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納米技術的特點范文1
【關鍵詞】納米技術;建筑裝飾;新型材料
1 前言
納米技術,又稱毫微技術,在科學界被定義為研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用的一種技術。隨著科學技術的進步,納米技術發展的正日益成熟,并逐漸成為具有深刻理論研究價值與廣泛實物應用前景的一門高端綜合性技術。從20世紀80年代以來,納米技術的發展受到越來越多的關注,世界各國對其的研發投入也呈跨越式發展趨勢,目前該項技術的初期產出已經可以應用到建筑裝飾材料的制作和改良之中,而且在染料、涂料、食品、紡織等其他行業都呈現出較大的發展空間。把高新技術下的納米材料引入建筑行業,可以說是對納米先期技術實物化應用的一大創新,納米技術在開創新型環保型科技建筑材料領域已經帶來了意想不到的效果。
2 納米技術的產生與發展
2.1 納米技術的產生
作為以納米級的材料運用到產品設計、制造,測量和控制等技術終端的技術,納米技術最早來源于物理學家理查德?費曼在1959年做的著名演講,此后十年,諸多科學家投入到這一科技事業的研究當中,直到70年代,科學家才從不同角度切實提出有關納米科技的構想,尤其以科學家唐尼古奇的學說最為典型,他最先使用納米技術一詞描述精密機械加工。但是納米技術的正式誕生卻要比這時候還晚20年左右,直到90年代,第一屆國際納米科學技術會議在美國盛大召開,才標志著納米技術正式面向世界,成為各國追逐的熱議話題。納米技術自從一開始產生,便注定了與工業化生產具有密切的聯系,由此也決定了其主要包括:納米級測量技術、納米級表層物理力學性能的檢測技術、納米級加工技術、納米粒子的制備技術、納米材料、納米生物學技術、納米組裝技術等。
2.2 納米技術的發展
納米技術的發展,主要是在納米技術逐步成熟和被廣泛接受之后,納米技術的成熟是以其研究結構的穩定和普及為標注的。此時,納米技術主要包括納米材料,納米動力學,納米生物學和納米電力學。其中,納米材料微小的細致特性,起初適合于制造微特電機,甚至是磁懸浮列車,后來逐步發展到建筑新型材料的設計與制作之中,不僅可以節省現有建筑材料,而且更加環保和節能;納米動力學更多還處于理論階段,可以使微電機和檢測技術達到納米數量級;納米生物學可以制成具有識別能力的納米微細胞進行藥物療效觀察和治理;納米電力學也主要集中在對電子硬件的重新設置和改善,目前仍處于理論開創階段,與實物的對接相對較慢。
3 納米技術在新型建筑裝飾材料中的應用
3.1 納米技術在抗菌材料的應用方面大有可為
現代建筑設計中,對材料的運用范圍更加廣泛,除去傳統下的石制材料、金屬制品材料、木制材料,越來越多的裝潢設計離不開玻璃制品、陶瓷制品、塑料制品的配合與設計,而且這樣設計占據室內材料部分的比例呈明顯遞增趨勢。相比之下,可以發現玻璃、陶瓷、塑料都屬于后代科技下的產物,包含了更多的是社會物質的影響而非自然的常態構造,這些材料的純凈度受到很大的挑戰,建筑設計中越來越多的這些材料設計加入,勢必會增加整個建筑材料的污染度,加大材料細菌的存活空間。因此,納米技術在抗菌材料方面的應用便因此開始,抗菌自潔玻璃是最好的例證,通過在建筑用玻璃材料表面涂上一層納米TiO2薄膜,納米TiO2薄膜在紫外線的照射下能自行分解出自由移動的電子,能將空氣中的氫氧化物激活成為活性OH基因,將許多有害物質和油漬物質分解成氫氣和二氧化碳,從而實現對空氣的消毒和對玻璃表面的清潔。同樣的,對于陶瓷材料、塑料材料都可以以類似的方式達到環保、清新空氣、凈化污染的目的。現在,新型的納米染料也已經取得重大突破,這使得對整個建筑污染最大的材料也得到了最好的控制,因此,隨著建筑材料范圍的更加擴展,納米技術在控制建筑材料污染方面的作用還會越來越大。
3.2 納米技術可以顯著增強建筑材料強度與韌度
現有建筑材料對材質剛性度的要求越來越高,使用復合材料構筑建筑材料已成為當今建筑業和家居裝飾業得一大特色和趨勢。傳統的建筑裝飾材料,秉承了質地脆、形象柔的加工工藝特點,深受人們的歡迎,但這也不能掩蓋其易損壞、易變形的一大事實,最終使其使用受到了較大的限制,只具有觀賞性不具有實用性。采用納米技術對建筑材料進行加工之后,情況完全不同,納米技術材料有助于裝飾材料內晶體顆粒的滑移,使材料具有超塑,通過納米技術是得SiC、Si3C4、ZnO、SiO2制成的裝飾材料具有高強度、高密度、高韌度的特性,在同類品中更具有易磨性和支撐性,最終達到建筑裝飾材料防腐、耐磨與美觀的統一。
3.3 納米技術開創性能特殊的光學建筑材料
納米技術在建筑裝飾材料中的運用,最有特色的一點體現在對光學材料的改觀上,納米材料具有特殊的抗紫外線、吸收和反射紅外線能力,當這種材料運用在建筑裝飾材料中,可以使得建筑材料具有抗光擾性和減少輻射。最新科學研究表明,TiO2、ZnO、SiO2在對波長為300-400nm波段具有很強的紫外線吸收能力,大大降低了紫外線對建筑材料的輻射和反射,進而保護人體免受紫外線的強輻射照射。除此之外,還有很多納米制材料對不同波段的紫外線強光具有抗輻射作用,對保護人體和家居起著重要的作用。
參考文獻
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納米技術的特點范文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。
納米技術的特點范文3
【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。轉(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(NationalTechnologyInitiative)”,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??梢灶A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。
納米技術的特點范文4
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:
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納米技術的特點范文5
關鍵詞:納米技術;藥物制劑;應用分析
隨著不斷研究給藥系統理論,高分子科學得到了高速的發展,藥物系統的劑型和研究品種也一致增多和變化。新興的科技逐漸的應用于藥物制劑中,相比較來說納米技術已經比較成熟,現在已經在各個領域以及醫藥衛生行業廣泛應用,尤其是藥物制劑上。經過研究發現,大部分物質得到納米的尺度后,就可能出現性能突變,表現為一些不同于分子形式和宏觀形式的特殊性能,這些特點均可以列入新型藥物開發中,也說明藥物研發開始了一個新的時代。由于現代藥學制劑的研究主要是運用新型科室的手段,將過去藥物的束縛摒棄,制造新型的藥物,讓藥物具有更多的優點,這些優點納米藥物均具備,使其能夠幫助人們更好的戰勝疾病。
一、何為納米技術
納米屬于一種長度單位,用符號表現為nm。1納米等于1毫微米,是一米的十億分之一,約為10個原子的總長度。做一個形象的比喻,假如說一個頭發的直徑是0.05mm,將其徑向剖為5萬根,每根的厚度大約就是1nm。
納米技術是研究在0.1~100nm結構尺寸范圍內的原子、電子以及分子的特性以及運動規律,這屬于一項新興的技術,也屬于納米級的制造技術??茖W家在長時間研究后發現,在物質的構成上,納米尺度下隔離的原子或者分子具有很多新的特性,合理的運用這些設備能夠制造出一些特定的功能,換句話說就是納米技術。納米技術也就是一種用單個分子、原子射程物質的技術。
二、納米技術與藥物制劑
在藥劑學領域所說的納米范圍包括了超過100nm的亞微米粒子,正是因物質的物理空間出現了變化,才導致物質的生物學特性、理化特性等出現了巨大的改變。在藥學領域應用納米技術,已經作為一種前沿科學,被研究人員不斷的探索。最近幾年,在藥物制備方面已經廣泛應用納米技術,同時經過研究發現,納米技術能夠加強藥物的穩定性,降低刺激胃腸道的成都,引起的不良反應術后,而且藥物的利用度很高等諸多優點。大部分藥劑學中指的納米粒指的是納米藥物及納米載體,所說的納米藥物是說通過納米技術能夠直接將原料藥加工誒納米粒,納米粒從本質上上即為超粉技術以及微粉化技術進一步的發展;納米載體也是說將多種未見溶解和分散的納米粒,具體是指納米球、聚合物膠囊、聚合物納米囊以及納米脂質體等等。納米藥物制劑與過去的藥物制劑相比,具有明顯的優勢。
以下主要介紹納米技術制備用于納米新型藥物的幾種形式:
(1)納米乳液 為一類運用納米微乳化技術制成的微粒直徑屬于納米級同時動力學和熱力學穩定的膠體分散體系。微乳液主要是由水相、油相、表面活性劑以及助表面活性劑構成的一種外觀透明或者半透明的液體穩定體系。微乳液是在微乳化技術下形成的制劑,是物質或者藥物更有助于穿透生物膜同時被吸收。納米乳液的主要作用是促進藥物通過皮膚進行吸收,延長藥物的消除半衰期,提高其生物利用度。
(2)納米凝膠 主要是一種新型的運用納米技術載藥系統,通過納米級聚合物在結果上網格組成水凝膠顆粒,主要包括化學凝膠和物理凝膠兩種。化學凝膠是由交聯共價鍵形成,物理凝膠是由非共價鍵形成,使其具有良好的穩定性能和較強的負載能力,發揮靶向治療的效果,生物利用度較高,效果好。
(3)固體脂質納米粒(SLN) 多是指物質粒直徑在10~1000nm,表現為固態膠體顆粒狀,主要是常溫下固態的合成或者天然類脂為載體的一種新型給藥系統。通過研究發現,SLN不僅能夠對藥物的釋放速度進行控制,同時還可以避免藥物出現泄漏或者藥物發生降解,能夠發揮很好的靶向治療等諸多優點。
(4)聚合物納米粒 分天然和人工合成兩種,多在10~1000nm之間的粒徑,呈固態膠體顆粒,屬于一種低毒、高效的靶向藥物載體。聚合物納米粒已經被廣泛應用與人工化學合成藥物以及蛋白類藥物等方面,發展前景廣闊。
(5)納米藥物結晶:主要是運用多種不同的技術將藥物轉變為納米微粒,直徑多不超過1000nm,分散形成所說的納米晶體。其具有毒性低等優勢,但是納米藥物結晶基本適合用于全部藥物類型,甚至是一些對水存在高度敏感性的藥物,也可以制備成為納米結晶。
三、小結
納米技術主要用于藥物制劑中生產的新型藥物,具體有納米凝膠、微乳液、固體脂質納米粒等等,通過研究發現這類新型藥物制劑能夠對改善藥物的穩定性、控制藥物的釋放、提升藥物的生物利用度、減低藥物的不良反應以及提升藥物的靶向治療等等。在藥物制劑中應用新型納米技術避免了過去藥物制劑中存在的問題和缺陷。在藥物制劑上納米技術發揮了明顯的效果。納米技術還在不斷的進步和完善,相信不久的將來必然會出現多種新型納米藥物制劑,與此同時也提醒我們注意應用納米藥物的前提是遵循自然規律,更快更好的促進藥物制劑的發展,使其更好的為人類服務。
參考文獻:
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納米技術的特點范文6
什么事幾乎都能先知先覺、趕在潮頭浪尖之上的新新一族近一時期常掛在嘴邊的這句話,讓絕大部分人感到莫名其妙,不知道“納米”是何方“神圣”。北京國際周上,“納米”與智能、寬帶等字眼并肩排列,再加上剛出世各媒體一陣“熱炒涼拌”,人們對“納米”只是聞其名卻不知其實。
簡單地說,“納米”是一種極微小的長度單位,一納米等于十億分之一米,也等于千分之一微米,大約是三四個原子的寬度。納米科技是90年代初迅速發展起來的新興科技,其最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子、分子,制造出具有特定功能的產品。納米科技以空前的分辨率為我們揭示了一個可見的原子、分子世界。這表明,人類正越來越向微觀世界深入,人們認識、改造微觀世界的水平提高到了前所未有的高度。有資料顯示,2010年,納米技術將成為僅次于芯片制造的第二大產業。
“清潔衛士”披掛上陣
人們越來越關注室內環境污染。長期在空調環境中工作、生活的人們不知不覺間可能會染上頭痛、胸悶、咳嗽、困乏等“空調病”,納米技術應用于空氣凈化過濾的消息給深受“空調病”困擾的人們帶來一個驚喜。國內首批將納米技術應用于空調機生產的上海歐臣納米稀土空調就借其空氣凈化和水處理的國際技術背景,掀開21世紀健康空調的篇章。納米是怎樣充當“清潔衛士”、成為空氣凈化過濾材料的呢?
據悉,這種特殊材料是由多種稀土金屬、稀有金屬、多種氧化物通過高科技方法合成的,其中加入了特殊的納米材料。在納米材料與多種稀土金屬、稀有金屬聯合作用下,便構成了對各種有機污染物有良好去除效果的微孔活動中心。這個中心在不改變空氣自然狀態的大前提下,過濾空氣中的有害物質,增加室內空氣的含氧量。
經過中國預防醫學科學院檢測,這種合成稀土納米材料對甲醛的去除率超過90%,對苯的去除率為89.8%,對氧的去除率為81.8%,對氮氧化物的去除率高達98%,對香煙煙霧的去除率為60.7%……總之,它能夠對家庭和建筑裝修以后散發的各種有毒、有害、致癌有機污染物進行有效地去除。主要表現在――無毒害、殺菌、吸咐異味、高附著強度等幾個特點上。
“篩子”好使卻有點兒貴
如今,納米技術被較多地運用于一些樓盤的內外墻粉刷上,像作為奧運樣板工程的首都體育館的改造工程;復旦大學研制成功的可以自我清潔的“納米二氧化鈦光催化玻璃”已經運用到醫院手術室器材、汽車后視鏡等方面;在國外,比如日本等地也已將納米技術開發成功并投入使用。最早做戶式中央空調的清華同方人工環境公司表示,下一步他們將研究室內的空氣處理系統,不斷地融合數字控制、納米材料、光電效應、環保介質等現代高新技術,提供溫度、濕度適宜,純凈新鮮的室內空氣。
當更多的商家包括房地產商對“納米”給予越來越多的關,注,并將納米作為一張強檔綠色牌打給購房者時,人們也應該清醒地看到納米的不成熟之處:一是納米產品目前可以說是魚龍混雜,趁許多人還不太了解有關知識,有些產品就硬往“納米”上套;而國內外現在也缺乏真正權威的認證機構,無法進行有法律效力的認證。此外,并不是所有的家用電器或其他產品都適合采用納米技術。最后,要提醒消費者注意的是,由于成本的加大,凡沾上“納米”的東西都會比同類產品價格高一些。例如納米空調比同品質普通空調貴10%到15%,消費者對此要有心理準備。
閱讀訓練
1.人類研究納米技術的目的是什么?(用原文中的句子回答)
答:_________________________________________________________________
2.請根據上下文解釋下面兩句話的含義。
(1)不知道“納米”是何方“神圣”。
答:__________________________________________________________________
(2)(納米材料)剛出世時各媒體一陣“熱炒涼拌”。
答:__________________________________________________________________
3.納米技術凈化過濾空氣的過程是,先與______________聯合作用,然后___________________,最后___________________。
4.指出下列句子運用的說明方法,并談談運用這些說明方法有什么作用。
(1)“篩子”好使卻有點兒貴。
答:_________________________________________________________
(2)一納米等于十億分之一米,也等于千分之一微米。
答:_________________________________________________________
5.“納米”有哪些不成熟之處?怎么理解類似納米的新興科技在發展中的“不成熟”?
答:不成熟:_________________________________________________
理解:_______________________________________________________
6.查閱有關資料,對“納米”和納米技術作一個簡介。(200字左右)
答:_________________________________________________________
7.你還知道納米技術在現實生活中的其他應用嗎?請再舉兩例。
答:__________________________________________________________
8.請簡要談談納米的發展過程對我們有何啟示?