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納米技術論文4篇(完整文檔)

時間:2023-08-06 13:20:02 來源:網友投稿

納米技術論文納米“武裝”的交通環境交通運輸學院肖昊瑋Coverletter當新興的納米技術碰到棘手的交通環保問題,會擦出怎樣不同的火花,會激發出什么獨具創意下面是小編為大家整理的納米技術論文4篇,供大家參考。

納米技術論文4篇

納米技術論文篇1

納米“武裝”的交通環境

交通運輸學院

肖昊瑋

Cover letter 當新興的納米技術碰到棘手的交通環保問題,會擦出怎樣不同的火花,會激發出什么獨具創意的解決靈感?本文將為您一一呈現。摘要

目前環境問題是全球熱點,交通污染問題也引起了越來越多的關注,為了交通在服務人們出行的同時,更好的保護好我們的環境,人們已做出很多方面的努力與探索。而隨著納米技術的興起,人們開始考慮將納米技術應用于交通領域,來改善目前的交通環境問題。本文通過對納米技術的理論性分析,即通過納米技術應用前后的參數分析,進而論述其運用在交通領域上的可行性,以及對現有的應用于交通廢氣處理、噪音處理及污水處理等方面的納米技術進行研究與探討,來闡明納米技術的的確確在交通環保方面具有其特有的優勢,納米環保值得推而廣之,讓交通更好的服務我們的生活。背景與意義

納米,這個曾經轟動一時的新興詞匯,這個曾經讓世人感到好奇的計量單位,現如今正在以其特有的科學魅力,一步步地改變著我們的世界。當下正是科技水平飛速發展、日新月異的時代,隨之而來的交通環境問題是亟待解決的,交通工具為我們出行提供便利的同時帶來的尾氣成為了清新空氣的“最大殺手”,其此起彼伏的鳴笛

聲帶來的噪音污染也讓我們的耳朵備受煎熬,輪渡在客運貨運方面做出諸多貢獻的同時,也帶來了水污染這樣令人頭疼的問題。隨著納米技術的悄然崛起,納米環保也會迅速來臨。科學技術的不斷發展,納米技術的日臻完善和成熟,將納米技術愈發廣泛地應用于交通領域,會對我們的交通生活的改善作用日益凸顯出來。而且,納米技術拓展了人類利用資源和保護環境的能力,為徹底改善環境和從源頭上控制新的污染源產生創造了條件。理論基礎

空氣凈化方面:目前大部分交通工具(如汽車、火車、飛機等)仍以化石燃料為主要能量來源,然而化石燃料卻存在明顯的污染特質——不易充分燃燒,從容造成空氣的污染以及能源的浪費。環境保護和能源高效利用是可持續發展的主旋律,就燃油來說,尋找提高燃油燃燒效率和降低廢氣排放的途徑便成了當務之急。而一般的化學清洗類添加劑(清凈劑)加入燃油中的主要作用是防止化油器或噴嘴附著沉積物(膠質),對除去已沉積在燃燒室和油路中的沉積物也有一定作用,但其作用僅僅是維持了發動機的正常工作點,沒有從根本上解決燃燒、排放和積碳的問題。這類添加劑降低尾氣排放的效果并明顯。要提高燃油燃燒的效率,必須提高燃油的霧化程度,也就是增大其比表面積。而納米燃油添加劑正是通過這樣的過程讓燃油二次霧化,上萬倍地提高了燃油的物理活性。有資料表明,運用納米技術還可以制成非常好的催化劑,其催化效率極高。經它催化的石油中硫的含量小于0.01%。在燃煤中加入的納米級助燒催化劑,以幫助煤充分燃燒,提高能源的利用率,防治有害氣體的產生。納米級催化劑用于汽車尾氣催化,有極強的氧化還原性能,使汽油燃燒時不再產生一氧化硫和氮氧化物,根本無需進行尾氣凈化處理。另外我們知道,氫能是新的清潔能源,但儲存等方面的問題制約著氫能的開發利用,已有的稀土由于儲氫量少,應用受到很大的限制。如能研制成功一種合成的高質量碳納米材料,則能儲存和凝聚大量的氫氣,并可以做成燃料電池驅動汽車,可有效避免因機動車尾氣排放所造成的大氣污染。

噪音控制方面:經檢測,飛機、車輛、船舶等主機工作時的噪聲可達到上百分貝,容易對人造成干擾和危害。當機器設備等被納米技術微型化以后,其互相撞擊、摩擦產生的交變機械作用力將大為減少,噪聲污染便被得到有效控制。

污水純凈化方面:水運交通是客貨運的主力軍,而航道是水運交通體系中最為重要的一環,其暢通與否直接關系到水運是否順利進行。可目前河運航道均或多或少遭受到了污染,其污染物大部分是生活垃圾,有的河段中還遭受到農藥等化學制劑的污染,而海航航道則會時常由于原油泄漏而造成大面積水域污染。這些污水問題的處理就顯得迫在眉睫。新型的納米級凈水劑具有很強的吸附能力,它是普通凈水劑的10~20倍,可將污水中的懸浮物和鐵銹、異味等污染物除去,通過納米孔徑的過濾裝置,還能把水中的細菌、病毒去除。因細茵、病毒的直徑比納米大而被過濾掉,可水分子以及比水分子還要小的礦物質元素卻被保留下來,經過納米凈化后的水體清澈,沒有異味,成為高質量的純凈水,甚至完全可以飲用。

應用舉例

空氣凈化方面:目前研制出來并已應用于汽車制造領域的EPS納米節能燃料裝置,就是利用的納米技術將汽油分子分割成納米為單位的質子保證充分燃燒,這樣應用的結果是,氣體燃燒完全有助于動力提升,節約能源。

噪音控制方面:目前研制開發出來的納米技術潤滑劑,既能在物體表面形成半永久性的固態膜,產生極好的潤滑作用,得以大大降低機器設備運轉時的噪聲,又能延長它的使用壽命。另外,近年來有關工頻電磁場對人體健康的影響問題已眾所周知,可現在我們再也不用為防電磁輻射而擔憂。在強烈輻射區工作并需要電磁屏蔽時,可以在墻內加入納米材料層,或者涂上納米涂料,能大大提高遮擋電磁波輻射性能。

污水純凈化方面:納米二氧化鈦就是目前運用最為廣泛的一種污水處理制劑,其催化、降解、吸附的能力都十分突出,還具有極強的殺菌作用和絮凝能力,能有效地保障河運航道無垃圾、泥沙堵塞的情況發生,以及保證海運航道的原油污染得到最快最及時的處理,從而是水路運輸更加安全環保。結論

被稱之為21世紀前沿科學的納米技術在交通環境保護領域有著廣泛的應用前景,甚至會改變人們的傳統環保觀念,利用納米技術解決交通污染問題將成為未來交通環境保護發展的必然趨勢。雖然本文

講述的都是納米技術對交通環境改善方面一些小應用,但納米技術做出的貢獻,其影響可是極其深遠的。相信被納米“武裝”了的交通環境會變得越來越美,而未來納米技術對我們生活的貢獻也必將是無止境的。參考文獻

[1]夏和生,王琪。納米技術進展[J]。高分子材料科學與工程,2001,17(4):1-6.[2]羅明良,蒲春生,盧鳳紀,等。納米技術及材料在環保中的應用與展望[J]。化工新型材料,2001,29(7):27-28.[3]歐忠文,徐濱士,丁培道,等。納米潤滑材料應用研究進展[J]。材料導報,2000,14(8):28-30.[4]肖奇,邱冠周,胡岳華,等。納米TiO2制備及其應用新進展[J]。材料導報,2000,14(8):35-37,74.

納米技術論文篇2

納米技術在新型建筑材料中的應用

納米技術作為一門新興的技術,在多個范疇具有十分重要的應用,特別是極大地推進了新型建材的開展,引見了納米技術在新型建筑涂料、復合水泥、自潔玻璃、陶瓷、防護資料等方面的應用,經過闡述可知,納米資料在新型建材范疇具有很好的開展應用前景。納米技術;新型建材;應用;前景 1 納米涂料的應用

通常傳統的涂料都存在懸浮穩定性差,耐老化、耐洗刷性差,光亮度不夠等缺陷。而納米涂料則能較好的處理這一問題,納米涂料具有下述優越的性能:(1)具有很好的伸縮性,可以彌蓋墻體細小裂痕,具有對微裂痕的自修復作用。(2)具有很好的防水性,抗異物粘附、沾污性能,抗堿、耐沖刷性。(3)具有除臭、殺菌、防塵以及隔熱保溫性能。(4)納米涂料的色澤鮮艷溫和,手感溫和,漆膜平整,改善建筑的外觀等。

固然國內外對納米涂料的研討還處在初步階段,但是已在工程上得到了較普遍的應用,如北京納美公司消費的納米系列涂料已大量應用于北京建欣苑、建東苑等住宅區的外墻粉刷,效果良好。在首體改造工程中,運用納米涂料1700噸,涂刷6萬平方米。復旦大學教育部先進涂料工程研討中心的專家已研發出了“透明隔熱玻璃涂料”。2 納米水泥的應用

普通水泥混凝土因其剛性較大而柔性較小,同時其本身也存在一些固有的缺陷,使其在運用過程中不可防止地產生開裂并毀壞。為理解決這一問題就必需加速對具有特殊性能混凝土的研發,而納米混凝土就能有效的處理這樣問題,納米混凝土,與普通混凝土相比,納米混凝土的強度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有顯著進步,同時還具有防水、吸聲、吸收電磁波等性能,因此可用于一些特殊的建筑設備中(如國防設備)。通常在普通混凝土中參加納米礦粉(納米級SiO2、納米級CaCO3)或者納米金屬粉末已到達納米混凝土的性能,而且經過改動納米資料的摻量還能配置出防水砂漿等。目前開發研制的納米水泥資料包括納米防水復合水泥,納米敏感水泥、納米環保復合水泥以及納米隱身復合水泥。

納米防水水泥是經過在水泥中添加XPM水泥外加劑的納米資料而制成的,該納米外加劑摻入水泥后,能夠加快水泥誘導期和加速期的水化反響,改善水泥凝固的三維構造,同時進步水泥石的密實度,加強了防水性能。

納米敏感水泥是在水泥中參加對四周環境變化非常敏感的納米資料,從而到達改善水泥制品溫敏、濕敏、氣敏、力敏等性能。依據添加的敏感資料的不同可將納米敏感水泥用于化工廠的建立、高速路面的鋪設等。

納米環保復合水泥是應用納米資料的光催化功用,從而使水泥制品具有殺菌、除臭以及外表自清潔等功用。通常是選用TiO2作為納米添加劑。

納米隱身復合資料是經過運用具有吸收電磁波功用的納米資料(納米金屬粉居多),在電磁波映照時,納米資料的外表效應使得原子與電子運動加劇,促使電子能轉化為熱能,增強對電磁波的吸收,從何使資料可以在很寬的頻帶范圍內避開雷達、紅外光的偵查,這一資料常用于軍事國防建筑等。3 納米玻璃的應用

普通玻璃在運用過程中會吸附空氣中的有機物,構成難以清洗的有機污垢,同時,水在玻璃上易構成水霧,影響可見度和反光度。而經過在平板玻璃的兩面鍍制一層TiO2納米薄膜構成的納米玻璃,則能有效的處理上述缺陷,同時TiO2光催化劑在陽光作用下,能夠合成甲醛、氨氣等有害氣體。此外納米玻璃具有十分好的透光性以及機構強度。將這種玻璃用作屏幕玻璃、大廈玻璃、住宅玻璃等可免去費事的人工清洗過程。4 納米技術在陶瓷資料中的應用

陶瓷因其具有較好的耐高溫以及抗腐蝕性以及良好的外觀性能而在工程界得到了普遍的應用(如鋪貼墻面的瓷磚),但是陶瓷易發作脆性毀壞,因此在運用過程中也遭到了一定的限制。運用納米資料開發研制的納米陶瓷則具有良好的塑性性能,可以吸收一定量的外來能量。在陶瓷基中參加納米級的金屬碳化物纖維能夠大大進步陶瓷的強度,同時具有良好的抗燒蝕性,火箭噴氣口的耐高溫資料就選用納米金屬陶瓷作為耐高溫資料。用納米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3等制成的陶瓷資料具有高硬度、高韌性、高強度、耐磨性、低溫超塑性、抗冷熱疲倦等性能優點。納米陶瓷將作為防腐、耐熱、耐磨的新資料在更大的范圍內改動資料的力學性質,具有十分寬廣的應用前景 5納米級多相資料中納米粒子的開發與應用

納米級多相資料的優越性并非不為人知,這里不加贅述。筆者在這里討論的是,在一種納米粒子(或者微米粒子)

納米技術在新型建筑材料中的應用

上生成另一種納米粒子的辦法以及它的應用價值。

開發的動因:在實踐工作中,筆者接觸到的浸透膜、離子隔閡等,大局部是進口產品。如反浸透膜有90%需求進口,超濾膜和微濾膜大約有50%需求進口,生物和醫用膜、氣體別離膜、特殊別離膜絕大局部需求進口。固然,關于這方面的種類,如反浸透膜、電池隔閡,我國曾經開端完成了范圍化消費,但是,在性能上,與國外先進產品相比,仍有較大差距。譬如,反浸透膜的透鹽率。國外同類產品能夠小于“2”,而我國常常大于“5”至“10”。顯而易見,國外在這方面的先進性顯而易見。在數量上,鋰電池的隔閡供不應求,依托大量進口,即使釩電池、超級電容等的隔閡,也是進口為主,我們存在的最大問題是在膜資料的制造方面。因而,開發新的隔閡消費技術火燒眉毛。

應用價值:納米顆粒的開發具有普遍的應用價值。主要表現為:其一,參加物質外表,能夠起到對應的化學催化、光觸媒、燒結、傳感、物質外表改性等作用。譬如,納米鉑在汽車尾氣催化凈化中可以起到十分好的效果,一些優秀的三元催化器就有納米鉑的成分,同時也普遍應用在氫氧燃料電池的低溫催化反響方面;又譬如,目前許多空調的光觸媒含有納米二氧化鈦;極薄到肉眼看不見的納米金在玻璃上的涂層能夠起到冬暖夏涼的作用。其二,參加物質內部,能夠起到對應的改動物質的物化性質的作用。特別是金屬和非金屬資料的混合,如納米級陶瓷粉末和金屬粉末(包括納米級金屬粉末)的燒結的加工刀具。曾經普遍的應用在實踐消費中了。又譬如納米超硬資料參加到工程塑料中,能夠使工程塑料的耐磨性大幅度的進步,能夠普遍應用到國防、航天等范疇。其三,單獨運用。如納米級二氧化鈦用于噴霧殺菌和合成甲醛,納米銀用于殺菌,納米藥物用于治療等。

利用納米材料可以提高塑料(高分子材料)的強度,同時還能起到增韌作用。納米材料的問世,為新型增強塑料的合成提供了新的機遇,為傳統增強塑料的改性提供了一條新的途徑。把分散好的納米顆粒均勻地添加到樹脂材料中,可達到全面改善增強塑料性能的目的。通過加入納米材料,能夠明顯提高塑料的強度和延伸率,提高耐磨性和改善材料表面的光潔度,提高抗老化性能。

納米技術應用前景十分廣闊,經濟效益十分巨大,2010年納米技術市場估計達到14400億美元,納米技術未來的應用將遠遠超過計算機工業。納米技術正在改善著、提高著人們的生活質量。

納米技術論文篇3

鋰離子電池納米材料研究

制藥工程學院制藥工程專業2014級一班胡波142010106 摘要鋰離子電的核心是選擇高能儲鋰電極材料,納米材料以其獨特的物理化學性能應用作為鋰離子電池電極材料,具有減小極化,增大充放電電流密度,提高放電容量和循環穩定性等優點,有利于高性能、高容量和高功率電池的發展。納米電極材料具有非常廣闊的應用前景,但目前已有的研究基本處于實驗開發階段,且主要集中在制備方法上,其微觀結構和電化學性能沿需進一步研究探討。關鍵詞鋰離子電池納米材料

Abstract The main task in Lithium-ion battery research is how to find out the material with high storage Lithium.Nano-scale material is used to be the positive electrode of Lithium-ion battery for its special physical and chemical performances.In this paper, the applying actuality of Nano-scale anode and cathode materials of Lithium-ion battery are introduced.The performances and the preparation methods of the materials are also recommended.Key words Lithium-ion battery, nano-scale material, 1.電極

鋰離子電池納米電極存在一些潛在的優缺點。

優點:(1)更好地釋放鋰嵌入和脫嵌過程中的應力,提高循環壽命;(2)可發生在塊體材料中不可能出現的反應;

(3)更高的電極/電解液接觸面積提高了充/放電速率;(4)短的電子輸運路徑(允許在低電導或高功率下使用)。缺點:(1)有自放電現象,差的循環性能及壽命;

(2)劣等的顆粒包裝技術使其體積能量密度很低,限制應用;(3)電極合成過程可能會更加復雜。2.正極材料的性能和一般制備方法

為了獲得較高的單體電池電壓,傾向于選擇高電勢的嵌鋰化合物。正極材料應滿足:(1)在所要求的充放電電位范圍內,具有與電解質溶液的電化學相容性;(2)溫和的電極過程動力學;(3)高度可逆性;

(4)全鋰化狀態下在空氣中的穩定性。

成功的商品化電極材料在制備工藝上都有其獨到之處,這是國內目前研究的差距所在,各種制備方法優缺點列舉如下。(1)固相法:一般選用碳酸鋰等鋰鹽和鈷化合物或多元化合物研磨混合后,進行燒結反應:。此方法優點是工藝流程簡單,原料易得;缺點是所制得正極材料電容量有限,原料混合均勻性差,制備材料的性能穩定性不好,批次與批次之間質量一致性差。(2)絡合物法:用有機絡合物先制備含鋰離子和鈷或釩離子的絡合物前驅體,再燒結制備。該方法的優點是分子規模混合,材料均勻性和性能穩定性好,正極材料電容量比固相法高;缺點是材料振實密度低,生產使用困難。

(3)溶膠凝膠法:利用上世紀70年代發展起來的制備超微粒子的方法,制備正極材料,該方法具備了絡合物法的優點,而且制備出的電極材料電容量有較大的提高;缺點是成本較高,技術還屬于開發階段]。(4)離子交換法:用離子交換法制備的LiMnO2,獲得了可逆放電容量達270mA·h/g高值,它具有所制電極性能穩定,電容量高的特點。但過程涉及溶液重結晶蒸發等費能費時步驟,距離實用化還有相當距離。(5)橄欖石型的磷酸鐵鋰材料,近年研究已經取得了很大的進展,已經在部分產品中應用,它具有安全性高(不存在爆炸的理論危險),使用壽命長(是鈷酸鋰的4倍)、可以大電流充放電等優異性能;缺點是生產成本高、材料堆積密度小,不利于生產控制,還不能應用到手機和電腦上。

3、負極材料的性能和一般制備方法 負極材料的電導率一般都較高,則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰的化合物,如各種碳材料和金屬氧化物。可逆地嵌入脫嵌鋰離子的負極材料要求具有:(1)在鋰離子的嵌入反應中自由能變化小;(2)鋰離子在負極的固態結構中有高的擴散率;(3)高度可逆的嵌入反應;(4)有良好的電導行;

(5)熱力學上穩定,同時與電解質不發生反應。鋰離子電池中所用碳材料尚存在兩方面的問題:

(1)電壓滯后,即鋰的嵌入反應在0~0.25V之間進行(相對于Li+/Li)而脫嵌反應則在1V左右發生;

(2)循環容量逐漸下降,一般經過12~20次循環后,容量降至400~500mA·h/g。一般制備負極材料的方法可綜述如下。

(1)在一定高溫下加熱軟碳得到高度石墨化的碳;

(2)將具有特殊結構的交聯樹脂在高溫下分解得到的硬碳;(3)高溫熱分解有機物和高聚物制備的含氫碳;(4)各種金屬氧化物其機理與正極材料類似;

(5)作為一種嵌鋰材料,碳納米管、巴基球C60等也是當前研究的一個新熱點,成為納米材料研究的一個分支。4.電解液

鋰離子電池的進展不僅需要電極性能的提高,也需要依靠電解液性能的增強。固態聚合物電解質代表了電池所需性能的終極形式。最理想的聚合物電解質是那些無溶劑薄膜形成的,如聚乙烯(乙烯氧化物),PEO和鋰鹽(LiX),如LiPF6或LiCF3SO3。然而這些材料在室溫下差的離子傳導性使之無法實現那么高的期望;1998年,Croce, F.等在Nature上宣告將納米級無機填充物分散于無溶劑、聚醚基的電解質中,可以使其傳導性增加數個量級。電解質輸運性能提高的原因可用Maier開發出的不同種類摻雜模型來解釋。可能與無機納米粒子的表面狀態跟聚合物鏈或鋰鹽陰離子之間發生的路易斯酸基交互作用有關。事實上,人們也在開發其它可以達到高導率的聚合物電解質。與這方面相關的有聚合物-鹽納米結構和離子液體的控制。

納米技術論文篇4

神奇的納米世界

班級:市場營銷1003

學號:9110100403

姓名:劉清草

神奇的納米世界的選修課堂,讓我深入的了解到了納米世界的神奇,讓我知道這門新科技對于人類社會的進步將起到決定性的作用。納米技術也不斷的改革人類生活的各個方面,對人類社會的改革將是巨大而深遠的。

何為納米技術?納米科學與技術,有時簡稱為納米技術,是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用,是在納米尺度上研究物質的特性,通過組建和利用納米材料來實現特有功能和智能作用的高科技先進技術。納米是1米的十億分之一。自從掃描隧道顯微鏡發明以后,世界上便誕生了以0.1納米~100納米這樣的尺度為研究對象的前沿科學,這就是納米科技。納米科技以空前的分辨率為人類揭示了一個可見的原子、分子世界,它的最終目標是直接以原子和分子來構造具有特定功能的產品。

納米科技是一門嶄新的,具有劃時代意義的前沿性學科。著名科學家錢學森指出:“納米科技是21世紀科技發展的重點,會是一次技術革命,而且還會是一次產業革命”。隨著世界發達國家對納米研究的深入,我國對納米材料和技術也非常重視,為推動我國納米技術成果產業化.國家通過財政投資并帶動社會投資.希望通過5—10年的努力.造就一批具有市場競爭力的納米高科技骨干企業。已先后安排了許多納米科技的研究項目,并取得顯著成績,納米技術在許多方面已達到國際領先水平。

納米技術的起源

1981年掃描隧道顯微鏡發明后,誕生了一門以0.1到100納米長度為研究分子世界,它的最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產品。因此,納米技術其實就是一種用單個原子、分子射程物質的技術。

1990年在美國召開了第一屆納米技術國際學術會議,成為納米科技發展進步的一個重要標志。

從20世紀90年代起,納米科技得到迅速發展,新名詞、新概念,不斷涌現,像納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米生物學等。科學家預言,納米時代的到來不會很久,它在未來的應用將超過計算機工業,并成為未來信息時代的核。正如中國著名科學家錢學森所說的那樣,納米將會帶來一次技術革命,從而將引起21世紀的又一次產業革命。

科學家為我們勾勒了一幅若干年后的藍圖:納米電子學將使量子元件代替微電子器件,巨型計算機裝入口袋里;通過納米化,易碎的陶瓷可變成有韌性的,成為一種重要材料;世界上還將出現1微米以下的機器甚至機器人;納米技術還能給藥物的傳輸提供新的方式和途徑,如對基因進行定點等。

以微電子技術為代表的微米科技,曾經并且正在對世界產生深遠的影響。比微米更深入微觀世界的納米將使人類進一步掌握物質的規律,改造微觀世界的武器。

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,大約是在0.1—100納米這個范圍空間,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,也不同于宏觀的物質的特殊性能構成的材料,即為納米材料。

如果僅僅是尺度達到納米,而沒有特殊性能的材料,也不能叫納米材料。

過去,人們只注意原子、分子或者宇宙空間,常常忽略這個中間領域,而這個領域實際上大量存在于自然界,只是以前沒有認識到這個尺度范圍的性能。第一個真正認識到它的性能并引用納米概念的是日本科學家,他們在20世紀70年代用蒸發法制備超微離子,并通過研究它的性能發現:一個導電、導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后,它就失去原來的性質,表現出既不導電、也不導熱。磁性材料也是如此,象鐵鈷合金,把它做成大約20—30納米大小,磁疇就變成單磁疇,它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期,人們就正式把這類材料命名為納米材料。

為什么磁疇變成單磁疇,磁性要比原來提高1000倍呢?這是因為,磁疇中的單個原子排列的并不是很規則,而單原子中間是一個原子核,外則是電子繞其旋轉的電子,這是形成磁性的原因。但是,變成單磁疇后,單個原子排列的很規則,對外顯示了強大磁性。

這一特性,主要用于制造微特電機。如果將技術發展到一定的時候,用于制造磁懸浮,可以制造出速度更快、更穩定、更節約能源的高速度列車。

⒉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(MEMS),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微米,而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動機,用于超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度,但有很大的潛在科學價值和經濟價值。

理論上講:可以使微電機和檢測技術達到納米數量級。

⒊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,在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗,磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜,DNA的精細結構等。有了納米技術,還可用自組裝方法在細胞內放入零件或組件使構成新的材料。新的藥物,即使是微米粒子的細粉,也大約有半數不溶于水;但如粒子為納米尺度(即超微粒子),則可溶于水。

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,可以用于定向殺癌細胞。

⒋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。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷,更小,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。

目前!納米技術已經廣泛應用于光學、醫學、半導體、信息通訊、一年的營業額可達500億美元。有預測說,到2010年,納米技術的市場容量將達到14400億美元。于細微處見神奇,見微知著的納米科技將徹底改變目前的產業結構,并且孕育著巨大的商機。

科學界普遍認為:納米技術,信息技術與生物技術,是21世紀最有影響力的三大關鍵技術,不僅對人類社會的進步起到了重要的作用,而且對與促進各國經濟、文化的發展起到了關鍵性的作用。有專家曾經預言,21世紀是納米的時代,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”。

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