纳米技术的应用 - 范文无忧网

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信息产业科技、生物科技和纳米技术是现在世界上前沿科学领域的三大主要方向。纳米是一个长度计量单位，它是一米的十亿分之一。纳米材料就是在纳米量级范围内调控物质结构研制而成的新材料。纳米技术就是指在纳米尺度范围内，通过操纵原子、分子、原子团和分子团，使其重新排列组合成新物质的技术。其最终目标是直接以原子、分子的变化，使物质在纳米尺度上表现出新颖的物理、化学和生物学特性，制造出具有特定功能的产品。

因为纳米材料的粒度非常微小，一般的显微镜是不能观察到的，所以纳米技术是在扫描隧道显微镜发明之后，才出现以0.1至100纳米尺度为研究对象的前沿科学。这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式，实现生产方式的飞跃，是新工业革命的核心。纳米技术也是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础，将对人类产生深远的影响，甚至改变人们的思维方式和生活方式。

有人曾经预言说，七十年代搞微米技术的国家，现在已成为发达国家；现在从事纳米技术研究的国家，将是二十一世纪的先进国家。纳米材料粒度非常微小，具有良好的表面效应，一克纳米材料的表面积达到几百平方米，因此用纳米材料制成的产品，其强度、柔韧度、延展性都十分优越，就象一种有成千上万对脚的毛毛虫，当它吸附在光滑的玻璃面上时，由于接触面积大，12级台风也吹不掉它。

因此，在化纤中加入少量的金属纳米颗粒，就可摆脱磨擦引起的静电现象；在食品中采用纳米技术，可提高肠胃的吸收功能；在涂料中运用纳米技术，可使外墙涂料的耐洗刷性从一千多次提高到一万多次，老化时间延长两倍多；许多化妆品因为加入纳米微粒，而具备防紫外线功能；利用纳米技术可生产出色彩鲜艳、抗折性极高的彩色轮胎；利用纳米粉末，可使废水变清。

另外，纳米在医药保健、计算机、化学和航天等领域都会引起新的、技术性革命。作为纳米技术重要方面的碳纳米管，是1991年被人类发现的。它是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管的直径一般为几个纳米到几十纳米，管壁厚度仅几个纳米，象铁丝网卷成的空心圆柱状的“笼形管”。5万个“笼形管”排列起来，才有人的一根头发丝那么宽，长度和直径比非常高的纤维小。

作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员，碳纳米管的韧性很高，导电性极强，场发射性能优良，兼具金属性和半导体性。其强度比钢高100倍，比重只有钢的1/6，称之为未来的超级纤维，成为国际研究的热点。碳纳米管的用途十分诱人。它可制成极好的微细探针和导线、加强材料及储氢材料。它使壁挂电视成为可能，并在将来可替代硅芯片。

纳米芯片体积更小、容量更大、重量更轻，将在纳米电子学中扮演极重要角色，并引发计算机行业的革命。不久前我国研制出的碳纳米管显示器样本，不但体积小，重量轻，而且显示质量好，从-45℃~80℃皆能正常工作，而耗电只有现在的显示器的1%。另外，作为纳米技术的应用之一，在我国西安已研制出的“纳米服装”，不仅能阻隔95%以上的紫外线，还能阻隔同量的电磁波，且无毒、无刺激，不受洗涤、着色、磨损的影响，能有效地保护人体皮肤不受辐射的影响。

还有小鸭集团研制出的纳米洗衣机，就是利用纳米抗菌材料研制出的自我清洁的洗衣机。它能够有效地抑制细菌滋生，无论使用多长时间，都能够保持“净水洗涤”的状态。目前，纳米技术在电线电缆中的应用已在开始。有人曾设想，能否运用纳米技术来提高绝缘材料的性能，从而提高电缆的绝缘、耐热和抗老化等性能，减少电缆的外径，减轻电缆的重量。

另外能否利用碳纳米管的韧性高、导电性强的特点，制成超细电磁线，使微型电机的体积象米粒那样大，甚至更小。现在“纳米热”已遍及全球，从大西洋到太平洋，从日本到欧洲，各国都把它作为重要的未来发展战略。美国总统克林顿曾经发表过一篇关于前沿科学技术的前瞻性的讲话，提出了美国今后要大力发展纳米技术。美国已于2000年10月1日启动“国家纳米计划”，投资1997年的1.16亿美元增加到4.97亿美元。

目前全球纳米技术的年产值已达到500亿美元，预计到2010年，市场容量将达到14400亿美元。我国已建立了10多条纳米材料和技术的生产线，以此为基础的企业已达100多家。预计在今后二、三十年内，它将远远超过计算机工业，并成为未来信息时代的核心。纳米技术导致的微形化趋势从根本上改变人类的处境，从而引起二十一世纪的又一次产业革命。