浅谈纳米技术
施赟豪
摘要：纳米技术是２０世纪８０年代末诞生并正在崛起的新技术。新兴的纳米材料技术，在多个领域得到了重要的应用，尤其是在新型建筑材料方面应用尤为广泛。近年来,国内外开始探索纳米材料和纳米技术在建材中的发展及应用工作,并取得了一些可喜的成果。文章介绍了纳米技术在新型建筑涂料、金属、陶瓷、水泥、混凝土、防护外表等方面的应用，通过论述可知：纳米材料为新型建筑材料的发展提供了广阔的空间。
关键词：纳米技术建筑材料
1.引言
纳米技术是二十世纪80年代末诞生并正在崛起的新技术,主要是指在0.1~100nm尺度范围内,研究物质组成体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用,其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子,研制出人们所希望的、具有特定功能特性的材料和制品。纳米技术是高度交叉的综合性学科,它主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学、纳米机械学。纳米技术已应用于建筑材料、光学、医药、半导体、信息通讯、军事等领域。目前,纳米材料技术是唯一可以实现的纳米技术。纳米材料以其特有的光、电、热、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。利用纳米材料的随角异色现象开发的新型涂料,利用纳米材料的自洁功能开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管,利用纳米材料具有的导电功能而开发的导电涂料,利用纳米材料屏蔽紫外线的功能可大大提高PVC塑钢门窗的抗老化黄变性能,利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。由此可见,纳米材料在建材中具有十分广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效益。
2.纳米材料及特性
2.1纳米复合涂料
纳米复合涂料可分为纳米改性涂料和纳米结构涂料。利用纳米粒子的某些功能对现有涂料进行改性,提高涂料的性能,这种涂料称为纳米改性涂料;使用某些特殊工艺制备的涂料,其中某种特别组分的细度在纳米级,这种涂料称为纳米结构涂料。
2.1.1纳米自洁抗菌涂料
光的照射可以引起TiO2表面在纳米区域形成亲水性及亲油性两相共存奇妙的超双亲性。如将国内已经工业化生产的纳米抗菌粉用于涂料中,可制得纳米杀菌涂料,涂覆于建材产品,如卫生洁具、室内空间、用具、医院手术间和病房的墙面、地面等,起到杀菌、保洁作用。纳米TiO2颗粒在波长小于400nm的光照下,能吸收高于其禁带宽度的短波光辐射,产生电子跃迁,使价带电子被激发到导带,并形成电子-空穴对,将能量传递到周围介质,诱导光化学反应,从而具有光催化性能。
2.1.2纳米导电涂料
日本松下公司已研制成功具有良好静电屏蔽作用的纳米复合涂料,所用的纳米粒子有Fe2O3、TiO2、ZnO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,同时,纳米氧化物粒子的颜色不同,这种涂料不但具有静电屏蔽特性,而且克服了涂料颜色的单调性。
2.1.3纳米高力学性能涂料当涂料的重要组成部分颜料颗粒达到纳米级大小并分散在涂膜中时,由于比界面很大,具有很大的结合力,对有机涂层有一定的增强作用,提高了涂层的硬度、抗冲击性和耐磨性。此外,纳米颗粒还可以降低涂层在干燥过程中的残余应力,从而增强涂层的附着力。研究表明[8],纳米SiO2颗粒在紫外光固化涂料中可明显提高涂膜的硬度和附着力,并且经纳米材料改性后的家具表面漆、汽车面漆的耐磨性和耐刮伤性也有很大提高。
2.2纳米玻璃
最近,美国两大玻璃制造企业分别宣布,他们利用纳米技术研制成功了新型的“自净玻璃”,
即给玻璃“穿上”40nm厚的二氧化钛“外套”,相当于头发丝粗细的1/1,500,这层纳米外套使它具有不同与传统玻璃的特点:
(1)自我清洁:这种纳米膜与太阳光线中的紫外线发生反应,能产生双重作用:一是把落在玻璃上的有机物分解掉;二是使玻璃表面产生亲水性,把雨点或雾气变成一个薄层而使玻璃表面湿润,并且洗掉玻璃表面的脏物。通常,这个涂层被光照五天后,夜间也能坚持“工作”。
(2)净化空气:这种玻璃在“自洁”的同时,纳米涂层还能不断分解甲醛、苯、氨等有害气体,杀灭空气中的各种细菌和病毒,有效地净化空气,减少了室内污染。
2.3纳米塑料
从广义来说纳米塑料的定义分两个层次。第一个层次是指把高分子做成纳米结构单元,用它再合成这种材料叫纳米塑料。这种塑料正在基础研究阶段。另一个层次是指把无机纳米粒子分散到有机聚合物基体中形成的有机/无机纳米复合材料。这也是我们常说的纳米塑料。中国科学院化学所工程塑料国家重点实验室的漆宗能研究员率领的小组,利用插层复合技术,将我国丰产的天然纳米材料一蒙脱土粘土矿物(由成千上万个厚度为一纳米、长度为几十到几百纳米的小片层结成的颗粒)均匀分散到聚合物中,从而形成纳米塑料。检测结果表明,纳米塑料与常规增强塑料相比,呈现出优异的物理力学性能:
(1)高强度和高耐热性
用插层复合技术制备的纳米塑料可将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性完美地结合起来。含有少量粘土的纳米塑料与常规玻纤或矿物增强复合材料的刚性、强度、耐热性相当。同时,由于纳米粒子尺寸小于可见光波长,纳米塑料具有高的光泽和良好的透明度。
(2)高阻隔及自熄灭性
由于聚合物基体与蒙脱土片层的良好结合。通过控制纳米硅酸盐片层的平面取向,纳米塑料制品表现出良好的尺寸稳定性和很好的气体(包括水蒸气)阻隔性.如尼龙6lun复合材料的氧气透过率与纯的尼龙相比降低了一半,水蒸气的透过率降低了三分之一以上。一些纳米塑料还具有阻燃白熄灭性能。
(3)优良的加工性
纳米塑料熔体强度高,结晶速度快,熔体粘度低,因此注塑、挤出和吹塑的加工性能优良。(4)部分塑料的耐磨性是黄铜的27倍,钢铁的7倍。
2.4纳米技术在混凝土中的应用
随着社会工业化的深入发展和我国基础建设的广泛开展,水泥混凝土作为一种传统的建材,其产量和用量都在不断地增加,高性能混凝土已成为水泥基复合材料领域中的研究热点。同时,许多特殊领域要求水泥混凝土具有一定的功能性,如希望其具有吸声、防冻、高强且高韧性等功能。纳米材料由于具有小尺寸效应、量子效应、表面及界面效应等优异特性,因而能够在结构或功能上赋予其所添加体系许多不同于传统材料的性能。利用纳米技术开发新型的混凝土可大幅度提高混凝土的强度、施工性能和耐久性能。
纳米矿粉如纳米SiO2、纳米CaCO3和纳米硅粉等不但可以填充水泥的空隙,提高混凝土的流动度,更重要的是可改善混凝土中水泥石与骨料的界面结构,使混凝土的强度、抗渗性与耐久性均得以提高。
由于纳米材料的表面效应,增加了纳米材料的活性,使得纳米金属粉末具有两个特殊性能,其一是纳米金属粉末的强度、硬度高,并随着晶粒尺寸的减小,其强度、硬度不断提高,同时还表现出非常好的塑韧性;其二是纳米金属粉末是一种良好的吸波材料。利用上述纳米金属粉末的特殊性能,如果把它掺入到水泥混凝土中,可制成具有功能性的电磁屏蔽混凝土。
锐钛型纳米TiO2是一种优良的光催化剂,它具有净化空气、杀菌、除臭、表面自洁等特殊功能。利用纳米TiO2具有净化空气的特性来制备光催化混凝土,它在净化机动车排出的尾气时
发生了光催化反应,对机动车辆排放的二氧化硫、氮氧化物等对人体有害的污染气体进行分解去除,起到净化空气的作用。利用纳米金属氧化物材料可以进行电磁屏蔽,还可以用来制备智能水泥混凝土,如自警水泥混凝土等。这种水泥混凝土具有较强的导电性能,同时还具有传感作用。这种智能型水泥混凝土可用于土木工程结构的实时和长期监测,便于监控混凝土结构的开裂与破坏情况及其损伤评价、检测车重与车速等,这对混凝土性能的检测是一场革命。由于聚合物/无机纳米复合材料的优异性能,使得有关它的理论和应用研究成为当前复合材料的热点,它也有可能应用于水泥混凝土中。把聚合物/无机纳米复合材料用于水泥混凝土中,不仅可以提高混凝土的抗压、抗拉和弯曲强度,而且可提高其耐久性。在混凝土混合料中掺入一定量的聚合物/无机纳米复合材料,使之均匀分散在混凝土中,利用聚合物/无机纳米复合材料的导电性能,测试电阻的变化,建立电阻与荷载之间的模型,从而可以预测混凝土结构的破坏。
2.5纳米陶瓷
传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。
这种冷加工方法制成的纳米材料，是一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部却具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。应用纳米二氧化硅、高纯球型硅粉、高性能树脂等可制成特种耐高温复合陶瓷材料。其中纳米二氧化硅用于降低烧成温度和提高成品率；而高纯球型硅粉作为载体、填料方面，可提高陶瓷制品的韧性、光洁度；而球型硅粉则是高性能树脂、陶瓷的基体材料。
这种复合纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛。“飞船”外表面采用的“太空”纳米陶瓷，防静电性能稳定永久，且具有理想的耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等太空飞船外表面必备的特性。纳米陶瓷应用于刀具方面，能生产出远胜于金属刀具的新型刀具，该种刀具采用氧化锆材料精制而成，具有如下特性：１）锋利无比，既能切割钢铁等超坚硬物质，也能将肉之类的柔软物质切削得像纸一样薄；２）硬度高、耐磨性好，耐磨性是金属刀的６０倍；３）完全无磁性，不生锈变色，是用于健康环保方面的理想材料；４）良好的耐酸碱性，可耐各种酸碱有机物的腐蚀；５）全致密材料，无孔隙、不沾污、易清洁。上述纳米陶瓷充分体现了新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代科技奉献的又一杰作。
3.制备方法
4.发展现状
纳米技术的运用,克服了传统建材的某些不足,完善了纳米建材的性能,如纳米涂料抗老化性的提高,纳米塑料的高阻隔及自熄灭性,这对我国传统产业的升级换代有很重要的作用:纳米技术的运用也斌予纳米建材一些奇异功能,如纳米涂料、玻璃净化空气和杀菌的作用,自清洁功能等,适应了绿色建材的发展方向,可减少生态环境压力。目前,纳米建材产品已逐步开发生产并运用到工程中,如奥挥样板工程首都体育馆对纳米涂料的运用,中国国家大剧院弯顶纳米自洁玻璃的运用等。
但是纳米建材也有很多问题。
１）对纳米颗粒合成装置研究不够成熟充分，制造成本高，难以形成工业产业化生产。且纳米微粒的收集、存放问题难以解决。
２）纳米材料实用化技术的研究系统性和应用性不深，其性能和表征测试手段亟待改进。３）纳米产品的毒理学没有广泛的深入，在某种意义上讲一些东西处于探索阶段。
5.结语
被誉为二十一世纪最具有发展前景的纳米材料和纳米技术一经问世,便以极快的速度渗透到各个研究领域。纳米技术是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术,这是世界各国科学家的共识。纳米技术在建筑材料方面的应用前景非常广阔,研究开发工作刚刚起步,可以预料,纳米技术不仅会推动建材新产品的开发,还将为改善人们的生活环境,提高生活质量作出不可估量的贡献,纳米技术将为二十一世纪建筑材料的发展开拓新的方向。
6.参考文献
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建筑装饰材料实习论文 装饰材料的种类繁多，性质丰富，质感多样，形成了效果各异的色彩视觉与情感效应，不同性质的材料在室内设计中的应用有着不同的效果，在设计中应注意对比与和谐的统一，和谐体现永恒的美，对比产生生命的灵气。现在对各种不同材料属性在室内设计中的应用做了一个较为全面的论述。 在室内装饰设计中，要想使其实用性、经济性、环境气氛和审美标准都获得很好的体现，设计与施工人员就应熟悉材料质地、性能特点，了解材料的价格和施工工艺要求，为实现设计构思创造坚实的基础。 装饰材料的种类繁多，性质丰富，质感多样，形成了效果各异的色彩视觉与情感效应，如玻璃通透灵巧，红木厚重拙朴，金属明亮冷漠，纤维柔和多变。在设计中应注意对比与和谐的统一，和谐体现永恒的美，对比产生生命的灵气。僵硬地使用一种材料，必然毫无生气，胡乱地组织各种材料必然杂乱无章，令人烦燥。对各种材料的色彩、质感、触感、光泽、耐久性等性能的正确运用，将会在很大程度上影响到人们对整体空间环境的感受。在目前建筑材料品种繁多的情况下，无论是天然材料还是人造材料，无论是饰面材料还是骨架材料，每种材料均有各自独特的语言，面对众多材料，我们应系统地认识材料的基本特性，以便在设计中进行合理应用。 1 石材在室内设计中的应用 石材是最为古老的建筑材料。近年来，室内装饰石材不断推陈出新，各种优质石材在室内设计师的匠心独具下，成了丰富空间装饰的美学新概念。建筑装修、装饰用的饰面石材主要有大理石和花岗石。 大理石是自古以来驰名中外的高级建筑装饰材料，我国使用的多以云南大理石为主。大理石是一种变质岩，抗压强度比较高，但硬度并不大，属于中硬石材，容易加工成形，表面经磨光和抛光后，呈现出鲜艳的色泽。除单色外，大多具有关丽的天然色与花纹，这些颜色与花纹也可拼成美丽的图案。主要用于室内吧台、料理台、餐柜的台面，其缺点是：质地较花岗石软，被硬重物体撞击时易受损伤，浅色石材易被污染。 花岗石是一种酸性岩石，二氧化硅含量高的花岗石表面可以进行火烧加工，这个特性是其他石材所不具备的。花岗石常为整体均匀的粒状结构，其颜色主要有红、粉红、灰红、红褐及灰蓝色。表面经磨光后，可呈现出美丽高雅的斑点状花纹，此外，花岗岩花色一般较均匀，适于大面积装饰建筑物。花岗岩的构造致密，孔隙牢和吸水率极小，耐风化，硬度远大于大理石，耐磨性较好。它的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性明显的高于大理石，因而在家居装饰装修中更适用于室外阳台、庭院、客餐厅的地面及窗台。但要注意的是有些花岗石有辐射性，会对人体造成一定伤害。 在本项目中，客厅、餐厅、厨房地面和窗台所选用的石材全为大理石，主要考虑环保的要素，虽然大理石质地较花岗石软容易磨损，但作为家庭人流量较小，对表面的磨损影响不大，并且考虑到浅色石材易被污染，所以厨房和进门处选用深色大理石。但要注意的是，镜面石材表面遇水会比较滑，生活阳台和卫生间避免使用石材。 2 木材在室内设计中的应用 木材纹理美观，木材天然生长具有的自然纹理使木装饰制品更加典雅、亲切、
纳米材料和技术在新型建筑材料中的应用中国绿色节能环保网点击数：269 发布时间：2010年3月22日来源：中国节能住宅网 纳米技术是二十世纪80年代末诞生并正在崛起的新技术,主要是指在0.1~100nm尺度范围内,研究物质组成体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用,其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子,研制出人们所希望的、具有特定功能特性的材料和制品。纳米技术是高度交叉的综合性学科,它主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学、纳米机械学。纳米技术已应用于建筑材料、光学、医药、半导体、信息通讯、军事等领域。目前,纳米材料技术是唯一可以实现的纳米技术。 纳米材料以其特有的光、电、热、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。利用纳米材料的随角异色现象开发的新型涂料,利用纳米材料的自洁功能开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管,利用纳米材料具有的导电功能而开发的导电涂料,利用纳米材料屏蔽紫外线的功能可大大提高PVC塑钢门窗的抗老化黄变性能,利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。由此可见,纳米材料在建材中具有十分广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效益。 近年来,国内外开始探索纳米材料和纳米技术在建材中的发展及应用工作,并取得了一些可喜的成果,现分类介绍如下: 1纳米技术在建筑涂料中的应用 涂料是建筑物的内衣(内墙涂料)和外衣(外墙涂料),国内传统的涂料普遍存在悬浮稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材(特别是建筑涂料)方面的应用已经显示出了它的独特魅力。 同一种纳米粒子在不同粒径下会有不同的作用,不同种类的纳米粒子也可以在涂料中起
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
纳米材料在医学领域的应用研究进展 【摘要】在最近几年，纳米材料和纳米技术迅速发展，得到了科学界的重视。由于纳米材料的特殊的尺寸效应，纳米颗粒、纳米管以及各种纳米技术在医学方面的应用正蓬勃发展，势头十足。但在医学领域发展的同时，人们也逐渐认识到其中的一些问题，如纳米材料的生物毒性等。本文主要综述纳米科技在基医学、药学、临床医学和预防医学中的应用研究进展、问题及改进。 【关键词】纳米材料纳米科学纳米技术药物载体医学生物毒性毒理学 1 引言 纳米仅是一个长度单位，1 nm = 10-9m，当物质进入纳米尺度时，会展现出特有的理化性质，如: 小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等［1］。随着纳米技术的不断发展，各种纳米材料逐渐进入了我们的视野。碳纳米材料主要包括碳纳米管、富勒烯［2］、石墨烯和纳米钻石及其衍生物，是目前应用非常广泛的一类纳米材料，现有的研究结果表明，碳纳米材料在组织工程、药物/基因载体、生物成像、肿瘤治疗、抗病毒/抗菌以及生物传感等生物医学领域中具有潜在的应用前景。 2 纳米材料在医学领域的应用 2. 1 纳米材料在生物医学领域的应用 应用于生物体内应用的纳米材料，它本身既可以是具有生物活性，也可以不具有生物活性，但它在满足使用需要时还必须易于被生物体接受，而不引起不良反应。目前纳米微粒在这方面的应用十分的广泛，如生物芯片、纳米生物探针、核磁共振成像技术、细胞分离和染色技术、作为药物或基因载体、生物替代纳米 材料、生物传感器等很多领域［3］。 纳米探针一种探测单个活细胞的纳米传感器，探头尺寸仅为纳米量级，当它插入活细胞时，可探知会导致肿瘤的早期DNA 损伤。一些高选择性和高灵敏度的纳米传感器可以用于探测很多细胞化学物质，可以监控活细胞的蛋白质和感兴趣的其他生物化学物质。随着纳米技术的进步，最终实现评定单个细胞的健康状况。使用纳米生物荧光探针可以快速准确的选择性标记目标生物分子，灵敏测试细胞内的失踪剂，标记细胞，也可以用于细胞表面的标记研究。
关于建筑材料，材料检测方面的论文1 在土建工程中，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。近百年来，混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用 50MPa以上的高强混凝土。有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要，在提 出高强度的同时，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多 重要工程中都成功地采用高性能混凝土。 高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定 义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证 拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝， 硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。 一、基于上述特点，高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。 高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来 说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造 成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值 约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年 久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所 投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国，我国50年代所建设 的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计，那么在今后的10- 30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其巨大的。而 我国目前的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿人民币以上。照此来看，约30-50-年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将 更为巨大。因此，高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的 维修和重建费用。
新型建筑材料的研究 电子1303班张寅德绪论 科技文明与建筑 当代美洲建筑广泛地使用工业化的材料、形式与意象的背后是否有其独特的文化背景与涵义？这些当代的美洲建筑与崛起于20世纪60年代，历经40余年考验，至今依然风行的欧洲高科技派建筑有何不同？新一代的北美高科技建筑是否想传达新的当代科技文化讯息，或者是如前代的高科技建筑师们的建筑设计作品——仅止于响应功能与视觉上的考量？高科技派建筑的出现乃是对现代主义建筑的坚持与发扬，是一很容易被辨识出的现代主义分支，强调对建筑构件与生产系统的工业化与系统化的制造。同时，新型建材的出现又让科技文明在建筑中无限放大。 皮埃尔。夏卢（Pierre Chareau）在巴黎所设计的“玻璃之屋”（1928—1932）中，将建筑物的主要部分巧妙地置入由钢结构所支撑的一个外露骨架内，而形成了这栋楼高三层建筑物之地面层的入口，住宅的第二、三层，则由玻璃砖包覆，容许光线穿透进入较低楼层，值得一提的是，一些首次使用的住宅设计上的装置，如：能源管线、机械排气管开关及工业化规格的楼梯扶手，所有机械系统都外露，如书架般的展示出来。在卢卡的这个设计方案中，对技术美学的创新显而易见的，该方案并不只是后来的高科技派建筑师设计的主要灵感来源。同时也是使用新型建材的先驱者。 发展篇 随着改革开放的深入，我国经济发展迅猛，人们的物质文化生活都有了很大的提高，集中体现在衣食住行方面，尤其是在住的方面要求更加的高质量。这就促进了建筑业的迅猛发展。建筑材料费用在基本建设总费用中占50%以上，具有相当大的比例；而且建筑材料的品种和质量水平制约着建筑与结构形式和施工方
法。此外，建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性（经济适用、美观、节能）等各种性能。因此，新型建筑材料的开发、生产和使用，对于促进社会进步、发展国民经济具有重要意义。 浅谈新型建筑材料及其发展状况 【摘要】本文主要介绍了新型建筑材料的特点并结合目前建筑材料行业的实际情况，分析了各种新型建筑材料的发展状况。 【关键字】新型建筑材料、发展状况 新型建筑材料是相对于传统建筑材料而言的，它主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料，具有传统建筑材料无法比拟的功能。 建筑材料费用在基本建设总费用中占50%以上，具有相当大的比例；而且建筑材料的品种和质量水平制约着建筑与结构形式和施工方法。此外，建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性（经济适用、美观、节能）等各种性能。因此，新型建筑材料的开发、生产和使用，对于促进社会进步、发展国民经济具有重要意义。 新型建筑材料概述 新型建筑材料及其制品工业是建立在技术进步、保护环境和资源综合利用基础上的新兴产业。一般来说，新型建筑材料应具有一下特点： （1）复合化。随着现代科学技术的发展，人们对材料的要求越来越高，单一材料往往难以满足要求。因此，利用符合技术制备的复合材料应运而生。所为复合技术是将有机与有机。有机与无机、无机与无机材料，在一定条件下，按适当的比例复合。然后，经过一定的工艺条件有效地将集中材料的优良性能结合起来，从而得到性能优良的复合材料。据专家预测，21世纪复合材料的比例将达到50%以上。复合技术的研究和开发领域很广泛，例如管道复合材料有铝塑复合管、钢塑复合管、铜塑复合管等；复合板材料有铝塑复合板、天然大理石与瓷砖复合板等；门窗复合材料有塑钢共挤门窗、铝塑复合门窗等。 （2）多功能化。随着人民生活水平的提高和建筑技术的发展，对材料功能的要求将越来越高，要求新型材料从单一功能向多功能方向发展。即要求材料不仅要
纳米材料综述 一、基本定义 1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着 纳米科学技术的正式诞生。 1、纳米 纳米是一种长度单位，1纳米=1×10-9米，即1米的十亿分之一，单位符 号为 nm。 2、纳米技术 纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行 精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和 相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技 术。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。 纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段： 第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。 第二阶段 (1990年～1994年人们关注的热点是设计纳米复合材料： ?纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合， ?纳米微粒与常规块体复合(0-3复合， ?纳米复合薄膜(0-2复合。 第三阶段(从1994年至今纳米组装体系研究。它的基本内涵是以纳米颗粒 以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。 3、纳米材料 材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米 材料。纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。
图1 纳米颗粒材料SEM图 二、纳米材料的基本性质 由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、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，所以纳米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。 2、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。 3、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
纳米技术是新世纪一项重要的技术，为多个行业带来了深远影响。纳米技术包含几个方面：纳米电子学，纳米生物学，纳米药物学，纳米动力学，以及纳米材料。其中，纳米材料主要集中在纳米功能性材料的生产，性能的检测。其独特性使它应用很广，那么，纳米材料用在哪方面呢 1、特殊性能材料的生产 材料科学领域无疑会是纳米材料的重要应用领域。高熔点材料的烧结纳米材料的小尺寸效应（即体积效应）使得其在低温下烧结就可获得质地优异的烧结体（如SiC、WC、BC等），且不用添加剂仍能保持其良好的性能。另一方面，由于纳米材料具有烧结温度低、流动性大、渗透力强、烧结收缩大等烧结特性，所以它又可作为烧结过程的活化剂使用，以加快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度。例如普通钨粉需在3 000℃高温时烧结，而当掺入%%的纳米镍粉后，烧结成形温度可降低到1200℃-1311℃。复合材料的烧结由于不同材料的熔点和相变温度各不相同，所以把它们烧结成复合材料是比较困难的。 纳米材料的小尺寸效应和表面效应，不仅使其熔点降低，且相变温度也降低了，从而在低温下就能进行固相反应，获得烧结性能好的复合材料。纳米陶瓷材料的制备通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。由于纳米材料粒径非常小、熔点低、相变温度低，故在低温低压下就可用它们作原料生产出质地致密、性能优异的纳米陶瓷。纳米陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能，它还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应，这些都将成为材料开拓应用的一个崭新领域，并将会对高技术和新材料的开发产生重要作用。 2、生物医学中的纳米技术应用 从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也
纳米生物医学材料的应用 摘要：纳米材料和纳米技术是八十年代以来兴起的一个崭新的领域,随着研究的深入和技术的发展,纳米材料开始与许多学科相互交叉、渗透,显示出巨大的潜在应用价值,并且已经在一些领域获得了初步的应用。本文论述了纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、微乳液以及纳米复合材料等在生物医学领域中的研究进展和应用。 关键字：纳米材料；生物医学；进展；应用 1. 前言 纳米材料是结构单元尺寸小于100nm的晶体或非晶体。所有的纳米材料都具有三个共同的结构特点:(1)纳米尺度的结构单元或特征维度尺寸在纳米数量级(1~100nm),(2)有大量的界面或自由表面,(3)各纳米单元之间存在着或强或弱的相互作用。由于这种结构上的特殊性,使纳米材料具有一些独特的效应,包括小尺寸效应和表面或界面效应等,因而在性能上与具有相同组成的传统概念上的微米材料有非常显著的差异,表现出许多优异的性能和全新的功能,已在许多领域展示出广阔的应用前景,引起了世界各国科技界和产业界的广泛关注。 “纳米材料”的概念是80年代初形成的。1984年Gleiter首次用惰性气体蒸发原位加热法制备成功具有清洁表面的纳米块材料并对其各种物性进行了系统研究。1987年美国和西德同时报道,成功制备了具有清洁界面的陶瓷二氧化钛。从那时以来,用各种方法所制备的人工纳米材料已多达数百种。人们正广泛地探索新型纳米材料,系统研究纳米材料的性能、微观结构、谱学特征及应用前景,取得了大量具有理论意义和重要应用价值的结果。纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理领域中的热点,是当前国际上的前沿研究课题之一[1]。 2. 纳米陶瓷材料 纳米陶瓷是八十年代中期发展起来的先进材料,是由纳米级水平显微结构组成的新型陶瓷材料,它的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等都只限于100nm量级的水平[2]。纳米微粒所具有的小尺寸效应、表面与界面效应使纳米陶瓷呈现出与传统陶瓷显著不同的独特性能。纳米陶瓷已成为当前材料科学、凝聚态物理研究的前沿热点领域,是纳米科学技术的重要组成部分[3]。 陶瓷是一种多晶材料,它是由晶粒和晶界所组成的烧结体。由于工艺上的原因,很难避免材料中存在气孔和微小裂纹。决定陶瓷性能的主要因素是组成和显微结构,即晶粒、晶界、气孔或裂纹的组合性状,其中最主要的是晶粒尺寸问题,晶粒尺寸的减小将对材料的力学性能产生很大影响,使材料的强度、韧性和超塑性大大
关于钢材在建筑材料中的应用 水电151 黎松 1500180011
建筑又被称为凝固的音乐，讲得是建筑需要有美的外观和良好耐用的性能，一栋优秀的建筑就像一首百听不厌的歌，一段百看不厌的戏才对，而建筑材料之于建筑，就像乐符于琴谱，只有充分考虑到材料的各种性能才鞥完成一部优秀的建筑作品，建筑材料使用在不同的建筑物中，处于不同的环境，起着各种不同的作用，要求具有相应的性质。承重结构要求材料有足够的强度，保温隔热的屋顶和墙面要求材料有热容量大且不易传热的性质，挡水，蓄水或防水的建筑物要求材料有一定的抗渗性或不透水性人，受水流泥沙冲刷的建筑物要求材料能抗冲耐磨。同时，建筑物在使用过程中还会长期收到环境因素的影响，如大气因素引起的热胀冷缩，干湿变化，冻熔循环，化学侵蚀以及昆虫和菌类等的生物危害，因此还要求建筑材料具有与环境相适应的耐久性， 准确合理选择和使用材料是保证建筑物经久耐用的关键，而材料的性质是选择和使用材料的重要依据，为此我们必须研究和掌握材料的有关性质，建筑材料的性质是多方面的，不同的材料又具有不同的特殊性。而本篇论文主要讨论钢材在建筑材料中的应用。 *建筑钢材 建筑钢材是重要的建筑材料，它主要指用于钢结构中的各种器材和用于给钢筋混凝土结构中的各种钢筋，钢丝等。由于钢材在工业生产中有较严格的工艺控制，因此质量通常能够得到保证。
1.我国建筑钢材的发展现状 建筑用钢是我国钢材消费的最主要行业，占钢材总消费量的一半以上。我国正处于工业化时期，固定资产投资较高，基础设施规模较大。同时，我国城镇化水平不断提高，对于建筑钢材的需求量较大。我国建筑业的持续增长，促进了建筑钢材生产的快速增长，以建筑用钢的主要产品钢筋和盘条为例：2007年我国共生产钢筋1.01亿T，同比增长16.8%；共生产盘条8038.2万t，同比增长13.8%。我国建筑钢材产能过剩，建筑钢材出口增速加快：2007年我国共出口钢筋590.39万t，同比增长57.91%；共出口盘条623.78万t，同比增长12.31%. 早在1996年我国钢产量已经是世界第一，1998年是世界消费量第一，2001年后是世界进口第一。国际钢铁协会提供的数字显示：我国消费增长现在四世界第一，美国是第二，日本是第三，这个第一比第二第三加在一起还要多。2006年我国成为世界第一钢材出口大国。建筑用钢属于低附加值，高能耗，高污染产品，钢铁产品的大量出口，不符合以满足国内需求为主的发展方向，增加了我国降低能耗，减少排污的目标实现的难度，国内资源，能源，运力，环境也难以支撑。虽然我国成为钢材出口国，但我国的高附加值钢材供给不足，部分品种依靠进口的局面还没有彻底改变。 2.钢结构对建筑钢材的要求 建筑钢结构是近年来发展很快的一个行业，特别是在高层钢结构，轻钢厂房钢结构，大型公共建筑的网架结构等方面，发展十分迅速。
201 5 至201 6 第二学期期末考试 课程：新型建筑材料 题目：浅述建筑防水材料的发展及应用 类别：论文□√设计□创业实践□实验报告□调研报告□其他院系：建筑工程学院 专业班级：14级土木工程本5班 学号：1414410533 学生姓名：袁慧 任课教师：李晏丞 完成时间：2016年4月26日 教务处制 二○一六年四月
浅述建筑防水材料的发展及应用 袁慧 武汉生物工程学院建筑工程学院土木五班 摘要：本工程是保定市城乡建筑设计院办公楼设计，共4层，第一层层高3.6米、其余层层高3.3米，总高15.00米，为钢筋混凝土框架结构。本框架抗震等级为三级，抗震设防烈度为7度。本说明书包括如下部分：1．工程概况；2，荷载计算；3，框架结构的受力分析、计算和设计；4，屋盖、楼盖设计；5，楼梯设计；6基础设计。本设计包括建筑设计和结构设计，完成6张建筑施工图和6张结构施工图。结构设计主要对⑦轴横向框架进行了抗震设计：根据结构设计方案，采用底部剪力法求水平地震荷载作用大小，用D值法计算水平荷载作用下框架结构的内力、用弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下的结构内力，根据内力组合找出最不利内力，对框架梁、柱进行配筋计算并绘图。此外，还进行了结构侧移验算、标准层楼盖及屋盖设计、楼梯设计和基础设计。 关键词：框架结构结构设计抗震设计 引言：按照甲方对建筑物功能方面要求,办公楼共四层，框架结构，设有综合经营计划科、院长办公室、总工办公室、总经济师办公室、总经理办公室、副总经理办公室、设计室、晒图室、图档室、会议室、多功能厅等。为了使建筑更好的达到其功能要求：平面内采用内廊式布置；底层层高为3.6m其他层层高3.3m；一、二层设置办公室，顶层考虑多功能厅；主要房间为设计工作室，采用大房间，内部分割；屋面为不上人屋面。 1. 新型建筑材料与生态环境 1.1 分类与特点 由于新型建筑材料本身是一种处于不断更新发展状态的材料。因为它的分类和命名比较混乱。可以可以按用途，建筑各部位使用建筑材料的状况。原材料来源，以及建筑工程材料的使用性能，建筑工程材料的使用部位建筑工程材料的化学成分。 1.2 新型建筑材料与生态环境的关系 新型建筑材料也是一种从原料开采，制造使用自废弃的整个过程中对资源和能源消耗最少生态环境影响最小再生循环利用率最高，它具有三大特性，具有先进性，具有环境协调性，具有舒适性。 1.3 新型建筑材料与生态环境的可持续发展 新型建筑材料构筑了人类的文化历史和现代物质文化文明，新型建筑材料改善了人们的生活环境，同时由于混泥土的振捣及施工机械的运转产生噪音粉尘妨碍交通等现象，对周围环境造成各种不良现象。
纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技，我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技，有着我们未所发掘到潜能与实用价值，在这个世代，各种技术的发展迅速，随着纳米技术的进一步发展，可以作为一种催化剂，促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米（一种长度计量单位，等于1/1000,000,000米）尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”，其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说：“当我们进入21世纪时，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看，人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究，则是1959年，这一年，著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为，能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器又可制作更小的机器，这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末，美国MIT（麻省理工大学）的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初，德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒，并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来，这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言，尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达，一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学，因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业，是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理
纳米技术 1510700224 韦甜甜纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术，也称毫微技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。 1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。 利用纳米技术将氙原子排成IBM纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 在我国，纳米技术早已融入到大众的生活了，包括很多涂料、纤维材料、燃料、高分子合成和纺织品加工处理技术等等。其实纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。 纳米技术内容 1、纳米材料 当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。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。 过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。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年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：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，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，像铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 为什么磁畴变成单磁畴，磁性要比原来提高1000倍呢？这是因为，磁畴中的单个原子排列的并不是很规则，而单原子中间是一个原子核，外则是电子绕其旋转的电子，这是形成磁性的原因。但是，变成单磁畴后，单个原子排列的很规则，对外显示了强大磁性。 这一特性，主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候，用于制造磁悬浮，可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。 2、纳米动力学 主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.
纳米技术在医学上的应用 随着科学技术的进步和发展，纳米材料学和生物医学的结合越来越紧密，纳米材料在生物医学领域的应用已取得了很大进展，并展现出良好的发展势头和巨大的发展潜力。纳米技术的兴起，对生物医学领域的变革产生了深远的影响。纳米材料具有许多传统材料所不具备的独特的理化性质，因此在生物医学、传感器等重要技术领域有着广泛的应用前景。纳米材料在生物医药领域的应用主要有纳米药物、抗菌材料、生物传感器等。 纳米药物 纳米药物与传统的分子药物的根本区别在于它是颗粒药物，而广义的纳米药物可分为两类：一类是纳米药物载体，即指溶解或分散有分子药物的各种纳米颗粒，如纳米球、纳米囊、纳米脂质体等；第二类是纳米药物，即指直接将原料药物加工成的纳米颗粒，或利用崭新的纳米结构或纳米特性，发现基于新型纳米颗粒的高效低毒的治疗或诊断药物。前者是对传统药物的改良，而后者强调的是把纳米材料本身作为药物。是否能实现细胞和亚细胞层次上药物的靶向传递和智能控制释放，是降低药物毒副作用、提高治疗效果的共性问题。纳米粒子介导的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术，在药物输送方面具有许多优越性。目前，用作药物载体的材料是否能实现细胞和亚细胞层次上药物的靶向传递和智能控制释放，是降低药物毒副作用、提高治疗效果的共性问题。纳米粒子介导的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术，在药物输送方面具有许多优越性。目前，用作药物载体的材料 抗菌材料 抗菌材料是指具有抗菌或杀菌功能的材料，其主要机理为：干扰细胞壁的合成、损伤细胞膜、抑制蛋白质的合成和干扰核酸的合成等4点。目前，抗菌材料使用的方法主要是通过添加抗菌剂或化学改性的方法使材料具有抗菌的效果。 通过表面化学改性方法将抗菌剂接枝到电纺纳米纤维表面，控制接枝反应在纳米纤维的表面进行，不影响纤维膜的本体力学性能。此外，纳米纤维巨大的比表面被具有高密度抗菌基团的聚合物链覆盖，并稳定、牢固地以共价键结合，这不仅大大提高了抗菌效率，小剂量即可产生强的抗菌作用，而且还具有长效及重复使用的优势，可以有效避免抗菌剂污染等问题。 生物传感器 生物传感器是信息科学、生物技术和生物控制论等多学科交叉融合而形成的新兴高科技领域。随着微电子机械系统技术、纳米技术不断整合入传感器技术领域，生物传感器越来越趋向于微型化。在纳米技术中，纳米器件的研究水平和应用程度标志着一个国家纳米科技的总体水平，而纳米传感器又是纳米器件研究中的一个最重要的方向。 由中国科学院理化技术研究所唐芳琼研究员带领的纳米材料可控制备与应用研究组，在纳米增强的酶生物传感器研究方面取得了重要进展。此研究成果是采用四氧化三铁纳米颗粒构建高灵敏度葡萄糖生物传感器。研究表明，该生物传感器具有良好的抗干扰性，在实际血清的检测中表现出很好的检测效果，与现有临床方法检测结果相比，标准偏差均在3％以内，具有很强的实用性。 纳米技术医学应用的展望 虽然纳米医学刚刚问世，但其发展的巨大潜力已经展示在我们面前。21世纪
关于建筑论文：浅析未来建筑的发展趋势 摘要: 结合现代建筑,在建筑艺术、绿色建筑和建筑智能化三方面预测了未来建筑的发展趋势,为未来建筑的设计积累经验, 从而为人们提供一个人造的生态环境。 关键词: 未来建筑,艺术,绿色建筑,智能化 科技和社会的进步使人们对居住环境有了更高的要求,不仅要求建筑外表具有形式美,而且要求建筑给人们提供一个安全、舒适、便捷的生活环境。建筑艺术是建筑师赋予建筑物的灵魂,现代建筑中优秀艺术作品不断涌现,如澳大利亚的悉尼歌剧院、法国埃菲尔铁塔和中国国家体育馆鸟巢等,这些建筑都给人类留下了很高的文化价值和审美价值。伴随着人们对绿色世界的追求,“绿色建筑”登上了人类舞台,它倡导节约能源、可循环利用、回归自然的设计理念。不断进步的科技将使建筑更加智能化,从而给人们提供更为舒适、便捷的生活环境。本文就建筑艺术、绿色建筑和建筑智能化三方面探析未来建筑的发展趋势。 1建筑形态艺术化 建筑艺术是按照形式美的规律,运用独特的艺术语言,使建筑具有文化价值和审美价值,它是通过建筑形象表现出来的。随着城市的发展和人们建筑审美的提升,建筑形象在建筑设计中的地位越来越突出,建筑的形象包含客观形象和审美的双重含义,它构成手法多样,对人的感染力也多种多样。不同特性的建筑要求具有与之相配的建筑形式,比如纪念性建筑或者其他需要表现庄严的公共建筑应使用对称的建
筑形式,它给人端庄、雄伟、严肃的感觉,而不对称均衡较之对称均衡显得轻巧、活泼,对于庄严的建筑就不适用了。不仅建筑本身存在韵律,建筑和建筑之间也存在韵律。韵律是任何物体各要素重复出现所形成的一种特征,一个建筑物的大部分艺术效果,就依靠这些韵律关系的协调性、简洁性来取得的。不同建筑物之间的韵律能够赋予城市以音乐美,从而给城市规划注入了活力。 信息时代的来临呼唤着新的空间和造型以体现其时代的特征,现代建筑师突破传统,从绘画上吸收发展的营养,现代建筑艺术逐渐走向抽象的表达。 2走绿色建筑的道路 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑,也称为生态建筑。绿色建筑的设计将向环保型材料和绿色设计两方面发展。 2.1使用环保型建筑材料 1) 环保型建筑材料要求亲和环境。环境亲和的建筑材料应该耐久性好、易于维护管理、不散发或很少散发有害物质(同时也得兼顾其他方面的特性,如艺术效果),当前建筑中的污染物主要来自于石材类、板材类、涂料类及水泥等方面,绿色建筑的发展将催生具有更优性能的环保型材料来取代这些“垃圾”建材。现代基础工程中环保型建材主要包括:新型保温隔热材料、新型防水密封材料、新型墙体材料、装饰装修材料和无机非金属新材料等。虽然这些材料造价相对高
内容摘要：本文首先概述新型建筑材料之种类及特征，其次分析了新型建筑材料行业的发展状况,包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、装饰装修材料等的使用，进而阐述了发展新型建材发展新型节能建材的意义。最后对新型建筑材料的发展趋势进行展望，以及提出发展对策。 关键词：新型建材；应用；发展 正文：随着改革开放的深入，我国经济发展迅猛，人们的物质文化生活都有了很大的提高，集中体现在衣食住行方面，尤其是在住的方面要求更加的高质量。这就促进了建筑业的迅猛发展。建筑材料费用在基本建设总费用中占50%以上，具有相当大的比例；而且建筑材料的品种和质量水平制约着建筑与结构形式和施工方法。此外，建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性（经济适用、美观、节能）等各种性能。因此，新型建筑材料的开发、生产和使用，对于促进社会进步、发展国民经济具有重要意义。 新型建筑材料是建材工业的重要组成部分，是建材工业中的新兴产业，其范畴主要包括：新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和新型建筑装饰装修材料四大类。生产和使用新型建材，既节能、节地、减少资源消耗，保护生态环境，又可启动、刺激消费，促进建筑业和住宅产业的现代化。发展新型建材是实施建材工业“由大变强、靠新出强”跨世纪发展战略的必然选择，也是贯彻我国建材工业“控制总量，调整结构”方针的重要措施，更是实施我国国民经济可持续发展战略的要求。研究制定新型建筑材料行业“十二五”规划，对于引导型建材行业规范、有序、健康发展，意义重大。 发展新型建筑材料的意义 发展新型建材、推广节能建筑是保护耕地资源的需要。中国房屋建筑材料中70%是墙改材料，其中粘土砖仍占据主导地位，而生产粘土砖的粘土资源则又是相对较优质的粘土。从中国耕地资源条件看，全国耕地只占土地面积的13%，目前人均耕地1.43亩，为世界平均值的约1/3。耕地资源紧张，且优质耕地少，后备资源严重不足已是不争事实。开发建材新产品，为推广节能建筑开辟了一条可行之路。 发展新型建材、推广节能建筑是缓解能源紧张的需要。建材工业是和建筑业密不可分、相互依存的行业，两者已一并列入国民经济发展的支柱产业。从市场角度看，建筑业是建材业的最终用户，建材行业产品的77.3%用于建筑业。目前，中国每年建成的房屋面积高达16亿－20亿平方米，但新建筑中95%以上仍属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为气候相近发达国家的3倍左右，中国建筑能耗已占全国能源消耗的近30%。如果建筑节能工作仍维持目前状况，到2020年建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤，仅空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷发电。因此，大力发展建筑节能刻不容缓。 发展新型建材、推广节能建筑是发展循环经济的重要环节。建筑材料行业是利用各类废弃物最多、潜力最大的行业。发展循环经济为建材行业赋予了新的生机，目前，中国建材工业消纳了大量的工业和建筑废弃物，如利用煤炭行业的煤矸石烧砖，用电力行业的粉煤灰作为水泥的生产原料与混合材，生产粉煤灰砖和纤维水泥外墙板，脱硫石膏生产石膏板，用冶金产业的各种高炉矿渣生产矿渣水泥、制成矿棉吸音板等，另外，建材产业还能处理相当部分的城市垃圾，甚至部分有毒有害废弃物都能得到有效的消纳和利用。据统计，目前全国建材业每年消纳和利用的各类固体废弃物数量在4亿吨左右，约占全国工业部门固体废弃物利用总量的80%以上。实践证明，建材行业成为整个社会实现资源循环的一个关键