浅谈纳米材料的应用
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纳米材料的用途
纳米材料是一种具有特殊结构和性能的材料,其尺寸在纳米级范围内。
由于其
独特的物理、化学和生物学特性,纳米材料在各个领域都有着广泛的应用。
首先,纳米材料在材料科学领域具有重要意义。
由于其特殊的物理性质,纳米
材料在制备新型材料方面具有巨大潜力。
比如,纳米材料可以用于制备高强度、高韧性的复合材料,用于制备高导电性、高热传导性的功能材料,用于制备高吸附性、高催化活性的吸附剂和催化剂等。
这些新型纳米材料的应用,将极大地推动材料科学领域的发展。
其次,纳米材料在能源领域也有着重要的应用价值。
纳米材料可以用于制备高
效的太阳能电池、储能材料和光催化剂,可以用于制备高效的燃料电池和催化剂,可以用于制备高效的光催化水解制氢催化剂等。
这些应用将有助于提高能源利用效率,减少能源消耗,推动能源领域的可持续发展。
此外,纳米材料在生物医学领域也有着广泛的应用。
纳米材料可以用于制备生
物传感器、生物成像剂和药物载体,可以用于制备生物医学材料和医用纳米器件,可以用于制备生物医学诊断试剂和治疗药物等。
这些应用将有助于提高医疗诊断和治疗的精准度和效果,推动生物医学领域的发展。
总的来说,纳米材料具有广泛的应用前景,其在材料科学、能源领域和生物医
学领域都有着重要的应用价值。
随着纳米材料研究的不断深入,相信纳米材料的应用领域会越来越广泛,对人类社会的发展会产生越来越大的影响。
纳米材料的主要应用纳米材料作为一种新兴材料,其在许多领域中都有着广泛的应用。
以下是纳米材料主要应用的几个方面。
1. 生物医药领域纳米材料在生物医药领域中的应用非常广泛,可以用于制造可控释放药物、制造生物传感器以及制造生物医学成像剂等等。
由于纳米材料的特殊结构和性质,使得其具有更好的药物释放效果和更好的生物相容性,能够大大提高药效和降低副作用,从而在医学领域中得到了越来越广泛的应用。
2. 纳米电子学领域纳米材料可以制备出更小、更快、更强的电子元件,如纳米线、纳米管、纳米传感器等等。
这些纳米材料的制备和应用,为电子产品的微型化、高速化和高强度提供了新的途径。
同时,在纳米电子学领域中,纳米材料的导电性、光学响应、热学响应等特性也得到了广泛研究,为电子产品的全新功能提供了可能性。
3. 能源领域纳米材料在能源领域中的应用也越来越受到关注。
例如,通过纳米材料的制备和改性,可以制备出更高效的太阳能电池、储氢材料、储能材料等等,同时也可以改善普通材料的性能,使得其在节能降耗等方面有更好的表现。
纳米材料的应用,能够为能源领域的可持续发展提供新的方向和动力。
4. 材料工程领域纳米材料的制备和应用,能够改善许多材料的性能。
例如,通过纳米材料的掺杂或改性,可以增强材料的硬度、韧性、导电性等等,促进材料的多功能化和纳米技术的产业化。
纳米材料还可以用于制造高效的光催化剂、生物传感材料等等,开创了材料工程领域的新领域和新方向。
总的来说,纳米材料的应用越来越广泛,未来还有很大的发展潜力。
随着科技的不断进步,纳米材料将在更多领域中得到应用,为我们的生活带来更多的便利和惊喜。
纳米材料的用途纳米材料是一种高度结构有序的材料,其颗粒尺寸一般在1-100纳米之间。
由于其特殊的微观结构和尺寸效应,纳米材料在许多领域有着广泛的应用。
以下是纳米材料的一些主要用途。
1. 催化剂:纳米材料由于其大比表面积和高活性,可用于催化反应中。
纳米金属催化剂在催化氢化反应、氧化反应、脱氧反应等方面表现出良好的效果。
此外,纳米催化剂还可以用于除臭、净化空气和水等领域。
2. 材料增强:纳米材料的添加可以显著提高传统材料的性能。
例如,在复合材料中添加纳米颗粒可以提高其强度、硬度和耐磨性,使其具有更好的力学性能。
3. 纳米电子学:纳米材料在电子学领域具有重要的应用价值。
纳米颗粒可以被用于制造更小的电子元件,如纳米晶体管、纳米电路等。
此外,纳米材料还可以用于制造更高性能的电子设备,如纳米存储器、纳米传感器等。
4. 药物传输:纳米材料在药物传输中的应用也备受关注。
纳米颗粒可以用作药物的载体,通过调控其表面性质,实现药物的靶向传递和缓释。
此外,纳米颗粒的小尺寸有助于其在体内的吸收和代谢,提高药物的疗效和生物利用率。
5. 环境保护:纳米材料在环境保护中也具有潜在的应用前景。
纳米颗粒可以用作污染物的吸附剂和催化剂,用于处理废水、废气等。
此外,纳米材料还可以用于制造高效的太阳能电池和光催化材料,用于清洁能源的开发和利用。
6. 医疗诊断:纳米材料在医疗诊断中也有广泛的应用。
纳米颗粒可以用于制造更灵敏的生物传感器,用于检测疾病标志物和病原体。
此外,纳米材料还可以用于分子影像学和肿瘤治疗,提高医学影像的分辨率和治疗的精准性。
总之,纳米材料由于其特殊的结构和性能,具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和进步,纳米材料将会在更多领域展现其独特的潜力,为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
纳米材料在日常生活中的应用纳米材料是一种非常小型的材料,其尺寸约为1到100纳米。
由于其小尺寸特性,纳米材料在许多领域中都有广泛的应用,包括电子学、生物医药学、化学、能源学和材料学等。
近年来,纳米材料在日常生活中的应用也越来越多,下面就来介绍一些。
1. 纳米银材料在消毒领域的应用银是一种广泛用于清洗和消毒的材料,而纳米银材料的消毒效果更加突出。
由于纳米银材料的粒径非常小,其表面积比普通银材料大几百倍。
这意味着更多的银原子可以与环境中的细菌和病毒接触,从而杀死它们。
纳米银材料可以应用于医院、食品工业、以及个人卫生用品等场合中。
2. 纳米材料在防晒霜中的应用纳米二氧化钛是一种常用的防晒剂成分,因为它能够吸收紫外线,并转化为热能。
纳米二氧化钛具有非常小的颗粒大小,这意味着它能够均匀分散在防晒霜中,并能够对肌肤进行更好的覆盖和保护作用。
此外,纳米二氧化钛对于皮肤的刺激比某些化学防晒剂更小,从而使其更适合于敏感肌肤人群使用。
3. 纳米材料在涂料中的应用纳米材料已经开始在涂料中得到广泛应用,因为它们有许多有益的性质,如防水、防污、自清洁等。
在一些城市中,建筑物外面已经涂上了这种涂料,并表现出了长久不褪色、自清洁的效果。
同样的,汽车和飞机也在使用这种涂层,这样可以帮助它们减少污垢堆积和氧化。
4. 纳米材料在催化剂领域的应用一些纳米材料具有催化性能,如纳米白金和纳米铜等。
这些材料广泛用于化学工业、石油和天然气生产、以及汽车排放处理等领域。
由于纳米材料的高比表面积,使得它们与废气接触的面积更大,从而提高了催化反应的效率,使得催化剂处理工作更加高效。
5. 纳米材料在生物医药学领域的应用纳米材料也被广泛应用于生物医学。
纳米药物可以通过皮肤、肌肉和静脉注射等方式进入人体,从而舒缓或治疗各种疾病。
纳米材料的小尺寸使得它们可以反应更多的生物分子,如细胞、酶和受体等。
这意味着纳米药物可以更好地针对特定类型的细胞和分子结构,从而提高了治疗效果和无副作用的程度。
纳米材料在生活中的应用
纳米材料因其独特的物理、化学和生物性质,被广泛应用于各个领域,以下是纳米材料在生活中的应用举例:
1.食品包装:纳米材料可以用于制作食品包装材料,能够提高食品的保鲜性和延长保质期。
2.医学诊断:纳米材料可以用于制作生物传感器和检测试剂盒,能够帮助医生进行快速和准确的诊断。
3.环保领域:纳米材料可以用于制造高效的污水处理材料、空气净化材料等,有助于保护环境。
4.电子产品:纳米材料可以用于制造高性能的电子产品,如电池、电容器、半导体器件等,提高产品性能和功率密度。
5.汽车制造:纳米材料可以用于制造轻量化的汽车零部件,如车身、车门、车轮等,提高汽车的燃油效率和性能。
6.纺织品:纳米材料可以用于制造具有防水、防油、防污、防紫外线等功能的纺织品,提高纺织品的使用寿命和舒适度。
7.化妆品:纳米材料可以用于制造化妆品,如纳米银、纳米二氧化钛等,能够提高产品的稳定性和抗菌性。
总之,纳米材料的应用涵盖了众多领域,对改善人们的生活质量和促进社会经济发展都具有重要意义。
常见纳米材料1、纳米阻燃剂。
纳米阻燃剂可分为无机纳米微粒阻燃剂和纳米复合物阻燃剂两种。
无机阻燃剂是应用最早的阻燃剂,它具有无毒、低烟、不产生腐蚀性气体、无二次污染的优点。
无机阻燃剂通常通过填充方式添加到高分子材料中,制备成高分子阻燃材料。
传统的无机阻燃剂的粒径较大,而且不均匀,直接影响其阻燃性和其他性能,因此,为更好地发挥阻燃效果,无机阻燃剂的超细化将是今后的发展方向。
采用纳米技术将无机阻燃剂微粒细化,使其粒径在纳米级范围,使微粒的大小和形态都更均匀,就能大大地减少阻燃剂的添加量,从而减轻对织物性能的影响,克服无机阻燃剂的最大缺点。
超细化的氢氧化镁、二氧化二锑以及氢氧化铝、硼酸锌等无机阻燃剂,均已广泛应用于阻燃材料中。
用其做窗帘,墙纸,遇上着火,既不会燃烧,也可以防患与未然。
2、纳米技术电池。
所谓的纳米技术电池,就是在电池的制造过程中,采用纳米技术材料或者制造工艺,生产制造出具有特别高性能的电池产品。
随着电子技术的高速发展,人们对电池的需求量愈来愈多,人们总是希望得到一种容量大、功率高、性能优、价格廉的电池。
但是,由于客观实际的限制,在现实中的电池总是无法全面满足人们的要求。
电池界的专家学者在孜孜不倦的追求着电池性能的提高,经历了一代又一代人的不懈努力。
纳米级的物质被应用在电池的制造中,就会产生显著的特性。
强大的比表面活性能量和良好的导电性能,在参与电化学反应的时候,纳米颗粒物质在极板内部形成新的活性物基核,改善和增强电极结构,极大地提高电极的电化学反应表面,降低了电化学反应的能垒。
因此,纳米技术材料的应用可以显著的降低蓄电池的内阻,抑制蓄电池在充放电过程中,因为温度和电极极化等原因而导致的极板饨化,从而有效的提高电池的性能,使得蓄电池电化学反应的可逆性更好、充放电效率更高、功率更大、电池更加容易均衡一致、低温性能限制改善。
因此,采用纳米技术材料的蓄电池,其容量比常规电池的容量高,寿命比常规电池寿命长,大电流工作能力比常规电池强,低温性能比常规电池优。
纳米材料的应用领域
一、纳米材料的应用领域
纳米材料由于具有独特的物理、化学和生化性能,在多个应用领域得到广泛应用。
1、纳米材料在生物和医学领域的应用
纳米材料在生物和医学领域具有重要的应用,它可用于检测和治疗多种疾病,如癌症、心血管疾病等。
此外,纳米材料还可以用于改进药物的效果,减少其副作用,加速以及改善其吸收,以及制备精简的生物传感器来检测特定的化学分子。
2、纳米材料在能源领域的应用
纳米材料也在能源领域得到广泛应用,它可用于提高太阳能电池的效率,改善新兴的储能材料,以及改善太阳能催化剂和锂离子电池的性能。
此外,纳米材料也可以用于改进燃料电池的性能,有助于降低能源消耗。
3、纳米材料在环境领域的应用
纳米材料可以应用于多种环境保护措施,如净水、催化、大气污染控制等,以及制造节能、环保产品,例如可再生能源设备等。
此外,纳米材料还可以用于太阳能收集和节水节能,以及先进环境净化技术的研究和开发。
4、纳米材料在电脑、网络和通信领域的应用
纳米材料也可用于计算机、网络和通信技术,它可以用于实现小型、超快的集成电路,以及高速、精确的通信技术。
此外,纳米材料
还可以用于研究更快、更便宜的计算机存储器,以及更先进的感知技术。
纳米材料的主要应用纳米材料是一种具有尺寸在纳米级别(1纳米=10-9米)的材料,具有独特的物理和化学性质。
由于其特殊的结构和性能,纳米材料在各个领域都有着广泛的应用。
本文将重点介绍纳米材料的主要应用。
一、能源领域1. 太阳能电池:纳米材料在太阳能电池中的应用可以提高能量转换效率。
例如,纳米颗粒可以增加光吸收的表面积,从而增强光电转换效率。
2. 锂离子电池:纳米材料可以用于锂离子电池的正极和负极材料中,提高电池的储能密度和循环寿命。
3. 燃料电池:纳米材料可以用作燃料电池的催化剂,提高氢气的电催化反应效率,从而提高燃料电池的能量转换效率。
二、医疗领域1. 生物传感器:纳米材料可以制备出高灵敏度、高选择性的生物传感器,用于检测生物分子、细胞和病原体等。
2. 肿瘤治疗:纳米材料可以作为药物载体,将抗癌药物精确地输送到肿瘤部位,提高治疗效果并减少副作用。
3. 医学成像:纳米材料可以作为造影剂用于医学成像,例如磁共振成像(MRI)和荧光成像。
三、环境领域1. 污水处理:纳米材料可以用于污水处理中的重金属离子去除、废水中有害物质的分解等,提高水处理效率和水质。
2. 大气污染治理:纳米材料可以用于大气污染治理中的气体吸附、催化氧化等,减少有害气体的排放。
3. 环境监测:纳米材料可以制备出高灵敏度、高选择性的传感器,用于监测环境中的有害物质。
四、电子领域1. 纳米电子器件:纳米材料可以用于制备纳米电子器件,如纳米晶体管、纳米存储器等,提高电子器件的性能。
2. 柔性显示器:纳米材料可以制备出柔性显示器的材料,如柔性有机发光二极管(OLED)等。
3. 传感器:纳米材料可以制备出高灵敏度、高选择性的传感器,用于检测温度、湿度、压力等。
五、材料领域1. 纳米涂层:纳米材料可以用于制备抗菌、防腐蚀、耐磨损等功能性涂层,提高材料的性能和寿命。
2. 纳米复合材料:纳米材料可以与传统材料复合,提高材料的力学强度、导电性等性能。
纳米材料的主要应用纳米材料是一种具有尺寸在纳米级别的材料,具有与宏观材料不同的物理、化学和生物学性质。
由于其独特的特性,纳米材料被广泛应用于各个领域,包括材料科学、医药领域、能源领域和环保领域等。
以下是纳米材料的主要应用。
1.材料科学领域纳米材料在材料科学领域具有广泛的应用。
纳米颗粒可以用于制备新型的高强度、高韧性材料,用于改善传统材料的性能。
例如,纳米碳管材料可以用于制备轻质、高强度的复合材料,纳米陶瓷材料可以用于制备超硬和超导材料。
此外,纳米颗粒还可以用于制备新型的催化剂、传感器和光学材料等。
2.医药领域纳米材料在医药领域有着广泛的应用。
纳米颗粒可以用于制备纳米药物载体,用于传递药物到特定的靶标细胞,提高药物的疗效和减少药物的副作用。
此外,纳米材料还可以用于制备新型的诊断工具,用于检测和治疗疾病。
例如,纳米金颗粒可以用于制备纳米探针,用于肿瘤的早期诊断和治疗。
3.能源领域纳米材料在能源领域有着广泛的应用。
纳米颗粒可以用于制备高效的太阳能电池,用于太阳能的转换。
纳米材料还可以用于制备高能量密度的电池材料,用于储存和释放电能。
此外,纳米材料还可以用于制备高效的催化剂,用于提高能源转换的效率。
4.环保领域纳米材料在环保领域有着广泛的应用。
纳米颗粒可以用于制备新型的吸附材料,用于去除有害物质和污染物。
纳米材料还可以用于制备新型的光催化剂,用于光解有机物和净化废水。
此外,纳米材料还可以用于制备高效的气体传感器,用于监测大气污染物和有害气体。
总结起来,纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质,可以广泛应用于各个领域。
随着纳米材料的不断发展和研究,相信其在未来会有更多的应用。
纳米在生活中的用途
纳米在生活中的用途
纳米技术是一种将物质从微观尺度控制的技术,在现代科技中得到了广泛应用。
在生活中,纳米技术有着许多用途。
下面是一些常见的应用:
1. 医学领域
纳米技术在医学领域有广泛的应用,例如制造用于药物传输的纳米颗粒、纳米探针和纳米管等。
这些应用可以大大提高药物运输的效率和精确度,减轻病人的痛苦并提高治疗效果。
另外,纳米传感器可以检测人体内的病变部位,为医生提供更多的信息和治疗选项。
2. 环境保护
纳米技术在环境保护方面有重要的作用。
利用纳米技术,可以制造出具有清洁能力的纳米材料,例如纳米银、纳米钛等,这些材料可以去除食品、水和空气中的细菌和有害物质。
此外,纳米光催化剂可以分解有害气体和污染物质,减少环境污染。
3. 电子产品
纳米材料在电子产品中得到广泛应用。
一些典型的例子包括纳米半导体、纳米导电材料和纳米存储器。
这些材料的出现极大地提高了电子产品的功率和性能,使其更加高效和节能。
4. 食品和农业
纳米技术在食品和农业领域中也有重要的应用。
纳米材料可以制造出包裹食品的纳米层,使其具有更长的保存期限。
此外,纳米肥料可以提高农业生产的效率,减少对化学肥料的依赖。
总之,纳米技术在未来将有更加广泛的应用,不仅可以提高人类生活的质量,还可以解决许多当前所面临的重要问题。
浅谈纳米材料的应用代平祥(广安职业技术学院基础部,四川广安638300)【摘要】纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。
文章简要地概述了纳米材料在力学、磁学、电学、热学、光学和生命科学等方面的主要应用,并简单展望了纳米材料的应用前景。
【关键词】纳米材料;纳米技术;应用【中图分类号】O69【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2006)08-0026-02大众科技DAZHONGKEJI2006年第8期(总第94期)No.8,2006(CumulativelyNo.94)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、润滑剂等领域。
(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(SIM-IT)。
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。
(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)【收稿日期】2006-03-16【作者简介】代平祥(1969-),男,四川岳池人,广安职业技术学院基础部物理学讲师。
26--(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(NationalTechnologyInitia-tive)”,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。
【参考文献】[1]邵刚勤,魏明坤,等.超细晶粒WC硬质合金研制动态[J].武汉理工业大学学报,1999,21(6).变输入油相的流速在50~250μL/h之间变化,观察并记录油包水液滴大小的变化情况。
整个油包水液滴形成过程通过倒置荧光显微镜利用高速CCD进行观察,液滴的大小通过IPP(ImageProPlus)专业软件记录并分析。
实验发现,这种流聚焦结构可以形成直径大小在15μm到65μm之间,且波动率小于1%的油包水液滴(如图3所示为固定水速20μL/h,三种不同油速时形成的稳定、分散的油包水液滴)。
在形成稳定的油包水液滴后,若固定分散相流速,增加连续相流速,液滴的大小逐渐减小;同样固定连续相流速,增加分散相流速,液滴的大小有增加的趋势。
图3水速为20μL/h,油速分别为(A)50μL/h,(B)120μL/h,(C)200μL/h时形成的稳定、分散的油包水液滴;4.双层油包水在不改变上游通道的情况下,当80μm的下游通道后紧接一宽度为140μm,长度足够的通道时,形成的油包水液滴在展宽的通道中分为双层交错出现,如图4所示为两种不同油水流速比时形成的双层油包水液滴。
最可能解释这种现象的理由是通道结构。
图4两种不同流速比时形成的双层油包水液滴三、结语我们利用带有流聚焦结构的微流控芯片(简称流聚焦芯片)用很低的流速和流速比形成高度一致的油包水液滴,这些纳升级的小液滴由于更加易于控制、表面积大而且相对每个液滴都是独立的反应釜,因而具有良好的化学、生物、药物等反应微环境,为实现生化分析微量化、芯片化提供了条件。
【参考文献】[1]方肇伦,等.微流控分析芯片[M].科学出版社,2003.37--。