來制備。納米ZnO粉末顆粒尺寸可小于1nm，可見光可以穿過粉末顆粒，其特點是滲透性和分散能力強，在化妝品和個人護理用品的配制中能充分發(fā)揮防曬能力。納米ZnO在陽光、尤其是在紫外線的照射下，在水和空氣(氧氣)中能自行分解出自由移動的帶負電荷的電子，同時留下帶正電荷的空穴.這種空穴可以激活空氣中的氧變成活性氧，活性氧有極強的化學活性，能與包括細菌內(nèi)的有機物在內(nèi)的多種有機物發(fā)生氧化反應(yīng)，從而把大多數(shù)病菌和病毒殺死。據(jù)測定，納米ZnO的濃度為1％時，在5分鐘內(nèi)對金黃色葡萄球菌的殺菌率為98.86％，對大腸桿菌的殺菌率為99.93％。因此，在化妝品中添加納米ZnO，既能屏蔽紫外線，具有防曬功能，又能抗菌除臭。

納米SiOx為無機物，易于與化妝品其他組分配伍，無毒無味，不產(chǎn)生化學過敏。并且它本身是白色的，可以簡單地加以著色。尤其可貴的是，納米SiOx反射紫外線能力強，穩(wěn)定性好，被紫外線照射后不分解、不變色。也不會與配方中其他組分起化學反應(yīng)。因此。納米SiOx在防曬化妝品中得到了廣泛的應(yīng)用，目前，已經(jīng)成功地在染發(fā)油梳、油膏和防曬霜等產(chǎn)品中應(yīng)用納米SiOx，使得該類產(chǎn)品的性能獲得顯著的提高。

納米Ti02具有很好的散射和吸收紫外線的能力，它吸收紫外線的能力與顆粒尺寸密切相關(guān)。吸收波長為300nm的紫外線的最佳顆粒尺寸為50nm，波長增加時，最佳顆粒尺寸隨之增大，但吸收的絕對值減少。TiO2的顆粒尺寸越小，抗紫外線的能力越強.同時也有使皮膚增白的效果。在化妝品中適當增加納米TiO2的含量，可以顯著地提高防曬系數(shù)(SPF)，如含5％時SPF為15，含10％時SPF為30。納米TiO2防曬劑在UVB和UUVA處對紫外線的吸收都很強，其吸收效果遠好于有機紫外吸收劑。納米TiO2基于光催化反應(yīng)使有機物分解而具有抗菌效果.在水和空氣的體系中，它在陽光，尤其是紫外線的照射下能夠自行分解出自由移動的帶負電荷的電子和帶正電荷的空穴。發(fā)生一系列的化學反應(yīng)，形成電子一空穴對。吸附溶解在TiO2表面的氧俘獲電子形成O-2.而空穴則將吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成HO-，生成的原子氧和氫氧自由基都有很強的化學活性，特別是原子氧能與多數(shù)有機物反應(yīng)(氧化)，同時能與細菌內(nèi)的有機物反應(yīng)，生成CO2和H2O，從而在短時間內(nèi)殺死細菌。

防曬劑的選擇是防曬化妝品配方的核心所在。傳統(tǒng)的防曬化妝品往往使用有機化合物作為紫外吸收劑，但是，為了盡可能保護皮膚不接觸紫外線，必須提高其添加量，而這樣就會增加產(chǎn)品成本，降低產(chǎn)品的安全性。與傳統(tǒng)的防曬化妝品相比納米防曬化妝品有顯著的優(yōu)越性，體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.更強的防曬性能：將二氧化鈦及氧化鋅納米化、超細化，在粉體表面包覆具有親水、親油功能基團的表面化處理，以此提高粉體的適配性以及在不降低透明度的情況下顯著提高兩者的UvA屏蔽效果；

2.較弱的刺激性：傳統(tǒng)的有機防曬劑活性和刺激性較強，會對皮膚產(chǎn)生毒副作用，而納米無機材料克服了傳統(tǒng)配方的缺點，應(yīng)用非常安全；

篇10

關(guān)鍵詞：納米材料;制備方法;應(yīng)用

德國科學家H.Gleiter教授最先提出納米晶體材料這一概念，指的是晶粒尺寸在納米數(shù)量級（通常該尺寸<100nm）以下的超細材料，隨著時代的進步科技的不斷發(fā)展，人們對納米材料的概念也在不斷發(fā)生轉(zhuǎn)變，理解初期階段，它是指由納米超微顆粒通過壓制等方法形成的納米固體或具有一定厚度的薄膜，時至今日，廣義的納米材料是指在材料的三維尺度中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料[1]。

經(jīng)過時代的演變和發(fā)展，納米材料的概念一直演繹更新，國際上普遍認同凡是尺寸在納米數(shù)量級（1～100nm）或出現(xiàn)納米效應(yīng)的超細材料均可認為是納米材料，在納米材料中金屬納米粒子一直是人們關(guān)注的焦點，金屬納米粒子由于自身的獨特性， 在醫(yī)藥、光電、電子產(chǎn)業(yè)、熱學、生物信息等方面具有重要的應(yīng)用前景，在這些領(lǐng)域有許多新的突破和進展，如Frens采用不同濃度的檸檬酸鈉作為還原劑而得到了金納米顆粒系列，其粒徑范圍在 16～ 147nm[2];Nersisyam等利用溶膠-凝膠法制造銀納米粒子，通過使用不同的還原劑將銀納米粒子的范圍控制在20～50mm[3];王睿等利用乙二醇還原性，在對溶劑進行高溫加熱的情況下并施以光誘導(dǎo)作用將銀納米粒子的尺寸控制在50nm左右同時得到三角形和圓盤形兩種粒子形態(tài)[4]。除開金銀這些貴重金屬，對銅納米粒子的研究最近也掀起了一股熱潮，李延君等人通過對不同溫度和不同濃度試劑的調(diào)配在極性溶劑中制備了粒徑范圍在7～ 70nm的銅納米粒子[5]。

納米材料的晶粒尺寸一般在100nm以下數(shù)量級，在納米材料中晶粒的晶界呈多面性，而晶界的體積百分數(shù)往往和材料缺陷密度呈正比，體積百分數(shù)越大其缺陷密度越高，這種獨特的晶粒結(jié)構(gòu)使得納米材料相對于傳統(tǒng)材料呈現(xiàn)出許多的優(yōu)越性，它的奇特性能包括宏觀量子隧道效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、導(dǎo)電性好、力學性能優(yōu)異等等。

納米材料其實對我們每個人來說它并不陌生，自然界中就存在許多的天然的納米材料，比如牙齒、隕石等都是由納米顆粒組成，而如今大多數(shù)國家都將納米材料制作及技術(shù)發(fā)展作為重要的科研領(lǐng)域，它在某種程度上反應(yīng)了一個國家在材料領(lǐng)域的發(fā)展水平，時至今日，制備納米材料的方法多種多樣，例如機械研磨、物理粉碎、氣相沉積、溶膠法及真空冷凝等方法[6]。針對納米材料的制備方法按照其原理不同分法亦不相同：發(fā)生反應(yīng)的狀態(tài)不同主要分為干法（固體之間的反應(yīng)）和濕法（水溶液里進行的反應(yīng)）;原料存在的狀態(tài)不同亦可分為固相法（金屬鹽或金屬氧化物混合后通過煅燒的方法直接發(fā)生固相反應(yīng)）、氣相法（物質(zhì)在氣體的狀態(tài)下發(fā)生物理或化學反應(yīng)）與液相法（可溶性性鹽溶液通過蒸發(fā)、升華將金屬粒子結(jié)晶出來）;按制備手段也可分為化學法（沉淀法、相轉(zhuǎn)變法、氣溶膠反應(yīng)法等）、物理法（蒸汽冷凝法、電火花法、離子濺射法等）和綜合法（PECVD、LICVD等）。

這些方法各有所長各有所短，比如固相法利用熱分解原理得到的產(chǎn)物容易再次凝結(jié)成塊，需要重新粉碎、攪拌，增加了成本;物理粉碎法相對來說工藝簡單、低成本高產(chǎn)量，但是極易引入雜質(zhì)，造成產(chǎn)物質(zhì)量純度低;氣相法制備的納米顆粒純度較高，與之相應(yīng)的成本高，對納米顆粒的粒徑尺寸也有要求，這些制備方法既有優(yōu)勢也有自身的劣勢，而這些劣勢限制了納米材料的進一步發(fā)展。

納米材料作為材料科學領(lǐng)域的熱點焦點，納米技術(shù)也被國際公認為21世紀最具發(fā)展力的的科研領(lǐng)域，諾貝爾獲獎?wù)逨eyneman早年就預(yù)言：如果能在極小的尺度下對粒子進行重新組合排列，物質(zhì)就會顯示出不一樣的特性?，F(xiàn)在我們明白他所說的就是納米材料，通過對納米材料中超微顆粒結(jié)構(gòu)的變化得到的獨特性能解決科研領(lǐng)域中的許多難題，它的應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣泛的，以下列領(lǐng)域為代表：

陶瓷領(lǐng)域 納米技術(shù)在陶瓷中的應(yīng)用越來越流行，其原理是將納米尺度的陶瓷粉加入瓷釉中，改善傳統(tǒng)陶瓷性能，達到抗菌、自凈等功能，特別是在力學增強方面，如材料的硬度、強度、韌性等。傳統(tǒng)陶瓷的加工工藝離不開高溫，可是通過高溫燒結(jié)會增加材料的脆性，陶瓷的斷裂韌度會隨著脆性的增加而降低，這就使得傳統(tǒng)陶瓷具有易碎的特點，納米陶瓷材料所需要的溫度在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上可降低接近600℃，同時無需催化劑，大大降低了對材料品質(zhì)的污染，減少了能耗需要，納米陶瓷材料在較低的溫度下進行燒結(jié)，在保留陶瓷硬度的同時增加了它的韌性、彈性形變、耐腐蝕、耐高溫高壓等特點，新型的陶瓷甚至可以磨削，至此陶瓷材料遠離高能耗、易碎。

催化方向 納米技術(shù)廣泛的滲透到催化領(lǐng)域，納米催化的出現(xiàn)及關(guān)于它相關(guān)研究越來越受到更多人的重視，普通的催化劑對溫度有較高的要求，但是納米催化劑對溫度的要求較低的，通常在常溫后者低溫就可以進行，納米催化劑是超微顆粒，尺寸小，故高表面能高，發(fā)生反應(yīng)后其效果是普通催化劑的數(shù)十倍或百倍以上，例如金屬納米粒子Ni和Cu-Zn組成的催化劑與傳統(tǒng)的催化劑Ni相比對有機加氫的效率增長了10倍。

醫(yī)藥方面 納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用也有明顯的優(yōu)勢，可增加患者的療效，而納米技術(shù)在醫(yī)藥生產(chǎn)上的應(yīng)用可以使醫(yī)療技術(shù)更加細化，同時能研制出普通醫(yī)藥無法比擬具有特定功能的藥品，而一些具有納米技術(shù)的儀器在對疾病的診斷方面只需要患者極少的一點的血液，通過對蛋白質(zhì)、DNA的匹對就可確定出疾病，如果將納米粒子作為藥物載體，那么藥物就具有靶向作用，可以直擊病灶。使治療更加直接，而藥物產(chǎn)生的毒性也能明顯降低。

復(fù)合材料 復(fù)合材料由于其優(yōu)良的綜合性能而廣泛應(yīng)用于光電、航天材料、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域，而納米復(fù)合材料更具吸引力，現(xiàn)如今納米復(fù)合材料主要括納米聚合物基、納米碳管功能、納米鎢銅，例如Wu-Cu納米復(fù)合物具有較高的綜合性能，導(dǎo)電性能優(yōu)異，傳熱好，不易發(fā)生熱膨脹。（作者單位：重慶三峽學院機械學院）

參考文獻：

[1]張立德，牟繼美.納米材料和納米結(jié)構(gòu).第一版，北京科學出版社，2001年.

[2]Frens G. Regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions[J]. Nature：Physical Science，1973，241（105）：20-22.

[3]Nesisyan H H， Lee H， Son H T， et al. Materials Research Bulletin，2003，38：949-956.

[4]王睿，等.不同形態(tài)銀納米粒子的非線性光學特性.高等學?；瘜W學報.2012，33：149-152.