纳米材料浅析
纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,1纳米是1米的十亿分之一,相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样,纳米是一个尺度概念,并没有物理内涵。
一、什么是纳米材料
纳米材料指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。当物质到纳米尺度后,其性能就会发生突变,出现一些特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。
第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代通过研究发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,既不导电、也不导热。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。金属、纤维等都可以通过纳米技术变成纳米材料。
二、纳米材料的应用
(一)、医药方面:纳米技术能使药品生产过程越来越精细,并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
(二)、家电方面:用纳米材料制成的多功能塑料,具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用,可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料。
(三)、电子计算机和电子工业:可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后,可以缩小成为“掌上电脑”。
(四)、环境保护:环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染,并能够对这些制剂进行过滤,从而消除污染。
(五)、纺织工业:在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料,经抽丝、织布,可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装,可用于制造抗菌内衣、用品,可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。
(六)、机械工业:采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理,可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。
纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段,美、日、德等少数国家,虽然已经初具基础,但是尚在研究之中,新理论和技术的出现仍然方兴未艾。对于纳米科技,科学的态度是积极参与,脚踏实地地推动这一前沿科技的健康发展,既不需要商业炒作,也不需要科学炒作。
我国正努力赶上先进国家水平,研究队伍也在日渐壮大。相信随着科学技术的发展,会有越来越多的纳米材料走进人们的生活,为人类造福。