納米技術(shù)的特性精選(九篇)

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第1篇：納米技術(shù)的特性范文

[論文摘要]科技的發(fā)展，使我們對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究的越來越透徹。納米技術(shù)便由此產(chǎn)生了，主要對納米材料和納米涂料的應(yīng)用加以闡述。

一、納米的發(fā)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(zhì)來說，納米是一個很小的單位，不如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細(xì)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(zhì)如原子、分子等以前用埃來表示，1埃相當(dāng)于1個氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認(rèn)為納米材料應(yīng)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(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。

1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者理查德。費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后實(shí)現(xiàn)根據(jù)人類意愿逐個排列原子、制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米科技最早的夢想。1991年，美國科學(xué)家成功地合成了碳納米管，并發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量僅為同體積鋼的1/6，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，因此稱之為超級纖維.這一納米材料的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志人類對材料性能的發(fā)掘達(dá)到了新的高度。1999年，納米產(chǎn)品的年?duì)I業(yè)額達(dá)到500億美元。

二、納米技術(shù)在防腐中的應(yīng)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?yàn)榧{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(xué)性能的改善。利用納米粒子與樹脂之間強(qiáng)大的界面結(jié)合力，可提高涂層的強(qiáng)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(shù)的應(yīng)用為涂料工業(yè)的發(fā)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(tuán)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(dá)到所期望的性能和功能，需要經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)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(shù)原因，性能并不理想，加上價(jià)格太貴，難以推廣；而三聚磷酸鋁也因價(jià)格原因未能大量應(yīng)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(fā)整體水平落后于西方發(fā)達(dá)國家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴(yán)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(yè)也蓬勃發(fā)展，也可以生產(chǎn)納米漆。

我國自主生產(chǎn)的產(chǎn)品目前已通過國家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心車輛檢驗(yàn)站、機(jī)械科學(xué)院武漢材料保護(hù)研究所等國內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析和檢測，同時還經(jīng)過加拿大國家涂料信息中心等國外權(quán)威機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析，結(jié)果表明其具有目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品無可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢，是防銹涂料領(lǐng)域劃時代產(chǎn)品，復(fù)合鐵鈦粉及其防銹漆通過國家權(quán)威機(jī)構(gòu)的鑒定后已在多個工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

三、納米材料在涂料中應(yīng)用展前景預(yù)測

據(jù)估算，全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。目前，發(fā)達(dá)國家政府和大的企業(yè)紛紛啟動了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國將納米技術(shù)視為下一次工業(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術(shù)列為國家戰(zhàn)略目標(biāo)，在納米科技基礎(chǔ)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(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料中心，把納米技術(shù)列入新五年科技基本計(jì)劃的研究開發(fā)重點(diǎn)，將以納米技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國也把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域，全國有19家機(jī)構(gòu)專門建立了納米技術(shù)研究網(wǎng)。在人類進(jìn)入21世紀(jì)之際，納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對社會的發(fā)展和生存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說，21世紀(jì)將是一個納米世紀(jì)。

由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)品、以及對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級，產(chǎn)業(yè)化市場前景極好。

在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面，將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品，以及對傳統(tǒng)材料改性；將重點(diǎn)突破各類納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測技術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。各類納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，將對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響；納米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國計(jì)民生的各個領(lǐng)域，將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。

納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對空氣中有毒氣體有強(qiáng)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(nèi)空氣更加清新。經(jīng)測試，對各種霉菌的殺抑率達(dá)99％以上，有長期的防霉防藻效果。納米改性內(nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表面張力，具有高強(qiáng)的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優(yōu)良的自潔功能，強(qiáng)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(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附著力強(qiáng)，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(yōu)良性之外，可在10℃到25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)量。

四、結(jié)語

由于目前應(yīng)用納米材料對涂料進(jìn)行改性尚處在初級階段，技術(shù)、工藝還不太成熟，需要探索和改進(jìn)。但涂料的各種性能得到某些改進(jìn)的試驗(yàn)結(jié)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(xiàn)：

[1]橋本和仁等［J］.現(xiàn)代化工.1996(8):25～28.

第2篇：納米技術(shù)的特性范文

關(guān)鍵詞：納米材料；特性；應(yīng)用

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）14-001-01

一、引言

自從20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)納米材料以來，納米材料被譽(yù)為是21世紀(jì)構(gòu)成未來智能社會的四大支柱之一，而碳納米管是納米材料中最富有代表性，并且是性能最優(yōu)異的材料。由于碳納米管具有強(qiáng)度高、重量輕、性能穩(wěn)定、柔軟靈活、導(dǎo)熱性好、比表面積大并具有許多吸引人的電子性質(zhì)。

二、納米材料的基本特性

由于納米材料是由相當(dāng)于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小單元組成，也正因?yàn)檫@樣，納米材料具有了一些區(qū)別于相同化學(xué)元素形成的其他物質(zhì)材料特殊的物理或是化學(xué)特性例如：其力學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、熱學(xué)特性等，這些特性在當(dāng)前飛速發(fā)展的各個科技領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用。

1、表面效應(yīng)

納米材料的表面效應(yīng)[1]是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑的變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化。隨著粒徑變小，表面原子所占百分?jǐn)?shù)將會顯著增加。當(dāng)粒徑降到1nm時，表面原子數(shù)比例達(dá)到約90%以上，原子幾乎全部集中到納米粒子表面。由于納米粒子表面原子數(shù)增多，表面原子配位數(shù)不足和高的表面能，使這些原子易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，故具有很高的化學(xué)活性。

2、小尺寸效應(yīng)

由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對超微顆粒而言，尺寸變小，比表面積增加，從而產(chǎn)生一系列新奇的性質(zhì)：

（1）力學(xué)性質(zhì)

（2）熱學(xué)性質(zhì)

納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)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?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。

（3）電學(xué)性質(zhì)

由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)金屬――絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫侖堵塞效應(yīng)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(diǎn)，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。

（4）磁學(xué)性質(zhì)

小尺寸的超微顆粒磁性與大塊材料顯著的不同，呈現(xiàn)出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已做成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡等。利用超順磁性，人們已將磁性超微顆粒制成用途廣泛的磁性液體

三、納米材料的應(yīng)用前景

1、信息產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)

納米技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用主要表現(xiàn)在3個方面：①網(wǎng)絡(luò)通訊、寬頻帶的網(wǎng)絡(luò)通訊、納米結(jié)構(gòu)器件、芯片技術(shù)以及高清晰度數(shù)字顯示技術(shù)。②光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件，這方面我國還很落后，但是這些原器件轉(zhuǎn)為商品進(jìn)入市場也還要10年時間，所以，中國要超前15年到20年對這些方面進(jìn)行研究。③網(wǎng)絡(luò)通訊的關(guān)鍵納米器件，如網(wǎng)絡(luò)通訊中激光、過濾器、諧振器、微電容、微電極等方面。

2、環(huán)境產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)

納米技術(shù)對空氣中20納米以及水中的200納米污染物的降解是不可替代的技術(shù)。要凈化環(huán)境，必須用納米技術(shù)。近年來，不少公司致力于把光催化等納米技術(shù)移植到水處理產(chǎn)業(yè)，用于提高水的質(zhì)量，已初見成效；采用稀土氧化鈰和貴金屬納米組合技術(shù)對汽車尾氣處理器件的改造效果也很明顯；治理淡水湖內(nèi)藻類引起的污染，最近已在實(shí)驗(yàn)室初步研究成功。

3、能源環(huán)保中的納米技術(shù)

合理利用傳統(tǒng)能源和開發(fā)新能源是我國當(dāng)前和今后的一項(xiàng)重要任務(wù)。在合理利用傳統(tǒng)能源方面，現(xiàn)在主要是凈化劑、助燃劑，它們能使煤充分燃燒，燃燒當(dāng)中自循環(huán)，使硫減少排放，不再需要輔助裝置。另外，利用納米改進(jìn)汽油、柴油的添加劑已經(jīng)有了，實(shí)際上它是一種液態(tài)小分子可燃燒的團(tuán)簇物質(zhì)，有助燃、凈化作用。

4、精細(xì)化工方面的應(yīng)用

精細(xì)化工是一個巨大的工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品數(shù)量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無疑也會給精細(xì)化工帶來福音，并顯示它的獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。

5、納米生物醫(yī)藥

這是我國進(jìn)入WTO以后一個最有潛力的領(lǐng)域。目前，國際醫(yī)藥行業(yè)面臨新的決策，那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)藥就是從動植物中提取必要的物質(zhì)，然后在納米尺度組合，最大限度發(fā)揮藥效，這恰恰是我國中醫(yī)的想法。在提取精華后，用一種很少的骨架，比如人體可吸收的糖、淀粉，使其高效緩釋和靶向藥物。對傳統(tǒng)藥物的改進(jìn)，采用納米技術(shù)可以提高一個檔次。

納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，尤其是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問題。可見，納米技術(shù)對我們既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。必須加倍重視納米技術(shù)和納米基礎(chǔ)理論的研究，為我國在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個人類社會將因納米技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化而產(chǎn)生根本性的變革。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王旭.淺論納米材料的特性.大觀周刊,2012(6).

[2] 汪云.納米材料應(yīng)用前景十分廣闊.廣州化工,2007.35(6).

[3] 周震.納米材料的特性及其在電催化中的應(yīng)用.化學(xué)通報(bào),1998(4).

[4] 單志強(qiáng).納米材料特性及其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用.環(huán)境技術(shù),2005,23(2).

第3篇：納米技術(shù)的特性范文

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；食品科學(xué)；應(yīng)用

一、納米技術(shù)

自從上個世紀(jì)90年代出現(xiàn)納米技術(shù)后，在納米技術(shù)領(lǐng)域的新概念、新名詞、新材料不斷涌現(xiàn)，使得人們對納米技術(shù)的理解不夠透徹，對其研究也處于初級階段。其實(shí)，納米技術(shù)是一門基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究多學(xué)科交叉的科學(xué)，不管是在原子、分子或者是在超分子角度上對其分析，納米技術(shù)都堪稱是一項(xiàng)新的、空前的技術(shù)創(chuàng)新，對今后物理學(xué)的發(fā)展起著重要作用。納米技術(shù)的目標(biāo)主要是根據(jù)納米結(jié)構(gòu)所具有的特性和功能，結(jié)合人們的需求，對材料進(jìn)行加工，并制造具有特定功能的產(chǎn)品，給人們帶來全新的技術(shù)革命。此外，在設(shè)計(jì)過程中在原子、分子的水平上運(yùn)用納米技術(shù)進(jìn)行材料設(shè)計(jì)，進(jìn)而制造出具有全新性質(zhì)和各種功能的材料，從而滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求。

二、納米食品的概述

所謂納米食品，指的是在食品加工、生產(chǎn)或包裝過程中采用了納米技術(shù)手段的食品。但是，納米食品不僅僅是采用納米技術(shù)將食品的尺寸加工至納米級別，也涉及到通過納米技術(shù)對食品進(jìn)行了改造從而改變食品性能的食品。從而使經(jīng)過納米技術(shù)加工的食品在營養(yǎng)、吸收等方面會很大的提高，在這方面應(yīng)用最廣泛主要有維生素制劑、鈣、硒等礦物質(zhì)制劑、豆奶與納米添加營養(yǎng)素的鈣奶茶等。但是，由于人們對納米技術(shù)研究的局限性決定了納米食品也存在一些問題，從而使得納米食品的安全日益受到人們的關(guān)注。因?yàn)?，在納米食品生產(chǎn)過程中主要采用球磨法使食品的尺寸變小而達(dá)到納米級別，從而不可避免地產(chǎn)生粉料污染，同時，納米技術(shù)給食品所帶來的危害與不利影響等，目前我們還無法預(yù)測，難以判斷納米材料是否對人體有害。目前，我國乃至國際上的納米食品行業(yè)還沒有形成一個統(tǒng)一的、有效的標(biāo)準(zhǔn)，無法對納米食品進(jìn)行安全性評價(jià)，也不利于食品健康的管理與監(jiān)控。此外，據(jù)研究部分納米食品存在一些有害成分，采用球磨法對食品進(jìn)行加工，所制備得到的納米粉末更容易進(jìn)入細(xì)胞甚至細(xì)胞核內(nèi)，進(jìn)而對人體所產(chǎn)生的危害也沒有研究清楚。

三、納米技術(shù)在食品科學(xué)中的應(yīng)用分析

1.微乳化技術(shù)和納米膠囊制備技術(shù)

所謂的微乳液，就是通過將兩種互不相溶的液體形成的吉布斯自由能最小、狀體均勻并且穩(wěn)定，各向同性、粒徑大小為l～100納米、外觀透明或半透明的分散體系，而制備該微乳液的技術(shù)也稱為微乳化技術(shù)。自從上個世紀(jì)末以來，人們加大對微乳理論和應(yīng)用的研究，并將微乳化技術(shù)已應(yīng)用于納米顆粒、微膠囊和納米膠囊的制備。采用納米技術(shù)，將微膠囊制備成具有粒徑大小在10～1 000納米尺寸的新型材料。由于納米膠囊顆粒微小，形成膠體溶液，易于分散和懸浮在水中，并形成清澈透明的液體，從而使所載的藥物或食品功能因子改變分布狀態(tài)而濃集于特定的靶組織，進(jìn)而有利于提高療效的目的，增加藥品生產(chǎn)效率。

在食品包裝行業(yè)，納米技術(shù)的應(yīng)用最為普遍，并且該技術(shù)能給人們帶來極大的利益。因?yàn)?，在包裝材料過程中，只需加入一定的納米微粒就能夠有效地增加包裝材料的抗菌性能與密封效果，從而更好地為食品包裝提高質(zhì)量安全保障。同時，在冰箱制造行業(yè)也能看到納米技術(shù)的應(yīng)用情況，通過納米技術(shù)能夠有效地生產(chǎn)出一些抗菌性的冰箱，從而滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨?。此外，由于納米材料的尺寸微?。{米級別），并體現(xiàn)出特殊的功能，在食品包裝過程中加入一定的納米微粒有利于改變對現(xiàn)有包裝材料的性能，從而進(jìn)一步保證食品的安全。甚至已有不少人研究納米技術(shù)在玻璃和陶瓷容器等領(lǐng)域的應(yīng)用，通過加入納米顆粒，可以有效地增加了脆性材料的韌性與強(qiáng)度，還可以有效地吸收紫外線防止塑料包裝由于時間過長而出現(xiàn)老化、變質(zhì)等現(xiàn)象，進(jìn)而增加食品包裝的使用壽命，促進(jìn)食品包裝行業(yè)的發(fā)展。

2.納米技術(shù)在超細(xì)微粒和納米粒子制備中的應(yīng)用

在當(dāng)今的高新技術(shù)研究領(lǐng)域中，超細(xì)微粒尤其是納米粒子已經(jīng)成為人們研究的熱門方向，并是當(dāng)今急需加大研究投入的領(lǐng)域。經(jīng)過超細(xì)化處理后的物質(zhì)，粒子之間的接觸面積增大，比表面積也大大增加，界面能顯著提高，表面能會發(fā)生巨大變化，從而顯現(xiàn)出獨(dú)特的物理與化學(xué)性能。通常情況下，制備超細(xì)粒子的方法為超細(xì)碾磨法，例如市場上比較普遍的具有強(qiáng)抗氧化性的超細(xì)綠茶粉與具有強(qiáng)結(jié)合水能力的超細(xì)面粉等。研究表明，粒子越小越有助于人體的吸收消化，約1 000納米的超細(xì)綠茶粉呈現(xiàn)出較好的營養(yǎng)消化和吸收率，其營養(yǎng)價(jià)值大大超出普通的綠茶粉。又近年來迅速發(fā)展起來的新技術(shù)――超臨界流體制備超細(xì)微粒技術(shù)，也屬于納米技術(shù)制備超細(xì)粒子的范疇，該技術(shù)可以較準(zhǔn)確地控制結(jié)晶過程，對粒子尺寸進(jìn)行精確的控制，從而生產(chǎn)出的超細(xì)微粒粒徑小且粒度分布均勻，該技術(shù)在醫(yī)療藥物制造行業(yè)較為普遍，具有誘人的應(yīng)用前景。

3.納米技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得納米傳感器技術(shù)也得到了驚人的發(fā)展，并已在食品安全監(jiān)測中得到廣泛的應(yīng)用。所謂納米生物傳感器技術(shù)，采用選擇性結(jié)合靶分子的生物探針，對食品進(jìn)行安全監(jiān)測的技術(shù)。因?yàn)?，納米材料本身就是非常敏感，對于不均勻的生物與化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)靈敏，將納米技術(shù)與生物學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子材料相結(jié)合，可以制備新型的傳感器件，并提高食品安全監(jiān)測效率。例如與生物芯片等技術(shù)結(jié)合，可以使分子檢測更加簡便、高效的納米生物傳感器。近年來，人們通過納米生物傳感器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對食品安全、臨床診斷與治療的快速、有效、靈敏地檢測。例如，在傳統(tǒng)的檢測領(lǐng)域，尤其是監(jiān)測微量細(xì)菌時需要擴(kuò)增或富集樣本中的目標(biāo)菌，從而無形中增加監(jiān)測步驟，同時過程繁瑣而費(fèi)時費(fèi)力，然而，利用納米技術(shù)與表面等離子體共振、石英晶體微天平等研制而成的納米生物傳感器，不僅能夠大大減少檢測所需的時間，還可以提高檢測的靈敏度，進(jìn)而提高監(jiān)測效率與精確度。

四、結(jié)語

綜上所述，由于納米材料發(fā)展比較晚，各方面的研究還不夠完善，納米技術(shù)也存在一些不足和缺陷。但是，這并不影響納米技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用，隨著人們對納米技術(shù)研究的不斷深入，我相信在不久的將來納米技術(shù)將會引發(fā)一場新的食品科學(xué)的革命，為食品行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益與發(fā)展空間，也會使人們的飲食結(jié)構(gòu)和生活方式發(fā)生巨大的變化，引領(lǐng)人們走進(jìn)一個全新的食品行業(yè)，進(jìn)而提在很大程度上提高人們的生活水平。

參考文獻(xiàn)：

第4篇：納米技術(shù)的特性范文

【關(guān)鍵詞】納米材料；納米技術(shù)；應(yīng)用

有人曾經(jīng)預(yù)測在21世紀(jì)納米技術(shù)將成為超過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基因技術(shù)的“決定性技術(shù)”，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(jìn)行研究，美國從2000年啟動了國家納米計(jì)劃，國際納米結(jié)構(gòu)材料會議自1992年以來每兩年召開一次，與納米技術(shù)有關(guān)的國際期刊也很多。

一、納米材料的特殊性質(zhì)

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(kuò)散途徑，導(dǎo)致了高擴(kuò)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(qiáng)、燒結(jié)溫度降低、化學(xué)活性增大、耐腐蝕性增強(qiáng)。因此納米材料所表現(xiàn)的力、熱、聲、光、電磁等性質(zhì)，往往不同于該物質(zhì)在粗晶狀態(tài)時表現(xiàn)出的性質(zhì)。與傳統(tǒng)晶體材料相比，納米材料具有高強(qiáng)度——硬度、高擴(kuò)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(shù)、低熱導(dǎo)率、強(qiáng)軟磁性能。這些特殊性能使納米材料可廣泛地用于高力學(xué)性能環(huán)境、光熱吸收、非線性光學(xué)、磁記錄、特殊導(dǎo)體、分子篩、超微復(fù)合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結(jié)助劑、劑等領(lǐng)域。

（一）力學(xué)性質(zhì)

高韌、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)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(fā)生，這就是納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。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(jié)和晶粒粗大的原因其力學(xué)強(qiáng)度一直難以有大的提高。應(yīng)用納米技術(shù)制成超細(xì)或納米晶粒材料時，其韌性、強(qiáng)度、硬度大幅提高，使其在難以加工材料刀具等領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。使用納米技術(shù)制成的陶瓷、纖維廣泛地應(yīng)用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環(huán)境下使用。

（二）磁學(xué)性質(zhì)

當(dāng)代計(jì)算機(jī)硬盤系統(tǒng)的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下，感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應(yīng)為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達(dá)50%，可以用于信息存儲的磁電阻讀出磁頭，具有相當(dāng)高的靈敏度和低噪音。目前巨磁電阻效應(yīng)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(guān)系，所以也可以用作新型的磁傳感材料。高分子復(fù)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(shù)比傳統(tǒng)粗晶材料低得多，而且對紅外波段的吸收系數(shù)至少比傳統(tǒng)粗晶材料低3個數(shù)量級，磁性比FeBO3和FeF3透明體至少高1個數(shù)量級，從而在光磁系統(tǒng)、光磁材料中有著廣泛的應(yīng)用。

（三）電學(xué)性質(zhì)

由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫侖堵塞效應(yīng)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(diǎn)，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現(xiàn)出很好的晶體三極管放大特性。并根據(jù)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(jìn)展，已經(jīng)成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。

（四）熱學(xué)性質(zhì)

納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)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?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對太陽光有強(qiáng)烈的吸收作用，從而有效地將太陽光能轉(zhuǎn)換為熱能。

（五）光學(xué)性質(zhì)

納米粒子的粒徑遠(yuǎn)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(yīng)和光過濾中應(yīng)用廣泛。由于量子尺寸效應(yīng)，納米半導(dǎo)體微粒的吸收光譜一般存在藍(lán)移現(xiàn)象，其光吸收率很大，所以可應(yīng)用于紅外線感測器材料。

（六）生物醫(yī)藥材料應(yīng)用

納米粒子比紅血細(xì)胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由運(yùn)動，如果利用納米粒子研制成機(jī)器人，注入人體血管內(nèi)，就可以對人體進(jìn)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(xì)胞。在醫(yī)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(nèi)的輸運(yùn)更加方便。

二、納米技術(shù)現(xiàn)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(chǎn)業(yè)化，我國也在國際環(huán)境影響下創(chuàng)立了一（下轉(zhuǎn)第37頁）（上接第26頁）些影響不大的納米材料開發(fā)公司。美國2001年通過了“國家納米技術(shù)啟動計(jì)劃（NationalTechnologyInitiative）”，年度撥款已達(dá)到5億美圓以上。美國科技戰(zhàn)略的重點(diǎn)已由過去的國家通信基礎(chǔ)構(gòu)想轉(zhuǎn)向國家納米技術(shù)計(jì)劃。布什總統(tǒng)上臺后，制定了新的發(fā)展納米技術(shù)的戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)：到2010年在全國培養(yǎng)80萬名納米技術(shù)人才，納米技術(shù)創(chuàng)造的GDP要達(dá)到萬億美圓以上，并由此提供200萬個就業(yè)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(chǎn)線。許多大學(xué)也相繼建立了一系列納米技術(shù)研究中心。在商業(yè)上，納米技術(shù)已經(jīng)被用于陶瓷、金屬、聚合物的納米粒子、納米結(jié)構(gòu)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(shù)、納米基礎(chǔ)理論等多方面處于世界領(lǐng)先地位。歐洲在涂層和新儀器應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位。早在“尤里卡計(jì)劃”中就將納米技術(shù)研究納入其中，現(xiàn)在又將納米技術(shù)列入歐盟2002——2006科研框架計(jì)劃。日本在納米設(shè)備和強(qiáng)化納米結(jié)構(gòu)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)地位。日本政府把納米技術(shù)列入國家科技發(fā)展戰(zhàn)略4大重點(diǎn)領(lǐng)域，加大預(yù)算投入，制定了宏偉而嚴(yán)密的“納米技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”。日本的各個大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)界也紛紛以各種方式投入到納米技術(shù)開發(fā)大潮中來。

中國在上世紀(jì)80年代，將納米材料科學(xué)列入國家“863計(jì)劃”、和國家自然基金項(xiàng)目，投資上億元用于有關(guān)納米材料和技術(shù)的研究項(xiàng)目。但我國的納米技術(shù)水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50多個大學(xué)20多家研究機(jī)構(gòu)和300多所企業(yè)從事納米研究，已經(jīng)建立了10多條納米技術(shù)生產(chǎn)線，以納米技術(shù)注冊的公司100多個，主要生產(chǎn)超細(xì)納米粉末、生物化學(xué)納米粉末等初級產(chǎn)品。

三、前景展望

經(jīng)過幾十年對納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室操縱單個原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。納米技術(shù)的應(yīng)用研究正在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤4大領(lǐng)域高速發(fā)展?？梢灶A(yù)測：不久的將來納米金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復(fù)合物、納米光子晶體將應(yīng)運(yùn)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(xué)組裝計(jì)算機(jī)將投入應(yīng)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(jī)器人、集成生物化學(xué)傳感器等將被研究制造出來。

納米技術(shù)目前從整體上看雖然仍然處于實(shí)驗(yàn)研究和小規(guī)模生產(chǎn)階段，但從歷史的角度看：上世紀(jì)70年代重視微米科技的國家如今都已成為發(fā)達(dá)國家。當(dāng)今重視發(fā)展納米技術(shù)的國家很可能在21世紀(jì)成為先進(jìn)國家。納米技術(shù)對我們既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，又是難得的機(jī)遇。必須加倍重視納米技術(shù)和納米基礎(chǔ)理論的研究，為我國在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個人類社會將因納米技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化而產(chǎn)生根本性的變革。

第5篇：納米技術(shù)的特性范文

1．1納米材料的鑒別和表征

目前，由于不斷有研究工作揭示出與納米材料相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。企業(yè)為規(guī)避監(jiān)管，可能不會宣稱其產(chǎn)品使用了納米材料或者在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中應(yīng)用了納米技術(shù)。因?yàn)閲沂称匪幤繁O(jiān)督管理總局早在2006年就將納米產(chǎn)品從Ⅱ類升級為Ⅲ類，并對其安全性和有效性進(jìn)行審慎的考察。因此，企業(yè)并不以納米技術(shù)作為其產(chǎn)品的主要宣傳點(diǎn)，在這類情況中，由于納米物質(zhì)具有某些優(yōu)異性能，或者在生產(chǎn)工藝中需要采用納米技術(shù)，從而可能產(chǎn)生一批沒有貼納米標(biāo)簽的，實(shí)質(zhì)上的納米產(chǎn)品。對于此類產(chǎn)品，在技術(shù)審評工作中，首先要求審評人員具備一定的專業(yè)知識，能夠從企業(yè)遞交的注冊資料中準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品中是否有納米物質(zhì)成分，或者在生產(chǎn)中采用了納米技術(shù)。為了準(zhǔn)確鑒別醫(yī)療器械中是否使用了納米材料，證明等同性非常重要?；瘜W(xué)成分的相似性并不足以證明納米材料的等同性，因?yàn)榧{米材料是否呈現(xiàn)出特定性質(zhì)可能取決于納米材料的化學(xué)成分和形狀，和(或)納米材料的來源(供貨方)。當(dāng)判定了產(chǎn)品確實(shí)是納米產(chǎn)品之后，對于其安全性和有效性的把握，需要具備必要的納米表征手段知識。對含有納米材料的醫(yī)療器械的生物學(xué)效應(yīng)的試驗(yàn)和評價(jià)要求對納米材料進(jìn)行全面表征。因?yàn)榧{米材料的毒性，不僅取決于其化學(xué)成分，也與其粒度(粒度分布)、長徑比、形狀、表面形貌、表面電勢、表面化學(xué)、親水(疏水性)、團(tuán)聚(聚集)態(tài)等因素密切相關(guān)。因此，對于某些產(chǎn)品，可能需要根據(jù)掃描電鏡、透射電鏡、原子力顯微鏡、電感耦合等離子質(zhì)譜等表征手段所獲得的圖像和數(shù)據(jù)來判斷其安全性和有效性。應(yīng)該根據(jù)納米材料的類型和形式，以及器械的預(yù)期用途來選取表征方法。對特定物理化學(xué)參數(shù)的表征通?？刹扇《喾N方法。單一的表征方法可能無法提供對于參數(shù)的準(zhǔn)確評估(例如:粒度分布、表面成分)。在該類情況下，如果可行，可能需要采取補(bǔ)充方法來對需要表征的性質(zhì)進(jìn)行充分評估，即采用兩種獨(dú)立的表征方法。需要特別注意的是，用不同的方法獲取的有關(guān)特定性質(zhì)的結(jié)果不能直接進(jìn)行對比。例如，正如指導(dǎo)性文件所指出的，對于粒徑測定，應(yīng)至少采用兩種顯微鏡技術(shù)(例如:透射電鏡和激光掃描共聚焦顯微鏡)。為了對使用納米技術(shù)的醫(yī)療器械進(jìn)行可靠的表征，需要毒理學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)和其他專業(yè)領(lǐng)域的專家之間的跨專業(yè)合作。

1．2納米材料劑量

用于毒理學(xué)研究的劑量水平通常是以質(zhì)量濃度為基礎(chǔ)。然而，納米材料的多個屬性可能會影響其毒理性質(zhì)。普遍認(rèn)為，除了質(zhì)量濃度以外，還應(yīng)使用包括表面積和數(shù)量濃度在內(nèi)的其他參數(shù)來充分表征納米材料劑量。在確定用于納米材料體外研究的毒理學(xué)相關(guān)的劑量時，應(yīng)該考慮可分沉淀物的可能性。小納米顆粒(例如:水動力學(xué)直徑＜40nm)與培養(yǎng)細(xì)胞層之間的接觸主要取決于擴(kuò)散和對流力。由于沉降力的額外影響，在細(xì)胞培養(yǎng)基中形成的稍大的納米材料和納米材料聚集體的沉淀速度更快。這些因素，以及與蛋白質(zhì)和培養(yǎng)基其他成分的相互作用，可能會影響直接接觸培養(yǎng)細(xì)胞的顆粒的數(shù)量。應(yīng)該根據(jù)具體情況評價(jià)可分沉淀物出現(xiàn)的可能性。若有必要，應(yīng)開展對于體外細(xì)胞劑量的分析性或計(jì)算性評估。目前，對介質(zhì)中的劑量(分散/溶液濃度)或?qū)嶋H的納米顆粒細(xì)胞攝入/接觸量是否應(yīng)該被用于劑量本身的表達(dá)還存在爭議。

1．3納米材料參照樣品

試驗(yàn)結(jié)果的可靠性在一定程度上取決于是否可獲得適合的參照樣品。參照樣品指擁有一項(xiàng)或多項(xiàng)特性參數(shù)、具有足夠可重復(fù)性的已經(jīng)確認(rèn)的材料?？衫迷摬牧匣蛭镔|(zhì)對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，評估測量方法或?yàn)椴牧腺x值。納米尺度參照樣品的最初研發(fā)重點(diǎn)在于將其用于校準(zhǔn)試驗(yàn)儀器，而不是作為生物響應(yīng)基準(zhǔn)進(jìn)行參照樣品研發(fā)。開發(fā)一種廣泛接受的參照樣品，包括在適合不同的試驗(yàn)系統(tǒng)的陽性對照與陰性對照納米顆粒方面達(dá)成共識，已經(jīng)成為納米材料風(fēng)險(xiǎn)評估的一個關(guān)鍵性要求。雖然參照樣品對于評估醫(yī)療器械中應(yīng)用的納米材料至關(guān)重要，但是因?yàn)榇嬖趯?shí)際困難，研發(fā)進(jìn)度還是很慢。認(rèn)識到納米材料代表性樣本的可用性對于納米物質(zhì)安全試驗(yàn)的可重復(fù)性和可靠性至關(guān)重要。ISO/TC229nm技術(shù)委員會已提出使用“代表性試驗(yàn)材料”，并且正對其進(jìn)行討論。代表性試驗(yàn)材料的擬議定義為“來自同一批的物質(zhì)，在其一個或多個特定性質(zhì)方面具有同質(zhì)性和穩(wěn)定性，被認(rèn)為適合于開發(fā)用于針對除已表現(xiàn)出的同質(zhì)性和穩(wěn)定性以外的性質(zhì)的試驗(yàn)方法”。目前這種方法已被應(yīng)用于OECD人造納米材料工作組的納米材料安全性試驗(yàn)合作項(xiàng)目，該項(xiàng)目使用歐洲委員會聯(lián)合研究中心代表性納米材料庫中的代表性納米材料來進(jìn)行。

1．4納米材料樣品制備

納米材料體積小，并且其物理化學(xué)特性可能發(fā)生改變，這使得與宏觀(非納米尺度)顆?；蚧瘜W(xué)物質(zhì)的試驗(yàn)相比，納米材料的樣品制備會遇到重大的挑戰(zhàn)。帶來挑戰(zhàn)的因素包括能加強(qiáng)納米材料反應(yīng)性的表面性質(zhì);聚集或團(tuán)聚顆粒的形成;納米顆粒在通過水合作用，部分溶解或其他過程的分散中發(fā)生的轉(zhuǎn)變;以及低濃度水平污染物對納米材料的物理化學(xué)性質(zhì)和毒理性質(zhì)的強(qiáng)烈潛在影響。如同其他類型的試驗(yàn)樣品，納米物體有可能吸附到容器表面。因此，確認(rèn)標(biāo)稱濃度非常重要。對于研發(fā)針對含有納米材料的醫(yī)療器械的可靠的樣品制備方案來說，必須認(rèn)識到這些問題。相比于使用常規(guī)材料的醫(yī)療器械，解決這些問題也許需要極大提高直接針對樣品制備的研發(fā)力度，并制定處理策略。由于其獨(dú)特的表面性質(zhì)，納米材料對用于樣品制備的技術(shù)表現(xiàn)出極強(qiáng)的敏感性。顆粒之間以及顆粒與周圍環(huán)境之間的相互作用會影響顆粒的分散。分散的納米材料不一定呈現(xiàn)單分散顆粒的形式。呈聚集形式的單分散顆粒(由強(qiáng)結(jié)合或強(qiáng)融合的顆粒組成的顆粒)和呈團(tuán)聚形式的非單分散顆粒(弱結(jié)合顆粒，聚集體，或兩者的混合體)可以出現(xiàn)在以液體、粉末和氣溶膠形式出現(xiàn)的納米材料中，除非通過表面電荷或立體效應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化處理。因此，樣品中納米材料的分散狀態(tài)和粒度分布可能隨時間變化。這一屬性對于制備浸提液和(或)儲存溶液和劑量分散溶液有著非常重要的意義，pH值、離子強(qiáng)度或分子成分的輕微調(diào)整就可能顯著改變顆粒分散度?；谠撛?，受試品的穩(wěn)定性對于在生物評價(jià)中獲取具有代表性的和可重復(fù)性的結(jié)果來說顯得尤為重要。納米材料的樣品制備可能包含對于制造商生產(chǎn)的或供應(yīng)商提供的材料的表征，以及制備用于動物試驗(yàn)或體外實(shí)驗(yàn)的儲存溶液和劑量溶液。制備細(xì)節(jié)可能根據(jù)給藥途徑和遞送方法的不同而有所差別。

1．5納米材料對于生物相容性研究試驗(yàn)的影響

將納米材料用于試驗(yàn)系統(tǒng)時，必須認(rèn)識到需要測定的一些性質(zhì)可能會受到周圍環(huán)境的影響，并且在很大程度上依賴于周圍環(huán)境(例如:組織培養(yǎng)基、血液/血清、蛋白質(zhì)存在)。與環(huán)境的相互作用可能導(dǎo)致納米材料本身發(fā)生暫時性改變，如通過獲得/脫落蛋白涂層，形成納米顆粒團(tuán)聚/聚集，或納米材料其它方面的變化。由于這樣的變化可能會影響納米材料的特性，因此會影響納米材料的毒性特征。因此，納米材料應(yīng)完全根據(jù)制造出來的形態(tài)/組成，以及最終用戶所接收的形式(如果該形式包含自由納米材料)進(jìn)行表征。最后，還應(yīng)該對最終產(chǎn)品中的納米材料進(jìn)行評價(jià)。對于生物安全性評價(jià)，需要將納米材料分散在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)中進(jìn)行評價(jià)。這些介質(zhì)與納米材料之間的相互作用可嚴(yán)重影響到納米材料在試驗(yàn)系統(tǒng)中的表現(xiàn)。應(yīng)該在試驗(yàn)過程和試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)過程中考慮該因素。納米物體在生物環(huán)境中很容易將蛋白質(zhì)迅速吸附在其表面，形成所謂的蛋白質(zhì)“冕暈”。據(jù)報(bào)道，冕暈是由兩層結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)層是由強(qiáng)結(jié)合的蛋白質(zhì)組成，而外層是由快速交換的分子組成。蛋白質(zhì)冕暈并不是靜態(tài)的，可能根據(jù)納米材料所處環(huán)境的不同而發(fā)生改變。作為有機(jī)體內(nèi)的異物，納米材料的歸宿為從被吸收、分布、代謝到排泄/消除。眾所周知，納米材料表現(xiàn)出與其對應(yīng)的常規(guī)材料不同的物理化學(xué)特性(力學(xué)、化學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)或電學(xué)特性)，因此，可以合理的期望納米尺度材料會影響生物學(xué)行為，并且生物學(xué)行為會引發(fā)在細(xì)胞、亞細(xì)胞和生物分子層面(例如:基因和蛋白質(zhì))包括細(xì)胞攝取的各種不同反應(yīng)。因此，與由常規(guī)材料引發(fā)的毒理學(xué)反應(yīng)所不同的各種毒理學(xué)反應(yīng)可能在接觸到納米材料后才會顯現(xiàn)。應(yīng)該注意的是，不僅蛋白質(zhì)會以冕暈形式參與這個過程，而且脂質(zhì)也會參與這個過程。因此，毒物動力學(xué)研究應(yīng)被視作針對含有納米材料的醫(yī)療器械開展的毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評估的一個部分。當(dāng)接觸到生物環(huán)境的時候，納米材料會與蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，這種相互作用的定量和定性水平取決于生理環(huán)境的性質(zhì)(例如，血液、血漿、細(xì)胞質(zhì)等)和納米材料的特性。同樣，當(dāng)接觸到試驗(yàn)介質(zhì)的時候，納米材料也會與周圍環(huán)境發(fā)生相互作用并且/或者也會對環(huán)境產(chǎn)生干擾，這取決于其本身的性質(zhì)和所接觸的條件;跟相應(yīng)的常規(guī)材料相比，它們可能會有不同的表現(xiàn)。因此，對于任何被設(shè)計(jì)用來對醫(yī)療器械進(jìn)行生物學(xué)評價(jià)的試驗(yàn)方法，對其進(jìn)行專門的驗(yàn)證是十分有必要的。試驗(yàn)方法的選擇將取決于納米材料的特性。在納米材料的毒性試驗(yàn)中，有幾個已知的風(fēng)險(xiǎn)因素應(yīng)該避免。對納米材料的毒性和最終結(jié)局了解的還不多，所以一些未知的隱患還會在將來逐漸顯露出來。由于納米材料的毒性試驗(yàn)存在許多不確定性，所以公開透明變得至關(guān)重要。潛在的生物相互作用不是直接取決于分子的濃度或數(shù)量，而是取決于納米顆粒本身。在納米毒理學(xué)中，劑量反應(yīng)關(guān)系的單位可能不是傳統(tǒng)意義的質(zhì)量單位，而可能是以納米顆粒的數(shù)量或者他們的總表面積來表示劑量。除了表征以外，還應(yīng)該以文件的形式記錄下實(shí)驗(yàn)條件的詳細(xì)情況。

2納米材料標(biāo)準(zhǔn)化工作

第6篇：納米技術(shù)的特性范文

論文關(guān)鍵詞 納米技術(shù) 刑事偵查 潛指紋鑒定

指紋又稱之為手紋，指的是基于人體手部皮膚的紋理。由于指紋的生理結(jié)構(gòu)及特征體系具有高度的特殊性，因此在刑偵領(lǐng)域中作為一種物證，其優(yōu)越性十分明顯。就目前而言，傳統(tǒng)的潛指紋鑒定方法還存在一些明顯的缺陷，例如：不具靈敏性、不具準(zhǔn)確性以及在信息提取過程中常常受到限制等。近年來，隨著納米技術(shù)的日益成熟與完善，相關(guān)研究者開始研究納米技術(shù)在潛指紋顯現(xiàn)方面的應(yīng)用。鑒于此，本課題對“納米技術(shù)在刑事偵查潛指紋鑒定中的應(yīng)用”進(jìn)行分析與探究具有尤為深遠(yuǎn)的重要意義。

一、傳統(tǒng)潛指紋顯現(xiàn)方法應(yīng)用現(xiàn)狀分析

顯現(xiàn)潛指紋只要是采用一種管線或者一種物質(zhì)，將其作用在基于指紋印痕的汗液等物質(zhì)中，讓難以發(fā)現(xiàn)的汗液指紋變成可以看見的圖像。因?yàn)橹讣y中存在的課題表面物質(zhì)其種類具有繁多性，所以對于指紋顯現(xiàn)方法的靈活性有了很高的要求。并且，以顯現(xiàn)原理的異同為依據(jù)，可將潛指紋顯現(xiàn)方法歸分為三類：物理吸附法、化學(xué)顯現(xiàn)法及光學(xué)顯現(xiàn)法。

物理吸附法主要是對汗液物質(zhì)的黏附作用進(jìn)行利用，并把另一種物質(zhì)吸附至指紋紋線上面，進(jìn)而達(dá)到顯色的效果。如果潛指紋中殘留的指紋物質(zhì)大約為750ng的情況下，利用此方法獲取清晰度極高的指紋顯現(xiàn)?；瘜W(xué)顯現(xiàn)法主要是對某化學(xué)試劑進(jìn)行利用，然后和潛指紋上的汗液物質(zhì)作用產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，讓無色指紋編程有色且可見的指紋。如果基于潛指紋當(dāng)中的指紋植物質(zhì)的含量大約在150ng的情況下，利用此方法能夠獲取清晰的可見指紋。光學(xué)先憲法主要是利用光線作用在潛指紋上，讓其產(chǎn)生光化學(xué)效應(yīng)，進(jìn)一步獲取清晰的顯現(xiàn)指紋。

雖然在長期的演變及技術(shù)進(jìn)步之下，傳統(tǒng)潛指紋的顯現(xiàn)方法得到了廣泛的應(yīng)用；但是，仍舊存在一些問題。首先，很多客觀條件不具理想型的指紋樣品的顯現(xiàn)方法需要進(jìn)一步完善，如人體皮膚潛指紋。其次，現(xiàn)有的顯現(xiàn)試劑與顯現(xiàn)方法存在一定程度上的安全隱患。如使用刷顯法的情況下懸浮在空氣里的粉塵，這類型的粉塵會對技術(shù)人員的身心健康造成極其嚴(yán)重的威脅。最后，使用一些有色試劑會對物證的原始狀態(tài)遭遇嚴(yán)重破壞，還有一些試劑因?yàn)閮r(jià)格昂貴，所以在實(shí)際應(yīng)用中不具推廣使用的價(jià)值?；谏鲜鰡栴}，進(jìn)行有效解決是非常有必要的，這樣才能為刑事偵查的時效性與科學(xué)性提供基礎(chǔ)與保障。

二、納米技術(shù)在潛指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用分析

將納米技術(shù)應(yīng)用在潛指紋鑒定中，其效果顯著，有多方面的優(yōu)點(diǎn)，例如：高效、無毒害、無損耗且價(jià)格不具昂貴性等。不但能夠使指紋鑒定工作對靈敏度的高要求得到滿足，而且還使現(xiàn)狀之下傳統(tǒng)潛指紋的顯現(xiàn)方法得到了有效解決。下面筆者便從光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋與金屬納米顆粒顯現(xiàn)潛指紋兩大方面對其應(yīng)用進(jìn)行分析與探究。

（一）光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋

光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋主要是把物理、化學(xué)及光學(xué)檢驗(yàn)三者有機(jī)結(jié)合的一種方法。利用此方法，靈敏度能夠達(dá)到單光子水平。把納米材料和指紋內(nèi)殘留的氨基酸及油脂等物質(zhì)相融合，將納米材料的光致發(fā)光現(xiàn)象充分利用，進(jìn)而對幾何指紋物質(zhì)之后的納米材料發(fā)出的熒光進(jìn)行檢測，最終獲取清晰度高的指紋圖像。該過程便是光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋的基本原理。并且，該方法需同時具備兩大要素：其一，物質(zhì)需要能夠?qū)ぐl(fā)光進(jìn)行吸收，這樣才能為后面的熒光發(fā)射奠定基礎(chǔ)。其二，發(fā)射光波的廠與激發(fā)光波的長需不相同，這樣方可在背景情況下對指紋紋線進(jìn)行識別?，F(xiàn)狀之下，此方法在檢測上常應(yīng)用到的是具備熒光特性的有機(jī)物質(zhì)。但是，此類物質(zhì)存在一些明顯的缺陷，例如：激發(fā)光譜不夠?qū)?、成像很難分辨等。并且，它的熒光性能常受到環(huán)境因素的強(qiáng)烈干擾，其物質(zhì)的抗光漂白能力與熒光穩(wěn)定性極差。另外，它的成像發(fā)光時間短暫，使成像技術(shù)存在明顯缺陷。鑒于上述種種缺陷，刑偵技術(shù)人員逐步將研究的重點(diǎn)方向轉(zhuǎn)入了新型光致發(fā)光材料的開發(fā)及利用上面。

為了使錫箔紙上所留下的潛指紋圖像信息能夠清晰地識別出，澳大利亞有研究者研制出了一種納米復(fù)合物粉末，該納米復(fù)合物粉末主要是合成殼聚糖包被的硫化鎘量子點(diǎn)。另外，硅納米材料因有很大的負(fù)載容量與高比表面積，因此受到了國內(nèi)外刑偵科學(xué)范疇內(nèi)的廣泛重視。英國有研究者將疏水性硅納米顆粒作為骨架，以離子互相作用為基礎(chǔ)，進(jìn)而和各類染料及熒光探針有效融合，最終融合成一些摻雜硅納米顆粒。通過實(shí)踐表明，該摻雜硅納米顆粒能夠在潛指紋的顯影實(shí)驗(yàn)當(dāng)中獲得優(yōu)良的效果。美國有研究者將不相同的二氧化硅納米顆粒摻雜熒光Eu3+感光劑復(fù)合物，進(jìn)一步實(shí)施潛指紋顯影測試。結(jié)果表明，基于四乙氧基硅烷，把1，10- 鄰二947氮雜菲作為感光劑，其效果最優(yōu)化的是金屬箔、玻璃以及綠色樹葉中的潛指紋顯影，展現(xiàn)出了基于刑偵范疇內(nèi)，鑭系元素配體摻雜的干凝膠的應(yīng)用能力水平。

（二）金屬納米顆粒顯現(xiàn)潛指紋

金屬材料主要是使金屬粉末形式和指紋物質(zhì)發(fā)生物理吸附及靜電吸附。進(jìn)一步使指紋圖像信息中的非滲透性客體表面展現(xiàn)出較為新鮮的特質(zhì)。但是對于粗糙客體表面及遺留時間長的潛指紋顯現(xiàn)，其能力是具有局限性的。并且，粉末會致使工作人員的呼吸系統(tǒng)造成極大的威脅性。

隨著納米技術(shù)的進(jìn)步，使得傳統(tǒng)金屬材料的應(yīng)用范疇得到了進(jìn)一步的擴(kuò)大。在潛指紋的顯現(xiàn)中，嘗試應(yīng)用了各種納米材料，例如二氧化鈦、氧化鐵以及金屬硫化物等。在嘗試過程中也獲取了一些優(yōu)良的效果。在這其中，金屬納米顆粒因其穩(wěn)定性及物理、化學(xué)性質(zhì)較為突出，所以成為了現(xiàn)狀之下潛指紋顯現(xiàn)范疇?wèi)?yīng)用最具廣泛性的金屬納米材料。

金屬納米顆粒具有獨(dú)特的光學(xué)特性，主要體現(xiàn)為以表面為基礎(chǔ)的離子體共振。它的顏色可能跟隨顆粒半徑、形狀及基于表面的修飾分子的改變，進(jìn)而呈現(xiàn)出寬光譜變化，表現(xiàn)最明顯的寬光譜變化是由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色。英國有研究者以金屬納米顆粒的表面為基礎(chǔ)，進(jìn)而對可替寧抗體構(gòu)建的納米顆粒進(jìn)行修飾，采用基于熒光標(biāo)記中的二抗清晰顯示出潛指紋圖像。與此同時，還可對該指紋遺留者所遺留下來的基于汗液里的尼古丁水平進(jìn)行檢測，對指紋鑒定中納米材料的功能性應(yīng)用進(jìn)行了擴(kuò)展。

隨著納米技術(shù)的進(jìn)步，潛指紋檢測技術(shù)中極其重要的一個發(fā)展方向便是熒光檢測。有些納米材料具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)，例如：熒光激發(fā)譜較寬、發(fā)射譜窄且對稱以及發(fā)射波長且可調(diào)節(jié)等。為此，此類納米材料很好地補(bǔ)充了傳統(tǒng)熒光物質(zhì)所存在的缺陷性。還存在有些納米材料或者復(fù)合材料，具備一系列奇特性能，例如：具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等。并且可在熒光的產(chǎn)生上增強(qiáng)其效應(yīng)，使指紋顯現(xiàn)能力的精準(zhǔn)度及靈敏度得到很大程度上的提升。另外，潛指紋檢測技術(shù)中還有一個重要的發(fā)展方向便是多功能集成化與基于設(shè)計(jì)過程中的一體化。如對抗體等生物分子進(jìn)行結(jié)合，此類雜化納米復(fù)合材料不但可以顯現(xiàn)指紋光學(xué)圖像，還能夠進(jìn)一步使基于特征身份的多方面鑒別得到實(shí)現(xiàn)。

三、米技術(shù)在刑事偵查潛指紋鑒定中應(yīng)用所存在的問題及策略

就目前而言，對于納米科技人才的培養(yǎng)及研究工作的投入，我國表現(xiàn)的尤為重視。并建立了多個納米研究中心，取得了一系列關(guān)于納米科技的科研成果。但是，對于納米技術(shù)與潛指紋相幾何的研究工作尚且還處于起始階段，所存在的問題具有明顯性。

一方面，符合指紋顯現(xiàn)要求及條件的納米材料還處于研究階段。適應(yīng)潛指紋顯現(xiàn)的納米材料需具備三個條件：（1）熒光性能具備優(yōu)良特性。（2）能夠在水相中穩(wěn)定分散。（3）與指紋物質(zhì)結(jié)合時快速且穩(wěn)固。納米晶體的種類及尺寸決定了熒光性能，對于水溶性與同指紋物質(zhì)的親和力則需要以表面修飾為途徑，進(jìn)而加以改善。對于理想化的納米材料，需具備以下結(jié)構(gòu)：（1）一個半導(dǎo)體核，例如：CdSe，它的直徑巨額東了熒光的波長。（2）一個具備較大化的且?guī)兜陌雽?dǎo)體外殼，例如ZnS，它可使量子的產(chǎn)率得到提升。（3）一個親水層，例如：巰基乙酸，則需要保證自身的水溶性。

另一方面，全部光致發(fā)光法都會面對一個難處，那便是該怎么對背景熒光對于目標(biāo)物質(zhì)所產(chǎn)生的熒光干擾進(jìn)行有效解決。在指紋顯現(xiàn)的情況下，客體物質(zhì)在受到光線激發(fā)之后，極有可能產(chǎn)生具有強(qiáng)烈特性的發(fā)射光，進(jìn)一步致使指紋發(fā)射出的微弱熒光被掩蓋。解決此類問題有兩個有效策略：其一，盡可能讓指紋所產(chǎn)生的熒光信號比背景熒光強(qiáng)，利用納米半導(dǎo)體復(fù)合材料同指紋物質(zhì)的選擇性吸附能實(shí)現(xiàn)該方法。對納米半導(dǎo)材料實(shí)施修飾措施以后，它能夠?qū)χ讣y物質(zhì)進(jìn)行主動識別，即以化學(xué)反應(yīng)為途徑，進(jìn)而對指紋物質(zhì)所處的位置有效指出。這樣，當(dāng)光源照射時，背景和指紋物質(zhì)間，就能夠很好地區(qū)分開來。其二，讓指紋所產(chǎn)生的熒光顏色區(qū)別于背景熒光顏色，可以改善量子點(diǎn)的尺寸為有效途徑，讓其所產(chǎn)生和背景差別較大的顏色。這樣，就算背景熒光沒有辦法消除，但通過濾光設(shè)備仍然能夠方便地得到指紋物質(zhì)的信號熒光。

第7篇：納米技術(shù)的特性范文

納米耐磨符合圖層的運(yùn)用

納米材料顆粒之間都存在著范德華力、庫侖力等,甚至有些顆粒還會和化學(xué)鍵結(jié)合,結(jié)果導(dǎo)致了陶瓷顆粒很容易出現(xiàn)團(tuán)聚,而且顆粒愈小,團(tuán)聚就越緊,在這種情況下,納米材料應(yīng)有的良好性能就比較難以充分發(fā)揮出來。就解決方式而言,一般通過施加機(jī)械能,或者引發(fā)化學(xué)作用這兩種途徑進(jìn)行解決,不過硬團(tuán)聚由于顆粒之間結(jié)合的比較緊密,單純的通過化學(xué)作用是遠(yuǎn)不能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的,所以還需要另外施加一個比較大的機(jī)械力,例如剪切力、撞擊力等。通過這些里對材料的結(jié)合力進(jìn)行破壞。

納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用

一般而言,對于靜態(tài)的密封比較容易解決,通?？梢圆捎盟芰稀⒔饘?、橡膠等材料制作的O型環(huán)當(dāng)做密封的元件,將其密封。但對于動態(tài)的密封,特別是旋轉(zhuǎn)條件下的密封則一直沒有好的解決方式。在高速、高真空條件下一般不能進(jìn)行動態(tài)密封,而納米磁性液體則帶來了一種新的解決方式。納米技術(shù)對磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用取得了很大的促進(jìn)作用。我國南京大學(xué)已經(jīng)成功進(jìn)行了多種磁性液體的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液體的應(yīng)用方面,電子計(jì)算機(jī)的硬盤在防塵密封方面就普遍采用了磁性液體。而在劑的制造方面,對新型劑的制造也起到了較大的促進(jìn)作用。

(1)納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的尺寸效應(yīng)在納米技術(shù)領(lǐng)域,其顯著成果之一就是在旋轉(zhuǎn)軸中,對傳統(tǒng)的尺寸單位進(jìn)行了縮小,以前的計(jì)量單位級為毫米,而今則是納米級,而1納米僅相當(dāng)于1毫米的百萬分之一,如果運(yùn)用在機(jī)械工程之中,那么機(jī)械的體積會因?yàn)榧{米技術(shù)的應(yīng)用而極大的降低,在此基礎(chǔ)上就有了微型機(jī)械為代表的新型機(jī)械的誕生和生產(chǎn)。實(shí)際上,這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發(fā)生了重大變化,而更多的是指可以成批進(jìn)行制作生產(chǎn)微傳感器、集合微結(jié)構(gòu)、微驅(qū)動器、微電路等處置裝置于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。系統(tǒng)中的大部分都運(yùn)用了納米技術(shù)成果,因此,從某種意義上說,其已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇。可以說微型機(jī)械是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),在整個納米科技中具有重要地位,采用嶄新技術(shù)路線和思維方式的具有劃時代意義的產(chǎn)物。

第8篇：納米技術(shù)的特性范文

納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物理學(xué)家、材料學(xué)家和化學(xué)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(guān)注。它所具有的獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的研究帶來新的機(jī)遇。

納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨(dú)特魅力。

1.在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費(fèi)，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對環(huán)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(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個半導(dǎo)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(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——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(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，有機(jī)物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應(yīng)，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實(shí)現(xiàn)的。半導(dǎo)體多相光催化劑能有效地降解水中的有機(jī)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(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負(fù)載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報(bào)道，選用硅膠為基質(zhì)，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負(fù)載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機(jī)化合物的氫化反應(yīng)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(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究，是未來催化科學(xué)不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業(yè)上的應(yīng)用帶來革命性的變革。

2.在涂料方面的應(yīng)用

納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強(qiáng)大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好的機(jī)遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結(jié)構(gòu)涂層和功能涂層。結(jié)構(gòu)涂層是指涂層提高基體的某些性質(zhì)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(tǒng)涂層沒有的功能。結(jié)構(gòu)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(xué)涂層，導(dǎo)電、絕緣、半導(dǎo)體特性的電學(xué)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(jìn)一步提高其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保潔作用。在標(biāo)牌上使用納米材料涂層，可利用其光學(xué)特性，達(dá)到儲存太陽能、節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)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(yīng)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(dǎo)體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)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(fù)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(diào)性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應(yīng)。在汽車的裝飾噴涂業(yè)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(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)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(qiáng)度成倍地增加。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景，將為涂層技術(shù)帶來一場新的技術(shù)革命，也將推動復(fù)合材料的研究開發(fā)與應(yīng)用。

3.在其它精細(xì)化工方面的應(yīng)用

精細(xì)化工是一個巨大的工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品數(shù)量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無疑也會給精細(xì)化工帶來福音，并顯示它的獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)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(yōu)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(qiáng)度和韌性，而且致密性和防水性也相應(yīng)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(jī)玻璃制造方面也都有很好的應(yīng)用。在有機(jī)玻璃中加入經(jīng)過表面修飾處理的SiO2，可使有機(jī)玻璃抗紫外線輻射而達(dá)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(yōu)良的紫外線屏蔽性能，而且質(zhì)地細(xì)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(xì)TiO2的應(yīng)用還可擴(kuò)展到涂料、塑料、人造纖維等行業(yè)。最近又開發(fā)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(qiáng)烈吸收太陽光中的紫外線，產(chǎn)生很強(qiáng)的光化學(xué)活性，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，除了利用納米材料作為催化劑來處理工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢料外，還將出現(xiàn)功能獨(dú)特的納米膜。這種膜能探測到由化學(xué)和生物制劑造成的污染，并能對這些制劑進(jìn)行過濾，從而消除污染。

4.在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

21世紀(jì)的健康科學(xué)，將以出入意料的速度向前發(fā)展，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(fā)展藥物定向治療，已提到研究日程上來。納米粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便。用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體，可主動搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織；使用納米技術(shù)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(zhì)和DNA診斷出各種疾病，美國麻省理工學(xué)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?qū)棥?。該技術(shù)是在磁性納米微粒包覆蛋白質(zhì)表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導(dǎo)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(yī)療以及放射性治療等方面的應(yīng)用也進(jìn)行了大量的研究工作。據(jù)《人民日報(bào)》報(bào)道，我國將納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得成功。南京?？萍瘓F(tuán)利用納米銀技術(shù)研制生產(chǎn)出醫(yī)用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗菌棉的生產(chǎn)原理是通過納米技術(shù)將銀制成尺寸在納米級的超細(xì)小微粒，然后使之附著在棉織物上。銀具有預(yù)防潰爛和加速傷口愈合的作用，通過納米技術(shù)處理后的銀表面急劇增大，表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，殺菌能力提高200倍左右，對臨床常見的外科感染細(xì)菌都有較好的抑制作用。新晨

微粒和納粒作為給藥系統(tǒng)，其制備材料的基本性質(zhì)是無毒、穩(wěn)定、有良好的生物性并且與藥物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。納米系統(tǒng)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(xué)用來研究在納米尺度上的生物過程，從而根據(jù)生物學(xué)原理發(fā)展分子應(yīng)用工程。在金屬鐵的超細(xì)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(zhì)特別是酶，從而控制生化反應(yīng)。這在生化技術(shù)、酶工程中大有用處。使納米技術(shù)和生物學(xué)相結(jié)合，研究分子生物器件，利用納米傳感器，可以獲取細(xì)胞內(nèi)的生物信息，從而了解機(jī)體狀態(tài)，深化人們對生理及病理的解釋。

第9篇：納米技術(shù)的特性范文

關(guān)鍵詞：納米材料的特性；制備方法；應(yīng)用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.198

1 納米材料的特性

當(dāng)物體的粒子的直徑減小到納米這一數(shù)量級時，能夠使一些材料的聲、、電、磁、熱性等呈現(xiàn)一些新的特性。對納米體材料的一些特性可以用“更輕、更高、更強(qiáng)”進(jìn)行概括。

2 制備方法

2.1 物理制備納米材料的方法

在早期常將較粗的固體物質(zhì)進(jìn)行粉碎，如超聲波粉碎法、蒸氣快速冷卻法、蒸氣快速油面法等方法。隨著時代的方法近年來出現(xiàn)了一些新的方法，如旋轉(zhuǎn)涂層法，通過控制轉(zhuǎn)速來獲得不同空隙的顆粒.然后再在其表面積一層膜，最后經(jīng)過熱處理的方法得到納米顆粒的陣列。

（1）真空蒸發(fā)獲得納米材料。利用電弧高頻加熱對需要處理的固體材料進(jìn)行加熱，使之形成等離子體，然后對該材料進(jìn)行驟冷，最后凝結(jié)成納米材料。納米材料的微粒徑可通過改變通入氣體的種類或壓力等方法進(jìn)行控制。具體操作過程是將需要蒸發(fā)的材料放人柑鍋中，先更高程度的真空，然后向里面注人少量的惰性氣體，然后再加熱，最后蒸發(fā)形成納米微粒。

（2）利用等離子體蒸發(fā)凝聚獲得納米材料這種方法是把一種或多種固體顆粒注人到等離子體中，使之蒸發(fā)，再通過驟冷裝置獲得納米微粒。

2.2 化學(xué)制備納米微粒的方法

化學(xué)法制納米材料的方法是通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，把分子或原子制備成納米物質(zhì)，其中包括化學(xué)氣相沉積（CVD）法、化學(xué)氣相冷凝法（CVC）等。

（1）化學(xué)氣相沉積法是目前最廣泛的方法，這種方法是在一個加熱的襯底上，通過幾種氣態(tài)元素形成納米材料的過程，這種方法可以可分成熱分解反應(yīng)沉積的方法和化學(xué)反應(yīng)沉積的方法。使用這種方法能均勻的對整個基體進(jìn)行沉積。缺點(diǎn)是襯底的溫度比較高。隨著科技的進(jìn)步，由此產(chǎn)生了許多的新技術(shù)，比如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法及激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積的方法等。

（2）化學(xué)氣相冷凝法制備納米材料是通過熱解有機(jī)高分子獲得納米顆粒。

（3）化學(xué)沉淀法的方法是通過在金屬鹽類的水溶液中適當(dāng)控制條件使沉淀劑與金屬離子進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生難溶化合物形成沉淀，然后經(jīng)分離、熱分解得到納米微粒?；瘜W(xué)沉淀法有多種如直接沉淀法、共沉淀法等。

2.3 物理化學(xué)方法制納米材料

一般在實(shí)踐情況下是不會只用物理或只用化學(xué)方法進(jìn)行制作納米材料的，很多是結(jié)合了物理和化學(xué)兩種方法的，主要方法有

（1）熱等離子體法是用等離子體將金屬等粉末融化后進(jìn)行蒸發(fā)然后再冷凝，從而制成納米微粒，這種方法是制作金屬臺金系列納米微粒比較有效的方法。比如用電弧的方法混合等離子體，它能有效的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)法存在的一些缺陷，如等離子槍功率小、使用年限比較短和熱轉(zhuǎn)化的效率比較低等一些缺點(diǎn)。

（2）利用激光加熱蒸氣的方法，這種方法是用激光快速加熱熱源，使反應(yīng)物分子內(nèi)部能夠很快地吸收能量和傳遞能量，氣體在很短的時間內(nèi)就能反應(yīng)的長大和終止.這種方法可以很快生成表面潔凈納米的顆粒。

（3）利用輻射合成法來制作納米顆粒，這種方法是用用輻射臺成法制備納米材料，它的制備工藝一般是比較簡單的，可以在常溫常壓下進(jìn)行操作，制備周期時間比較短，生成的粒度比較容易易控制，生成的效率也是較高的，使用這種方法不僅可制備純度比較高的金屬粉末，還可制備各種氧化物納米粒子以及納米復(fù)臺材料，所以納米材料的輻射法制備近年來得到了很大的發(fā)展。

3 納米技術(shù)的一些技術(shù)應(yīng)用

（1）納米材料的用途十分的廣泛，比如目前在許多醫(yī)藥領(lǐng)域使用了納米技術(shù)，這樣能使藥品生產(chǎn)非常的精細(xì)，它直接利用原子或者分子的排布制造一些有特殊功能的藥品。由于納米材料所使用的顆粒比較小，所以這種藥品在人體內(nèi)的傳輸是相當(dāng)方便的，有些藥品會采用多層納米粒子包裹，這種智能藥物到人體后可直接并攻擊癌細(xì)胞或者對有損傷的組織進(jìn)行修復(fù)。納米技術(shù)也可以用來監(jiān)測診少量血液，通過對人體中的蛋白質(zhì)的分析診斷出許多種疾病。

（2）在家電方面，選用那么材料制成的產(chǎn)品有許多的特性，如具有抗菌性、防腐抗紫外線防老化等的作用。在電子工業(yè)方面應(yīng)用那么材料技術(shù)可以從擴(kuò)大其產(chǎn)品的存儲容量，目前是普通材料上千倍級的儲器芯片已經(jīng)投入生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)方面的應(yīng)用是可以把電腦縮小成為“掌上電腦”，使電腦使用起來更為方便。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域未來將出現(xiàn)多功能納米膜。這種納米膜能夠?qū)瘜W(xué)或生物制劑造成的污染進(jìn)行過濾，從而改善環(huán)境污染。在紡織工業(yè)方面通過在原始材料中添加納米ZnO等復(fù)配粉體材料，再通過經(jīng)抽絲、織布，最終能夠制成除臭或抗紫外線輻射等特殊功能的服裝，這些產(chǎn)品可以滿足國防工業(yè)要求。

（3）最新型的納米偵察衛(wèi)星是采用的是納米元件和按照納米進(jìn)行加工方的方法組裝而成的，它的質(zhì)量小于10kg。納米衛(wèi)星的體積雖然只有一般比麻雀稍微大一點(diǎn)，但是卻擁有非常強(qiáng)大的運(yùn)算能力，在太空中數(shù)十顆甚至數(shù)百顆這樣的納米衛(wèi)星連接在一起就可以織成“天網(wǎng)”，形成納米衛(wèi)星偵察系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對全球各個地區(qū)的覆蓋和偵察，在軍事上是的應(yīng)用是非常的重要的，能實(shí)現(xiàn)軍隊(duì)對高空無“死區(qū)”的偵查。納米飛行偵察系統(tǒng)屬于是一種比較微型化的飛行系統(tǒng)，它能夠攜帶多種探測偵查設(shè)備，他們具有非常高的信息處理和導(dǎo)航和通信的能力。該系統(tǒng)的其主要功能是對敵方進(jìn)行秘密的部署，關(guān)鍵時候可以到敵方信息資源庫和相關(guān)武器系統(tǒng)的內(nèi)部或附近地區(qū)進(jìn)行監(jiān)視敵方的情況，與此同時也可對敵方的各種雷達(dá)、通信設(shè)備等實(shí)施有效監(jiān)視和干擾。它能夠附著在敵方的建筑物或者機(jī)械設(shè)備上進(jìn)行監(jiān)聽，有時也可以直接把敵方目標(biāo)的位置坐標(biāo)傳送到我方發(fā)送到我方的炮兵發(fā)射基地進(jìn)行發(fā)射導(dǎo)彈，這能夠有效地引導(dǎo)精確制導(dǎo)武器進(jìn)行有效地攻擊。當(dāng)然除了可以放在飛行的納米飛行器上，還有其它理性的的納米傳感器和偵查設(shè)備。他們的體積一般都比較小不容易被發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部都裝有非常敏銳的傳感器。還有一些傳感器廣泛的分布在一些武器裝備的表面，這種傳感器叫做環(huán)境傳感器，它能夠察覺比較細(xì)微的外部環(huán)境的一些“刺激”，用來對武器系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。潛艇的蒙皮改用納米材料以后能夠靈敏地察覺水流、水壓等一些極為細(xì)微的外部環(huán)境環(huán)境的變化，同時及時反饋給潛艇的中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最低限度地降低噪聲，通過對水波的變化的“察覺”能夠判斷來襲的敵方魚雷，使?jié)撏Ъ皶r有效的進(jìn)行規(guī)避；這能用比較低輻射功率完成“敵我識別，能有效的避免免誤傷自己。

（4）納米材料技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于遺傳育種中，該技術(shù)能夠結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)并且已經(jīng)在培育新品種方面取得了很大的進(jìn)展。這種技術(shù)是通過納米手段將染色體分解為單個的基因，然后對它們進(jìn)行組裝，這種技術(shù)整合成的基因產(chǎn)品的成功率幾乎可以達(dá)到100%。經(jīng)過實(shí)踐證明，科研人員能夠讓單個的基因分子鏈展現(xiàn)精細(xì)的結(jié)構(gòu)，并可以通過具體的操縱其實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)改變其性能，從而形成納米圖形，這樣就能使人們可以在更小的世界范圍內(nèi)、更加深的一種層次上進(jìn)行探索生命的秘密。

（5）納米材料技術(shù)在發(fā)動機(jī)尾氣處理方面的應(yīng)用，目前有一種新型的納米級凈水劑有非常強(qiáng)的吸附能力，它是一般凈水劑的20倍左右。納米材料的過濾裝置，還能有效的去除水中的一些細(xì)菌，使礦物質(zhì)以及一些微量元素有效的保留下來，經(jīng)過處理后的污水可以直接飲用。納米材料技術(shù)的為解決大氣污染方面的問題提供了新的途徑。這種技術(shù)對空氣中的污染物的凈化的能力是其它技術(shù)所不可替代的。

現(xiàn)在我國已經(jīng)建立十多條的納米材料和技術(shù)的生產(chǎn)線。納米復(fù)合材料、纖維的改性、納米材料在能源和環(huán)保等方面的應(yīng)用與開發(fā)已在我國興起。國內(nèi)納米技術(shù)注冊的公司已經(jīng)近百個，一些知名的企業(yè)家對納米技術(shù)的關(guān)注，已經(jīng)為我國納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)注入了新的活力。相信在不久將來，納米材料技術(shù)將會應(yīng)用很快的應(yīng)用于我國的船舶行業(yè)。

4 結(jié)語

目前世界上的的納米物質(zhì)和產(chǎn)品的種類非常的多，制作方法上也是五花八門，但總體上看還很不完整.從納米材料的發(fā)展角度看，需要開發(fā)一些比較簡單的，能夠大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)的方法.從對納米顆粒的基礎(chǔ)來看，需要開發(fā)能夠進(jìn)行嚴(yán)格控制其微粒尺寸的制備方法.這些工作的進(jìn)展將有助于以后更好的開發(fā)納米材料的用途，從而創(chuàng)立新的電子學(xué)材料、光學(xué)材料、傳感器等。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹茂盛.納米材料導(dǎo)論[M]納米材料應(yīng)用，2014（6）