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纳米技术的用途范文1
既然，这一项新兴技术让世界各国站在同一起跑线上，我们完全可以利用我国扎实的基础教育在中学阶段开发和实践纳米课程，争取能培养更多学生对于科学的兴趣，提高学生的科学素养，并为高校输送一些愿意在科学道路上继续埋头苦干的学子.
本文笔者主要想和大家一起讨论在高中阶段开展纳米课程的一点思考，选择高中生这个群体，是因为他们已经在初中阶段学过了物理、生物、化学的一些基础知识，这样对于接受纳米知识做好了一些科学准备.幸运的是，笔者所在的学校十分重视实验室的建设，装备了纳米实验室，也为笔者进一步开发课程资源提供了近水楼台的条件.
我们可以在高中阶段对学生开发哪些纳米课程资源呢？能在中学装备纳米实验室的学校不多，高校的课程对于高中生又太难，在实践中我们只能摸着石头过河，我们相信将来随着纳米技术的普及，会有更多的学校开设这样的课程，这里我们只能是抛砖引玉，提一些自己粗浅的想法.
1 了解纳米和纳米技术
1.1 让学生知道纳米究竟是什么东西？
纳米（nm）实际上是一种计量单位，从宏观的角度上看1米等于100万微米，而1微米等于1000纳米；从微观上看，纳米是描述原子、分子等尺寸及其距离，1纳米仅等于十亿分之一米，人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米.纳米小得可爱，却威力无比，它可以对材料性质产生影响，并发生变化，使材料呈现出极强的活跃性.科学家们说，纳米这个“小东西”将给人类生活带来的震憾会比被视为迄今为止影响现代生活方式最为重要的计算机技术更深刻、更广泛、更持久.
1.2 让学生知道纳米技术应用广泛
在汽车行业，纳米技术的应用十分广阔.特别是纳米技术的集成，可以使这个传统产业产生新的亮点，拥有更清洁的能源、更好的安全性能，更强的马力等等.这些方面已经引起一些大公司的关注，预计在近期内可形成约10亿美元的市场.
在建材行业，纳米技术的全面应用，将使这个传统产业发生翻天覆地的一场革命，绿色家具、环保洁具、绿色装修、清洁能源等等，将彻底改变人类的生活.
在纺织行业，纳米技术的应用将给人类提供更加舒适的着装，提供更优良品质的功能纤维，甚至可以应用到国防技术上，从而引发纺织面料的又一次革命，提高我国纺织品的附加值和我国纺织业的整体实力水平，同时大大提高我国纤维产业在国际市场的竞争力，把我国从纺织大国变成真正的纺织强国.
在机械行业，纳米技术的应用，将解决该行业的一些难题，加速产品的升级换代，提升我国机械工业的水平，从而促进我国的加工制造业飞速发展，承担起世界加工厂的重任.
在改造传统工业部门的同时，纳米经济也在促进着新兴经济部门的不断发展和创新.下面让我们具体的来看一下纳米技术对新兴经济的作用.
在电子信息产业，纳米技术的应用将为电子信息产业的发展克服以强场效应、量子隧穿效应等为代表的物理限制，制造出基于量子效应的新型纳米器件和制备技术.这将是对信息产业和其它相关产业的一场深刻的革命.这些技术的突破将全面地改变人类的生存方式.正如美国《新技术周刊》指出，纳米技术在电子信息产业中的应用，将成为21世纪经济增长的一个主要发动机，其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌.
纳米技术将在生物医学、药学、人类健康等生命科学领域有重大应用.在纳米生物材料、微细加工、光学显示、生物信息和分子生物学等技术积累的基础上，发展生物芯片技术，形成新型生物分子识别的专家系统、临床疾病检测系统、药物筛选系统和生物工业活性监测系统等实用化技术，具有重要的社会与经济前景.
纳米技术在环保产业上的应用，将使处理“三废”的手段更有效率，使人类居住的环境得到很大程度的改善.我国为实现可持续发展战略，对新型纳米环境材料及技术也提出了新的迫切需求.
2 了解我们身边的纳米材料和纳米技术的应用
这样的例子举不胜举，完全可以让学生通过网络自己搜寻，然后再相互沟通和交流.
比如：日本的8 mm摄像机的生产，抗菌除臭冰箱、洗衣机、高性能彩打墨粉等，都是采用的纳米技术，如果在分散的纳米分子材料上经过特殊处理，再运用到纤维物体上，那么衣服就可以不粘油、不粘水，由于纳米分子非常非常小，它不会影响纤维物体的透气性和清洗效果.
又如：纳米技术用在医学上，专家们把磁性纳米复合高分子微粒用于细胞分离，或者把非常细小磁性纳米微粒，放入一种液体中，然后让病人喝下后，对人身体的病灶部位进行治疗，并且通过操纵，可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集进行有目标的治疗，在不破坏正常细胞的情况下，可以把癌细胞等分离出来，也可以制成靶向药物控释纳米微粒载体（俗称“生物导弹”），用于治疗脑栓塞等疾病，同时也可用纳米技术生产出纳米探针（微型机器人）深入体内治疗疾病或清理体内垃圾等.如果在火箭燃料中加入不到1%的纳米铝粉，就可将燃烧能力提高一倍，纳米技术如果应用在陶瓷上，可使陶瓷具有超塑性，大大增强了陶瓷的韧性，不怕摔，不怕碎，陶瓷坚固无比.另外，戴上涂有纳米涂料的眼镜，在寒冷的冬季，人们从室外进入室内，就能避免眼镜上蒙上一层水气.令科学家高兴的是，纳米钛与树脂化合后生成的多种全新涂料，具有多种同类产品无法相比的优越性，在海水中浸泡10年不损，并具有神奇的自我修复能力和自洁性，纳米钛还作为唯一对人植物神经、味觉没有任何影响的金属，其用途广泛.
3 利用扫描隧道显微镜TSTM看微观世界并制作简单的纳米材料
3.1 了解扫描隧道显微镜的原理，学会操作扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜Scanning Tunneling Microscope缩写为STM.它作为一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率.此外，扫描隧道显微镜在低温下可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具.
STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一.
扫描隧道显微镜的工作原理简单得出乎意料.就如同一根唱针扫过一张唱片，一根探针慢慢地通过要被分析的材料（针尖极为尖锐，仅仅由一个原子组成）.一个小小的电荷被放置在探针上，一股电流从探针流出，通过整个材料，到底层表面.当探针通过单个的原子，流过探针的电流量便有所不同，这些变化被记录下来.电流在流过一个原子的时候有涨有落，如此便极其细致地探出它的轮廓.在许多的流通后，通过绘出电流量的波动，人们可以得到组成一个网格结构的单个原子的美丽图片.
操作扫描隧道显微镜是个精细活儿，学生需要在教师指导下分步骤反复训练才能逐渐熟练起来.制作一个良好的针尖是实验成功的关键，而针尖的材料是铂金，为了让这个价格昂贵的实验耗材以后少损失，教师特别需要指导学生在实验初学好此基本功，这就如同学武功的人一定要练好马步一样.同时，学生还需要学会操作软件，记录数据和图像，因此学生需要具备一定的操作电脑的能力.
3.2 学会制作纳米材料
比如Fe纳米材料的制备方法可以分为两种：
（1）物理制备方法
具体又包含气相法、惰性气体蒸发、原位加压制备法、磁控溅射法与等离子体法等.
（2）化学制备方法
具体又包含水热法、溶胶-凝胶法、喷雾干燥法、微乳法等.
我们可以与学生用其中一两种方法尝试制作Fe纳米材料并[HJ1.73mm]研究其性质，这需要学生具备一定的物理、化学知识功底.
4 了解假纳米和纳米技术的风险
4.1 纳米打假
纳米技术并非高不可攀，但也决非人人都能“纳”一把，因此，我们要提前做好纳米技术的打假工作，为纳米技术的发展创造良好的空间.现在只要留心大城市的市场上，打着“纳米家用电器”、“纳米防辐射衣服”、“纳米防紫外线化妆品”、“纳米太阳伞”等新奇广告招牌随处可见，就如同“绿色食品”、“基因食品”、“数字电视”等一样，“前卫”商品堂而皇之地摆在商场的柜台上，纳米技术的用途相当广泛这点不错，但还没有到广泛地应用阶段，因此，一些企业借纳米造势，趁老百姓对纳米技术的内涵还不太清楚，或把一点点皮毛的加工谎称为纳米技术，甚至置纳米材料不会释放微波这一普通常识不顾，声称自己产品能释放保健微波来欺骗消费者.
学生既然在学校学习了相应的纳米知识，应该去更多地影响身边的人，帮助大家识别真假纳米，这其实也是学生学以致用的过程，在这过程中，学生会更多地查找资料，思考讨论，更进一步提高了科学研究的能力.
4.2 纳米技术的负面效应
北京大学化学与分子工程学院刘元方院士说，随着纳米科技的迅猛发展，各种性能优异的纳米材料已经从实验室走出来，成为触手可及的商品，但除了产品功能，这些新型材料对生态环境的影响远远没有被我们了解.
目前需要解决的问题是，原来没有毒性的化学物质到了纳米尺度后是否对环境安全带来新的风险.目前有关尺度、形貌对毒性的影响，纳米材料与其他物质相互作用，外界环境如温场、光场、pH值对暴露在环境中的纳米粒子可能带来的安全风险等方面的研究甚少，基本处于空白状态.因此，需要着手建立纳米尺度有毒化学物质的数据库，进一步明确划分纳米尺度有毒化学物质的范围，以利于重点防范这些物质在生产和应用过程中对环境安全造成的危害.
同时，在纳米改性升级产品中，对纳米材料存在引起环境安全风险的研究，也才刚刚引起人们的注意.其中最值得注意的是化工产品，如农药、化肥、杀虫剂，因为这些产品与农业关系密切.纳米材料改性后产品功能升级，提高了使用效率，但是无机纳米粒子和有机修饰的纳米粒子，以及纳米尺度的有机金属离子的络合物却直接暴露在空气、水和土壤中，它们给环境安全带来的潜在风险应引起高度重视.
纳米技术的用途范文2
论文摘要：介绍了纳米磁性材料的用途,阐述了纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类纳米磁性材料的研究和应用现状。
1引言
磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础，广泛地应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域，在微机、大型计算机中的应用具有重要地位。信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向进展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。纳米磁性材料是指材料尺寸限度在纳米级，通常在1～100nm的准零维超细微粉，一维超薄膜或二维超细纤维（丝）或由它们组成的固态或液态磁性材料。当传统固体材料经过科技手段被细化到纳米级时，其表面和量子隧道等效应引发的结构和能态的变化，产生了许多独特的光、电、磁、力学等物理化学特能，有着极高的活性，潜在极大的原能能量，这就是“量变到质变”。纳米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效应、超顺磁性、宏观量子隧道效应、磁有序颗粒的小尺寸效应、特异的表观磁性等。
2纳米磁性材料的研究概况
纳米磁性材料根据其结构特征可以分为纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类。
2.1纳米颗粒型
磁存储介质材料：近年来随着信息量飞速增加，要求记录介质材料高性能化，特别是记录高密度化。高记录密度的记录介质材料与超微粒有密切的关系。若以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性微粒由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。
纳米磁记录介质：如合金磁粉的尺寸在80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸在40nm，今后进一步提高密度向“量子磁盘”化发展，利用磁纳米线的存储特性，记录密度达400Gbit/in2，相当于每平方英寸可存储20万部红楼梦小说。
磁性液体：它是由超顺磁性的纳米微粒包覆了表面活性剂，然后弥漫在基液中而构成。利用磁性液体可以被磁场控制的特性，用环状永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，从而可将磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“O”形环，且没有磨损，可以做到长寿命的动态密封。这也是磁性液体较早、较广泛的应用之一。此外，在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他许多用途，如仪器仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影剂等等。
纳米磁性药物：磁性治疗技术在国内外的研究领域在拓宽，如治疗癌症，用纳米的金属性磁粉液体注射进人体病变的部位，并用磁体固定在病灶的细胞附近，再用微波辐射金属加热法升到一定的温度，能有效地杀死癌细胞。另外，还可以用磁粉包裹药物，用磁体固定在病灶附近，这样能加强药物治疗作用。
电波吸收（隐身）材料：纳米粒子对红外和电磁波有吸收隐身作用。由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到了隐身作用。
2.2纳米微晶型
纳米微晶稀土永磁材料：稀土钕铁硼磁体的发展突飞猛进，磁体磁性能也在不断提高，目前烧结钕铁硼磁体的磁能积达到50MGOe，接近理论值64MGOe，并已进入规模生产。为进一步改善磁性能，目前已经用速凝薄片合金的生产工艺，一般的快淬磁粉晶粒尺寸为20-50nm，如作为粘结钕铁硼永磁原材料的快淬磁粉。为克服钕铁硼磁体低的居里温度，易氧化和比铁氧体高的成本价格等缺点，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如钐铁氮、钕铁氮等化合物。另一方面，开发研制复合稀土永磁材料，将软磁相与永磁相在纳米尺寸内进行复合，就可获得高饱和磁化强度和高矫顽力的新型永磁材料。
纳米微晶稀土软磁材料：在1988年，首先发现在铁基非晶的基体中加入少量的铜和稀土，经适当温度晶化退火后，获得一种性能优异的具有超细晶粒（直径约10nm）软磁合金，后被称为纳米晶软磁合金。纳米晶磁性材料可开发成各种各样的磁性器，应用于电力电子技术领域，用作电流互感器、开关电源变压器、滤波器、漏电保护器、互感器及传感器等，可取得令人满意的经济效益。
2.3磁微电子结构材料
巨磁电阻材料：将纳米晶的金属软磁颗粒弥散镶嵌在高电阻非磁性材料中，构成两相组织的纳米颗粒薄膜，这种薄膜最大特点是电阻率高，称为巨磁电阻效应材料，在100MHz以上的超高频段显示出优良的软磁特性。由于巨磁电阻效应大，可便器件小型化、廉价，可作成各种传感器件，例如，测量位移、角度，数控机床、汽车测速，旋转编码器，微弱磁场探测器（SQUIDS）等
磁性薄膜变压器：个人电脑和手机的小型化，必须采用高频开关电源，并且工作频率越来越高，逐步提高到1～2MHz或更高。要想使高频开关电源进一步向轻薄小方向发展，立体的三维结构铁芯已经不能满足要求，只有向低维的平面结构发展，才能使高度更薄、长度更短、体积更小。对于10～25W小功率开关电源，将采用印刷铁芯和磁性薄膜铁芯。几个微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三维立体结构，而是二维平面结构，其物理特性也与原来的立体结构不同，可以获得前所未有的高性能和综合性能。
磁光存储器：当前只读和一次刻录式的光盘已经广泛应用，但是可重复写、擦的光盘还没有产业化生产。最具有发展前途的是磁性材料介质的磁光存储器，其可以像磁盘一样反复多次地重复记录。目前大量使用的软磁盘，由于材料介质和记录磁头的局限性，其存储密度已经达到极限；另外其已经不能满足信息技术的发展要求，无法在一张盘上存储更多的图象和数据。采用磁光盘存储，就能在一张盘上记录数千兆字节到数十千兆字节的容量，并且能反复地擦写使用。
纳米技术的用途范文3
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。
1.在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在上的应用带来革命性的变革。
2.在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
3.在其它精细化工方面的
精细化工是一个巨大的领域，产品数量繁多，用途广泛，并且到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。
4.在医药方面的应用
21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向，已提到日程上来。纳米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，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，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。
微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。
纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。
纳米技术的用途范文4
该研究团队和大学合作确立了一个项目，称其为“Nanomitex”。他们的开发项目包括用纳米级的纤维制作衣服、窗帘、婴儿车、帐篷、专用服装或防护服、屏幕和其他技术产品。这些商品看上去很平常，但都拥有独特的功能，可对某方面起到独特的用途，也可用作预防生物或辐射危害。
为确保资金来源，他们还创办了一家大财团，由国家纺织研究院（TRI）直接领导。国家纺织研究院是波兰最古老的科研机构，成立于1945年，TRI总部位于波兰中部罗兹市。这里属于波兰纺织工业中心。他们把研发重点放在纺织行业、Nanomitex的最新研发上，并让当地从业者购买股份。
为了促进研究和开发这个项目，该财团已获得了欧盟的资金支持。根据欧盟2007―2013年期间运营的计划，它可随时获得创新经济驱动资本的扶持。Nanomitex项目直指功能纳米和超细纺织材料。该机构负责人马乌戈热塔博士说，他们已开发出的纺织品适用于自身，其目标是让创新纺织品产生增值效益，其中有些是单功能或多功能，它们具有生物保护特性，也属于物理与化学范畴。
在材料解决方案中，他们既专注宏观纺织功能潜力，又从微观开发与利用，即注重纳米和微技术的潜力。不仅如此，波兰项目还涵盖了环境亲密型的医用化学技术皮毛。这在世界上是独一无二的。它提高了纳米和微变质剂的有效性和功能。在这一关键领域，他们称之为“热活性”或温度调节材料。他们认为，合并特种纤维和复合材料结构与相变微胶囊结合，能够产生不同的温度转变域。基于这一点，他们就能创造“热活性”材料，既有各种用途的功能，又有服装所拥有的用途。
Nanomitex的“热活性”的主要功能是积累过多的热量并在服装温度降低的情况下释放在纺织品上。“热活性”具有电磁和静电场保护功能，以及防火和防紫外线辐射功能。
根据该财团负责人介绍，他们开发的技术适用于各类织物。即生物活性能力，包括抗菌、抗真菌和抗螨虫的功能及光催化，此外，还具备“自洁和加速有机污染物分解的能力”，并且这种技术也可应用于空中和水中的纺织物。Nanomitex开发的纺织品潜在用途还包括紧急情况下使用的防护服和工作服，这类服装还拥有生物危害响应包等功能，可用于军事和消防。
如前所述，波兰政府一直致力于振兴技术纺织产业，以期带动自从上个世纪90年代以来，一直处于不景气的波兰经济。波兰城市一直处于高失业率状态。今年早些时候，波兰政府宣布，计划向研发机构投资约9500万欧元，当地纺织生产商也将大力资助研发活动，并不惜血本资助创新性纺织品的研发。以上举措结合Nanomitex的开发项目，可为罗兹纺织工业带来切实可行的效果，并参与全球市场的新品竞争。
当问及其项目的商业化进程时，该负责人强调，正在进行中。开发成熟的技术纺织品都必须走商业化之路。波兰政府将为技术大开绿灯，发放许可并促进其实施。波兰政府还将开展预期性的测试。他们利用与西欧近在咫尺的便利条件，采用最现代的科研设备加快研发速度 。
除此之外，波兰还拥有其他技术纺织研发机构，涉足的领域包括纺织新材料和技术、超细材料和纳米技术，其中包括为医疗保健行业、纺织工程生物技术工艺应用、纺织品的物理和生物特性如紫外线和微生物等，以及聚合物加工与改性研究新方向。其中重点研究方向包括新一代阻隔材料，如何避免人对环境的不利影响和可生物降解纤维制品等等。
纳米技术的用途范文5
车身虽小，部件齐全
整辆纳米车对角线的长度仅为3至4纳米，比单股的DNA稍宽，而一根头发的直径大约是8万纳米。
不过纳米车虽小，也拥有底盘、车轴等基本部件。其轮子是用60个碳原子组成足球状的单一分子。这使得纳米车在外观上，看起来像哑铃。它利用一种三合体作轴，连接每个轮子的轴都能独立转动，使得这种车能够在凹凸不平的原子表面行进。
据专家介绍，以前也曾有人制造出过纳米级的超微型“汽车”。但新问世的这辆“汽车”却与其前辈们有着很大不同：这辆纳米车是世界上首个利用滚动前进的纳米结构物质，此前的所谓纳米车只是通过滑动来前进。
这项技术是在赖斯大学詹姆斯・托尔教授的领导下、经过8年研发而成的。托尔说：“就是它了，你不能再建造更小的原子运输工具了。”他的同事凯文・凯利说：“建造一个可以在平面上滑动的纳米工具已经不是什么难题了。证明纳米物体是旋转滚动，而不是滑行或者滑动，才是这个工程中最困难的一部分。因此，这项突破是近来在微型领域中最重要的一项成果”。
1纳米是指1米的十亿分之一，纳米物质则是由几十到上千个分子组成。由于体积十分小，这赋予了这辆纳米车一些特性；如纳米车不受摩擦力的影响，它的轮子是个结构紧密的单一分子、很难分散成单独的碳原子。
高温下车轮滚动前行
纳米车95％的重量都是碳元素，此外还有一些氢和氧原子。整个制造过程大致与分子合成药物的步骤相似，分成20步。制造完成后，再被置于甲苯气体中，放置于金片表面。
在常温下，纳米车的轮子会和金片表面紧密结合，当把金质金属表面加热到200℃的高温后，放置在上面的纳米车由于变性就开始运动。现在还不知道在没有外力作用时，它们会向前还是向后运动，但是一旦开始，就不会停顿或改变方向，直到停止加热。
不过研究人员发现，通过施加磁场，他们能够改变并控制纳米车的运动方向。此外，科学家还可以通过尖端技术抓住纳米车，拖动其前进。科学家还为纳米车制造了一台世界上最小的马达，它是由30个碳原子和一些硫原子组成，利用光来驱动。但是当它被放置在金质表面时，由于金属分子吸收了大部分光，纳米马达无法得到足够的动力。
实际应用尚需时日
这种纳米车1克的材料就可以装载约1000毫克的药物分子，因为体积小，所以能在器官和血管中自由通行。它外形好似布满规则小孔的“空心球”，里边裹挟着药物，当纳米送药车在体外磁场的作用下抵达患处，然后经过调节患处酸碱度或离子强度，纳米车的“外衣”就会脱去，小车上装载的药物就被释放出来。
研究人员希望这种特殊的交通工具能够被用于分子构造领域。改进后的纳米车能够承载一个分子的“货物”，在纳米工厂之间运送原子和分子。未来人们能利用大批量这样的微型机器来建造新材料。
但有人质疑，分子制造业是不切实际的，它还可能给环境带来无法预测的风险，如大量纳米机器通过自我复制导致泛滥成灾。但是科学家普遍认为，那样的情形只可能在科幻小说中出现。托尔教授表示，目前他并不打算为纳米车技术申请专利权，因为他认为至少还需要一代人的时间才能解决分子制造中的多个技术难题。他说：“等你利用该项技术开发出实用产业时，专利权早就过期了。”
这项研究的资助方是美国得克萨斯州一家名叫Zyvex的纳米技术公司、美国国家科学基金会以及日本本田公司。
相关链接纳米技术之纳米笔
美国纳米科学与工程研究中心的科研人员于2006年10月初宣布，他们制造出世界上最小的钢笔――纳米笔。
这种新型纳米笔能画出40纳米宽度的线条，这是红血球直径的1/100。它利用毛细作用来保持笔管中的液体流动，笔管连接着一个很小的“墨水库”。它还是支多用途的笔，能够储存多种不同的墨水，从绘画颜料到生物原料。虽然首批纳米笔早已诞生，但它们不能储存墨水，而且必须蘸进墨水才能使用。
这种笔的笔尖是由钻石材料制成，或者是外表覆盖有钻石层的硅，它被粘贴在一个笔杆上。因此。笔尖将非常耐用。由于新型纳米笔用标准的微制造技术制成，因此能够大批量生产。纳米笔能够与微粒子显微镜结合，让科学家在观察纳米微观世界的同时，在上面“作画”。科学家希望，它最终能够被用于制造蛋白质排列和复杂的半导体。
纳米技术之发动机
2006年4月，美国物理学家阿利克斯・泽尔德领导的小组公布了世界上首台纳米发动机的诞生。
这台发动机由置于纳米碳管基座上的两滴液体物质构成，利用液体的表面张力工作。发动机长度有200纳米。它由固定在多层纳米碳管基座上的一大一小两滴液态铟构成，直径分别为90纳米和30纳米。其工作原理是液体的张力特性：由于物体体积越小表面张力的作用越明显，在微米尺度以下表面张力则占统治地位。
在外加电场的作用下，大液滴向小滴沿基座传送原子，小液滴变大而大滴变小，直到两滴相触完成收缩过程。接触后在表面张力的作用下，大滴迅速吞噬小滴，完成舒张过程。在这一过程中，能量转变会产生动力。在外加电场的作用下这个装置可以持续工作。这一装置产生的能量虽然只有20微瓦，但是和它的个头比起来已经相当高效了。
纳米技术之自动修复
2003年，我国第一个国家级“装备再制造技术国防科技重点实验室”落成。它主要利用纳米技术修复我军军备武器。
在装备再制造技术国防科技重点实验室，笔者见到一个被称为“百宝箱”的战场应急维修工具箱。里面的工具精小细致，神奇无比。无电焊笔，可以在没电的情况下用打火机点燃后进行焊修；电子装备快速清洗喷枪，在电子装备不拆卸、不停机的情况下快速清洗与修复……
波涛汹涌的南海之滨，长期服役的战舰钢结构出现腐蚀。他们利用自行研制的电弧喷涂防腐新材料进行处理，使南海地区高温、高湿、高盐雾环境下的钢结构防腐年限从原来的4至5年延长到15年以上；
某新型战机，发动机压气机叶片出现损坏，每修复一台需要50多万元，采用他们首创的纳米电刷镀技术，仅用几个小时就将叶片修复如新，所需费用仅是原品的十分之一；
茫茫川藏线上，恶劣的自然环境，常常使发动机不到年限就濒临报废。经过纳米清洗、再制造技术处理，很快使之焕发生机，寿命超过新品，费用仅为新品的一半；
纳米自修复添加剂，实现了装备零部件的“自修复”，成功应用于军用车辆的系统；
某型坦克发动机经过再制造技术修复，使发动机寿命由500摩托小时延长到1000摩托小时……-
服役期满的旧发动机，经过再制造流水线技术处理，各项指标焕然一新；
即将报废的飞机发动机叶片，经过纳米电刷镀，助战鹰重返蓝天；
意外受损的坦克水箱，经过无电焊笔应急抢修，破裂的部位完好如初……
中国纳米技术直追美国
2006年9月，美国商务部负责技术的副部长罗伯特・克雷桑蒂在访华期间表示，中国的纳米技术正快速赶上美国。
克雷桑蒂说，现在中国的实验室内设施齐备，科研人员充足。中国科学家发表的关于纳米技术的论文在数量及质量上已和美国并驾齐驱了。
纳米技术的用途范文6
关键词：纳米金刚石；应用；发展；性质；前景
1 引言
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。
纳米金刚石，是新型纳米技术和传统的金刚石技术相结合的产物，纳米技术兴起于20世纪末，一经诞生便迅速发展，在多个领域都取得了显著成效，尤其在材料科学领域，对最硬材料金刚石的发展，更是有着不同寻常的意义，成绩斐然，本文主要对新型材料纳米金刚石的研究情况和未来前景展开研究，希望对今后的学习提供资料，为科研提供借鉴。
2 纳米金刚石的优点
纳米金刚石作为一种新兴材料，一经出现，便以其优异的性能广泛应用于半导体硅片抛光、计算机硬盘基片、计算机顶头抛光、精密陶瓷、人造晶体、硬质合金、宝石抛光等众多高科技领域。比如俄罗斯用纳米金刚石抛光石英、光学玻璃等，其抛光表面粗糙度达到1nm。精确度比起之前大大提高。
纳米金刚石在应用过程中，显示出很多的优点。因为本身具有超细、超硬的性能，使得光学抛光中一直以来让人头疼的难题便随之迎刃而解。精细抛光是光学抛光中的难题，原工艺方法是把磨料反复使用，需要耗时几十个小时，效率并不高。自从使用了纳米金刚石之后，就使的抛光速度大大提高。抛光相同的工件所需的时间才十几小时至几十分钟，效率提高了数十倍至数百倍。根据资料研究不难得出，纳米金刚石能够适应与满足超精加工发展的需求。
总之，纳米金刚石有以下优点：
（1）.精确度高，纳米金刚石的分级准确，如大致范围是10nm，10～50nm等；
（2）.组合方便，纳米金刚石较好的储存是含水悬浮方式，稳定性更强，更容易适应现实需要，
（3）.纳米金刚石的表面和整体化学性质具有好的重复性和再现性，能够整体适应无机化学要求；
（4）.干净整洁，有效防止表面污染，纳米金刚石使用过程中严格按照微电子技术的规范，不含化学不纯物等杂质；
（5）摩擦性好，.纳米金刚石成本在稳定的条件状态下，与静压合成金刚石的微粉和膏体有可比性。表面修饰的纳米金刚石微粒在油中的抗磨减摩性。
3 纳米金刚石使用中的问题
作为一种新型的纳米材料，纳米金刚石不但具有金刚石的特性，而且具有小尺寸效应、大比表面效应和量子尺效应等纳米材料的特性。优异的电子、机械和化学性能使得纳米金刚石在电子、机械、化学、化工和医疗等很多领域都有着很好的应用前景，受到了广泛的关注。但是，由于纳米金刚石表面能级高以及合成过程中诸多因素的影响等原因，粒子极易团聚，如果分散不好，纳米金刚石的硬团聚和软团聚等问题得不到解决，在实际使用过程中往往会导致粒子失去其作为纳米粉体的许多优越性，其良好的性能不能得到充分的发挥，其应用因此受到制约，无法满足使用的要求，由此也暴露出很多的缺点和问题，因此在实际的操作运行过程中，要注意对其进行解团聚及分级处理。
纳米粉体分级的方法主要有干法和湿法两种。在干法分级中于由粒子间相互附着，分散凝聚是干法分级难以解决的问题。而在湿法分级中，作为介质水本身就是一种较好的分散剂， 且利用添加表面改性剂制得分散性好的料浆，因此在实际运行中，拟采用湿法离心分级方法，试图达到使用的要求。又由于纳米金刚石特有的性能，所以分级前必须解决其团聚及分散性问题，即要先采用机械及化学的方法对其表面改性处理。
4 纳米金刚石前景
随着二十一世纪的经济发展，科技水平的不断提高，现实需要的不断变化，关于新材料的研发是我国重点发展的高新技术领域之一，而纳米材料又是其中的佼佼者。跟据权威机构的有关材料，截止到2010年全世界纳米材料市场规模已超过2000亿美元。随着国际科技进步及工业向高精尖的发展，纳米技术已成各国竞相发展的重要领域之一。真正批量生产粒径为几个纳米的材料只有纳米金刚石等少数几种，可见纳米金刚石的发展前景是非常宽广的。
另外，值得注意的是，纳米金刚石应用在肠胃疾病、肿瘤、皮肤病等医学领域的治疗方面，还可以作为葡萄糖氧化酶的载体，可制成性能优良的血糖测定传感器等，来测定人体血糖血压等相关数据的变化和发展，从而达到预报病情的目的，提醒医生病人身体机能发生的变化，及时采取措施，防止糖尿病、高血压、高血脂等高危病的进一步发展，除此之外，纳米金刚石在医学上还有多种应用，因此我们可以看出，纳米金刚石在生物医学等领域几有较好的应用前景，将来的发展前途不可限量。
5 结语
纳米金刚石作为一种新型的材料，在实际应用过程中，已经展示了良好的应用前景，引起了人的高度重视。随着对纳米材料研究的日趋深入，必将对科学技术产生深远的影响。不过由于纳米金刚石是一个比较新的研究领域，研究涉及到物理、化学、化工、材料等众多学科，到目前还未形成完整的理论体系。也不可以避免的暴露出一些问题，因此，我们要加大对纳米技术研究的关注程度和投资力度。采取有效措施，趋利避害，保证纳米技术已在材料、微电子学、生物工程、医学等领域得到广泛应用。
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