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納米技術的用途范文1
既然，這一項新興技術讓世界各國站在同一起跑線上，我們完全可以利用我國扎實的基礎教育在中學階段開發和實踐納米課程，爭取能培養更多學生對于科學的興趣，提高學生的科學素養，并為高校輸送一些愿意在科學道路上繼續埋頭苦干的學子.
本文筆者主要想和大家一起討論在高中階段開展納米課程的一點思考，選擇高中生這個群體，是因為他們已經在初中階段學過了物理、生物、化學的一些基礎知識，這樣對于接受納米知識做好了一些科學準備.幸運的是，筆者所在的學校十分重視實驗室的建設，裝備了納米實驗室，也為筆者進一步開發課程資源提供了近水樓臺的條件.
我們可以在高中階段對學生開發哪些納米課程資源呢？能在中學裝備納米實驗室的學校不多，高校的課程對于高中生又太難，在實踐中我們只能摸著石頭過河，我們相信將來隨著納米技術的普及，會有更多的學校開設這樣的課程，這里我們只能是拋磚引玉，提一些自己粗淺的想法.
1 了解納米和納米技術
1.1 讓學生知道納米究竟是什么東西？
納米（nm）實際上是一種計量單位，從宏觀的角度上看1米等于100萬微米，而1微米等于1000納米；從微觀上看，納米是描述原子、分子等尺寸及其距離，1納米僅等于十億分之一米，人的一根頭發絲的直徑相當于6萬個納米.納米小得可愛，卻威力無比，它可以對材料性質產生影響，并發生變化，使材料呈現出極強的活躍性.科學家們說，納米這個“小東西”將給人類生活帶來的震憾會比被視為迄今為止影響現代生活方式最為重要的計算機技術更深刻、更廣泛、更持久.
1.2 讓學生知道納米技術應用廣泛
在汽車行業，納米技術的應用十分廣闊.特別是納米技術的集成，可以使這個傳統產業產生新的亮點，擁有更清潔的能源、更好的安全性能，更強的馬力等等.這些方面已經引起一些大公司的關注，預計在近期內可形成約10億美元的市場.
在建材行業，納米技術的全面應用，將使這個傳統產業發生翻天覆地的一場革命，綠色家具、環保潔具、綠色裝修、清潔能源等等，將徹底改變人類的生活.
在紡織行業，納米技術的應用將給人類提供更加舒適的著裝，提供更優良品質的功能纖維，甚至可以應用到國防技術上，從而引發紡織面料的又一次革命，提高我國紡織品的附加值和我國紡織業的整體實力水平，同時大大提高我國纖維產業在國際市場的競爭力，把我國從紡織大國變成真正的紡織強國.
在機械行業，納米技術的應用，將解決該行業的一些難題，加速產品的升級換代，提升我國機械工業的水平，從而促進我國的加工制造業飛速發展，承擔起世界加工廠的重任.
在改造傳統工業部門的同時，納米經濟也在促進著新興經濟部門的不斷發展和創新.下面讓我們具體的來看一下納米技術對新興經濟的作用.
在電子信息產業，納米技術的應用將為電子信息產業的發展克服以強場效應、量子隧穿效應等為代表的物理限制，制造出基于量子效應的新型納米器件和制備技術.這將是對信息產業和其它相關產業的一場深刻的革命.這些技術的突破將全面地改變人類的生存方式.正如美國《新技術周刊》指出，納米技術在電子信息產業中的應用，將成為21世紀經濟增長的一個主要發動機，其作用可使微電子學在20世紀后半葉對世界的影響相形見絀.
納米技術將在生物醫學、藥學、人類健康等生命科學領域有重大應用.在納米生物材料、微細加工、光學顯示、生物信息和分子生物學等技術積累的基礎上，發展生物芯片技術，形成新型生物分子識別的專家系統、臨床疾病檢測系統、藥物篩選系統和生物工業活性監測系統等實用化技術，具有重要的社會與經濟前景.
納米技術在環保產業上的應用，將使處理“三廢”的手段更有效率，使人類居住的環境得到很大程度的改善.我國為實現可持續發展戰略，對新型納米環境材料及技術也提出了新的迫切需求.
2 了解我們身邊的納米材料和納米技術的應用
這樣的例子舉不勝舉，完全可以讓學生通過網絡自己搜尋，然后再相互溝通和交流.
比如：日本的8 mm攝像機的生產，抗菌除臭冰箱、洗衣機、高性能彩打墨粉等，都是采用的納米技術，如果在分散的納米分子材料上經過特殊處理，再運用到纖維物體上，那么衣服就可以不粘油、不粘水，由于納米分子非常非常小，它不會影響纖維物體的透氣性和清洗效果.
又如：納米技術用在醫學上，專家們把磁性納米復合高分子微粒用于細胞分離，或者把非常細小磁性納米微粒，放入一種液體中，然后讓病人喝下后，對人身體的病灶部位進行治療，并且通過操縱，可使納米微粒在人的身體病灶部位聚集進行有目標的治療，在不破壞正常細胞的情況下，可以把癌細胞等分離出來，也可以制成靶向藥物控釋納米微粒載體（俗稱“生物導彈”），用于治療腦栓塞等疾病，同時也可用納米技術生產出納米探針（微型機器人）深入體內治療疾病或清理體內垃圾等.如果在火箭燃料中加入不到1%的納米鋁粉，就可將燃燒能力提高一倍，納米技術如果應用在陶瓷上，可使陶瓷具有超塑性，大大增強了陶瓷的韌性，不怕摔，不怕碎，陶瓷堅固無比.另外，戴上涂有納米涂料的眼鏡，在寒冷的冬季，人們從室外進入室內，就能避免眼鏡上蒙上一層水氣.令科學家高興的是，納米鈦與樹脂化合后生成的多種全新涂料，具有多種同類產品無法相比的優越性，在海水中浸泡10年不損，并具有神奇的自我修復能力和自潔性，納米鈦還作為唯一對人植物神經、味覺沒有任何影響的金屬，其用途廣泛.
3 利用掃描隧道顯微鏡TSTM看微觀世界并制作簡單的納米材料
3.1 了解掃描隧道顯微鏡的原理，學會操作掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡Scanning Tunneling Microscope縮寫為STM.它作為一種掃描探針顯微術工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率.此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下可以利用探針尖端精確操縱原子，因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具.
STM使人類第一次能夠實時地觀察單個原子在物質表面的排列狀態和與表面電子行為有關的物化性質，在表面科學、材料科學、生命科學等領域的研究中有著重大的意義和廣泛的應用前景，被國際科學界公認為20世紀80年代世界十大科技成就之一.
掃描隧道顯微鏡的工作原理簡單得出乎意料.就如同一根唱針掃過一張唱片，一根探針慢慢地通過要被分析的材料（針尖極為尖銳，僅僅由一個原子組成）.一個小小的電荷被放置在探針上，一股電流從探針流出，通過整個材料，到底層表面.當探針通過單個的原子，流過探針的電流量便有所不同，這些變化被記錄下來.電流在流過一個原子的時候有漲有落，如此便極其細致地探出它的輪廓.在許多的流通后，通過繪出電流量的波動，人們可以得到組成一個網格結構的單個原子的美麗圖片.
操作掃描隧道顯微鏡是個精細活兒，學生需要在教師指導下分步驟反復訓練才能逐漸熟練起來.制作一個良好的針尖是實驗成功的關鍵，而針尖的材料是鉑金，為了讓這個價格昂貴的實驗耗材以后少損失，教師特別需要指導學生在實驗初學好此基本功，這就如同學武功的人一定要練好馬步一樣.同時，學生還需要學會操作軟件，記錄數據和圖像，因此學生需要具備一定的操作電腦的能力.
3.2 學會制作納米材料
比如Fe納米材料的制備方法可以分為兩種：
（1）物理制備方法
具體又包含氣相法、惰性氣體蒸發、原位加壓制備法、磁控濺射法與等離子體法等.
（2）化學制備方法
具體又包含水熱法、溶膠-凝膠法、噴霧干燥法、微乳法等.
我們可以與學生用其中一兩種方法嘗試制作Fe納米材料并[HJ1.73mm]研究其性質，這需要學生具備一定的物理、化學知識功底.
4 了解假納米和納米技術的風險
4.1 納米打假
納米技術并非高不可攀，但也決非人人都能“納”一把，因此，我們要提前做好納米技術的打假工作，為納米技術的發展創造良好的空間.現在只要留心大城市的市場上，打著“納米家用電器”、“納米防輻射衣服”、“納米防紫外線化妝品”、“納米太陽傘”等新奇廣告招牌隨處可見，就如同“綠色食品”、“基因食品”、“數字電視”等一樣，“前衛”商品堂而皇之地擺在商場的柜臺上，納米技術的用途相當廣泛這點不錯，但還沒有到廣泛地應用階段，因此，一些企業借納米造勢，趁老百姓對納米技術的內涵還不太清楚，或把一點點皮毛的加工謊稱為納米技術，甚至置納米材料不會釋放微波這一普通常識不顧，聲稱自己產品能釋放保健微波來欺騙消費者.
學生既然在學校學習了相應的納米知識，應該去更多地影響身邊的人，幫助大家識別真假納米，這其實也是學生學以致用的過程，在這過程中，學生會更多地查找資料，思考討論，更進一步提高了科學研究的能力.
4.2 納米技術的負面效應
北京大學化學與分子工程學院劉元方院士說，隨著納米科技的迅猛發展，各種性能優異的納米材料已經從實驗室走出來，成為觸手可及的商品，但除了產品功能，這些新型材料對生態環境的影響遠遠沒有被我們了解.
目前需要解決的問題是，原來沒有毒性的化學物質到了納米尺度后是否對環境安全帶來新的風險.目前有關尺度、形貌對毒性的影響，納米材料與其他物質相互作用，外界環境如溫場、光場、pH值對暴露在環境中的納米粒子可能帶來的安全風險等方面的研究甚少，基本處于空白狀態.因此，需要著手建立納米尺度有毒化學物質的數據庫，進一步明確劃分納米尺度有毒化學物質的范圍，以利于重點防范這些物質在生產和應用過程中對環境安全造成的危害.
同時，在納米改性升級產品中，對納米材料存在引起環境安全風險的研究，也才剛剛引起人們的注意.其中最值得注意的是化工產品，如農藥、化肥、殺蟲劑，因為這些產品與農業關系密切.納米材料改性后產品功能升級，提高了使用效率，但是無機納米粒子和有機修飾的納米粒子，以及納米尺度的有機金屬離子的絡合物卻直接暴露在空氣、水和土壤中，它們給環境安全帶來的潛在風險應引起高度重視.
納米技術的用途范文2
論文摘要：介紹了納米磁性材料的用途,闡述了納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結構材料三大類納米磁性材料的研究和應用現狀。
1引言
磁性材料一直是國民經濟、國防工業的重要支柱與基礎，廣泛地應用于電信、自動控制、通訊、家用電器等領域，在微機、大型計算機中的應用具有重要地位。信息化發展的總趨勢是向小、輕、薄以及多功能方向進展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向發展。納米磁性材料是指材料尺寸限度在納米級，通常在1～100nm的準零維超細微粉，一維超薄膜或二維超細纖維（絲）或由它們組成的固態或液態磁性材料。當傳統固體材料經過科技手段被細化到納米級時，其表面和量子隧道等效應引發的結構和能態的變化，產生了許多獨特的光、電、磁、力學等物理化學特能，有著極高的活性，潛在極大的原能能量，這就是“量變到質變”。納米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效應、超順磁性、宏觀量子隧道效應、磁有序顆粒的小尺寸效應、特異的表觀磁性等。
2納米磁性材料的研究概況
納米磁性材料根據其結構特征可以分為納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結構材料三大類。
2.1納米顆粒型
磁存儲介質材料：近年來隨著信息量飛速增加，要求記錄介質材料高性能化，特別是記錄高密度化。高記錄密度的記錄介質材料與超微粒有密切的關系。若以超微粒作記錄單元，可使記錄密度大大提高。納米磁性微粒由于尺寸小，具有單磁疇結構，矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質量。
納米磁記錄介質：如合金磁粉的尺寸在80nm，鋇鐵氧體磁粉的尺寸在40nm，今后進一步提高密度向“量子磁盤”化發展，利用磁納米線的存儲特性，記錄密度達400Gbit/in2，相當于每平方英寸可存儲20萬部紅樓夢小說。
磁性液體：它是由超順磁性的納米微粒包覆了表面活性劑，然后彌漫在基液中而構成。利用磁性液體可以被磁場控制的特性，用環狀永磁體在旋轉軸密封部件產生一環狀的磁場分布，從而可將磁性液體約束在磁場之中而形成磁性液體的“O”形環，且沒有磨損，可以做到長壽命的動態密封。這也是磁性液體較早、較廣泛的應用之一。此外，在電子計算機中為防止塵埃進入硬盤中損壞磁頭與磁盤，在轉軸處也已普遍采用磁性液體的防塵密封。磁性液體還有其他許多用途，如儀器儀表中的阻尼器、無聲快速的磁印刷、磁性液體發電機、醫療中的造影劑等等。
納米磁性藥物：磁性治療技術在國內外的研究領域在拓寬，如治療癌癥，用納米的金屬性磁粉液體注射進人體病變的部位，并用磁體固定在病灶的細胞附近，再用微波輻射金屬加熱法升到一定的溫度，能有效地殺死癌細胞。另外，還可以用磁粉包裹藥物，用磁體固定在病灶附近，這樣能加強藥物治療作用。
電波吸收（隱身）材料：納米粒子對紅外和電磁波有吸收隱身作用。由于納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長，因此納米微粒材料對這種波的透過率比常規材料要強得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很微弱，從而達到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規粗粉大3-4個數量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低，因此很難發現被探測目標，起到了隱身作用。
2.2納米微晶型
納米微晶稀土永磁材料：稀土釹鐵硼磁體的發展突飛猛進，磁體磁性能也在不斷提高，目前燒結釹鐵硼磁體的磁能積達到50MGOe，接近理論值64MGOe，并已進入規模生產。為進一步改善磁性能，目前已經用速凝薄片合金的生產工藝，一般的快淬磁粉晶粒尺寸為20-50nm，如作為粘結釹鐵硼永磁原材料的快淬磁粉。為克服釹鐵硼磁體低的居里溫度，易氧化和比鐵氧體高的成本價格等缺點，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如釤鐵氮、釹鐵氮等化合物。另一方面，開發研制復合稀土永磁材料，將軟磁相與永磁相在納米尺寸內進行復合，就可獲得高飽和磁化強度和高矯頑力的新型永磁材料。
納米微晶稀土軟磁材料：在1988年，首先發現在鐵基非晶的基體中加入少量的銅和稀土，經適當溫度晶化退火后，獲得一種性能優異的具有超細晶粒（直徑約10nm）軟磁合金，后被稱為納米晶軟磁合金。納米晶磁性材料可開發成各種各樣的磁性器，應用于電力電子技術領域，用作電流互感器、開關電源變壓器、濾波器、漏電保護器、互感器及傳感器等，可取得令人滿意的經濟效益。
2.3磁微電子結構材料
巨磁電阻材料：將納米晶的金屬軟磁顆粒彌散鑲嵌在高電阻非磁性材料中，構成兩相組織的納米顆粒薄膜，這種薄膜最大特點是電阻率高，稱為巨磁電阻效應材料，在100MHz以上的超高頻段顯示出優良的軟磁特性。由于巨磁電阻效應大，可便器件小型化、廉價，可作成各種傳感器件，例如，測量位移、角度，數控機床、汽車測速，旋轉編碼器，微弱磁場探測器（SQUIDS）等
磁性薄膜變壓器：個人電腦和手機的小型化，必須采用高頻開關電源，并且工作頻率越來越高，逐步提高到1～2MHz或更高。要想使高頻開關電源進一步向輕薄小方向發展，立體的三維結構鐵芯已經不能滿足要求，只有向低維的平面結構發展，才能使高度更薄、長度更短、體積更小。對于10～25W小功率開關電源，將采用印刷鐵芯和磁性薄膜鐵芯。幾個微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三維立體結構，而是二維平面結構，其物理特性也與原來的立體結構不同，可以獲得前所未有的高性能和綜合性能。
磁光存儲器：當前只讀和一次刻錄式的光盤已經廣泛應用，但是可重復寫、擦的光盤還沒有產業化生產。最具有發展前途的是磁性材料介質的磁光存儲器，其可以像磁盤一樣反復多次地重復記錄。目前大量使用的軟磁盤，由于材料介質和記錄磁頭的局限性，其存儲密度已經達到極限；另外其已經不能滿足信息技術的發展要求，無法在一張盤上存儲更多的圖象和數據。采用磁光盤存儲，就能在一張盤上記錄數千兆字節到數十千兆字節的容量，并且能反復地擦寫使用。
納米技術的用途范文3
納米材料在結構、光電和化學性質等方面的誘人特征，引起物家、材料學家和化學家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關注。它所具有的獨特的物理和化學性質，使人們意識到它的可能給物理、化學、材料、生物、醫藥等學科的帶來新的機遇。納米材料的應用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產領域也得到了一定的應用，并顯示出它的獨特魅力。
1.在催化方面的應用
催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應時間、提高反應效率和反應速度。大多數傳統的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經驗進行，不僅造成生產原料的巨大浪費，使效益難以提高，而且對環境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應效率，控制反應速度，甚至使原來不能進行的反應也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高10～15倍。
納米微粒作為催化劑應用較多的是半導體光催化劑，特別是在有機物制備方面。分散在溶液中的每一個半導體顆粒，可近似地看成是一個短路的微型電池，用能量大于半導體能隙的光照射半導體分散系時，半導體納米粒子吸收光產生——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進行氧化和還原反應。
光催化反應涉及到許多反應類型，如醇與烴的氧化，無機離子氧化還原，有機物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現的。半導體多相光催化劑能有效地降解水中的有機污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩定，無毒，便宜易得，是制備負載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機化合物的氫化反應是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應效率、優化反應路徑、提高反應速度方面的研究，是未來催化不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在上的應用帶來革命性的變革。
2.在涂料方面的應用
納米材料由于其表面和結構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優異性能，顯示出強大的生命力。表面涂層技術也是當今世界關注的熱點。納米材料為表面涂層提供了良好的機遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統的涂層技術，添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現功能的飛躍，使得傳統涂層功能改性。涂層按其用途可分為結構涂層和功能涂層。結構涂層是指涂層提高基體的某些性質和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統涂層沒有的功能。結構涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學涂層，導電、絕緣、半導體特性的電學涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛生用品上應用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料涂層，可利用其光學特性，達到儲存太陽能、節約能源的目的。在建材產品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規的氧化物高的導電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應。在汽車的裝飾噴涂業中，將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米涂層具有良好的應用前景，將為涂層技術帶來一場新的技術革命，也將推動復合材料的研究開發與應用。
3.在其它精細化工方面的
精細化工是一個巨大的領域，產品數量繁多，用途廣泛，并且到人類生活的方方面面。納米材料的優越性無疑也會給精細化工帶來福音，并顯示它的獨特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細化工領域，納米材料都能發揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強度和韌性，而且致密性和防水性也相應提高。國外已將納米SiO2，作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中，使其密封性和粘合性都大為提高。此外，納米材料在纖維改性、有機玻璃制造方面也都有很好的應用。在有機玻璃中加入經過表面修飾處理的SiO2，可使有機玻璃抗紫外線輻射而達到抗老化的目的；而加入A12O3，不僅不影響玻璃的透明度，而且還會提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO2具有優良的紫外線屏蔽性能，而且質地細膩，無毒無臭，添加在化妝品中，可使化妝品的性能得到提高。超細TiO2的應用還可擴展到涂料、塑料、人造纖維等行業。最近又開發了用于食品包裝的TiO2及高檔汽車面漆用的珠光鈦白。納米TiO2，能夠強烈吸收太陽光中的紫外線，產生很強的光化學活性，可以用光催化降解工業廢水中的有機污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優點，在環保水處理中有著很好的應用前景。在環境領域，除了利用納米材料作為催化劑來處理工業生產過程中排放的廢料外，還將出現功能獨特的納米膜。這種膜能探測到由化學和生物制劑造成的污染，并能對這些制劑進行過濾，從而消除污染。
4.在醫藥方面的應用
21世紀的健康科學，將以出入意料的速度向前，人們對藥物的需求越來越高?？刂扑幬镝尫?、減少副作用、提高藥效、發展藥物定向，已提到日程上來。納米粒子將使藥物在人體內的傳輸更為方便。用數層納米粒子包裹的智能藥物進入人體，可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織；使用納米技術的新型診斷儀器，只需檢測少量血液就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病，美國麻省理工學院已制備出以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱之為“定向導彈”。該技術是在磁性納米微粒包覆蛋白質表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流動，因此可以用來檢查和治療身體各部位的病變。對納米微粒的臨床醫療以及放射性治療等方面的應用也進行了大量的研究工作。據《人民日報》報道，我國將納米技術應用于醫學領域獲得成功。南京?？萍瘓F利用納米銀技術研制生產出醫用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗菌棉的生產原理是通過納米技術將銀制成尺寸在納米級的超細小微粒，然后使之附著在棉織物上。銀具有預防潰爛和加速傷口愈合的作用，通過納米技術處理后的銀表面急劇增大，表面結構發生變化，殺菌能力提高200倍左右，對臨床常見的外科感染細菌都有較好的抑制作用。
微粒和納粒作為給藥系統，其制備材料的基本性質是無毒、穩定、有良好的生物性并且與藥物不發生化學反應。納米系統主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的藥物的給藥。
納米生物學用來研究在納米尺度上的生物過程，從而根據生物學原理發展分子應用工程。在金屬鐵的超細顆粒表面覆蓋一層厚為5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白質特別是酶，從而控制生化反應。這在生化技術、酶工程中大有用處。使納米技術和生物學相結合，研究分子生物器件，利用納米傳感器，可以獲取細胞內的生物信息，從而了解機體狀態，深化人們對生理及病理的解釋。
納米技術的用途范文4
該研究團隊和大學合作確立了一個項目，稱其為“Nanomitex”。他們的開發項目包括用納米級的纖維制作衣服、窗簾、嬰兒車、帳篷、專用服裝或防護服、屏幕和其他技術產品。這些商品看上去很平常，但都擁有獨特的功能，可對某方面起到獨特的用途，也可用作預防生物或輻射危害。
為確保資金來源，他們還創辦了一家大財團，由國家紡織研究院（TRI）直接領導。國家紡織研究院是波蘭最古老的科研機構，成立于1945年，TRI總部位于波蘭中部羅茲市。這里屬于波蘭紡織工業中心。他們把研發重點放在紡織行業、Nanomitex的最新研發上，并讓當地從業者購買股份。
為了促進研究和開發這個項目，該財團已獲得了歐盟的資金支持。根據歐盟2007―2013年期間運營的計劃，它可隨時獲得創新經濟驅動資本的扶持。Nanomitex項目直指功能納米和超細紡織材料。該機構負責人馬烏戈熱塔博士說，他們已開發出的紡織品適用于自身，其目標是讓創新紡織品產生增值效益，其中有些是單功能或多功能，它們具有生物保護特性，也屬于物理與化學范疇。
在材料解決方案中，他們既專注宏觀紡織功能潛力，又從微觀開發與利用，即注重納米和微技術的潛力。不僅如此，波蘭項目還涵蓋了環境親密型的醫用化學技術皮毛。這在世界上是獨一無二的。它提高了納米和微變質劑的有效性和功能。在這一關鍵領域，他們稱之為“熱活性”或溫度調節材料。他們認為，合并特種纖維和復合材料結構與相變微膠囊結合，能夠產生不同的溫度轉變域?；谶@一點，他們就能創造“熱活性”材料，既有各種用途的功能，又有服裝所擁有的用途。
Nanomitex的“熱活性”的主要功能是積累過多的熱量并在服裝溫度降低的情況下釋放在紡織品上?！盁峄钚浴本哂须姶藕挽o電場保護功能，以及防火和防紫外線輻射功能。
根據該財團負責人介紹，他們開發的技術適用于各類織物。即生物活性能力，包括抗菌、抗真菌和抗螨蟲的功能及光催化，此外，還具備“自潔和加速有機污染物分解的能力”，并且這種技術也可應用于空中和水中的紡織物。Nanomitex開發的紡織品潛在用途還包括緊急情況下使用的防護服和工作服，這類服裝還擁有生物危害響應包等功能，可用于軍事和消防。
如前所述，波蘭政府一直致力于振興技術紡織產業，以期帶動自從上個世紀90年代以來，一直處于不景氣的波蘭經濟。波蘭城市一直處于高失業率狀態。今年早些時候，波蘭政府宣布，計劃向研發機構投資約9500萬歐元，當地紡織生產商也將大力資助研發活動，并不惜血本資助創新性紡織品的研發。以上舉措結合Nanomitex的開發項目，可為羅茲紡織工業帶來切實可行的效果，并參與全球市場的新品競爭。
當問及其項目的商業化進程時，該負責人強調，正在進行中。開發成熟的技術紡織品都必須走商業化之路。波蘭政府將為技術大開綠燈，發放許可并促進其實施。波蘭政府還將開展預期性的測試。他們利用與西歐近在咫尺的便利條件，采用最現代的科研設備加快研發速度 。
除此之外，波蘭還擁有其他技術紡織研發機構，涉足的領域包括紡織新材料和技術、超細材料和納米技術，其中包括為醫療保健行業、紡織工程生物技術工藝應用、紡織品的物理和生物特性如紫外線和微生物等，以及聚合物加工與改性研究新方向。其中重點研究方向包括新一代阻隔材料，如何避免人對環境的不利影響和可生物降解纖維制品等等。
納米技術的用途范文5
車身雖小，部件齊全
整輛納米車對角線的長度僅為3至4納米，比單股的DNA稍寬，而一根頭發的直徑大約是8萬納米。
不過納米車雖小，也擁有底盤、車軸等基本部件。其輪子是用60個碳原子組成足球狀的單一分子。這使得納米車在外觀上，看起來像啞鈴。它利用一種三合體作軸，連接每個輪子的軸都能獨立轉動，使得這種車能夠在凹凸不平的原子表面行進。
據專家介紹，以前也曾有人制造出過納米級的超微型“汽車”。但新問世的這輛“汽車”卻與其前輩們有著很大不同：這輛納米車是世界上首個利用滾動前進的納米結構物質，此前的所謂納米車只是通過滑動來前進。
這項技術是在賴斯大學詹姆斯?托爾教授的領導下、經過8年研發而成的。托爾說：“就是它了，你不能再建造更小的原子運輸工具了?！彼耐聞P文?凱利說：“建造一個可以在平面上滑動的納米工具已經不是什么難題了。證明納米物體是旋轉滾動，而不是滑行或者滑動，才是這個工程中最困難的一部分。因此，這項突破是近來在微型領域中最重要的一項成果”。
1納米是指1米的十億分之一，納米物質則是由幾十到上千個分子組成。由于體積十分小，這賦予了這輛納米車一些特性；如納米車不受摩擦力的影響，它的輪子是個結構緊密的單一分子、很難分散成單獨的碳原子。
高溫下車輪滾動前行
納米車95％的重量都是碳元素，此外還有一些氫和氧原子。整個制造過程大致與分子合成藥物的步驟相似，分成20步。制造完成后，再被置于甲苯氣體中，放置于金片表面。
在常溫下，納米車的輪子會和金片表面緊密結合，當把金質金屬表面加熱到200℃的高溫后，放置在上面的納米車由于變性就開始運動?，F在還不知道在沒有外力作用時，它們會向前還是向后運動，但是一旦開始，就不會停頓或改變方向，直到停止加熱。
不過研究人員發現，通過施加磁場，他們能夠改變并控制納米車的運動方向。此外，科學家還可以通過尖端技術抓住納米車，拖動其前進。科學家還為納米車制造了一臺世界上最小的馬達，它是由30個碳原子和一些硫原子組成，利用光來驅動。但是當它被放置在金質表面時，由于金屬分子吸收了大部分光，納米馬達無法得到足夠的動力。
實際應用尚需時日
這種納米車1克的材料就可以裝載約1000毫克的藥物分子，因為體積小，所以能在器官和血管中自由通行。它外形好似布滿規則小孔的“空心球”，里邊裹挾著藥物，當納米送藥車在體外磁場的作用下抵達患處，然后經過調節患處酸堿度或離子強度，納米車的“外衣”就會脫去，小車上裝載的藥物就被釋放出來。
研究人員希望這種特殊的交通工具能夠被用于分子構造領域。改進后的納米車能夠承載一個分子的“貨物”，在納米工廠之間運送原子和分子。未來人們能利用大批量這樣的微型機器來建造新材料。
但有人質疑，分子制造業是不切實際的，它還可能給環境帶來無法預測的風險，如大量納米機器通過自我復制導致泛濫成災。但是科學家普遍認為，那樣的情形只可能在科幻小說中出現。托爾教授表示，目前他并不打算為納米車技術申請專利權，因為他認為至少還需要一代人的時間才能解決分子制造中的多個技術難題。他說：“等你利用該項技術開發出實用產業時，專利權早就過期了。”
這項研究的資助方是美國得克薩斯州一家名叫Zyvex的納米技術公司、美國國家科學基金會以及日本本田公司。
相關鏈接納米技術之納米筆
美國納米科學與工程研究中心的科研人員于2006年10月初宣布，他們制造出世界上最小的鋼筆――納米筆。
這種新型納米筆能畫出40納米寬度的線條，這是紅血球直徑的1/100。它利用毛細作用來保持筆管中的液體流動，筆管連接著一個很小的“墨水庫”。它還是支多用途的筆，能夠儲存多種不同的墨水，從繪畫顏料到生物原料。雖然首批納米筆早已誕生，但它們不能儲存墨水，而且必須蘸進墨水才能使用。
這種筆的筆尖是由鉆石材料制成，或者是外表覆蓋有鉆石層的硅，它被粘貼在一個筆桿上。因此。筆尖將非常耐用。由于新型納米筆用標準的微制造技術制成，因此能夠大批量生產。納米筆能夠與微粒子顯微鏡結合，讓科學家在觀察納米微觀世界的同時，在上面“作畫”?？茖W家希望，它最終能夠被用于制造蛋白質排列和復雜的半導體。
納米技術之發動機
2006年4月，美國物理學家阿利克斯?澤爾德領導的小組公布了世界上首臺納米發動機的誕生。
這臺發動機由置于納米碳管基座上的兩滴液體物質構成，利用液體的表面張力工作。發動機長度有200納米。它由固定在多層納米碳管基座上的一大一小兩滴液態銦構成，直徑分別為90納米和30納米。其工作原理是液體的張力特性：由于物體體積越小表面張力的作用越明顯，在微米尺度以下表面張力則占統治地位。
在外加電場的作用下，大液滴向小滴沿基座傳送原子，小液滴變大而大滴變小，直到兩滴相觸完成收縮過程。接觸后在表面張力的作用下，大滴迅速吞噬小滴，完成舒張過程。在這一過程中，能量轉變會產生動力。在外加電場的作用下這個裝置可以持續工作。這一裝置產生的能量雖然只有20微瓦，但是和它的個頭比起來已經相當高效了。
納米技術之自動修復
2003年，我國第一個國家級“裝備再制造技術國防科技重點實驗室”落成。它主要利用納米技術修復我軍軍備武器。
在裝備再制造技術國防科技重點實驗室，筆者見到一個被稱為“百寶箱”的戰場應急維修工具箱。里面的工具精小細致，神奇無比。無電焊筆，可以在沒電的情況下用打火機點燃后進行焊修；電子裝備快速清洗噴槍，在電子裝備不拆卸、不停機的情況下快速清洗與修復……
波濤洶涌的南海之濱，長期服役的戰艦鋼結構出現腐蝕。他們利用自行研制的電弧噴涂防腐新材料進行處理，使南海地區高溫、高濕、高鹽霧環境下的鋼結構防腐年限從原來的4至5年延長到15年以上；
某新型戰機，發動機壓氣機葉片出現損壞，每修復一臺需要50多萬元，采用他們首創的納米電刷鍍技術，僅用幾個小時就將葉片修復如新，所需費用僅是原品的十分之一；
茫茫川藏線上，惡劣的自然環境，常常使發動機不到年限就瀕臨報廢。經過納米清洗、再制造技術處理，很快使之煥發生機，壽命超過新品，費用僅為新品的一半；
納米自修復添加劑，實現了裝備零部件的“自修復”，成功應用于軍用車輛的系統；
某型坦克發動機經過再制造技術修復，使發動機壽命由500摩托小時延長到1000摩托小時……-
服役期滿的舊發動機，經過再制造流水線技術處理，各項指標煥然一新；
即將報廢的飛機發動機葉片，經過納米電刷鍍，助戰鷹重返藍天；
意外受損的坦克水箱，經過無電焊筆應急搶修，破裂的部位完好如初……
中國納米技術直追美國
2006年9月，美國商務部負責技術的副部長羅伯特?克雷桑蒂在訪華期間表示，中國的納米技術正快速趕上美國。
克雷桑蒂說，現在中國的實驗室內設施齊備，科研人員充足。中國科學家發表的關于納米技術的論文在數量及質量上已和美國并駕齊驅了。
納米技術的用途范文6
關鍵詞：納米金剛石；應用；發展；性質；前景
1 引言
金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業中的切割工具。
納米金剛石，是新型納米技術和傳統的金剛石技術相結合的產物，納米技術興起于20世紀末，一經誕生便迅速發展，在多個領域都取得了顯著成效，尤其在材料科學領域，對最硬材料金剛石的發展，更是有著不同尋常的意義，成績斐然，本文主要對新型材料納米金剛石的研究情況和未來前景展開研究，希望對今后的學習提供資料，為科研提供借鑒。
2 納米金剛石的優點
納米金剛石作為一種新興材料，一經出現，便以其優異的性能廣泛應用于半導體硅片拋光、計算機硬盤基片、計算機頂頭拋光、精密陶瓷、人造晶體、硬質合金、寶石拋光等眾多高科技領域。比如俄羅斯用納米金剛石拋光石英、光學玻璃等，其拋光表面粗糙度達到1nm。精確度比起之前大大提高。
納米金剛石在應用過程中，顯示出很多的優點。因為本身具有超細、超硬的性能，使得光學拋光中一直以來讓人頭疼的難題便隨之迎刃而解。精細拋光是光學拋光中的難題，原工藝方法是把磨料反復使用，需要耗時幾十個小時，效率并不高。自從使用了納米金剛石之后，就使的拋光速度大大提高。拋光相同的工件所需的時間才十幾小時至幾十分鐘，效率提高了數十倍至數百倍。根據資料研究不難得出，納米金剛石能夠適應與滿足超精加工發展的需求。
總之，納米金剛石有以下優點：
（1）.精確度高，納米金剛石的分級準確，如大致范圍是10nm，10～50nm等；
（2）.組合方便，納米金剛石較好的儲存是含水懸浮方式，穩定性更強，更容易適應現實需要，
（3）.納米金剛石的表面和整體化學性質具有好的重復性和再現性，能夠整體適應無機化學要求；
（4）.干凈整潔，有效防止表面污染，納米金剛石使用過程中嚴格按照微電子技術的規范，不含化學不純物等雜質；
（5）摩擦性好，.納米金剛石成本在穩定的條件狀態下，與靜壓合成金剛石的微粉和膏體有可比性。表面修飾的納米金剛石微粒在油中的抗磨減摩性。
3 納米金剛石使用中的問題
作為一種新型的納米材料，納米金剛石不但具有金剛石的特性，而且具有小尺寸效應、大比表面效應和量子尺效應等納米材料的特性。優異的電子、機械和化學性能使得納米金剛石在電子、機械、化學、化工和醫療等很多領域都有著很好的應用前景，受到了廣泛的關注。但是，由于納米金剛石表面能級高以及合成過程中諸多因素的影響等原因，粒子極易團聚，如果分散不好，納米金剛石的硬團聚和軟團聚等問題得不到解決，在實際使用過程中往往會導致粒子失去其作為納米粉體的許多優越性，其良好的性能不能得到充分的發揮，其應用因此受到制約，無法滿足使用的要求，由此也暴露出很多的缺點和問題，因此在實際的操作運行過程中，要注意對其進行解團聚及分級處理。
納米粉體分級的方法主要有干法和濕法兩種。在干法分級中于由粒子間相互附著，分散凝聚是干法分級難以解決的問題。而在濕法分級中，作為介質水本身就是一種較好的分散劑， 且利用添加表面改性劑制得分散性好的料漿，因此在實際運行中，擬采用濕法離心分級方法，試圖達到使用的要求。又由于納米金剛石特有的性能，所以分級前必須解決其團聚及分散性問題，即要先采用機械及化學的方法對其表面改性處理。
4 納米金剛石前景
隨著二十一世紀的經濟發展，科技水平的不斷提高，現實需要的不斷變化，關于新材料的研發是我國重點發展的高新技術領域之一，而納米材料又是其中的佼佼者。跟據權威機構的有關材料，截止到2010年全世界納米材料市場規模已超過2000億美元。隨著國際科技進步及工業向高精尖的發展，納米技術已成各國競相發展的重要領域之一。真正批量生產粒徑為幾個納米的材料只有納米金剛石等少數幾種，可見納米金剛石的發展前景是非常寬廣的。
另外，值得注意的是，納米金剛石應用在腸胃疾病、腫瘤、皮膚病等醫學領域的治療方面，還可以作為葡萄糖氧化酶的載體，可制成性能優良的血糖測定傳感器等，來測定人體血糖血壓等相關數據的變化和發展，從而達到預報病情的目的，提醒醫生病人身體機能發生的變化，及時采取措施，防止糖尿病、高血壓、高血脂等高危病的進一步發展，除此之外，納米金剛石在醫學上還有多種應用，因此我們可以看出，納米金剛石在生物醫學等領域幾有較好的應用前景，將來的發展前途不可限量。
5 結語
納米金剛石作為一種新型的材料，在實際應用過程中，已經展示了良好的應用前景，引起了人的高度重視。隨著對納米材料研究的日趨深入，必將對科學技術產生深遠的影響。不過由于納米金剛石是一個比較新的研究領域，研究涉及到物理、化學、化工、材料等眾多學科，到目前還未形成完整的理論體系。也不可以避免的暴露出一些問題，因此，我們要加大對納米技術研究的關注程度和投資力度。采取有效措施，趨利避害，保證納米技術已在材料、微電子學、生物工程、醫學等領域得到廣泛應用。
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