纳米是怎样一种物质?
什么是纳米?
纳米是尺寸或大小的度量单位.是一米的十亿分之一(千米→米→厘米→毫米→微米→纳米). 4倍原子大小.万分之一头发粗细.纳米技术是是指制造体积不超过数百个纳米的物体.其宽度相当于几十个原子聚集在一起.
纳米科技及其研究内容
纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内.原子.分子和其它类型物质的运动和变化的学问,同时在这一尺度范围内对原子.分子进行操纵和加工又被称为纳米技术. 用扫描隧道显微镜的针尖将 原子一个个地排列成汉字. 汉字的大小只有几个纳米.纳米科技的研究内容包括: 创造和制备优异性能的纳米材料.设计.制备各种纳米器件和装置.探测和分析纳米区域的性质和现象 .
纳米科技研究目标和可能的应用
材料和制备:更轻.更强和可设计,长寿命和低维修费,以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料,生物材料和仿生材料,材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复,
微电子和计算机技术:2010年实现线条为100nm的芯片.纳米技术的目标为:纳米结构的微处理器.效率提高一百万倍,10倍带宽的高频网络系统,兆兆比特的存储器(提高1000倍),集成纳米传感器系统,
医学与健康 快速.高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术,用药的新方法和药物'导弹'技术,耐用的人体友好的人工组织和器官,复明和复聪器件,疾病早期诊断的纳米传感器系统
航天和航空 低能耗.抗辐照.高性能计算机,微型航天器用纳米测试.控制和电子设备,抗热障.耐磨损的纳米结构涂层材料
环境和能源 发展绿色能源和环境处理技术.减少污染和恢复被破坏的环境, 孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体,MCM-41有序纳孔材料(孔径10-100nm)用来祛除污物,纳米颗粒修饰的高分子材料
生物技术和农业 在纳米尺度上.按照预定的大小.对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质.核糖.核酸等.在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能..生物仿生化学药品和生物可降解材料.动植物的基因改善和治疗.测定DNA的基因芯片等.
纳米技术的应用的例子
纳米技术在生活中的应用体现在衣食住行。
1、衣
在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布虽然结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。
2、食
利用纳米材料,冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末,可以使废水彻底变清水,完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全,还有益健康。
3、住
纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料,还可以吸收对人体有害的紫外线。
4、行
纳米材料可以提高和改进交通工具的能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。
纳米材料是80年代中期发展起来的新型材料,它比负氧离子先进50年。由于纳米微粒(1-100nm)的独特结构状态,使其产生了小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等,从而使纳米材料表现出光、电、热、磁、吸收、反、吸附、催化以及生物活等特殊功能。
纳米材料具有许多独特功能,而且用量少,但却赋予材料意想不到的高能,附加值甚高。纳米复合高分子材料、纳米抗菌、保鲜、除臭材料等等,由于纳米材料的尺寸小,比血液中的红血球小一千多倍,比细菌小几十倍,气体通过其扩散的速度比常规材料快几千倍。纳米颗粒与生物膜的化物作用很强,极易进入内。