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納米技術的特性范文1
[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.
納米技術的特性范文2
關鍵詞：納米技術；機電工程；應用；摩擦性能；納米材料
中圖分類號：TP271+.4文獻標識碼： A 文章編號：
本文對納米技術在實際應用過程中所存在的各種技術問題進行了探討。納米技術的快速發展對于科技發展是非常重大的突破，當前它已經運用在社會各個領域，納米技術在機電工程中的運用更是成為其核心。表現在很多方面，本文從實例出發，展現納米技術在機電領域的運用。
1.納米技術介紹
所謂的納米技術就是借用單一的分子、原則制造物質的一種科學技術，納米科學技術已經成為了將很多現代的先進科學技術，作為基礎科學技術，并且成為了現代科學和現代技術進行組合的重要產物之一，其中，現代科學主要包括分子生物學、介觀物理、量子力學和混沌物理，現代技術主要包括核分析技術、掃描隧道顯微鏡技術、微電子技術以及計算機技術，納米技術一定會引發起一系列的全新的科學技術，比如納米機械學、納米材科學以及納米電子學等等。
納米技術也被稱為毫微技術，是對結構尺寸在0.1 nm-100nm范圍之內材料的應用和性質的研究，從始至今的相關研究來看，人們將納米技術分為了二種概念，第一種納米技術的概念就是指分子納米技術，這一概念將組合分子機器實用化了，因此，我們可以對所有這類的分子進行任意的組合，并且可以將任何種類分子結構進行制造，但是、這一種概念上的納米技術仍然沒有取得很大的發展;第二種概念將納米技術看成了微加工技術的極限，第，種概念主要是從生物角度提出的，納米生物技術中所包含的重要內容已經延伸到了細胞生物計算機開發和DNA分子計算機領域中。
2微型納米軸承
當前形勢下，納米技術不僅僅是單一的一門新型技術或者學科，納米技術被廣泛的應用到了各類學科之中，其中，在機電工程中進行納米技術的應用，已經對機電工程技術的變革產生了不可估量的重要作用。納米技術在機電方面應用甚至是微觀機械技術的產生已經成為了我們這個世紀進行研究的、核心的技術，許多國家都在納米技術方面展開了越來越多甚至越來越深的研究，在機械工程方面，納米技術在機電工程中應用主要存在微型軸承力面。傳統的軸承的體積比較大，其摩擦力也僅僅能夠靠來進行減少，但是，仍然不能夠將摩擦力進行避免，美國科學家對其行了研究，并且研制出來一種沒有摩擦的微型納米軸承，微型納米軸承主要包括以下兩個特點:
第一，微型，微型納米軸承的直徑僅僅為一根頭發半徑的萬分之一，其應用到機電系統微型的軸承只有1nm，為微型機械的千分之一。
第二，摩擦力極小如果軸承的體積很小，那么，套在一起，管子之間摩擦力就會將微型軸承弱點暴露出來，在其產生的摩擦力很大的時候，會導致微型軸承無法使用。通常制造的微型機械軸承與這種納米軸承相比較，摩擦力僅僅是其最小值千分之一。
3 納米技術馬達
新一代的納米技術馬達是由美國一家公司生產，這種微型馬達的體積只有一般電磁馬達體積的二十分之一，它的長度比火柴桿還短很多，但是盡然能夠負載四千克的重量，它的壽命卻可以達到100多萬次。這種馬達主要是通過運用納米技術制造智能材料來取代傳統的銅線圈以及磁鐵，所有它比傳統的馬達要更加的輕、噪音很低，成本也更加的低，可以說是世界上最靜音的馬達。當前這種微型馬達在機械中運用的并不是很不多，主要用于汽車的電動車窗，這項研究同時也已經在深圳進行研發和生產。
4納米磁性液體在旋轉軸中的應用
通常情況下，靜態密封都是采用金屬、塑料或者像膠等等材料制作而成的O型環，將其作為密封的兀件。在旋轉的條件下，動態密封一直沒有對其問題進行解決，動態密封不能夠在高真空、高速的條件進行動態的密封。納米技術在很大程度上都對磁性液體在旋轉軸中的進行起到了促進作用。我國的南京大學也已經成功的進行了硅油、二脂基、烷基以及水基等多種類型磁性液體的制成，電子計算機硬盤處也已經普遍的采用了磁性液體防塵密封，此外。磁性液體也對新型劑的制造起到了一定的促進作用，在機電工程中應用納米技術的例子舉不勝舉，以上新興技術的產生。我們能夠很容易的看出納米技術對機電工程的不斷發展起到了深刻的影響。與此同時，與系統的機電工程相比較，由于納米技術的各種優勢才能夠使得機電工程產生了顯著的效果。
4.1納米磁性液體在旋轉軸中應用之尺寸效應
在納米技術領域中，最為顯著的效果之一是將旋轉軸中的傳統尺寸竿位進行了縮小，將其毫米單位轉化成了納米，而納米也就相當于一米的十億分之一，將納米技術應用到機電工程中，可以將機械的體積大大降低，最終促使微型機械這種新型的機械的形成和產生.這種產生并不是傳統的機械單純的在尺度上產生了微小的變化，而通常指的就是可以進行成批制作的微傳感器、微能源、微驅動器、集合微結構、信號、控制電路等等處置裝置為一體的微型機電系統。大部分都是將納米技術成果進行了運用，因此，它們已經遠遠的超過了傳統機電的范疇和概念，而是基于現代的科學技術之上，并且作為整個的納米科技中，重要的組成部分，以及用嶄新的技術線路和思維方式指導之下的重要產物。
4.2納米磁性液體在旋轉軸中應用
納米技術使原材料形成了更加微小的形態，其功能更加強大，不僅僅能夠對傳統材料進行一定的改良，同樣能夠使新材料源源不斷的產出。磁性液體密封的技術更加證明了磁性液體能夠被磁場控制這一特性，將納米單位液體置于磁場之內，最終達到密封效果。與此同時。在運用材料中，我們能夠將微量元素融入到基礎的材料之中，以便能夠達到更好效果。
4.3納米磁性液體在旋轉軸中應用之材料摩擦性能
納米技術摩擦性能已經成為了其最為顯著的特性之一，在機電工程領域中，各種軸承都會產生摩擦，存在著摩擦性能，但是，自從納米材料出現了以后，各類機械的尺寸和結構都變小了，對于零件過小，其摩擦力就變得尤其重要，如果其摩擦力相對來說比較大，那么就會造成零件的磨損。進而，納米技術也就對這問題進行了克服，現在已經出現的納米材料幾乎處于無摩擦狀態。
4.4納米技術在機械行業中的發展前景
（1）汽車工業以及機械的滑配原件，例如：滑軌、軸承上應用的納米陶瓷鍍膜能產生磨擦界面，這樣可以大大地減低磨損并且能夠提高負載。
（2） 塑膠流道的低粘應用，例如：拉絲模、套筒以及熱膠道，這樣可有效地減少積料碳化的產生概率。
（3）包封短射、射出成型時發生的粘模 、鏡面霧化以及拖痕均具有重要的改善，特別是在和頂針上所展現出來的干式，這樣更是任何金屬都不能表現出來的優異性。
（4）橡膠、IC 封裝膠和發泡塑料，因為其具有極高的粘著性， 所以必須借助大量的脫模劑來協助脫模， 這樣納米陶瓷的荷葉效應就可大大地減少脫模劑的使用和模具清理時間。
（5）納米陶瓷的低沾粘、低摩擦特性能夠使塑膠在模具內的流動性大大提升， 尤其是高精度模具，例如：塑膠鏡片、薄光板、汽車聚光燈罩等一些模具應用后對產品的使用均有顯著的改善。
納米技術的特性范文3
陶瓷可以做成刀具，只要在燒制過程中加入納米材料；打針可以不痛也不出血，藥物反而更容易被人體吸收，只要使用無痛納米微針；液晶顯示器可以顯示效果更好，只要用納米微球作液晶板間的“支架”；使用納米技術，一分鐘就能分辨出地溝油；使用納米技術，中巴車充電三十分鐘就能從蘇州開到南京……擁有納米技術，即使沒有劉謙，也能見證奇跡。
事實上，納米技術由來已久。1990年，第一屆國際納米科學技術會議召開，這是納米技術誕生的重要標志。在此后多年中，納米技術只是扮演了一個冷冰冰的科學名詞。如今，其已經悄然蛻變，并走進了人們的衣食住行。更值得欣慰的是，將來納米技術還能被廣泛應用于七大新興產業的上游高端環節，引領新興產業發展，推動戰略性新興產業發展。
據了解，納米技術理念最早由諾貝爾物理學獎獲得者費曼提出。作為一個長度單位，納米是十億分之一米。因為在1～100納米的尺度內，物質特性發生許多不同于宏觀世界的物理和化學變化，而正是這些特性，注定納米技術必將對產業帶來顛覆性的革命。
細數納米技術對世界產生的深遠影響：除了大量原創性成果不斷涌現，近十項重大突破性技術榮獲諾貝爾獎，材料、能源、微電子、生物技術等眾多產業領域發生了深刻的變革，產業規模迅速壯大。美國市場研究人員預測，到2014年，全世界納米技術產業市場規模將到達2.6萬億美元，相當于IT和通信兩大行業的總和。
蘇州納米技術產業發展首席顧問，中科院院長、國家納米領域首席科學家白春禮院士曾這樣預測納米技術產業的未來：會像今天的計算機技術一樣普及。他指出，納米技術是對21世紀一系列高新技術有重要影響的關鍵技術，將引發人類社會的新一輪產業革命。納米技術及應用國家工程研究中心主任助理何丹農也曾指出，納米技術與信息技術、生物技術共同成為21世紀社會發展的三大支柱，它是當今世界大國爭奪的戰略制高點。
如此，在全球范圍內，世界主要國家都把推動新一輪產業革命的納米技術產業列入國家重大戰略性產業并不意外。而各國都在加快布局，搶占納米技術的戰略制高點。韓國、美國、日本、歐盟、俄羅斯等世界主要國家都將納米技術產業作為國家重大戰略性產業，紛紛制定國家層面的發展戰略和計劃，重視政府資金投入，強化產業國際合作與交流。
韓國最為突出。據了解，韓國正大力發展納米生物科技、納米能源、納米材料技術、納米環境等產業。韓國甚至還為納米產業的發展制定了特別法，過去十年財政投入超過20億美元。此外，韓國政府還整合教育部、科技部等相關政府部門，實施2020計劃，滲透新市場，加快納米產業化。美國也不例外。美國也從2000年開始實施《國家納米技術計劃》，近幾年在納米技術領域的研發投入都保持在每年近20億美元的規模。
2005年，歐盟制定《歐洲納米技術發展戰略》，歐盟成員國德國、法國、芬蘭等分別制定了本國納米技術發展計劃，歐盟及主要成員國已累計投入超過140億美元。俄羅斯從2001年開始重點推動納米技術產業，2007年專門成立國有“俄羅斯納米技術集團”推動產業化發展。此外，埃及、印度、泰國、沙特、南非等國也不甘落后，加大研發投入和產業化促進力度。全球形成爭奪納米科技制高點的競爭態勢。
在納米技術領域，中國也不落人后。中國從20世紀80年代起就一直高度重視納米技術，作為較早開展納米技術研究的國家之一，2001年就成立國家納米科技指導協調委員會，同年7月科技部等五部委《國家納米科技發展綱要（2001～2010）》。
科技部技術研究司司長張先恩指出，上世紀80年代初，中國納米領域的量幾乎為零，進入21世紀以來，呈曲線上升的趨勢。直至去年，中國的量占全世界總量的20%，同時論文的引用次數也在增長，其中中科院的論文的引用次數位居全國首位。
數據顯示，2001～2009年，中國用于納米科技的研發經費超過26億元人民幣?！?73”計劃、“863”計劃設立納米技術專項，吸引了包括國家杰青、中科院百人、教育部長江學者在內的約342名高端人才從事納米技術研究，在基礎研究方向取得眾多原創性技術成果；清華大學等50所大學和中科院的36個研究所從事納米技術研究；2009年，我國發表納米科技SCI-E論文總數首次超越美國，躍居世界第一，專利申請量世界第二；先后建設“國家納米技術科學中心”和“納米技術及應用國家工程研究中心”等國家納米科技研發載體。
納米技術的前景更得到產業界的認可。眾多世界500強企業看好納米技術產業的戰略前景。美國IBM公司持續20幾年推進納米技術研發，在多個領域擁有突破性的優勢。2010年4月，韓國三星公司開始建設“三星納米城”，全面推進納米級超精密半導體產業。日本的索尼公司積極布局納米科技，在半導體顯示及存儲領域已經取得優勢地位。
毋庸置疑，發展納米技術與相關產業，對提升國家及區域競爭力的巨大戰略意義。然而，與物聯網等相關產業類似，納米技術問世也已有20余年時間，但現在，技術產業化過程并不理想?！凹{米技術成果產業化之路走得并不順暢?！睒I內人士告訴記者。
科技部萬鋼部長（國家納米科技指導協調委員會主任）在總結過去十年中國納米科學領域取得的成果時指出，中國已邁入納米大國行列，但還不是納米強國。這主要表現為產業化水平低，無規模企業廣泛參與，不能有效推進協調納米技術資源。亟待從產業發展角度對國家納米技術產業進行整體規劃，形成良好的技術成果產業化機制。
在聯想之星副總裁梁青看來，這正是納米技術產業化面臨的最大問題。“沒有設備、沒有原料、沒有應用，一切都要從新開始。這也是我們在投資過程中面臨的最頭痛的問題。材料做出來了，但還得等6年才能實現部件銷售，應用時間更長。因為周期長，投資額也很大?！?/p>
他告訴記者，“納米技術是變革性的，不是改良性的。其產業化周期很長，需要產業鏈上下游的協調與配合。正常情況下，要先做出材料，再做出配件，再做出應用。但現實的情景是，很多部件企業會認為，上游材料沒有大規模生產前，不敢冒然采用，而材料大規模生產至少要兩三年，部件大規模生產也要兩三年，應用同樣如此。它們之間的矛盾很明顯?！?/p>
然而，在納米技術產業，國外并沒有成功經驗可以借鑒。梁青指出，“因為，在納米技術領域，中國并不落后。但國外有更多的錢，更好的投資環境，企業不是那么急功近利，而國內中小企業功利性比較強?，F在，很多地方政府和學研機構對科技成果產業化也有疑慮。國家科技經費投資研發出某項技術，后被企業以某種方式獲取的狀況時有發生。當然，更應該看到，技術如果一直放在研究所里就不值錢?！?/p>
不久前的一項調查結果顯示，日本80家大企業中，有大約40%的企業設置了專門機構，已經或者即將著手發展這一高新科技。三菱、伊藤忠和丸紅等綜合商社已經或計劃同美國的風險企業設立合資公司，把納米技術列為新的發展項目。富士通公司設立了納米技術研究中心，住友電工公司也組織了納米技術研究班子。
在日本，企業界是發展納米技術的主力軍。與之不同，中國在納米技術產業化過程中，并未實現“以企業為主體”。盡管從納米領域的專利方面看，中科院申請的數量已經位居世界排名的首位，但是與其他國家相比，中國的專利大都是研究機構在申請，而在國外企業卻占主導，“這也說明中國納米企業科研的進展還有很大的努力空間?！睆埾榷髡f。
何丹農認為，在納米技術成果集成方面，要始終堅持把市場需求作為出發點和歸宿點，選擇具有市場前景的技術和成果。由于納米技術的跨學科性、實驗和技術上的局限性、技術的成熟度不夠、研究成本高周期長等問題，僅靠一個工業部門或者研究機構將無法加快推動納米技術產業化進程，所以，急需采用合理的產業化與投融資模式。
梁青認為，在納米技術產業并沒有規?；钠髽I，而這制約了產業化的進程?！笆聦嵣?，只有像聯想、3M等大型企業才會考慮三五年后的事情，一般的中小企業無暇，也沒有實力去考慮長遠。所以，它們就寧愿等著，反正沒有威脅，它并不著急。而最著急的是新創立的企業，但它們也是干著急。很多納米產業投資進去后，都出現越來越難熬的狀況?！?/p>
當然，資本的助力對納米技術產業化來說也必不可少，然而，現在資本市場偏好投資中后期項目，而不愿意投資早期項目？而這對于更多處在孵化階段的納米技術產業的融資環境更是雪上加霜。梁青說，“很多項目就是在從科技部到發改委的階段，中間有一個斷層，沒有人管。但是，對國家來說，如果不做納米技術，可能會喪失未來?！?/p>
他建議，“能不能讓政府投資，材料、部件、應用等三個層面的企業一起干。在遵循市場規律的同時，給予足夠的扶持政策，消除企業對規?；a的疑慮。這等于把一個串行動作，變成一個并行的。如果能做到這一點，產業就能非?？斓赝七M，長遠對行業是有好處的?！?/p>
納米技術的特性范文4
【關鍵詞】納米材料；納米技術；應用
有人曾經預測在21世紀納米技術將成為超過網絡技術和基因技術的“決定性技術”，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研究，美國從2000年啟動了國家納米計劃，國際納米結構材料會議自1992年以來每兩年召開一次，與納米技術有關的國際期刊也很多。
一、納米材料的特殊性質
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，導致了高擴散率，它對蠕變，超塑性有顯著影響，并使有限固溶體的固溶性增強、燒結溫度降低、化學活性增大、耐腐蝕性增強。因此納米材料所表現的力、熱、聲、光、電磁等性質，往往不同于該物質在粗晶狀態時表現出的性質。與傳統晶體材料相比，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、低熱導率、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境、光熱吸收、非線性光學、磁記錄、特殊導體、分子篩、超微復合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結助劑、劑等領域。
（一）力學性質
高韌、高硬、高強是結構材料開發應用的經典主題。具有納米結構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生，這就是納米晶強化效應。金屬陶瓷作為刀具材料已有50多年歷史，由于金屬陶瓷的混合燒結和晶粒粗大的原因其力學強度一直難以有大的提高。應用納米技術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域占據了主導地位。使用納米技術制成的陶瓷、纖維廣泛地應用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環境下使用。
（二）磁學性質
當代計算機硬盤系統的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下，感應法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統的巨磁電阻效應高達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。目前巨磁電阻效應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系，所以也可以用作新型的磁傳感材料。高分子復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比傳統粗晶材料低得多，而且對紅外波段的吸收系數至少比傳統粗晶材料低3個數量級，磁性比FeBO3和FeF3透明體至少高1個數量級，從而在光磁系統、光磁材料中有著廣泛的應用。
（三）電學性質
由于晶界面上原子體積分數增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發生尺寸誘導金屬——絕緣體轉變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應和庫侖堵塞效應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，有可能在不久的將來全面取代目前的常規半導體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現出很好的晶體三極管放大特性。并根據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，已經成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。
（四）熱學性質
納米材料的比熱和熱膨脹系數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弱的結果。因此在儲熱材料、納米復合材料的機械耦合性能應用方面有其廣泛的應用前景。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換為熱能。
（五）光學性質
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，在光感應和光過濾中應用廣泛。由于量子尺寸效應，納米半導體微粒的吸收光譜一般存在藍移現象，其光吸收率很大，所以可應用于紅外線感測器材料。
（六）生物醫藥材料應用
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，就可以對人體進行全身健康檢查和治療，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的輸運更加方便。
二、納米技術現狀
目前在歐美日上已有多家廠商相繼將納米粉末和納米元件產業化，我國也在國際環境影響下創立了一（下轉第37頁）（上接第26頁）些影響不大的納米材料開發公司。美國2001年通過了“國家納米技術啟動計劃（National Technology Initiative）”，年度撥款已達到5億美圓以上。美國科技戰略的重點已由過去的國家通信基礎構想轉向國家納米技術計劃。布什總統上臺后，制定了新的發展納米技術的戰略規劃目標：到2010年在全國培養80萬名納米技術人才，納米技術創造的GDP要達到萬億美圓以上，并由此提供200萬個就業崗位。2003年，在美國政府支持下，英特爾、蕙普、IBM及康柏4家公司正式成立研究中心，在硅谷建立了世界上第一條納米芯生產線。許多大學也相繼建立了一系列納米技術研究中心。在商業上，納米技術已經被用于陶瓷、金屬、聚合物的納米粒子、納米結構合金、著色劑與化妝品、電子元件等的制備。
目前美國在納米合成、納米裝置精密加工、納米生物技術、納米基礎理論等多方面處于世界領先地位。歐洲在涂層和新儀器應用方面處于世界領先地位。早在“尤里卡計劃”中就將納米技術研究納入其中，現在又將納米技術列入歐盟2002——2006科研框架計劃。日本在納米設備和強化納米結構領域處于世界先進地位。日本政府把納米技術列入國家科技發展戰略4大重點領域，加大預算投入，制定了宏偉而嚴密的“納米技術發展計劃”。日本的各個大學、研究機構和企業界也紛紛以各種方式投入到納米技術開發大潮中來。
中國在上世紀80年代，將納米材料科學列入國家“863計劃”、和國家自然基金項目，投資上億元用于有關納米材料和技術的研究項目。但我國的納米技術水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50 多個大學20多家研究機構和300多所企業從事納米研究，已經建立了10多條納米技術生產線，以納米技術注冊的公司100多個，主要生產超細納米粉末、生物化學納米粉末等初級產品。
三、前景展望
經過幾十年對納米技術的研究探索，現在科學家已經能夠在實驗室操縱單個原子，納米技術有了飛躍式的發展。納米技術的應用研究正在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤4大領域高速發展。可以預測：不久的將來納米金屬氧化物半導體場效應管、平面顯示用發光納米粒子與納米復合物、納米光子晶體將應運而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學組裝計算機將投入應用；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。
納米技術目前從整體上看雖然仍然處于實驗研究和小規模生產階段，但從歷史的角度看：上世紀70年代重視微米科技的國家如今都已成為發達國家。當今重視發展納米技術的國家很可能在21世紀成為先進國家。納米技術對我們既是嚴峻的挑戰，又是難得的機遇。必須加倍重視納米技術和納米基礎理論的研究，為我國在21世紀實現經濟騰飛奠定堅實的基礎。整個人類社會將因納米技術的發展和商業化而產生根本性的變革。
納米技術的特性范文5
[關鍵詞] 納米技術 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成的材料。納米材料的光、電、熱、磁等物理性質與常規材料不同，出現諸多新奇特性和優良性能，在材料、電子、光電等領域得到廣泛的應用?，F代體育運動是隨著科學技術的進步而發展的，現代科學技術及其成果在體育運動中的廣泛滲透與應用，給體育運動帶來勃勃生機。在現代體育中，納米技術越來越多的應用于運動器材和裝備中。根據著名商業經濟雜志《Forbes》2003和2004年十大納米產品統計，醫用清潔類、服裝紡織類的許多產品都率先為運動員所用，與體育運動相關的納米產品幾乎占據50％。
一、以減阻作用為主的產品
涉及減阻作用的產品，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節的負荷，更容易產生運動動力。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蠟中形成的。
二、以減少重量、增加性能等綜合作用的產品
在球拍中，網球拍、羽毛球拍、乒乓球拍已經率先采用納米技術，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。其優良的回彈值及壓縮復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，可創造出更優異的成績。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品
用納米技術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。在這些疏水產品中，以滑雪服在競技體育中應用最為普遍，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品
納米藥物在醫學領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。
總之，隨著納米科技的不斷發展，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水平得到更充分的發揮，運動成績的提高更加有保證已經成為研究重點。然而，人類對納米材料的認識尚屬起步階段，對它可能對機體產生的潛在危害方面卻缺乏足夠的重視,世界范圍內還沒有任何研究機構對納米材料進行過安全性評價，納米技術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，發揮比常規藥物更好的功效，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，現已證實常規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形式。因此競技體育在充分享受納米技術帶來巨大恩惠的同時,也面臨嚴峻的挑戰。必要全面、客觀、公正審視納米技術，為納米時代競技體育的健康穩定發展提供理論上的依據，順應奧運會提出的更干凈、更人性、更團結這一精神。
參考文獻：
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納米技術的特性范文6
關鍵詞： 納米技術意義展望
一、納米技術的內涵
納米技術是一門在0.1―100nm空間尺度內操縱原子和分子，對材料進行加工、制造具有特定性能的產品，或對物質進行研究、掌握其原子和分子的規律和特征的高新技術學科，被認為是“今后十年最可能使人類發生巨大變化的十項技術”之一。
納米技術包含下列四個主要方面：（1）納米材料。當物質到納米尺度以后，即0.1―100nm這個范圍空間，物質的性能就會發生突變，出現特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，又不同于宏觀的物質的特殊性能構成的材料，即為納米材料。（2）納米動力學。主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統，用于有傳動機械的微型傳感器和執行器、光纖通訊系統，特種電子設備、醫療和診斷儀器等。用的是一種類似于集成電器設計和制造的新工藝，特點是部件很小，刻蝕的深度往往要求數十至數百μm，而寬度誤差很小。（3）納米生物學和納米藥物學。如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，dna的精細結構，等等。納米生物學發展到一定技術時，可以用納米材料制成具有識別能力的納米生物細胞，并可以吸收癌細胞的生物醫藥，注入人體內，用于定向殺癌細胞。（4）納米電子學。包括基于量子效應的納米電子器件，納米結構的光/電性質，納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝，等等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。更快，是指響應速度要快。更冷，是指單個器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度，納米技術是建設者的最后疆界，它的影響將是巨大的。
二、研發納米技術的重要意義
在充滿生機的21世紀，信息、生物技術、能源、環境、先進制造技術和國防的高速發展必然對材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸等對材料的尺寸要求越來越??；航空航天、新型軍事裝備及先進制造技術等對材料性能要求越來越高。新材料的創新，以及在此基礎上誘發的新技術、新產品的創新是未來10年對社會發展、經濟振興、國力增強最有影響力的戰略研究領域，納米材料將是起重要作用的關鍵材料之一。納米材料和納米結構是當今新材料研究領域中最富有活力、對未來經濟和社會發展有著十分重要影響的研究對象，也是納米科技中最為活躍、最接近應用的重要組成部分。近年來，納米材料和納米結構取得了引人注目的成就。例如，存儲密度達到每平方英寸400G的磁性納米棒陣列的量子磁盤，成本低廉、發光頻段可調的高效納米陣列激光器，價格低廉。高能量轉化的納米結構太陽能電池和熱電轉化元件，用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強高韌納米復合材料等的問世，充分顯示了它在國民經濟新型支柱產業和高技術領域應用的巨大潛力。正像美國科學家估計的“這種人們肉眼看不見的極微小的物質很可能給予各個領域帶來一場革命”。納米材料和納米結構的應用將對調整國民經濟支柱產業的布局、設計新產品、形成新的產業及改造傳統產業注入高科技含量提供新的機遇。
研究納米材料和納米結構的重要科學意義在于它開辟了人們認識自然的新層次，是知識創新的源泉。由于納米結構單元的尺度（0.1―100nrn）與物質中的許多特征長度，如電子的德布洛意波長、超導相干長度、隧穿勢壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當，因而納米材料和納米結構的物理、化學特性既不同于微觀的原子、分子，又不同于宏觀物體，從而把人們探索自然、創造知識的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領域。在納米領域發現新現象，認識新規律，提出新概念，建立新理論，為構筑納米材料科學體系新框架奠定基礎，也將極大豐富納米物理和納米化學等新領域的研究內涵。世紀之交高韌性納米陶瓷、超強納米金屬等仍然是納米材料領域重要的研究課題；納米結構設計，異質、異相和不同性質的納米基元（零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲）的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當今納米材料研究新熱點，人們可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設計納米結構原理性器件及納米復合傳統材料改性正孕育著新的突破。
納米技術作為一門新興的學科，被譽為21世紀最具有發展前景的技術，是對未來經濟和社會發展產生重大影響的一種關鍵性前沿技術。納米技術在社會上的應用前景非常廣闊，納米技術不僅會推動新產品的開發，而且將為改善人們的生活環境，提高生活質量作出不可估量的貢獻。納米技術將成為21世紀新型技術的發展新方向，相信在不久的將來，我們將跨入一個全新的時代。
三、對納米技術未來發展的展望
納米技術將從根本上改變未來制造的兩種基本類型方式――連續制造和離散制造。連續制造是指批量物質或材料的生產，例如化學品或金屬卷材。離散制造是指單個配件的生產，例如螺栓或元件（集成電路）或組裝系統（計算機）。對于納米尺度制造來說，原子、分子與團簇都是生產“原料”。因此，納米尺度制造的生產工藝和設備與目前應用于大于100nm的微制造工藝與設備將會有很大不同。納米制造未來的研究方向包括以下幾個。
1.材料開發
了解和模擬納米尺度物質合成、操控及監測的現象和工藝，這是開發新型納米制造技術所需的；開發表征、監測、篩選、分離和控制納米結構大小/形狀/多分散性和表面或體積特征的方法。
2.制造納米系統的材料操控與控制
分子、大分子、納米顆粒及納米尺度組件的定位、定向、分散、集群和導向自我組裝，非共價鍵和信息內容是不可或缺的；納米材料的包裝和輸運，如通過超聲和納米流化床；納米自組裝結構融入功能器件和系統。
3.與微觀和宏觀系統相結合
把自下而上和自上而下的制備技術融入低本高效的優化生產制造中；制造技術的尺度放大、并行和集成能力，如平行探針或束陣列等方法。
4.制造工具
改造和控制表面組成/結構，以確保隨后組裝的穩定性和功能性；開發可支撐的、用戶與環境友好、廉價而高產的制圖技術；開發和運用納米結構復制方法；納米制造結構和性能的低本高效清除/修復/接縫技術，等等。
5.測量和標準工具
納米顆粒與結構的化學和結構表征技術（除幾何形狀特征外）；開發三維加工和非破壞性表面下探測技術；把在線傳感與監測技術同制造方法融合在一起；遠程制作和遠程表征設備和儀器，等等。
參考文獻：
