纳米材料的背景意义
纳米材料的背景、意义

纳米知识介绍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。
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。
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。
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图一、纳米材料的基本特性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。
聚多巴胺纳米颗粒颗粒电位

聚多巴胺纳米颗粒颗粒电位1.引言1.1 概述概述部分的内容是对文章的主题进行简单介绍,概括说明研究的背景和目的。
在这篇文章中,概述部分应该简单介绍聚多巴胺纳米颗粒的研究背景和主要目的。
概述内容如下:聚多巴胺纳米颗粒是一种具有广泛应用前景的纳米材料。
随着纳米技术的不断发展,人们对于纳米材料的研究越来越深入,聚多巴胺纳米颗粒作为一种重要的纳米材料,已经引起了广泛的关注。
聚多巴胺纳米颗粒具有许多独特的性质和应用潜力,特别是在生物医学领域。
它们具有良好的生物相容性、可控的形态特征和可调控的表面电位。
这些特性使得聚多巴胺纳米颗粒在药物传输、细胞成像、生物传感等方面有广泛的应用前景。
然而,聚多巴胺纳米颗粒的电位调控机制尚不完全清楚,这限制了它们在生物医学领域的应用。
因此,本文旨在通过研究聚多巴胺纳米颗粒的制备方法和表征手段,探索其电位调控的机制,为进一步发展其在生物医学领域的应用提供理论基础和实验指导。
在接下来的章节中,我们将首先介绍聚多巴胺纳米颗粒的制备方法,包括化学合成和生物合成两种主要途径。
然后,我们将详细介绍聚多巴胺纳米颗粒的表征方法,包括形态特征和物理化学性质的分析手段。
最后,我们将重点探讨聚多巴胺纳米颗粒的电位调控机制以及其在生物医学领域的应用前景。
通过本文的研究,我们希望能够对聚多巴胺纳米颗粒的电位调控机制有更深入的了解,并为其在生物医学领域的应用提供新的思路和方法。
这将对纳米材料的研究和应用产生积极的推动作用,并为解决一系列相关的科学问题提供有益参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述和讨论:第一部分为引言部分,主要对聚多巴胺纳米颗粒颗粒电位的研究背景和意义进行概述。
首先介绍了聚多巴胺纳米颗粒的制备方法和表征技术的发展,然后明确了本文的研究目的和意义。
第二部分为正文部分,主要分为三个小节。
首先,介绍了聚多巴胺纳米颗粒的制备方法,包括常用的化学合成方法、物理法制备以及生物合成方法等;其次,详细探讨了聚多巴胺纳米颗粒的表征技术,包括表面形貌、粒径分布、晶体结构等方面的分析方法;最后,重点探究了聚多巴胺纳米颗粒电位调控的方法和机制,包括表面电位调控、外界电场作用、离子注入等等。
纳米材料应用方案

纳米材料的制备方法
▪ 生物法制备纳米材料
1.利用微生物或植物提取物还原金属离子生成纳米颗粒,环保 可持续,但产率低。 2.通过基因工程改造微生物,提高其生成纳米颗粒的能力,产 率高,但需要基因工程技术。 以上内容仅供参考,具体制备方法需要根据不同的纳米材料和 应用场景进行选择和优化。
纳米材料应用方案
纳米材料简介及研究背景
▪ 纳米材料的制备方法
1.物理法制备纳米材料包括机械研磨法、真空蒸发法等。 2.化学法制备纳米材料包括溶液法、气相法等。 不同的制备方法会对纳米材料的性质和应用产生影响,因此需 要根据具体的应用需求选择合适的制备方法。未来,随着技术 的不断发展,纳米材料的制备方法也会不断更新和改进。
▪ 纳米材料的应用领域
1.纳米材料在能源领域具有广泛的应用,如太阳能电池、燃料 电池等。 2.纳米材料在医药领域可以作为药物载体、生物探针等。 纳米材料由于其独特的性质,被广泛应用于各种领域,对未来 的科技发展和社会进步具有重要的影响。随着技术的不断进步 和应用需求的不断提高,纳米材料的应用领域也会不断扩大和 深化。
▪ 纳米材料研究历史及现状
1.纳米材料的研究起源于20世纪60年代,经过几十年的发展, 已经成为一门独立的学科。 2.目前,全球各国都在加强纳米材料的研究和应用,已经取得 了许多重要的成果。 纳米材料的研究已经取得了很大的进展,但仍有许多领域需要 进一步探索和研究。未来,随着科技的不断进步和应用需求的 不断提高,纳米材料的研究和应用将会更加广泛和深入。
纳米材料应用方案
目录页
Contents Page
1. 纳米材料简介及研究背景 2. 纳米材料的分类及性质 3. 纳米材料的制备方法 4. 纳米材料在各领域的应用 5. 纳米材料的应用案例分享 6. 纳米材料的安全性与风险评估 7. 纳米材料的发展前景与挑战 8. 结论与建议
无定型氢氧化锡纳米片-概述说明以及解释

无定型氢氧化锡纳米片-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述无定型氢氧化锡纳米片(Amorphous Tin Hydroxide Nanosheets,简称ATHN)是一种新型的纳米材料,具有许多独特的性质和潜在应用价值。
作为一种无定型材料,ATHN的晶体结构缺乏长程有序性,具有高度的不规则性和无序性。
这些特征赋予了ATHN独特的物理和化学性质,使其在催化、电化学、能源存储等领域显示出巨大的潜力。
ATHN的制备方法多种多样,可以通过溶剂热法、溶胶-凝胶法、水热法等来合成。
其中,水热法是最常用且简单的合成方法之一。
通过调节反应温度、反应时间和反应物比例等参数,可以实现对ATHN的形貌和性能的调控。
在实验方法部分,我们将详细介绍了制备ATHN的实验方法。
首先,我们选择了水热法作为合成方法,并选取了适当的反应条件。
然后,我们详细描述了实验步骤,包括反应物的配制、反应体系的装配,以及反应温度和时间的控制。
最后,我们对得到的产物进行了表征和分析,包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术。
在结果与分析部分,我们将对实验结果进行详细的分析。
首先,我们将对合成得到的ATHN进行形貌和结构的表征,通过SEM和TEM观察其形貌特征,并使用XRD技术进行晶体结构的分析。
然后,我们将对ATHN 的物理和化学性质进行测试和分析,包括比表面积、孔隙结构、吸附性能和催化性能等。
最后,我们将讨论实验结果的意义和潜在的应用价值。
通过本研究,我们希望能够对无定型氢氧化锡纳米片的制备、性质和应用进行深入的探究,为其在催化、电化学和能源存储等领域的应用提供理论和实验基础。
同时,我们也希望通过这项研究的展望,引发更多科学家和工程师的兴趣,进一步推动无定型纳米材料的研究和开发。
文章结构部分的内容应该包括各个章节的简要介绍和主要内容概述。
具体来说,可以编写如下内容:文章结构:本文分为引言、正文和结论三个部分。
纳米技术产生背景

纳米技术产生背景
三、五年前,除了为数不多的科技工作者和极少数企业之外,纳米、纳米科技和纳米材料这些名词还鲜为人知,然而,时至今日,通过各种媒体的多方介绍,特别是股市的热炒,纳米、纳米科技、纳米材料已逐渐为寻常百姓茶余饭后的谈资。
比如:山东济南的“小鸭纳米洗衣机”,青岛“双星纳米鞋”以及“美菱纳米电冰箱”和“纳米衬衣”等一些纳米材料产品越来越多走进了我们的生活。
纳米科技被称为21世纪人类继电脑互连网,生物基因之后的第三大高新科学技术,百姓、企业政府都非常关注。
我国著名的科学家钱学森说:“纳米科技是二十一世纪科学发展的重点,——会是一次技术革命,还会是一次产业革命。
”纳米技术将会彻底改变我们人类的生活方式以及思维方式。
因此当今世界从太平洋到大西洋,从欧洲到日本,从美国到中国,很多国家都在投入巨资逐鹿纳米战场,抢占纳米技术高地。
那到底什么是纳米?什么是纳米技术呢?纳米是物理学上的一个长度计量单位,它跟米、毫米和公里等的含义没有两样。
它是英文“Nanometer”的中译名“纳诺米特”的简称,英文中的前缀“Nano”是十亿分之一的意思。
1纳米(nm)=1/1000微米(um)=1/1000,000毫米(mm)=1/10亿米(m)。
1纳米相当于人头发丝直径的万分之一,把一个纳米放到一个乒乓球上相当于把一个乒乓球放到地球上比例是一样的,纳米尺度如此之微小,在1982年之前整个人类没能够发现它,直到1982年美国一位科学家叫罗雷尔博士发明了扫描隧道显微镜,人类才看到了纳米世界。
从那以后世界便诞生了一门科学,这门科学就是纳米科技。
(罗雷尔博士也由此获得了1986年诺贝尔物理奖)。
2024年纳米纤维素市场环境分析

2024年纳米纤维素市场环境分析一、市场背景纳米纤维素是一种新型的纳米材料,具有高强度、高韧性、环境友好等特点,被广泛应用于纺织、医疗、电子、能源等领域。
本文将围绕纳米纤维素市场的环境进行分析,以了解市场的动态变化和发展趋势。
二、市场规模纳米纤维素市场的规模逐年增长。
随着纳米技术的不断发展和应用领域的扩大,纳米纤维素的需求不断增加。
根据市场研究机构的报告,预计2025年全球纳米纤维素市场规模将达到XX亿美元,年复合增长率为XX%。
三、市场驱动因素1.环保意识增强:纳米纤维素是一种环保材料,在替代传统纤维素材料的同时,减少了对环境的污染,受到越来越多企业和消费者的青睐。
2.应用领域扩大:纳米纤维素在纺织、医疗、电子、能源等领域具有广泛应用前景,随着相关技术的不断突破,新的应用领域不断涌现。
3.政策支持:一些国家和地区出台了相关政策,鼓励纳米纤维素的研发和应用,为市场发展提供了良好的政策环境。
1.技术难题:纳米纤维素的制备技术和加工工艺还存在一些难题,例如纳米纤维素的制备成本较高、加工过程中易出现材料损伤等问题,限制了产业的发展。
2.市场竞争:随着市场规模的扩大,纳米纤维素相关企业的竞争也日益激烈。
一些知名企业通过自身优势和技术积累,占据了市场份额,给其他企业带来了一定的竞争压力。
3.安全性问题:纳米纤维素的安全性引起了广泛关注。
虽然纳米纤维素是一种环保材料,但其与人体长期接触可能带来潜在风险,需要加强安全性评估和监管。
五、市场机遇1.新兴应用:纳米纤维素在柔性电子、生物医药等新兴领域具有巨大潜力。
随着相关技术的不断突破和应用研究的深入,市场前景广阔。
2.技术创新:纳米纤维素制备技术和加工工艺的不断创新,推动了产品性能的提升和成本的降低,为市场发展带来了新的机遇。
3.国际合作:纳米纤维素产业链上游原材料的供应和下游产品的市场开拓需要国际合作。
加强国际间的交流合作,可以扩大市场规模,促进产业发展。
1.多元化发展:纳米纤维素市场需求多样化,未来将逐步发展出多种产品和应用,提供更多个性化和定制化的解决方案。
纳米材料与纳米团簇

1990年美国国际商业机 器公司(IBM)的艾格 勒在镍金属(110)表面 用35个氙原子排出 “IBM”字样。
1993年中国科学院北京 真空物理实验室操纵原 子写出“中国”二字。
1991年,日本科学家饭 岛澄男发现碳纳米管, 它的质量只有同体积钢 的1/6,强度却是钢的 100倍。用碳纳米管做 绳索,是唯一可以从月 球上挂到地球表面,而 不被自身重量所拉断的 绳索 。
界面效应
纳米材料具有非常大的界面。界面的原子 排列是相当混乱的,原子在外力变形的条 件下很容易迁移,因此表现出很好的韧性 与一定的延展性,使材料具有新奇的界面 效应。
界面效应
纳米铁材料,可以制成高强度、高韧性的 特殊钢材,强度提高12倍,硬度提高2~3 个数量级。屈服强度和抗拉强度分别超过 1200 MPa和1400 MPa。
5、 用于制造微型武器。利用纳米技术可以
把传感器、电动机和数字智能装备集中在一 块芯片上,制造出几厘米甚至更小的微型装 置。在未来战场上,将出现能像士兵那样执 行军事任务的超微型智能武器装备。据报道, 美国研制的小型智能机器人,大的像鞋盒子 那么大,小的如硬币,它们会爬行、跳跃甚 至可飞过雷区、穿过沙漠或海滩,为部队或 数千公里外的总部收集信息。微型机电武器 还可用于敌我识别、探测核污染和化学毒剂、 无人侦察机等。
5、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,还能用纳米技术识别化学和 生物传感器材料。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。
纳米材料对重金属污染的治理效果研究

纳米材料对重金属污染的治理效果研究第一章研究背景与意义随着城市化进程的加速,人类活动对环境产生的影响日益明显。
重金属污染是当前严重的环境问题之一,不仅直接危害人体健康,还可能对生态系统造成不可逆转的破坏。
因此,寻找一种高效、低成本的重金属污染治理方法具有重要意义。
近年来,纳米材料引起了人们的广泛关注。
纳米材料的特有性质使其在环境污染治理领域有着广泛的应用前景。
研究纳米材料对重金属污染的治理效果,有助于探索一种新的治理手段,提高环境治理的效率。
第二章纳米材料的重金属污染治理机理纳米材料治理重金属污染的机理主要包括三个方面:化学吸附、表面催化和离子交换。
化学吸附是指纳米材料表面与重金属之间发生吸附反应。
由于纳米材料的比表面积很大,因此纳米材料表面上的吸附位点较多,有着较高的吸附能力。
此外,纳米材料还可以与溶液中的重金属形成复合物,从而促进重金属的吸附。
表面催化是指纳米材料表面催化剂的活性,通过催化氧化、还原等反应来处理重金属污染物。
纳米材料表面的催化活性中心数目较多,因此具有较高的催化反应活性。
离子交换是指纳米材料表面的正电荷与重金属的负离子之间发生交换反应。
由于纳米材料表面的正电荷很多,可以有效地交换重金属中的阴离子,从而达到治理重金属污染的效果。
第三章纳米材料的种类及其治理效果研究目前,纳米材料种类繁多,应用于治理重金属污染的纳米材料也具有多样性。
以下列举几种常见的纳米材料及其治理效果研究。
1. 碳纳米管碳纳米管具有优异的导电性能和化学稳定性,且表面具有很多活性位点。
因此,碳纳米管可以用于治理重金属污染。
研究表明,碳纳米管对汞、铬、铜等重金属的吸附效率较高,吸附速度也较快。
在液态培养过程中,碳纳米管能够通过表面缺陷增加表面催化活性,以氧化铅、铜等重金属离子。
2. 纳米铁纳米铁具有较高的催化活性和吸附性能。
研究表明,纳米铁对镉、汞、铅等重金属离子具有较高的吸附能力,同时也可以通过表面催化将重金属离子还原为无害物质。
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纳米知识介绍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。
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。
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。
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图一、纳米材料的基本特性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。
4、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。
纳米结构以纳米尺度的物质单元为基础,按一定规律构筑或营造的新体系。
它不仅具有纳米物质单元的性能,还存在由结构组合而产生的新的特性。
Gleiter认为纳米材料是其晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组合,纳米材料具有大量界面,晶界原子达15%一50%。
可以利用TEM、X射线、中子衍射和一些其它方法来表征纳米材料及其结构。
对于纳米材料晶界的结构有三种不同的理论:(1) Gleiter的完全无序说。
[3]这种假说认为纳米晶粒间界具有较为开放的结构,原子排列具有随机性,原子间距较大,原子密度低,既无长程有序,又无短程有序。
(2)Seagel的有序说。
[4]有序说认为晶粒间界处含有短程有序的结构单元,晶粒间界处原子保持一定的有序度,通过阶梯式移动实现局部能量的最低状态;(3)叶恒强、吴希俊的有序无序说。
[5]该理论认为纳米材料晶界结构受晶粒取向和外场作用等一些因素的限制,在有序和无序之间变化。
二、纳米材料的主要应用借助于纳米材料的各种特殊性质,科学家们在各个研究领域都取得了性的突破,这同时也促进了纳米材料应用的越来越广泛化。
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0.1%~0.5%的纳米镍粉后,烧结成形温度可降低到1 200℃~1 311℃。
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,得到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,从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。
细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”,细胞就象一个个“纳米车间”,植物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。
遗传基因序列的自组装排列做到了原子级的结构精确,神经系统的信息传递和反馈等都是纳米科技的完美典范。
生物合成和生物过程已成为启发和制造新的纳米结构的源泉,研究人员正效法生物特性来实现技术上的纳米级控制和操纵。
纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小,这就为医学研究提供了新的契机。
目前已得到较好应用的实例有:利用纳米SiO2微粒实现细胞分离的技术,纳米微粒,特别是纳米金(Au)粒子的细胞内部染色,表面包覆磁性纳米微粒的新型药物或抗体进行局部定向治疗等。
正在研制的生物芯片包括细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片)等,都具有集成、并行和快速检测的优点,已成为纳米生物工程的前沿科技。
将直接应用于临床诊断,药物开发和人类遗传诊断。
植入人体后可使人们随时随地都可享受医疗,而且可在动态检测中发现疾病的先兆信息,使早期诊断和预防成为可能。
纳米生物材料也可以分为两类,一类是适合于生物体内的纳米材料,如各式纳米传感器,用于疾病的早期诊断、监测和治疗。
各式纳米机械系统可以快速地辨别病区所在,并定向地将药物注入病区而不伤害正常的组织或清除心脑血管中的血栓、脂肪沉积物,甚至可以用其吞噬病毒,杀死癌细胞。
另一类是利用生物分子的活性而研制的纳米材料,它们可以不被用于生物体,而被用于其它纳米技术或微制造。
3、纳米生物计算机开发生物计算机的主要原材料之一是生物工程技术产生的蛋白质分子,并以此作为生物芯片。
在这种芯片中,信息以波的形式传播,其运算速度要比当今最新一代计算机快10倍以至几万倍,能量消耗仅相当于普通计算机的几亿分之一,存贮信息的空间仅占百亿分之一。
由于蛋白质分子能自我组合,再生新的微型电路,从而使得生物计算机具有生物体的一些特点,如能发挥生物本身的调节机能、自动修复芯片上发生的故障,还能使其模仿人脑的机制等。
世界上第一台生物计算机是由美国于1994年11月首次研制成功的。
科学家们预言,实用的生物分子计算机将于今后几年问世,它将对未来世界产生重大影响。
制造这类计算机离不开纳米技术。
生物纳米计算机和纳米机器人的结合体则是另一类更高层次上的可以进行人机对话的装置,它一旦研制成功,有可能在1秒钟完成数十亿次操作,届时人类的劳动方式将产生彻底的变革。
目前纳米科学技术正处在重大突破的前夜,它已取得一系列成果,使全世界为之震动,并引起关心未来发展的全世界科学家的思索。
人们正注视着纳米科学技术领域不断涌现出的奇异现象和新进展,这一领域前景十分诱人。
它与其它学科相互渗透和交叉,可以形成许多新的学科或学科群,其有关发展将对经济建设、国防实力、科技发展乃至整个社会文明进步产生巨大影4、新的国防科技革命纳米技术将对国防军事领域带来革命性的影响。
例如:纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时联系;对化学、生物、核武器的纳米探测系统;新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力;由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务;纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗,按不同轨道组成卫星网,监视地球上的每一个角落,使战场更加透明。
而纳米材料在隐身技术上的应用尤其引人注目。
在雷达隐身技术中,超高频(SHF,GHz)段电磁波吸波材料的制备是关键。
纳米材料正被作为新一代隐身材料加以研制。
由于纳米材料的界面组元所占比例大,纳米颗粒表面原子比例高,不饱和键和悬挂键增多。
大量悬挂键的存在使界面极化,吸收频带展宽。