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納米材料行業分析范文1
1納米技術的相關概念和理論介紹
從單純的納米材料結構來看，納米材料主要在微觀分子、原子和宏觀物質中間的領域，我們只有詳細的認識什么是納米材料以及現階段納米技術發展的成果，才能更好的去分析和探究納米技術在機械工程領域的實際應用。我們可以簡單的認為納米材料科學是材料學的分支之一，我們也不能否認納米技術在人們日常生活中的廣泛應用和重要地位。這一科技突破成果的廣泛應用，改變了我國傳統機械工程的生產模式，為我國的機械工程發展和進步帶來了翻天覆地的變化。
1.1納米技術的定義
首先，我們必須明確的一點是，納米是一個長度單位，它的原稱是“毫微米”。我們通常所指的納米科技就是指研究結構尺寸在一至一百納米范圍內材料的性質和應用。這門學科不是獨立的、單一的存在，納米科學與技術和眾多的科學學科有著十分密切的關系，可以說，納米技術一直走在學科交叉領域的前沿。我們通常將納米科技分為三個研究方向，即納米材料、納米器件和納米尺度，這三個研究領域都是進行科技研究的重要領域。納米科技的根本目的就是利用納米的特殊性能去制造具有特殊功能的產品。納米技術在機械工程方面的應用意義重大，微型機械技術已經成為二十一世紀納米技術運用的核心，很多國家開始對納米技術進行了更深入的研究，旨在為機械工程的發展做出更大的貢獻。
1.2納米技術的主要內容
首先，納米材料主要包括制備和表征。我們通常希望通過利用納米尺度的結構，在不改變物質化學成分的前提下，去實現對材料基本性質的控制。其次，納米動力學主要是微型電動機械系統，它的英文簡稱是MEMS，即主要包括微機械和微電機。這種技術實際上是一種類似于集成電器設計和制造的新型工藝。它的最主要特點就是部件很小，雖然刻蝕的深度要求范圍在數十至數百微米，但是它的寬度誤差很小。這種技術有著很強的科研潛力，一旦研究的更加成熟，就會在實際的應用中帶來更好的經濟價值和利用價值。第三，納米生物學和納米藥物學，這種納米技術的應用也很廣泛，可以用自組裝的方法在細胞內放入零件以構成新的材料。最后，還有納米電子學，它主要包括基于量子效應的納米電子器件、納米結構的光或者電性質、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。這項技術可以滿足當前電子技術發展的主要趨勢。
1.3納米技術在機械行業中的發展前景
我們認為，納米技術作為科學研究中一項很重要的突破性成果，如果合理加以利用，能夠在機械行業中展示出很強的利用潛力，為企業的生產帶來更高的經濟價值。納米技術在機械行業中的應用范圍和應用程度有待擴大和加深，它的發展前景是十分廣闊的，我們必須看到納米技術的科研潛力和經濟價值，結合當前我國機械行業發展的現狀和在實際利用中出現的問題，不斷的進行研究和創新，深入的促進納米技術和機械行業的緊密結合。我們可以在機械行業的各個領域去應用納米技術，如：機械及汽車工業的滑配原件、射出成型時發生的粘模以及塑膠流道的低粘應用等。
2納米技術在機械工程中的應用
隨著科學技術的發展和社會經濟的不斷進步，納米技術在機械方面的應用最重要的一方面就是微型機械技術，許多國家對此進行了深入的研究，我們可以看到，納米技術在機械工程中的應用主要存在于微型納米軸承方面。這種技術深深的改變了傳統機械工程的發展模式。由于傳統軸承的體積較大，它的摩擦力只能夠靠來進行減少，但是這種方式并不能夠從根本上避免摩擦力帶來的問題。美國科學家通過研究，利用納米技術很好的解決了這一問題，他們研制出了一種微型納米軸承，這種軸承最大的優勢就是幾乎沒有摩擦并且其直徑僅僅是一個頭發直徑的萬分之一。安徽的合肥大學通過研制，成功發明了納米材料刀具，這標志著運用納米材料制作的新型金屬陶瓷刀具問世，這種刀具不僅僅品質十分優化，并且使用壽命也得到了極大的提高。另外，納米耐磨符合圖層的運用也是十分廣泛的，實際上，這種微型化的大力運用已經從根本上改變了傳統機械生產的模式，顛覆了傳統機械的概念和范疇，這種微型機械的基礎是現代科學技術，這種創新性的思維方式也是時展的重要產物。除此之外，納米技術馬達、納米磁性液體以及納米技術在食品機械領域的應用，都展示了納米技術給機械工程帶來的重大改變。
3結論
納米材料行業分析范文2
[論文摘要]科技的發展,使我們對物質的結構研究的越來越透徹。納米技術便由此產生了,主要對納米材料和納米涂料的應用加以闡述。
一、納米的發展歷史
納米(nm)是長度單位,1納米是10-9米(十億分之一米),對宏觀物質來說,納米是一個很小的單位,不如,人的頭發絲的直徑一般為7000-8000nm,人體紅細胞的直徑一般為3000-5000nm,一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小,金屬的晶粒尺寸一般在微米量級;對于微觀物質如原子、分子等以前用埃來表示,1埃相當于1個氫原子的直徑,1納米是10埃。一般認為納米材料應該包括兩個基本條件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之間,二是材料此時具有區別常規尺寸材料的一些特殊物理化學特性。
1959年,著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德。費曼預言,人類可以用小的機器制作更小的機器,最后實現根據人類意愿逐個排列原子、制造產品,這是關于納米科技最早的夢想。1991年,美國科學家成功地合成了碳納米管,并發現其質量僅為同體積鋼的1/6,強度卻是鋼的10倍,因此稱之為超級纖維.這一納米材料的發現標志人類對材料性能的發掘達到了新的高度。1999年,納米產品的年營業額達到500億美元。
二、納米技術在防腐中的應用
納米涂料必須滿足兩個條件:一是有一相尺寸在1~100nm;二是因為納米相的存在而使涂料的性能有明顯提高或具有新功能。納米涂料性能改善主要包括:第一、施工性能的改善。利用納米粒子粒徑對流變性的影響,如納米SiO2用于建筑涂料,可防止涂料的流掛;第二、耐候性的改善。利用納米粒子對紫外線的吸收性,如利用納米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墻涂料、汽車面漆等;第三、力學性能的改善。利用納米粒子與樹脂之間強大的界面結合力,可提高涂層的強度、硬度、耐磨性、耐刮傷性等。納米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隱身涂料、靜電屏蔽涂料、隔熱涂料、大氣凈化涂料、電絕緣涂料、磁性涂料等。
納米技術的應用為涂料工業的發展開辟了一條新途徑,目前用于涂料的納米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于納米粒子的比表面大、表面自由能高,粒子之間極易團聚,納米粒子的這種特性決定了納米涂料不可能象顏料、添料與基料通過簡單的混配得到。同時納米粒子種類很多,性能各異,不是每一種納米粒子和每一粒徑范圍的納米粒子制得的涂料都能達到所期望的性能和功能,需要經過大量的實驗研究工作,才有可能得到真正的納米涂料。
納米涂料雖然無毒,但由于改性技術原因,性能并不理想,加上價格太貴,難以推廣;而三聚磷酸鋁也因價格原因未能大量應用。國外公司如美國的Halox、Sherwin-williams、Mineralpigments、德國的Hrubach、法國的SNCZ、英國的BritishPetroleum、日本的帝國化工公司均推出了一系列無毒納米防銹顏料,性能不錯,甚至已可與鉻酸鹽相以前我國防銹顏料的開發整體水平落后于西方發達國家,仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴重,對人體的傷害很大,目前已被許多國家相繼淘汰和禁止使用;磷酸鋅防銹顏料雖比。我國防銹涂料業也蓬勃發展,也可以生產納米漆。
我國自主生產的產品目前已通過國家涂料質量監督檢測中心、鐵道部產品質量監督檢驗中心車輛檢驗站、機械科學院武漢材料保護研究所等國內多家權威機構的分析和檢測,同時還經過加拿大國家涂料信息中心等國外權威機構的技術分析,結果表明其具有目前國內外同類產品無可比擬的防銹性能和環保優勢,是防銹涂料領域劃時代產品,復合鐵鈦粉及其防銹漆通過國家權威機構的鑒定后已在多個工業領域得到應用。
三、納米材料在涂料中應用展前景預測
據估算,全球納米技術的年產值已達到500億美元。目前,發達國家政府和大的企業紛紛啟動了發展納米技術和納米計劃的研究計劃。美國將納米技術視為下一次工業革命的核心,2001年年初把納米技術列為國家戰略目標,在納米科技基礎研究方面的投資,從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元,準備像微電子技術那樣在這一領域獨占領先地位。日本也設立了納米材料中心,把納米技術列入新五年科技基本計劃的研究開發重點,將以納米技術為代表的新材料技術與生命科學、信息通信、環境保護等并列為四大重點發展領域。德國也把納米材料列入21世紀科研的戰略領域,全國有19家機構專門建立了納米技術研究網。在人類進入21世紀之際,納米科學技術的發展,對社會的發展和生存環境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻。從某種意義上說,21世紀將是一個納米世紀。
由于表面納米技術運用面廣、產業化周期短、附加值高,所形成的高新技術和高技術產品、以及對傳統產業和產品的改造升級,產業化市場前景極好。
在納米功能和結構材料方面,將充分利用納米材料的異常光學特性、電學特性、磁學特性、力學特性、敏感特性、催化與化學特性等開發高技術新產品,以及對傳統材料改性;將重點突破各類納米功能和結構材料的產業化關鍵技術、檢測技術和表征技術。多功能的納米復合材料、高性能的納米硬質合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業的跨越式發展提供了廣泛的機遇。各類納米材料的產業化可能形成一批大型企業或企業集團,將對國民經濟產生重要影響;納米技術的應用逐漸滲透到涉及國計民生的各個領域,將產生新的經濟增長點。
納米技術在涂料行業的應用和發展,促使涂料更新換代,為涂料成為真正的綠色環保產品開創了突破性的新紀元。
納米涂料已被認定為北京奧運村建筑工程的專用產品,展示出該涂料在建筑領域里的應用價值。它利用獨特的光催化技術對空氣中有毒氣體有強烈的分解,消除作用。對甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能,使室內空氣更加清新。經測試,對各種霉菌的殺抑率達99%以上,有長期的防霉防藻效果。納米改性內墻涂料,實際上是高級的衛生型涂料,適合于家庭、醫院、賓館和學校的涂裝。納米改性外墻涂料,利用納米材料二元協同的荷葉雙疏機理,較低的表面張力,具有高強的附著力,漆膜硬度高且有韌性,優良的自潔功能,強勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力,疏水性極佳,容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外線能力極強。使用壽命達15年以上。顆粒徑細小,能深入墻體,與墻面的硅酸鹽類物質配位反應,使其牢牢結合成一體,附著力強,不起皮,不剝落,抗老化。其納米抗凍性功能涂料,除具備納米型涂料各種優良性之外,可在10℃到25℃之內正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10%以下的規定,使建筑行業施工縮短了工期,提高了功效,又創造出高質量。
四、結語
由于目前應用納米材料對涂料進行改性尚處在初級階段,技術、工藝還不太成熟,需要探索和改進。但涂料的各種性能得到某些改進的試驗結果足以證明,納米改性涂料的市場前景是非常好的。
參考文獻:
[1]橋本和仁等[J]. 現代化工. 1996(8):25~28.
納米材料行業分析范文3
想要考研的你，提及納米科學與技術專業，是否會列出“神秘”“高薪”“高就業率”“高科技”這一系列關鍵詞呢？
真正的“高富帥”專業
如果一定要用一個詞來形容納米專業，那就是“高富帥”。
說它“高”，是因為它的的確確是高科技的產物。1納米是1米的十億分之一，20納米也僅相當于1根頭發絲的三千分之一。也正是這么小的尺寸，才能夠用來做材料。不僅如此，納米材料還都帶著“特異功能”，具有奇異的化學物理特性。納米雖小，用途卻大，小尺寸成就大空間，真是高不可測。而研究生階段需要學的課程也很“高”：納米材料的結構、尺寸和形貌的表征技術、納米粉體材料的制備與表面修飾、一維納米材料的制備、納米復合材料的制備、納米結構材料的制備、納米材料的物理特性與應用、納米電子器件的基本原理和微加工技術、納米材料與納米技術的最新進展和發展趨勢等都是該專業的主干課。是研究生的必修課，而新專業的科研空間更加廣闊，所以發SCI的概率大大增加。想要寫好論文，你就要了解納米材料與技術的最新學科發展動向、理論前沿、應用前景等。而如果你打算游學海外，就更要在研究生階段狂抓英語了。這一專業的專業英語詞匯非常龐雜，有醫學、化學、物理、材料學等諸多領域，需要系統地學習。筆者碩士一年級的時候大家每周都會用英報告，這樣能有效提高英文水平，即使不打算出國，閱讀國外文獻也會非常流暢，開闊視野。納米專業確實很“高”，但當你真正鉆研進去，就會發現它的樂趣。
說它“富”，一點也不夸張。納米技術、信息技術及生物技術被譽為本世紀社會經濟發展的三大支柱。納米從20世紀80年代末，90年代初開始起步，經歷二十多年的發展，現在已經成為突飛猛進的前沿、交叉性新型學科。納米技術作為朝陽產業，將在生物醫學、航空航天、能源和環境等領域“大顯身手”。美國國家科學基金會的納米技術高級顧問米哈伊爾·羅科甚至預言：“由于納米技術的出現，在今后30年中，人類文明所經歷的變化將會比過去的整個20世紀都要多得多?！比绱丝磥?，納米技術必將創造巨大的經濟價值，同時也能為該專業的同學提供良好的職業發展平臺。
說它“帥”，是因為它有獨到魅力，吸引青年學子投其懷抱。其實，大部分工科生的研院生活都是相同的，讀文獻、做實驗、組會、聽報告，這些幾乎就是我們讀研生活的全部。想學好納米專業，你首先要做個雜家。在研究生階段，你要掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識，學習環境納米材料的綠色制備及其規?；?，面向環境檢測的納米結構與器件的構筑原理、方法，并且了解納米材料與納米結構性能與機理。而做到這些還遠遠不夠，因為理工科專業的直接目標在于應用，因此還需要學習納米材料在污染治理中的應用原理、技術與裝置研發、納米材料的環境效應與安全性評估、納米材料在節能和清潔能源中的應用等，掌握材料學的工藝裝備、測試手段與評價技術，具備相應的科研能力，具有從事科學研究和解決工程中局部問題的能力。運用納米技術解決這些問題和一般的常規思路有著很大的不同，有著前路未知的期盼和發現時的狂喜，為此我們都成為典型的“技術宅”，大部分時間會宅在實驗室里，在外人看來，可能是只顧科研無心生活的“苦行僧”，而只有我們才能體會到納米的“帥”及給我們生活所帶來的樂趣。
想要學好納米專業，團結協作的能力必不可缺。其學習都是以課題組和實驗室為單位，很多作業和項目都是大家集體完成，比如開發一種新型的納米材料，大家都有不同的分工，這就需要我們能緊密地合作與溝通，分擔辛苦分享成功。
同時，我們還需要有極強的表達能力和動手實踐的能力。我們學校經常舉辦學術沙龍，需要大家上臺演講，不僅本專業的導師在場，其他專業的學生和老師也會來聽，并從不同角度提出意見，所以我們要足夠有氣場才能HOLD住場面。而實踐方面，我們都有做老師科研助理的機會，同時開展自己的課題研究，不僅要寫得好論文，還要做好實驗。想讀納米專業，要做的功課非常多，你只有都嘗試了，才能體會到這個專業的巨大魅力，才會在科技的海洋里盡情遨游。
就業面窄是誤區
對于納米科學與技術專業，很多人對它的認識存在誤區。很多人認為，納米作為高精尖技術與日常生活相距太遠，所以想當然地認為其就業難。
其實，納米真實地存在于我們的日常生活中，而隨著科技的發展，未來有一天我們的衣食住行都將離不開納米技術。所以如果你能有幸就讀該專業研究生，并在學術上有所造詣，愿意將所學學以致用，那么你的就業前景無限光明！
那么納米技術到底是怎樣和實際生活聯系起來的呢，而我們工科生，又將以何種方式參與這種科技改變人們生活的進程呢？
衣：在紡織和化纖制品中添納米微粒，可以除味殺菌?；w布結實耐磨，但會產生靜電現象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電，穿起來非常舒適。
食：利用納米材料，冰箱的抗菌能力大大增強。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經進入市場。利用納米粉末，可以使廢水有效凈化，完全達到飲用標準，納米食品色香味俱全，還對健康大有裨益。
?。簩τ谖覀冞@代人而言，居家做家務、清理房間是一大愁事，納米技術的應用可以省下我們很多力氣。通過納米技術，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，完全不需要擦洗。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。既省時省力又對身體好。
行：在出行方面，納米材料可以提高和改進交通工具的性能指標。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發動機部件的理想材料，可以大大提高發動機效率、工作壽命和可靠性。納米球添加劑可以在機車發動機加入，起到節省燃油、修復磨損表面、增強機車動力、降低噪音、減少污染物排放、保護環境的作用。納米衛星可以隨時向駕駛人員提供交通信息，幫助其安全駕駛。
而這些，只是納米科技應用在生活中的很小一部分，納米技術興起晚，發展態勢迅猛，更多的核心技術需要我們這一代去發掘，以期使之更好地為民生服務。可見納米技術在日常生活中無處不在，各行各業都需要擁有高技術高學歷的納米技術專業人才，所以就業前景廣闊。
具體的就業方向，男生、女生之間相差很大。納米專業的大部分女碩士，特別是女博士一般選擇到大學或科研院所做研究。研究領域涵蓋納米材料、黏合劑、涂料、電鍍、陶瓷等相關領域，從事相關產品開發、生產和檢測等方面。大部分男生會去納米材料行業企業或傳統材料相關企業供職?？梢詮氖录{米材料表征、石墨烯及碳納米材料研發、納米材料改性、納米材料合成、無機納米材料制備以及交叉學科納米材料應用的相關工作。
跨專業報考受青睞
納米科學與技術是一個技術性很強的專業，不過并不限制跨專業報考，納米科學與技術專業不僅不是個排外的“高富帥”，反而非常歡迎跨專業的學生融入其中，共同搭建納米專業的大舞臺。納米科學與技術專業在工科或理科門類招生，不同學校有所不同，但都非常歡迎與之類似的材料專業同學報考，因為都涉及材料學的基礎知識，所以學起來會得心應手。同時，理工科專業背景如物理、化學甚至數學這類基礎學科出身的學生，也很受該專業歡迎。
在報考納米科學與技術專業的學生中，也有一部分醫學生。未來納米技術應用于醫學領域是大勢所趨。利用納米技術制成的微型藥物輸送器，可將適當劑量的藥物，通過體外電磁信號的引導準確送達病灶部位，有效地起到治療作用，同時可以減輕藥物的不良的反應。用納米制造成的微型機器人，它的體積可是小于紅細胞的，你能想象到嗎？通過它向病人血管中注射，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”泌尿系統的結石等。而隨著納米技術的發展，它與醫學還會有更多的交叉。
院校介紹
對納米科學與技術這種新興學科來說，每個學校都有自己的特色和側重，所以這里重點介紹一下。而通過這些不同院校的專業方向設置，我們也可以多角度地了解這一專業。
國家納米科學中心
國家納米科學中心是中國科學院與教育部共同建設并具有獨立事業法人資格的全額撥款直屬事業單位，自2005年開始招收研究生?，F有博士學科專業點3個：凝聚態物理、物理化學和材料學；碩士學科專業點3個：生物物理、生物工程和材料工程。鑒于納米科學與技術學科的前沿交叉特性，在招生階段，現將該學科掛靠在物理學、化學、材料科學與工程和生物學4個一級學科下，并相應產生4個專業代碼。涉及納米科技系列進展、納米檢測系列講、文獻信息利用、人文系列講座、納米功能材料等課程。
國家納米科學中心2013年在7個專業招收碩士研究生35人，專業包括納米科學與技術、凝聚態物理、物理化學、材料學、生物物理學、材料工程和生物工程，研究方向涵蓋高分子納米功能材料、生物納米結構、納米醫學、納米復合材料、納米電子學等幾十個方向，方向非常細化，具有材料、半導體、物理、化學、微電子、生物、醫藥等專業背景的學生都可以報考。相信有志于納米專業的學生，一定會在這里找到適合自己的研究方向。
國家納米中心是比較典型的科研所，其吸引考生的除了實力，很重要的一點就是待遇優厚。該中心不需學生繳納學費，如遇國家政策調整還會有高額的獎學金返還制度，碩士研究生根據不同年級，每個月可以拿到1300～2500元的獎學金，博士會拿到3100～4500元的獎學金。此外，還會有其他生活補助等。研究生公寓已經完全賓館化管理，非常舒適。在國家納米中心深造，沒有經濟上的后顧之憂，這樣你才可以將全部精力投入到學習中去。
大連理工大學
大連理工大學的工程力學系開設生物與納米力學專業，已然在行業內一枝獨秀。該學科依托于工程力學系和工業裝備結構分析國家重點實驗室，軟硬件條件優越，擁有先進的實驗設備和儀器。學生有充足的動手實踐機會，能在宏觀、微觀等不同層次上，進行跨學科的數值模擬和力學實驗。同時，也有國家自然科學基金、重點基金、“863”“973”等眾多項目和基金支持。
該專業現在有生物器官生物力學模型及新材料應用研究、分子模擬和計算機輔助藥物分子設計、微納米與多尺度力學研究、生物材料的力學行為及其多功能化4個研究方向，涉及到力學、醫藥、生物、機械、材料、電子、控制、測量、微納科技等領域。
大連理工大學這個專業的直博生學制是4年，而一般的直博生需要學習5年時間，而分開讀碩士和博士一般需要6至7年，這吸引了不少學生報考，因為可以節約1～3年時間。當然，在4年的時間里完成碩士和博士學業，是一件很具挑戰的事情，需要最大限度地提升效率。
蘇州大學
蘇州大學納米科學技術學院是蘇州大學、蘇州工業園區政府、加拿大滑鐵盧大學攜手共建的一所高起點、國際化的新型學院。該學院建立于2010年，由全球著名納米與光電子材料學家、中國科學院院士、第三世界科學院院士李述湯教授擔任院長，教學科研實力雄厚，是國內高校中為數不多的專門的納米科學學院。招生方向涵蓋納米生物化學、納米技術工程、納米材料、有機無機復合納米材料等。有關納米的專業在物理、化學、生物學、材料科學與工程4個學科下招收學術型研究生，相關專業學生都可以報考。
需要提醒大家的是，蘇州大學納米科學技術學院初試提供詳細的輔導書和真題，有意報考的同學要多關注學院的網站，以獲得第一手信息。
武漢大學
武漢大學的納米科學與技術專業在物理科學與技術學院和化學與分子科學學院均有招生，各有側重。前者分為納米復合材料、納米光催化材料與技術、納米光電子學、納米管線陣列及其智能傳感器、納米材料制備與表征和納米尺度結構與性能關系6個方向。后者在納米催化、納米生物醫學、納米材料分離分析、微納傳感技術和高分子納米藥物載體。很多方向在國內上處于領先地位，每年也有大量學生報考，競爭力較強。
武漢大學與國外多所大學有合作關系，大家如果在武大讀研，出國交流、學習的機會比較多。
華中科技大學
華中科技大學是典型的工科學校，其納米專業當然也首屈一指。華科的納米專業同樣是熱門，除去每年招收本校內推的學生，考研的競爭非常激烈。
在培養模式方面，華科非常重視學、研、產相結合，科研成果轉化率非常高。在就業方面，很多碩士研究生在各科研機構及高校任職。如果你求學在華科，就不用愁生活保障的問題，學校的獎勵機制非常完善。學院對每位研究生在校期間將發放生活津貼，并設立各類獎學金以獎勵優秀的研究生，其獎勵比例達80%。
納米材料行業分析范文4
[關鍵詞]納米技術、包裝、食品包裝、藥品包裝
中圖分類號：TB383.1；TB484 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）06-0047-02
20世紀90年代初興起的納米技術，被認為是21世紀科技發展的前沿領域。它主要研究0.1～100nm尺寸之間的物質組成體系以及其運動規律和相互作用，其中在實際應用中納米技術的實用性。它是一種結合科學前沿和高技術于一體的完整體系。納米技術的出現標志著人類改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，標志著人類科學技術已進入一個新的時代――納米科技時代。其科學價值和應用前景已逐漸被人們所認識，納米科學與技術被認為是21世紀3大科技之一。納米技術主要包括：納米物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學和納米力學。在包裝行業迅速發展的當今社會，納米技術必然會引領包裝行業走向更好的未來。
1 納米材料
納米材料是納米科學技術最基本的組成部分。納米材料可定義為：把組成相或晶粒結構控制在100nm以下長度尺寸的材料。從廣義上說，納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸長度范圍或由它們作為基本單元構成的材料。
1.1 納米材料的結構特征和性質
納米材料又稱為納米結構材料，主要由晶粒和晶界組成。納米晶體結構與常規物質不同，關于納米晶體結構特征主要有兩類看法：a.以Gleiter為代表的1類氣體0結構。它既不同于長程有序的晶體也不同于近程有序的非晶體，而是處于一種無序度更高的狀態；b.近程有序結構說。根據大量的實驗結果分析，納米材料的晶界處存在著短程有序的結構單元，原子保持一定的有序度，趨于低能態排列。按不同的分類原則，納米材料有不同的分類。按納米晶體結構形態劃分成4類：零維納米材料，如原子團、量子點等；一維納米材料，即在一維方向上晶粒尺寸為納米量級，如納米絲、量子線等；二維納米材料，即在二維方向上晶粒尺寸為納米量級，如納米厚度薄膜，碳納米管等；三維納米材料，即在三維方向上晶粒尺寸為納米量級，如通常所指的納米固體。把所有納米材料從結構上區分為兩類：第一類納米材料結構全部為晶粒和晶界組成，結構基元尺寸為納米量級；第二類是低密度具有大量納米尺寸空洞的無規網格結構，由納米晶粒和納米空洞（有時還有納米骨架結構和更小的亞穩原子團簇）組成。
1.2 納米材料優異的特性[1～2]
a.表面效應 表面效應是指納米晶粒表面原子數與總原子數之比，隨粒徑變小而表面急劇增大后所引起的性質上的變化 這種表面效應使其在催化、吸附、化學反應等方面具有普通材料無法比擬的優越性。
b.體積效應 當納米晶粒的尺寸與傳導電子的德布羅意波波長相當或更小時，其周期性的邊界條件將被破壞，使其物理性質、化學活性、電磁活性、光吸收和催化特性等與普通材料相比都將發生很大變化，這就是納米粒子的體積效應。
c.量子尺寸效應 指納米粒子尺寸下降到一定值時，納米能級附近的電子能級由連續能級變為分離能級的現象，這一效應可使納米粒子具有高的光學非線性、特異催化性和光學催化性等。
d.宏觀量子隧道效應 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。近年來，人們發現一些宏觀量如微粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量以及電荷等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統的勢壘而發生變化，故稱為宏觀量子隧道效應MQT。早期曾被用來定性的解釋納米Ni晶粒在低溫下保持順磁性現象。這一效應與量子尺寸效應一起確定了微器件進一步微型化的極限，同時也限定了采用磁帶磁盤進行信息存儲的最短時間。
e.獨特的光學性質 又分為：線性光學性質。納米材料的紅外吸收研究是近年來比較活躍的領域，在納米SnO2、Fe2O3、Al2O3中均觀察到異常紅外振動吸收。目前，納米材料拉曼光譜的研究也日益引起關注。當Si晶粒尺寸減小到5nm或更小時，觀察到很強的可見光發射。進一步的研究發現，CdS、CuCl、TiO2、SnO2、Fe2O3等的晶粒尺寸減小到納米量級時，也觀察到發光現象。非線性光學效應。納米材料的非線性光學效應分為共振和非共振光學非線性效應，前者由波長低于共振吸收區的光照射樣品而導致，其來源于電子在不同電子能級的分布而引起電子結構的非線性，從而使納米材料的非線性響應顯著增大；后者由高于納米材料的光吸收邊的光照射樣品導致，目前主要采用ZSCAN和DFWM技術來探測納米材料的光學非線性。
f.巨磁電阻效應（GMR） 磁場導致物體電阻率改變的現象，稱為磁電阻效應（MR），對于一般的金屬其效應（2%～3%）常可忽略。巨磁電阻效應（GMR）是指在一定的磁場下電阻急劇減小，一般減小的幅度比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻數值約高10余倍。最近，在一些磁性納米材料中觀測到比巨磁電阻效應大得多的效應稱為龐磁電阻效應（CMR）。
g.超塑性 指材料在特定條件下變形時不存在加工硬化現象，且可以承受很大程度的塑性變形而不斷裂，這種特性被稱為超塑性或超延展性。材料超塑變形的基本原理是高溫下的晶界滑移。除以上特性外，納米材料還具有高導電率和擴散率、高比熱和熱膨脹、高磁化率和矯頑力，在催化、光電化學、熔點、超導等方面也顯示出與宏觀晶體材料不同的特性。
2 納米技術在食品包裝應用研究的最新技術
2.1 納米抗菌性包裝材料
傳統的抗菌材料一般采用以銀、銅、鋅等金屬離子為抗菌活性成分的抗菌劑生產工藝，新的MOD系列納米高性能無機抗菌劑是將納米技術導入無菌復合包裝，是以MOD活性基因及無機納米銀化合物為主要抗菌成份，以各種無機材料為載體而制成的無機抗菌粉體。該抗菌材料采用高科技納米技術制備而成，抗菌機理為金屬離子作用和光催化作用，具有強力的長效抗菌功能，抗菌率可達99.9%，徹底解決了無機抗菌包裝材料在應用中變色的難題，是一種無毒的廣譜抗菌劑，可廣泛應用于生產液體奶、飲料無菌復合包裝產品?？咕破繁皇澜绺鲊J為是跨世紀的環保和健康產品，納米無機抗菌劑具有巨大的潛在市場[3]。新型抗菌材料尼龍66中摻加了一種特殊的納米粘土復合材料，經改性后，不但提高了強度、韌性等物理力學性能，還對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有明顯的殺傷效果，同時生產成本也可大幅度降低，應用于食品等高檔包裝薄膜的生產。日本開發了以銀沸石為母料的全新型無機抗菌劑，既起催化作用，同時有具有顯著的抗菌特性，其特點為抗菌效果持續時間長，不會氣化和遷移而對包裝物產生影響，加工穩定性高，不會污染環境。添加銀沸石母料（含量1%～ 3%）制得的薄膜或表面覆一層這種薄膜的容器，經2年試用表明：在無營養源的情況下，含1%銀沸石的薄膜在1～2天內完全殺死會引起食品中毒菌類，廣泛應用于熟食肉類、水產品和液體食品包裝[4]。
2.2 納米保鮮包裝材料
在保鮮包裝中，果蔬釋放出乙烯，當乙烯釋放到一定濃度后，果蔬會加速腐爛。因此，果蔬等新鮮食品的保鮮技術的思路，是加入乙烯吸收劑，減少加快果蔬后熟過程的乙烯氣體含量，控制包裝內部氣氛濃度。納米Ag粉具有乙烯氧化的催化作用，在保鮮包裝材料中加入納米銀粉，便可加速氧化果蔬食品釋放出的乙烯，減少包裝中乙烯含量，從而達到良好的保鮮效果，并延長貨架壽命。紫外線不僅能使肉類食品自動氧化而變色，而且還會破壞食品中的維生素和芳香化合物，從而降低食品的營養價值。利用納米材料的光學特性，納米TiO2粉體可以有效地屏蔽紫外線，用添加0.1%～0.5%的納米TiO2制成的透明塑料包裝材料包裝食品，既可防止紫外線對食品的破壞作用，還可以使食品保持新鮮。納米技術在食品包裝領域已得到較廣泛地應用，陳麗、李喜宏[5]等人成功研制出富士蘋果PVC/TiO2納米保鮮膜；李喜宏等[6]還進行了PE/Ag納米防霉保鮮膜研制；黃媛媛等通過實驗研制了一種新型綠茶納米包裝材料，與普通包裝材料相比，透氧量降低2.1%，透濕量降低28.0%，縱向拉伸強度提高24.0%；綠茶包裝240d后，新型納米材料包裝的綠茶中，維生素C、葉綠素、茶多酚、氨基酸保留量比采用普通包裝綠茶分別高7.7%、6.9%、10.0%、2.0%。
2.3 納米高阻隔性材料及其在高阻隔性PET塑料啤酒瓶中的應用
食品包裝阻隔性主要是指氧氣、二氧化碳等的氣體阻隔性，水蒸氣阻隔性等。目前市場上較普遍的玻璃啤酒瓶存在質重、運輸破損與易爆裂，制造污染等不利因素，國外上世紀90年代就已經著手研制用于啤酒灌裝的PET瓶。啤酒對包裝材料要求的一個重要指標是對氣體的阻隔性，首先要保證在6個月的貨架期內CO2的損失率小于10%，同時氧氣的透過量不超過110-6。氧氣尤為敏感，極微量的氧氣就可以使啤酒產生異味從而影響口感，甚至是塑料瓶體材料自身溶解的氧的滲出都會影響啤酒的品質，塑料作為啤酒包裝材料首先必須解決的就是氣體的阻隔性問題。PET瓶因透明，化學性質穩定，阻隔性相對好，質輕價廉，回收方便等優點廣泛用于軟飲料和含氣飲料的包裝，但作為啤酒瓶，PET的氣體阻隔性仍不夠高，普通PET裝啤酒一般只有1個月左右的保質期，不能滿足市場需求。如何改進PET材料組分使之適用于啤酒包裝是該領域的一個重要課題，提高聚酯瓶氣體阻隔性是實現啤酒包裝塑料化首要解決的技術問題。法國Sidel公司開發的無定形納米碳涂覆技術（ACTIS）是使等離子乙炔在PET瓶內壁凝聚淀積，形成一層高度氫化的非晶態碳均勻的納米固體膜，厚度為20～150nm。采用ACTIS工藝處理的PET瓶，較普通PET瓶的隔氧化性能效果提高30倍，對CO2的阻透性提高7倍多，防乙醛的滲入性提高了6倍[7]。此外，中科院化學所工程塑料國家重點實驗室的研究人員使用PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）聚合插層復合技術，將有機蒙脫石與PET單體一起加和到聚合釜中，成功地制備了PET納米塑料（NPET），這種納米塑料的阻隔性較普通的PET有了很大改善，實驗表明：把啤酒裝在NPET瓶里保存了4～5個月后，結果發現啤酒的口味與新鮮啤酒沒有明顯區別[8]。
3 納米技術在藥品包裝應用研究的最新技術
3.1 高阻隔性包裝
高阻隔性包裝是指對氧氣、水蒸氣、二氧化碳等有高阻隔性的包裝，高阻隔包裝常采用多層復合膜。藥用泡罩包裝材料包括藥用鋁箔、塑料硬片（最常用的材料是藥用聚氯乙烯PVC硬片）、熱封涂料等。但因為藥品對濕氣、氧氣等敏感和人們對藥用包裝要求的提高及藥品儲存期的延長，現在正在采用新技術將塑料硬片復合一層高阻隔性材料，如PVDC等，以提高對濕氣等氣體的阻隔性能，最具有代表的結構為PVC/PVDC，PVDC作為高阻隔層材料，其最大的特點就是對氣體水蒸汽優異的阻隔性，很好的保持藥品原味。
添加納米級材料的無機粒子可以極大地改進基礎樹脂的物性，在高阻隔包裝材料中發揮神奇的作用[9]。如德國Bayer公司推出的尼龍納米復合材料，把化學改性的硅酸鹽粘土分散在PA6薄膜中，這些細小顆粒不影響薄膜透明度，但建立了迷宮式的氣體通路，減慢氣體通過薄膜的進程。日本納米材料公司將納米復合材料涂在各種薄膜基體上，據稱阻隔性與鍍鋁膜相同。既具有無機材料的高阻隔性又有塑料透明性的涂氧化硅膜是塑料阻隔技術發展的代表，這種薄膜光澤、透明性好，阻隔性優于一般共擠出薄膜和PVDC涂布膜。氧化硅的深層厚度僅為0.05～0.06 m，不會影響透明度，氧氣、水蒸氣的透過率極低，而且與塑料膜粘合極牢，抗彎折性極佳，耐消毒，因而在美國、日本等發達國家已生產和使用。
3.2 納米抗菌性包裝材料
納米抗菌性包裝材料在藥品包裝領域的應用前景有具有抗菌功能的納米紙、納米復合抗菌素薄膜等。主要是將一些納米級的無機抗菌劑加入到造紙漿料或者薄膜中，制成抗菌性能極強的納米紙[10]、納米薄膜。
由于許多有機抗菌劑存在著耐熱性差、易揮發、易分解產生有害物質、安全性能不好等問題，所以無機抗菌劑的開發成為人們的研究重點。人們利用超微細技術可以產生納米級的無機抗菌劑，無機抗菌劑主要包括銀、銅、鋅、硫、砷及其離子元素。光催化抗菌劑有納米級氧化鈦、氧化硅、氧化鋅等，它們能將細菌和殘骸一起殺滅和消除，所以比傳統的抗菌劑僅能殺死細菌本身的性能更加優越。MOD系列的納米高性能無機抗菌劑還解決了無機抗菌劑在應用中 變色的世界性難題。
4 展望
納米技術是未來包裝技術的希望。它可以使用更少的材料，同時具有更好的性能，并且使包裝成為智能化系統的一部分。納米技術制造的包裝材料有更好的強度、剛性、生物降解性、化學穩定性、熱力穩定性、隔熱防火特性和防紫外線特性等。這必將使得食品和藥品包裝領域的新材料新技術大量出現。從而使這些與我們生活密切相關的商品質量得到更好的保障。
參考文獻
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納米材料行業分析范文5
關鍵字：納米技術；建材；性能；功能
納米技術不僅具有相當的理論研究價值，而且在當下和未來都具有廣泛的應用前景，是最近十多年來最具發展和研究前景的技術之一。早在上個世紀的八十年代末，納米科技的研發就受到了世界各國的重視，甚至有部分走在前沿的國家已經實現了對該項技術的應用?，F階段來看，納米科技已經在不少的傳統行業中得到了應用，例如：醫療、食品科技以及建筑材料等。其作為一項新興科學，對建材的影響較大，不僅提高建筑工程的質量水平，更使得建筑的功能性和適用性得到了強化。同時，納米技術的應用對我國建筑行業而言也具有相當重要的意義，尤其是通過高新技術的優勢來拓展國外市場。
一、納米技術的發展及其現狀
距離最初概念的提出，納米技術已經有40多年的發展，但是其仍舊還有許多的發展空間，可以發展出更多的功能和應用方向。從納米材料的內涵和特點來看，其發展大致可以劃分為三個階段。第一階段（1990年以前）。這一階段主要是進行理論探索和研究，并且嘗試利用各種手來制造出具有納米顆粒的粉體，甚至是塊體（包括薄膜）。并將制造的方法進行評估和總結，對其特性進行歸納和分析。研究的對象一般局限在單一材料和單相材料，國際上通常把這類納米材料稱納米晶或納米相材料。第二階段（1990~1994年）。這一階段是人們對該技術應用的理論提升階段，通過其他學科的融合，納米材料在物理和化學之中的性能特點已經得到了一定的發掘，并且應用到復合型的材料設計之中。同時，這種粒子復合、塊體復合以及復合材料的合成物都該項技術在這一階段的研究重點方向。第三階段（從1994年到現在）。這一階段的技術研究和應用已經有了不斷的拓展，也受到了來自于民眾的關注，國際上更是掀起了一股發展。若是對第一階段和第二階段進行總結，前兩個階段的研究還存在一定的盲目性，在這一階段已經具有明確的方向，技術上也可以滿足人們的操作意愿，來進行設計、組裝、創造新的體系，并且使之具有人們所希望的特性。
二、納米技術在建筑材料中的應用
（一）納米水泥的應用
普通的水泥混凝土往往會具有較大的剛性，而缺乏柔性，這也使得水泥存在固有缺陷難以解決，往往會在今后的施工過程中出現開裂及其他破壞問題。而納米技術的應用者有效的對該類問題進行了解決。因為在應用了納米技術之后，混凝土的強度、硬度、抗老化性以及耐腐蝕等性能得到了有效的強化，同時還可以對電磁波和聲音進行有效的吸收，滿足了建筑物對隔音效果的要求。同時，這類材料也應用到一些特殊建筑使用當中。
（二）納米玻璃的應用
普通的玻璃往往自動的吸附空氣之中的各類有機物，從而是玻璃表明形成一種難以清洗干凈的有機污垢。同時還存在其他的不足之處，影響玻璃的透視度。例如：玻璃容易產生水霧，從而使得可見度受到極大的限制。然而，通過利用Ti02來對平板玻璃正反兩面進行薄膜的鍍制處理，則可以有效的決解這類缺陷所造的影響。除此之外，Ti02作為光催化劑在陽光的作用下，還能夠對甲醛和氨氣等有害物質進行分解和消除。同時，這類措施的應用也可以更好的提高的玻璃在透光性和機構強度等方面的效果。這種玻璃的應用極大的減小了屏幕玻璃、大度玻璃、住宅玻璃等領域的人工清洗困難，節約了清洗的人工或機械成本。
（三）納米技術在陶瓷材料中的應用
由于陶瓷具有很強的耐高溫性和抗腐蝕性，而且還具備相當的觀賞性，因此得到建筑產業的廣泛青睞，尤其是在進行墻體和地面的裝飾時。然而，陶瓷卻及其容易發生脆性損壞，這也造成了該類材料的應用范圍受到了極大的限制。將納米技術融入到陶瓷材料的開發和研制之后，卻使得該類材料具有比過去更高的可塑性，甚至可以吸收一定的外來能量。甚至有部分研究生獨創性的將金屬碳纖維加入到陶瓷材料之中，極大的提升陶瓷的強度，同時具有極其優秀的抗燒燭性，故而這類材料也被應用火箭噴氣口的制作。用納米級SiC、Si3N、ZnO、Si02、Ti02以及A1203等粒子所制成的陶瓷材料，具有比以往更加高的硬度和韌性，即使是在較大的溫差之下也能夠保持原有的形態，不會參數破損，具有相當廣泛的應用范圍和前景。
（四）納米技術在防護材料中的應用
目前的比較常用的防水材料是通過在膠料中加入炭黑等物質來形成，這種材料雖然制作簡單，價格便宜，但是卻沒有較長的使用壽命，極易在使用過程中發生的腐蝕和老化，給居民生活帶來了極大的不便。因此，建筑材料的研究者們也髙希望可以研制出具有強、耐腐燭、抗老化性能的防水材料。在通過不斷的研究和技術融合之后，納米級的防水材料得以被研發出來，這種材料最早被北京建筑科學研究院所發現，具有較強的耐腐蝕和耐老化性能。這種納米材料所制造的防水卷材，擁有一定的強度和韌性，更比傳統材料表現出了更高抗老化性和光熱穩定性等，從而得到建筑工程的廣泛運用。
（五）納米保溫材料
近幾年來，我國逐步強化了對節能減排的要求。在建筑施工的過程中，也越發注重對建筑保溫性和環保性的標準，尤其是針對目前我國大范圍采用的傳統保溫隔熱材料。因為諸如：聚氨酯、石棉等傳統隔熱保溫材料會在使用過程中產生不少對人體有害的物質，甚至是人體癌癥的主要誘因，同時也是大氣污染的主要來源，這是我國建筑產業要盡快改善的部分。然而，納米建筑材料的應用卻有效避免了這部分的危害，例如：無機硅酸鹽為主要原材料的納米材料。該材料是經髙過高溫和壓才形成的一種納米級功能性材料，具有良好的保溫隔熱性，但是同時有具有穩定的化學性質，不會產生對人體損害的物質，是我國目前比較倡導的一種綠色環保保溫材料。
三、結束語
目前，納米技術的研究已經是世界各國的重要項目。納米技術在自身不斷發展的同時也對許多傳統行業產生了不少的改進。從建筑行業來看，納米建筑材料的應用必然會產生不小的推進作用，尤其是能耗優化、質量提升以及環保等多個方面。這樣一來，建筑材料中納米技術的應用水平便覺得該企業的競爭力水平，對于我國的建筑企業而言，正是走入世界舞臺的重要助力，具有十分重要的現實意義。
作者:趙宇晗 單位:遼寧建筑職業學院
參考文獻:
[1]趙文軒,張越.建筑材料中納米材料和納米技術的應用[J].河南建材,2012,02:24-26.
納米材料行業分析范文6
本文介紹了納米技術在化學纖維中的應用方式，并闡述了納米技術在功能性纖維和其他特種纖維中的應用情況，以及納米材料在應用中存在的問題及解決方法，最后展望了納米技術的應用前景。
關鍵詞：納米技術；納米材料；功能性纖維；特種纖維
近年來，納米技術與納米材料正引起人們的極大關注。納米材料憑借其內部所特有的表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等四大效應，從而擁有完全不同于常規材料的奇特的力學性能、光學性能、熱力性能、磁學性能、催化性能和生物活性等性能。這些都為納米材料在紡織工業的應用奠定了基礎。
可以說，納米材料是21 世紀最有前途的材料，在功能性紡織品和高分子科學領域有著廣闊的應用前景。[1]
1 納米技術在化學纖維中的應用方式
納米粒子的奇特性質為納米技術的廣泛應用奠定了基礎，應用納米技術開發功能性化學纖維主要有兩個途徑[2]。
1.1 纖維超細化
使纖維達到納米級，以滿足特殊用途領域的需要。
1.2 共混紡絲法
共混紡絲法是指在化纖聚合、熔融階段或紡絲階段加入功能性納米材料粉體，以使生產出的化學纖維具有某些特殊的性能。此法是生產功能性化纖的主要方法。由于納米粉體的表面效應，其化學活性高，經過分散處理后，容易與高分子材料相結合，較普通微粉體更容易共熔混紡；而且納米粉體粒徑小，能較好地滿足紡絲設備對添加物粒徑的要求，在化纖生產過程中能較好地避免對設備的磨損、堵塞及纖維可紡性差、易斷絲等問題；對化纖的染色、后整理加工及服用性能等也不會造成很大的影響。該法的優點在于納米粉體均勻地分散在纖維內部，因而耐久性好，其賦予織物的功能具有穩定性。目前化纖產品中復合型纖維的比例不斷擴大，如果在不同的原液中添加不同的納米粉體，可開發出具有多種功能的紡織品。例如在芯鞘型復合纖維的皮、芯層原液中各自加入不同的粉體材料，生產出的纖維可具有兩種或兩種以上功能。
2 納米技術在功能性纖維方面的應用
2.1 抗紫外線纖維
太陽光中能穿過大氣層輻射到地面的紫外線占總能量的6%。紫外線具有滅菌消毒和促進體內維生素D 合成的作用，但同時也有加速人體皮膚老化及產生癌變的危險[3-5]。
2.1.1 抗紫外線纖維的紫外防護機理
紫外線屬于電磁波，其波長范圍在100nm～400nm 之間。研究表明，TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、云母、高嶺土等在300nm～400nm 波段都具有吸收紫外線的特征。若將這些材料制成納米級超細粉體，由于微粒尺寸與光波波長相當或更小，這種小尺寸效應會導致對光的吸收顯著增強。
另外，這類超細粉體的比表面積大，表面能高，在與高分子材料共混時，很容易與后者結合，加之化纖紡絲設備對共混材料粒度的要求，決定了納米粒子是制造功能性化纖的優選添加材料。
2.1.2 抗紫外線纖維的應用
此類化纖包括的品種面很廣，從國內外研制和生產的品種來看，涉及滌綸、維綸、腈綸、尼龍和丙綸等；加工方法有尼龍、聚氨酯混紡、尼龍、醋酸纖維混紡等。主要用來制作運動衫、罩衫、制服、套褲、職業服、游泳衣和童裝等。在我國大多數地區，人們夏季穿著服裝單薄，這就需要利用納米粒子的抗紫外線功能來開發各種化纖產品，以滿足婦女、老人、兒童、野外工作者和高溫崗位工人的需要。
2.2 抗菌除臭纖維
通常所說的抗菌包括抑制、殺滅、消除細菌分泌的毒素以及預防等功能?？咕w的除臭功能表現在：保健方面：防止皮膚感染，消除病菌分泌的毒素和將汗液等轉化為臭味物質的細菌；美學方面：除去令人不愉快的臭味[6-8]。
2.2.1 抗菌除臭纖維的抗菌除臭機理
納米級TiO2、ZnO等光催化型殺菌劑，表現出超過傳統抗菌劑僅能殺滅細菌本身的性能。其殺菌機理為：納米級TiO2、ZnO等抗菌劑能在水分和空氣存在的情況下，自行分解出自由移動的電子（e-），同時留下帶正電的空穴（h+），逐步產生反應，生成的羥基自由基和超氧化物陰離子自由基非?；顫姡袠O強的化學活性，能與多種有機物發生反應（包括細菌內的有機物及其分泌的毒素），從而將細菌、殘骸和毒素殺滅、消除。
納米級TiO2、ZnO的除臭機理主要有以下兩種：①吸附臭味。超細ZnO的比表面積大、孔容大，可以吸附多種含硫臭體。②氧化分解。TiO2、ZnO等物質在H2O、O2體系中可發生光催化反應，產生的超氧化物陰離子自由基能與多種臭體反應，從而更徹底地消除臭味。
2.2.2 抗菌除臭纖維的應用
日本在抗菌防臭功能纖維上開發較多。最近，日本石玻璃公司開發了一種含活性玻璃粒子的抗菌防臭功能纖維。這是一種含有銀粒子的溶解性玻璃微粉，粒徑在50nm 以下。這種纖維在毒性、穩定性、持久性和抑制細菌抗藥性等方面的表現較為優良。在使用過程中，一旦接觸到水分，纖維內部的溶解性玻璃粒子就會緩慢釋放出銀離子，它能在幾小時到幾年的時間內以特定的速度釋放，阻礙細菌繁殖，顯示出優良的抗菌性。日本帝人公司生產的由納米TiO2、ZnO 作為消臭劑的除臭纖維能吸收臭氣凈化空氣，可用于制造消臭敷料、繃帶、尿布、睡衣、窗簾、廁所用紡織品以及環保用過濾織物等。
我國抗菌劑的研究相對滯后，但近年來發展較快。北京賽特瑞公司生產的銀系抗菌劑，采用納米層狀銀系無機抗菌材料制備的抗菌防霉織物，僅需添加0.5%～1%的無機抗菌劑，具有廣譜抗菌功能，且抗菌效果顯著、持久，對皮膚無刺激性。上海合成纖維研究所研制的一種新型抗菌纖維，是將納米級TiO2、ZnO 等添加到天然或聚合物長絲中，紡制出各種永久性抗菌、防臭纖維，經試驗證明，這種纖維對綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌等具有很強的殺菌能力，目前該技術僅僅完成了實驗室研究工作，還不能達到工業化生產規模。許德生等人采用納米級TiO2、ZnO 和粘膠纖維共混制成的纖維，既具有普通粘膠纖維特性，又能防菌、抗菌、防紫外線和抗電磁輻射。北京服裝學院科研人員的研究表明，用納米級ZnO 對棉織物進行處理后，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌和黑曲霉菌等均有顯著抑制作用。另外，國家超細粉末工程中心利用納米ZnO等粉體做核，在外包覆銀以抗細菌，在外包覆CuO、ZnSiO3 以抗真菌，將這種抗菌粉體加1%到合成纖維中，就能制得抗菌性良好的功能性纖維。
2.3 遠紅外纖維
2.3.1 機理
人體釋放的紅外線大致在4μm～16μm的中紅外波段，在戰場上如果不對這一波段的紅外線進行屏蔽，很容易被非常靈敏的中紅外探測器所發現，尤其在夜間，人體安全將會受到威脅，因此很有必要研制對人體紅外線具有屏蔽功能的衣服[9-10]。
遠紅外線反射功能纖維是一種具有遠紅外吸收及反射功能的化纖，通過吸收人體發射出的熱量，并再向人體輻射一定波長范圍的遠紅外線，可使人體皮下組織血流量增加，起到促進血液循環的作用；由于能反射人體輻射的紅外線，也起到了屏蔽紅外線，減少熱量損失的作用，使此類纖維及織物的保溫性能較常規織物有所提高。遠紅外超細添加劑是一種白色或淺白色粉體。這類抗紅外線功能助劑是在遠紅外加熱所使用的陶瓷粉體的基礎上開發出來的，所以稱之為“遠紅外陶瓷粉”。根據應用的化纖品種和性能要求的不同，通常包括納米級ZnO、SiO、Al2O3 等，除了要求將它們的粒度用直接制備或二次粉碎的方法控制在100nm以下外，同時還要對其進行表面改性處理，以確保這類粉體的分散性、相容性和功能化纖的可紡性。
2.3.2 遠紅外纖維應用
日本對遠紅外聚酯的研究最多。1996年已確立了遠紅外纖維制品的保溫性試驗方法和對人體的溫熱特性系列評價方法，對遠紅外線與生物關系已有了系統的研究。日本三菱人造絲公司將PTA、EG和納米陶瓷粉混合先制成母粒，再與普通聚酯在283℃下共混紡絲，制成中空度21.3%、蓬松度153mL/g 的遠紅外短纖維；日本可樂麗公司將聚酯和含氧化陶瓷的增塑劑共混紡絲制得遠紅外纖維；日本尤尼吉卡公司推出一種太陽遠紅外滌綸，其物理機械性能與普通滌綸相似，具有明顯的升溫效應，據報道，該織物水洗后在相同條件下比普通滌綸快干30min。
2.4 阻燃纖維
2.4.1 阻燃纖維的阻燃機理
阻燃的目的在于降低熱分解過程中可燃氣體的生成，抑制氣相燃燒過程的反應。阻燃纖維多數通過用添加型阻燃劑和反應型阻燃劑對原材料進行處理制得。納米SbO3阻燃劑在燃燒初期首先熔融，熔點為655℃，在材料表面形成保護膜隔絕空氣，通過內部吸熱反應，降低燃燒溫度。在高溫狀態下SbO3 被汽化，稀釋空氣中的氧濃度，從而起到阻燃作用。
2.4.2 阻燃纖維應用
國外用共混法制得的阻燃改性纖維有阻燃粘膠纖維，如美國的Durvil、奧地利的Lenzing、日本的Tuflan；也有阻燃丙綸纖維，如瑞士的Sandoflam 5071[11]。
3 納米材料在其他特種纖維中的應用
3.1 智能隱身纖維
將納米金屬粒子、納米氧化物（如納米級Fe2O3、Ni2O3等）、納米復合材料以共混法加入成纖聚合物熔體或紡絲溶液中，經熔融紡絲或濕法紡絲制成隱身材料。制成的高性能毫米波形隱身材料、可見光-紅外線型材料和結構式隱身材料，可避開雷達、紅外線探測器的偵測。另外，可采用對電、熱比較敏感的納米金屬粒子與纖維原料共混，制成具備防止熱成像設備偵測的功能纖維。目前美國正在研究采用熱敏、光敏或電化學染料做迷彩服，以使迷彩服的顏色和圖案隨環境變化而改變，具備動態防偵視功能。美國研制的 “超黑粉”納米隱身材料，對雷達波的吸收率大于99%。法國研制出一種寬頻微波吸收涂層，這種吸波涂層由粘合劑和納米微粉填充材料組成。這種由多層薄膜疊合而成的結構具有很好的磁導率，在50MHz～50GHz 內具有很好的吸波性能。目前世界軍事發達國家正在研究覆蓋厘米波、毫米波、紅外和可見光等波段的納米復合材料。
3.2 變色纖維
變色纖維是一種具有特殊組成結構的纖維，當受到光、熱、水分或輻射等外界激化條件作用后，具有可逆自動改變顏色的性能。纖維在一定波長的光的照射下會發生顏色變化，而在另一種波長的光的作用下又會發生可逆變化回到原來的顏色，這種纖維稱為光敏變色纖維。具有光敏變色的物質通常是一種具有異構體的有機物，這些化學物質因光的作用產生異構，并生成兩種化合物。這些化合物的分子式沒有發生變化，但對應的鍵合方式或電子狀態產生了變化，可逆地出現吸收光譜不同的兩種狀態，即可逆地顯色、褪色或變色。美國Clemson 大學和Georgia 理工學院等研究機構近年來正在探索光纖中摻入納米變色染料或改變光纖表面的涂層材料，使纖維的顏色能夠實現自動控制。日本松井色素化學工業公司制成的光致變色纖維在無陽光下不變色，在陽光或UV 照射下顯深綠色[11]。
4 納米材料應用中存在的問題及解決方法
納米材料在化學纖維應用過程中存在的問題，主要是它的分散性差、易凝聚。為解決這一問題，需對納米粒子的表面進行處理以降低其表面能。表面處理的方法有很多，根據表面處理劑與顆粒之間有無化學反應，可分為表面化學改性和表面吸附包覆改性?；瘜W改性是指在納米微粒的表面進行化學吸附或反應；而包覆改性主要利用一些表面活性劑、聚合物以及聚合物單體等吸附在顆粒表面，增強納米微粒與基材的親和性[12-13]。
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