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纳米技术的特点范文1
【关键词】纳米技术;建筑装饰;新型材料
1 前言
纳米技术,又称毫微技术,在科学界被定义为研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。随着科学技术的进步,纳米技术发展的正日益成熟,并逐渐成为具有深刻理论研究价值与广泛实物应用前景的一门高端综合性技术。从20世纪80年代以来,纳米技术的发展受到越来越多的关注,世界各国对其的研发投入也呈跨越式发展趋势,目前该项技术的初期产出已经可以应用到建筑装饰材料的制作和改良之中,而且在染料、涂料、食品、纺织等其他行业都呈现出较大的发展空间。把高新技术下的纳米材料引入建筑行业,可以说是对纳米先期技术实物化应用的一大创新,纳米技术在开创新型环保型科技建筑材料领域已经带来了意想不到的效果。
2 纳米技术的产生与发展
2.1 纳米技术的产生
作为以纳米级的材料运用到产品设计、制造,测量和控制等技术终端的技术,纳米技术最早来源于物理学家理查德・费曼在1959年做的著名演讲,此后十年,诸多科学家投入到这一科技事业的研究当中,直到70年代,科学家才从不同角度切实提出有关纳米科技的构想,尤其以科学家唐尼古奇的学说最为典型,他最先使用纳米技术一词描述精密机械加工。但是纳米技术的正式诞生却要比这时候还晚20年左右,直到90年代,第一届国际纳米科学技术会议在美国盛大召开,才标志着纳米技术正式面向世界,成为各国追逐的热议话题。纳米技术自从一开始产生,便注定了与工业化生产具有密切的联系,由此也决定了其主要包括:纳米级测量技术、纳米级表层物理力学性能的检测技术、纳米级加工技术、纳米粒子的制备技术、纳米材料、纳米生物学技术、纳米组装技术等。
2.2 纳米技术的发展
纳米技术的发展,主要是在纳米技术逐步成熟和被广泛接受之后,纳米技术的成熟是以其研究结构的稳定和普及为标注的。此时,纳米技术主要包括纳米材料,纳米动力学,纳米生物学和纳米电力学。其中,纳米材料微小的细致特性,起初适合于制造微特电机,甚至是磁悬浮列车,后来逐步发展到建筑新型材料的设计与制作之中,不仅可以节省现有建筑材料,而且更加环保和节能;纳米动力学更多还处于理论阶段,可以使微电机和检测技术达到纳米数量级;纳米生物学可以制成具有识别能力的纳米微细胞进行药物疗效观察和治理;纳米电力学也主要集中在对电子硬件的重新设置和改善,目前仍处于理论开创阶段,与实物的对接相对较慢。
3 纳米技术在新型建筑装饰材料中的应用
3.1 纳米技术在抗菌材料的应用方面大有可为
现代建筑设计中,对材料的运用范围更加广泛,除去传统下的石制材料、金属制品材料、木制材料,越来越多的装潢设计离不开玻璃制品、陶瓷制品、塑料制品的配合与设计,而且这样设计占据室内材料部分的比例呈明显递增趋势。相比之下,可以发现玻璃、陶瓷、塑料都属于后代科技下的产物,包含了更多的是社会物质的影响而非自然的常态构造,这些材料的纯净度受到很大的挑战,建筑设计中越来越多的这些材料设计加入,势必会增加整个建筑材料的污染度,加大材料细菌的存活空间。因此,纳米技术在抗菌材料方面的应用便因此开始,抗菌自洁玻璃是最好的例证,通过在建筑用玻璃材料表面涂上一层纳米TiO2薄膜,纳米TiO2薄膜在紫外线的照射下能自行分解出自由移动的电子,能将空气中的氢氧化物激活成为活性OH基因,将许多有害物质和油渍物质分解成氢气和二氧化碳,从而实现对空气的消毒和对玻璃表面的清洁。同样的,对于陶瓷材料、塑料材料都可以以类似的方式达到环保、清新空气、净化污染的目的。现在,新型的纳米染料也已经取得重大突破,这使得对整个建筑污染最大的材料也得到了最好的控制,因此,随着建筑材料范围的更加扩展,纳米技术在控制建筑材料污染方面的作用还会越来越大。
3.2 纳米技术可以显著增强建筑材料强度与韧度
现有建筑材料对材质刚性度的要求越来越高,使用复合材料构筑建筑材料已成为当今建筑业和家居装饰业得一大特色和趋势。传统的建筑装饰材料,秉承了质地脆、形象柔的加工工艺特点,深受人们的欢迎,但这也不能掩盖其易损坏、易变形的一大事实,最终使其使用受到了较大的限制,只具有观赏性不具有实用性。采用纳米技术对建筑材料进行加工之后,情况完全不同,纳米技术材料有助于装饰材料内晶体颗粒的滑移,使材料具有超塑,通过纳米技术是得SiC、Si3C4、ZnO、SiO2制成的装饰材料具有高强度、高密度、高韧度的特性,在同类品中更具有易磨性和支撑性,最终达到建筑装饰材料防腐、耐磨与美观的统一。
3.3 纳米技术开创性能特殊的光学建筑材料
纳米技术在建筑装饰材料中的运用,最有特色的一点体现在对光学材料的改观上,纳米材料具有特殊的抗紫外线、吸收和反射红外线能力,当这种材料运用在建筑装饰材料中,可以使得建筑材料具有抗光扰性和减少辐射。最新科学研究表明,TiO2、ZnO、SiO2在对波长为300-400nm波段具有很强的紫外线吸收能力,大大降低了紫外线对建筑材料的辐射和反射,进而保护人体免受紫外线的强辐射照射。除此之外,还有很多纳米制材料对不同波段的紫外线强光具有抗辐射作用,对保护人体和家居起着重要的作用。
参考文献
[1] 张志琨. 崔作林. 纳米技术与纳米材料[M].北京:国防工业出版社, 2000
[2] 汪一佛. 纳米技术在建筑材料领域中应用[J]. 建材技术与应用, 2001,(4):9-12.
[3] 肖力光. 周建成. 马振海. 纳米技术及其在建筑材料中的应用[J]. 吉林建筑工程学院学, 2003, (1):27-32.
纳米技术的特点范文2
关键词:纳米技术;机电工程;应用;摩擦性能;纳米材料
中图分类号:TP271+.4文献标识码: A 文章编号:
本文对纳米技术在实际应用过程中所存在的各种技术问题进行了探讨。纳米技术的快速发展对于科技发展是非常重大的突破,当前它已经运用在社会各个领域,纳米技术在机电工程中的运用更是成为其核心。表现在很多方面,本文从实例出发,展现纳米技术在机电领域的运用。
1.纳米技术介绍
所谓的纳米技术就是借用单一的分子、原则制造物质的一种科学技术,纳米科学技术已经成为了将很多现代的先进科学技术,作为基础科学技术,并且成为了现代科学和现代技术进行组合的重要产物之一,其中,现代科学主要包括分子生物学、介观物理、量子力学和混沌物理,现代技术主要包括核分析技术、扫描隧道显微镜技术、微电子技术以及计算机技术,纳米技术一定会引发起一系列的全新的科学技术,比如纳米机械学、纳米材科学以及纳米电子学等等。
纳米技术也被称为毫微技术,是对结构尺寸在0.1 nm-100nm范围之内材料的应用和性质的研究,从始至今的相关研究来看,人们将纳米技术分为了二种概念,第一种纳米技术的概念就是指分子纳米技术,这一概念将组合分子机器实用化了,因此,我们可以对所有这类的分子进行任意的组合,并且可以将任何种类分子结构进行制造,但是、这一种概念上的纳米技术仍然没有取得很大的发展;第二种概念将纳米技术看成了微加工技术的极限,第,种概念主要是从生物角度提出的,纳米生物技术中所包含的重要内容已经延伸到了细胞生物计算机开发和DNA分子计算机领域中。
2微型纳米轴承
当前形势下,纳米技术不仅仅是单一的一门新型技术或者学科,纳米技术被广泛的应用到了各类学科之中,其中,在机电工程中进行纳米技术的应用,已经对机电工程技术的变革产生了不可估量的重要作用。纳米技术在机电方面应用甚至是微观机械技术的产生已经成为了我们这个世纪进行研究的、核心的技术,许多国家都在纳米技术方面展开了越来越多甚至越来越深的研究,在机械工程方面,纳米技术在机电工程中应用主要存在微型轴承力面。传统的轴承的体积比较大,其摩擦力也仅仅能够靠来进行减少,但是,仍然不能够将摩擦力进行避免,美国科学家对其行了研究,并且研制出来一种没有摩擦的微型纳米轴承,微型纳米轴承主要包括以下两个特点:
第一,微型,微型纳米轴承的直径仅仅为一根头发半径的万分之一,其应用到机电系统微型的轴承只有1nm,为微型机械的千分之一。
第二,摩擦力极小如果轴承的体积很小,那么,套在一起,管子之间摩擦力就会将微型轴承弱点暴露出来,在其产生的摩擦力很大的时候,会导致微型轴承无法使用。通常制造的微型机械轴承与这种纳米轴承相比较,摩擦力仅仅是其最小值千分之一。
3 纳米技术马达
新一代的纳米技术马达是由美国一家公司生产,这种微型马达的体积只有一般电磁马达体积的二十分之一,它的长度比火柴杆还短很多,但是尽然能够负载四千克的重量,它的寿命却可以达到100多万次。这种马达主要是通过运用纳米技术制造智能材料来取代传统的铜线圈以及磁铁,所有它比传统的马达要更加的轻、噪音很低,成本也更加的低,可以说是世界上最静音的马达。当前这种微型马达在机械中运用的并不是很不多,主要用于汽车的电动车窗,这项研究同时也已经在深圳进行研发和生产。
4纳米磁性液体在旋转轴中的应用
通常情况下,静态密封都是采用金属、塑料或者像胶等等材料制作而成的O型环,将其作为密封的兀件。在旋转的条件下,动态密封一直没有对其问题进行解决,动态密封不能够在高真空、高速的条件进行动态的密封。纳米技术在很大程度上都对磁性液体在旋转轴中的进行起到了促进作用。我国的南京大学也已经成功的进行了硅油、二脂基、烷基以及水基等多种类型磁性液体的制成,电子计算机硬盘处也已经普遍的采用了磁性液体防尘密封,此外。磁性液体也对新型剂的制造起到了一定的促进作用,在机电工程中应用纳米技术的例子举不胜举,以上新兴技术的产生。我们能够很容易的看出纳米技术对机电工程的不断发展起到了深刻的影响。与此同时,与系统的机电工程相比较,由于纳米技术的各种优势才能够使得机电工程产生了显著的效果。
4.1纳米磁性液体在旋转轴中应用之尺寸效应
在纳米技术领域中,最为显著的效果之一是将旋转轴中的传统尺寸竿位进行了缩小,将其毫米单位转化成了纳米,而纳米也就相当于一米的十亿分之一,将纳米技术应用到机电工程中,可以将机械的体积大大降低,最终促使微型机械这种新型的机械的形成和产生.这种产生并不是传统的机械单纯的在尺度上产生了微小的变化,而通常指的就是可以进行成批制作的微传感器、微能源、微驱动器、集合微结构、信号、控制电路等等处置装置为一体的微型机电系统。大部分都是将纳米技术成果进行了运用,因此,它们已经远远的超过了传统机电的范畴和概念,而是基于现代的科学技术之上,并且作为整个的纳米科技中,重要的组成部分,以及用崭新的技术线路和思维方式指导之下的重要产物。
4.2纳米磁性液体在旋转轴中应用
纳米技术使原材料形成了更加微小的形态,其功能更加强大,不仅仅能够对传统材料进行一定的改良,同样能够使新材料源源不断的产出。磁性液体密封的技术更加证明了磁性液体能够被磁场控制这一特性,将纳米单位液体置于磁场之内,最终达到密封效果。与此同时。在运用材料中,我们能够将微量元素融入到基础的材料之中,以便能够达到更好效果。
4.3纳米磁性液体在旋转轴中应用之材料摩擦性能
纳米技术摩擦性能已经成为了其最为显著的特性之一,在机电工程领域中,各种轴承都会产生摩擦,存在着摩擦性能,但是,自从纳米材料出现了以后,各类机械的尺寸和结构都变小了,对于零件过小,其摩擦力就变得尤其重要,如果其摩擦力相对来说比较大,那么就会造成零件的磨损。进而,纳米技术也就对这问题进行了克服,现在已经出现的纳米材料几乎处于无摩擦状态。
4.4纳米技术在机械行业中的发展前景
(1)汽车工业以及机械的滑配原件,例如:滑轨、轴承上应用的纳米陶瓷镀膜能产生磨擦界面,这样可以大大地减低磨损并且能够提高负载。
(2) 塑胶流道的低粘应用,例如:拉丝模、套筒以及热胶道,这样可有效地减少积料碳化的产生概率。
(3)包封短射、射出成型时发生的粘模 、镜面雾化以及拖痕均具有重要的改善,特别是在和顶针上所展现出来的干式,这样更是任何金属都不能表现出来的优异性。
(4)橡胶、IC 封装胶和发泡塑料,因为其具有极高的粘着性, 所以必须借助大量的脱模剂来协助脱模, 这样纳米陶瓷的荷叶效应就可大大地减少脱模剂的使用和模具清理时间。
(5)纳米陶瓷的低沾粘、低摩擦特性能够使塑胶在模具内的流动性大大提升, 尤其是高精度模具,例如:塑胶镜片、薄光板、汽车聚光灯罩等一些模具应用后对产品的使用均有显著的改善。
纳米技术的特点范文3
【关键词】纳米材料;纳米技术;应用
有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究,美国从2000年启动了国家纳米计划,国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次,与纳米技术有关的国际期刊也很多。
一、纳米材料的特殊性质
纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、剂等领域。
(一)力学性质
高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。
(二)磁学性质
当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2,在这情况下,感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%,已不能满足需要,而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%,可以用于信息存储的磁电阻读出磁头,具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系,所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率,对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多,而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级,磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级,从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。
(三)电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管,表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性,成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展,已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
(四)热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用,从而有效地将太阳光能转换为热能。转(五)光学性质
纳米粒子的粒径远小于光波波长。与入射光有交互作用,光透性可以通过控制粒径和气孔率而加以精确控制,在光感应和光过滤中应用广泛。由于量子尺寸效应,纳米半导体微粒的吸收光谱一般存在蓝移现象,其光吸收率很大,所以可应用于红外线感测器材料。
(六)生物医药材料应用
纳米粒子比红血细胞(6~9nm)小得多,可以在血液中自由运动,如果利用纳米粒子研制成机器人,注入人体血管内,就可以对人体进行全身健康检查和治疗,疏通脑血管中的血栓,清除心脏动脉脂肪沉积物等,还可吞噬病毒,杀死癌细胞。在医药方面,可在纳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药品纳米材料粒子将使药物在人体内的输运更加方便。
二、纳米技术现状
目前在欧美日上已有多家厂商相继将纳米粉末和纳米元件产业化,我国也在国际环境影响下创立了一(下转第37页)(上接第26页)些影响不大的纳米材料开发公司。美国2001年通过了“国家纳米技术启动计划(NationalTechnologyInitiative)”,年度拨款已达到5亿美圆以上。美国科技战略的重点已由过去的国家通信基础构想转向国家纳米技术计划。布什总统上台后,制定了新的发展纳米技术的战略规划目标:到2010年在全国培养80万名纳米技术人才,纳米技术创造的GDP要达到万亿美圆以上,并由此提供200万个就业岗位。2003年,在美国政府支持下,英特尔、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条纳米芯生产线。许多大学也相继建立了一系列纳米技术研究中心。在商业上,纳米技术已经被用于陶瓷、金属、聚合物的纳米粒子、纳米结构合金、着色剂与化妆品、电子元件等的制备。
目前美国在纳米合成、纳米装置精密加工、纳米生物技术、纳米基础理论等多方面处于世界领先地位。欧洲在涂层和新仪器应用方面处于世界领先地位。早在“尤里卡计划”中就将纳米技术研究纳入其中,现在又将纳米技术列入欧盟2002——2006科研框架计划。日本在纳米设备和强化纳米结构领域处于世界先进地位。日本政府把纳米技术列入国家科技发展战略4大重点领域,加大预算投入,制定了宏伟而严密的“纳米技术发展计划”。日本的各个大学、研究机构和企业界也纷纷以各种方式投入到纳米技术开发大潮中来。
中国在上世纪80年代,将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目,投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究,已经建立了10多条纳米技术生产线,以纳米技术注册的公司100多个,主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。
三、前景展望
经过几十年对纳米技术的研究探索,现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子,纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测:不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。
纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段,但从历史的角度看:上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战,又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究,为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。
纳米技术的特点范文4
关键字:纳米技术;建材;性能;功能
纳米技术不仅具有相当的理论研究价值,而且在当下和未来都具有广泛的应用前景,是最近十多年来最具发展和研究前景的技术之一。早在上个世纪的八十年代末,纳米科技的研发就受到了世界各国的重视,甚至有部分走在前沿的国家已经实现了对该项技术的应用。现阶段来看,纳米科技已经在不少的传统行业中得到了应用,例如:医疗、食品科技以及建筑材料等。其作为一项新兴科学,对建材的影响较大,不仅提高建筑工程的质量水平,更使得建筑的功能性和适用性得到了强化。同时,纳米技术的应用对我国建筑行业而言也具有相当重要的意义,尤其是通过高新技术的优势来拓展国外市场。
一、纳米技术的发展及其现状
距离最初概念的提出,纳米技术已经有40多年的发展,但是其仍旧还有许多的发展空间,可以发展出更多的功能和应用方向。从纳米材料的内涵和特点来看,其发展大致可以划分为三个阶段。第一阶段(1990年以前)。这一阶段主要是进行理论探索和研究,并且尝试利用各种手来制造出具有纳米颗粒的粉体,甚至是块体(包括薄膜)。并将制造的方法进行评估和总结,对其特性进行归纳和分析。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。第二阶段(1990~1994年)。这一阶段是人们对该技术应用的理论提升阶段,通过其他学科的融合,纳米材料在物理和化学之中的性能特点已经得到了一定的发掘,并且应用到复合型的材料设计之中。同时,这种粒子复合、块体复合以及复合材料的合成物都该项技术在这一阶段的研究重点方向。第三阶段(从1994年到现在)。这一阶段的技术研究和应用已经有了不断的拓展,也受到了来自于民众的关注,国际上更是掀起了一股发展。若是对第一阶段和第二阶段进行总结,前两个阶段的研究还存在一定的盲目性,在这一阶段已经具有明确的方向,技术上也可以满足人们的操作意愿,来进行设计、组装、创造新的体系,并且使之具有人们所希望的特性。
二、纳米技术在建筑材料中的应用
(一)纳米水泥的应用
普通的水泥混凝土往往会具有较大的刚性,而缺乏柔性,这也使得水泥存在固有缺陷难以解决,往往会在今后的施工过程中出现开裂及其他破坏问题。而纳米技术的应用者有效的对该类问题进行了解决。因为在应用了纳米技术之后,混凝土的强度、硬度、抗老化性以及耐腐蚀等性能得到了有效的强化,同时还可以对电磁波和声音进行有效的吸收,满足了建筑物对隔音效果的要求。同时,这类材料也应用到一些特殊建筑使用当中。
(二)纳米玻璃的应用
普通的玻璃往往自动的吸附空气之中的各类有机物,从而是玻璃表明形成一种难以清洗干净的有机污垢。同时还存在其他的不足之处,影响玻璃的透视度。例如:玻璃容易产生水雾,从而使得可见度受到极大的限制。然而,通过利用Ti02来对平板玻璃正反两面进行薄膜的镀制处理,则可以有效的决解这类缺陷所造的影响。除此之外,Ti02作为光催化剂在阳光的作用下,还能够对甲醛和氨气等有害物质进行分解和消除。同时,这类措施的应用也可以更好的提高的玻璃在透光性和机构强度等方面的效果。这种玻璃的应用极大的减小了屏幕玻璃、大度玻璃、住宅玻璃等领域的人工清洗困难,节约了清洗的人工或机械成本。
(三)纳米技术在陶瓷材料中的应用
由于陶瓷具有很强的耐高温性和抗腐蚀性,而且还具备相当的观赏性,因此得到建筑产业的广泛青睐,尤其是在进行墙体和地面的装饰时。然而,陶瓷却及其容易发生脆性损坏,这也造成了该类材料的应用范围受到了极大的限制。将纳米技术融入到陶瓷材料的开发和研制之后,却使得该类材料具有比过去更高的可塑性,甚至可以吸收一定的外来能量。甚至有部分研究生独创性的将金属碳纤维加入到陶瓷材料之中,极大的提升陶瓷的强度,同时具有极其优秀的抗烧烛性,故而这类材料也被应用火箭喷气口的制作。用纳米级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韧性,即使是在较大的温差之下也能够保持原有的形态,不会参数破损,具有相当广泛的应用范围和前景。
(四)纳米技术在防护材料中的应用
目前的比较常用的防水材料是通过在胶料中加入炭黑等物质来形成,这种材料虽然制作简单,价格便宜,但是却没有较长的使用寿命,极易在使用过程中发生的腐蚀和老化,给居民生活带来了极大的不便。因此,建筑材料的研究者们也髙希望可以研制出具有强、耐腐烛、抗老化性能的防水材料。在通过不断的研究和技术融合之后,纳米级的防水材料得以被研发出来,这种材料最早被北京建筑科学研究院所发现,具有较强的耐腐蚀和耐老化性能。这种纳米材料所制造的防水卷材,拥有一定的强度和韧性,更比传统材料表现出了更高抗老化性和光热稳定性等,从而得到建筑工程的广泛运用。
(五)纳米保温材料
近几年来,我国逐步强化了对节能减排的要求。在建筑施工的过程中,也越发注重对建筑保温性和环保性的标准,尤其是针对目前我国大范围采用的传统保温隔热材料。因为诸如:聚氨酯、石棉等传统隔热保温材料会在使用过程中产生不少对人体有害的物质,甚至是人体癌症的主要诱因,同时也是大气污染的主要来源,这是我国建筑产业要尽快改善的部分。然而,纳米建筑材料的应用却有效避免了这部分的危害,例如:无机硅酸盐为主要原材料的纳米材料。该材料是经髙过高温和压才形成的一种纳米级功能性材料,具有良好的保温隔热性,但是同时有具有稳定的化学性质,不会产生对人体损害的物质,是我国目前比较倡导的一种绿色环保保温材料。
三、结束语
目前,纳米技术的研究已经是世界各国的重要项目。纳米技术在自身不断发展的同时也对许多传统行业产生了不少的改进。从建筑行业来看,纳米建筑材料的应用必然会产生不小的推进作用,尤其是能耗优化、质量提升以及环保等多个方面。这样一来,建筑材料中纳米技术的应用水平便觉得该企业的竞争力水平,对于我国的建筑企业而言,正是走入世界舞台的重要助力,具有十分重要的现实意义。
作者:赵宇晗 单位:辽宁建筑职业学院
参考文献:
[1]赵文轩,张越.建筑材料中纳米材料和纳米技术的应用[J].河南建材,2012,02:24-26.
纳米技术的特点范文5
关键词:纳米技术;药物制剂;应用分析
随着不断研究给药系统理论,高分子科学得到了高速的发展,药物系统的剂型和研究品种也一致增多和变化。新兴的科技逐渐的应用于药物制剂中,相比较来说纳米技术已经比较成熟,现在已经在各个领域以及医药卫生行业广泛应用,尤其是药物制剂上。经过研究发现,大部分物质得到纳米的尺度后,就可能出现性能突变,表现为一些不同于分子形式和宏观形式的特殊性能,这些特点均可以列入新型药物开发中,也说明药物研发开始了一个新的时代。由于现代药学制剂的研究主要是运用新型科室的手段,将过去药物的束缚摒弃,制造新型的药物,让药物具有更多的优点,这些优点纳米药物均具备,使其能够帮助人们更好的战胜疾病。
一、何为纳米技术
纳米属于一种长度单位,用符号表现为nm。1纳米等于1毫微米,是一米的十亿分之一,约为10个原子的总长度。做一个形象的比喻,假如说一个头发的直径是0.05mm,将其径向剖为5万根,每根的厚度大约就是1nm。
纳米技术是研究在0.1~100nm结构尺寸范围内的原子、电子以及分子的特性以及运动规律,这属于一项新兴的技术,也属于纳米级的制造技术。科学家在长时间研究后发现,在物质的构成上,纳米尺度下隔离的原子或者分子具有很多新的特性,合理的运用这些设备能够制造出一些特定的功能,换句话说就是纳米技术。纳米技术也就是一种用单个分子、原子射程物质的技术。
二、纳米技术与药物制剂
在药剂学领域所说的纳米范围包括了超过100nm的亚微米粒子,正是因物质的物理空间出现了变化,才导致物质的生物学特性、理化特性等出现了巨大的改变。在药学领域应用纳米技术,已经作为一种前沿科学,被研究人员不断的探索。最近几年,在药物制备方面已经广泛应用纳米技术,同时经过研究发现,纳米技术能够加强药物的稳定性,降低刺激胃肠道的成都,引起的不良反应术后,而且药物的利用度很高等诸多优点。大部分药剂学中指的纳米粒指的是纳米药物及纳米载体,所说的纳米药物是说通过纳米技术能够直接将原料药加工诶纳米粒,纳米粒从本质上上即为超粉技术以及微粉化技术进一步的发展;纳米载体也是说将多种未见溶解和分散的纳米粒,具体是指纳米球、聚合物胶囊、聚合物纳米囊以及纳米脂质体等等。纳米药物制剂与过去的药物制剂相比,具有明显的优势。
以下主要介绍纳米技术制备用于纳米新型药物的几种形式:
(1)纳米乳液 为一类运用纳米微乳化技术制成的微粒直径属于纳米级同时动力学和热力学稳定的胶体分散体系。微乳液主要是由水相、油相、表面活性剂以及助表面活性剂构成的一种外观透明或者半透明的液体稳定体系。微乳液是在微乳化技术下形成的制剂,是物质或者药物更有助于穿透生物膜同时被吸收。纳米乳液的主要作用是促进药物通过皮肤进行吸收,延长药物的消除半衰期,提高其生物利用度。
(2)纳米凝胶 主要是一种新型的运用纳米技术载药系统,通过纳米级聚合物在结果上网格组成水凝胶颗粒,主要包括化学凝胶和物理凝胶两种。化学凝胶是由交联共价键形成,物理凝胶是由非共价键形成,使其具有良好的稳定性能和较强的负载能力,发挥靶向治疗的效果,生物利用度较高,效果好。
(3)固体脂质纳米粒(SLN) 多是指物质粒直径在10~1000nm,表现为固态胶体颗粒状,主要是常温下固态的合成或者天然类脂为载体的一种新型给药系统。通过研究发现,SLN不仅能够对药物的释放速度进行控制,同时还可以避免药物出现泄漏或者药物发生降解,能够发挥很好的靶向治疗等诸多优点。
(4)聚合物纳米粒 分天然和人工合成两种,多在10~1000nm之间的粒径,呈固态胶体颗粒,属于一种低毒、高效的靶向药物载体。聚合物纳米粒已经被广泛应用与人工化学合成药物以及蛋白类药物等方面,发展前景广阔。
(5)纳米药物结晶:主要是运用多种不同的技术将药物转变为纳米微粒,直径多不超过1000nm,分散形成所说的纳米晶体。其具有毒性低等优势,但是纳米药物结晶基本适合用于全部药物类型,甚至是一些对水存在高度敏感性的药物,也可以制备成为纳米结晶。
三、小结
纳米技术主要用于药物制剂中生产的新型药物,具体有纳米凝胶、微乳液、固体脂质纳米粒等等,通过研究发现这类新型药物制剂能够对改善药物的稳定性、控制药物的释放、提升药物的生物利用度、减低药物的不良反应以及提升药物的靶向治疗等等。在药物制剂中应用新型纳米技术避免了过去药物制剂中存在的问题和缺陷。在药物制剂上纳米技术发挥了明显的效果。纳米技术还在不断的进步和完善,相信不久的将来必然会出现多种新型纳米药物制剂,与此同时也提醒我们注意应用纳米药物的前提是遵循自然规律,更快更好的促进药物制剂的发展,使其更好的为人类服务。
参考文献:
[1]马莉,魏玉辉,段好刚等.地西泮固体脂质纳米粒的制备及大鼠经鼻腔给药的药动学研究[J].中国药学杂志.2011,24(01):548-549
[2]梁健钦,刘华钢.白藜芦醇固体脂质纳米粒制备工艺及形态学研究[J].中国实验方剂学杂志.2010,30(14):105-106
[3]杨涛,吕扬,杜冠华.影响仿制药物临床疗效的因素分析[J].中国药学杂志.2010,36(19):697-698
纳米技术的特点范文6
什么事几乎都能先知先觉、赶在潮头浪尖之上的新新一族近一时期常挂在嘴边的这句话,让绝大部分人感到莫名其妙,不知道“纳米”是何方“神圣”。北京国际周上,“纳米”与智能、宽带等字眼并肩排列,再加上刚出世各媒体一阵“热炒凉拌”,人们对“纳米”只是闻其名却不知其实。
简单地说,“纳米”是一种极微小的长度单位,一纳米等于十亿分之一米,也等于千分之一微米,大约是三四个原子的宽度。纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技,其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。纳米科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。这表明,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到了前所未有的高度。有资料显示,2010年,纳米技术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。
“清洁卫士”披挂上阵
人们越来越关注室内环境污染。长期在空调环境中工作、生活的人们不知不觉间可能会染上头痛、胸闷、咳嗽、困乏等“空调病”,纳米技术应用于空气净化过滤的消息给深受“空调病”困扰的人们带来一个惊喜。国内首批将纳米技术应用于空调机生产的上海欧臣纳米稀土空调就借其空气净化和水处理的国际技术背景,掀开21世纪健康空调的篇章。纳米是怎样充当“清洁卫士”、成为空气净化过滤材料的呢?
据悉,这种特殊材料是由多种稀土金属、稀有金属、多种氧化物通过高科技方法合成的,其中加入了特殊的纳米材料。在纳米材料与多种稀土金属、稀有金属联合作用下,便构成了对各种有机污染物有良好去除效果的微孔活动中心。这个中心在不改变空气自然状态的大前提下,过滤空气中的有害物质,增加室内空气的含氧量。
经过中国预防医学科学院检测,这种合成稀土纳米材料对甲醛的去除率超过90%,对苯的去除率为89.8%,对氧的去除率为81.8%,对氮氧化物的去除率高达98%,对香烟烟雾的去除率为60.7%……总之,它能够对家庭和建筑装修以后散发的各种有毒、有害、致癌有机污染物进行有效地去除。主要表现在――无毒害、杀菌、吸咐异味、高附着强度等几个特点上。
“筛子”好使却有点儿贵
如今,纳米技术被较多地运用于一些楼盘的内外墙粉刷上,像作为奥运样板工程的首都体育馆的改造工程;复旦大学研制成功的可以自我清洁的“纳米二氧化钛光催化玻璃”已经运用到医院手术室器材、汽车后视镜等方面;在国外,比如日本等地也已将纳米技术开发成功并投入使用。最早做户式中央空调的清华同方人工环境公司表示,下一步他们将研究室内的空气处理系统,不断地融合数字控制、纳米材料、光电效应、环保介质等现代高新技术,提供温度、湿度适宜,纯净新鲜的室内空气。
当更多的商家包括房地产商对“纳米”给予越来越多的关,注,并将纳米作为一张强档绿色牌打给购房者时,人们也应该清醒地看到纳米的不成熟之处:一是纳米产品目前可以说是鱼龙混杂,趁许多人还不太了解有关知识,有些产品就硬往“纳米”上套;而国内外现在也缺乏真正权威的认证机构,无法进行有法律效力的认证。此外,并不是所有的家用电器或其他产品都适合采用纳米技术。最后,要提醒消费者注意的是,由于成本的加大,凡沾上“纳米”的东西都会比同类产品价格高一些。例如纳米空调比同品质普通空调贵10%到15%,消费者对此要有心理准备。
阅读训练
1.人类研究纳米技术的目的是什么?(用原文中的句子回答)
答:_________________________________________________________________
2.请根据上下文解释下面两句话的含义。
(1)不知道“纳米”是何方“神圣”。
答:__________________________________________________________________
(2)(纳米材料)刚出世时各媒体一阵“热炒凉拌”。
答:__________________________________________________________________
3.纳米技术净化过滤空气的过程是,先与______________联合作用,然后___________________,最后___________________。
4.指出下列句子运用的说明方法,并谈谈运用这些说明方法有什么作用。
(1)“筛子”好使却有点儿贵。
答:_________________________________________________________
(2)一纳米等于十亿分之一米,也等于千分之一微米。
答:_________________________________________________________
5.“纳米”有哪些不成熟之处?怎么理解类似纳米的新兴科技在发展中的“不成熟”?
答:不成熟:_________________________________________________
理解:_______________________________________________________
6.查阅有关资料,对“纳米”和纳米技术作一个简介。(200字左右)
答:_________________________________________________________
7.你还知道纳米技术在现实生活中的其他应用吗?请再举两例。
答:__________________________________________________________
8.请简要谈谈纳米的发展过程对我们有何启示?