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纳米技术材料有哪些?

促天科技 2024-10-15 03:09 0 0条评论

一、纳米技术材料有哪些?

纳米技术是指在0.1-100纳米的尺度范围内,研究物质的组成、结构、性质和应用的技术。纳米技术材料主要有:

 

- 纳米颗粒:粒径小于100纳米的固体颗粒,具有特殊的物理、化学性质。

- 纳米膜:由纳米颗粒组成的薄膜,具有高强度、高韧性、高透明度等特点。

- 纳米管:由纳米颗粒组成的中空管状结构,具有高强度、高韧性、高导电性等特点。

- 纳米线:由纳米颗粒组成的细线状结构,具有高强度、高韧性、高导电性等特点。

- 纳米涂层:由纳米颗粒组成的涂层,具有耐磨、耐腐蚀、耐高温等特点。

- 纳米传感器:由纳米颗粒组成的传感器,具有高灵敏度、高精度、高稳定性等特点。

- 纳米药物:由纳米颗粒组成的药物,具有靶向性强、疗效好、副作用小的特点。

- 纳米能源:由纳米颗粒组成的能源材料,具有高能量密度、高效率、低成本等特点。

 

二、纳米材料和纳米技术的用途有哪些呢?

纳米材料的特点:

当粒子的尺寸减小到纳米量级,将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说:被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉,其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理,可以通过控制晶粒尺寸来得到不同能隙的硫化镉,这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新的用途。

我们知道物质的种类是有限的,微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的,但通过控制制备条件,可以得到带隙和发光性质不同的材料。也就是说,通过纳米技术得到了全新的材料。

纳米颗粒往往具有很大的比表面积,每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千平方米,这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂,在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。对纳米体材料,我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。

“更轻”是指借助于纳米材料和技术,我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件,减小器件的体积,使其更轻盈。第一台计算机需要三间房子来存放,正是借助与微米级的半导体制造技术,才实现了其小型化,并普及了计算机。

无论从能量和资源利用来看,这种“小型化”的效益都是十分惊人的。“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等),对纳米陶瓷来说,纳米化可望解决陶瓷的脆性问题,并可能表现出与金属等材料类似的塑性。

纳米材料的用途:

纳米材料的应用前景是十分广阔的,如:纳米电子器件,医学和健康,航天、航空和空间探索,环境、资源和能量,生物技术等。我们知道基因DNA具有双螺旋结构,这种双螺旋结构的直径约为几十纳米。

用合成的晶粒尺寸仅为几纳米的发光半导体晶粒,选择性的吸附或作用在不同的碱基对上,可以“照亮”DNA的结构,有点像黑暗中挂满了灯笼的宝塔,借助与发光的“灯笼”,我们不仅可以识别灯塔的外型,还可识别灯塔的结构。

简而言之,这些纳米晶粒,在DNA分子上贴上了标签。 目前,我们应当避免纳米的庸俗化。尽管有科学工作者一直在研究纳米材料的应用问题,但很多技术仍难以直接造福于人类。2001年以来,国内也有一些纳米企业和纳米产品,如“纳米冰箱”,“纳米洗衣机”。

这些产品中用到了一些“纳米粉体”,但冰箱和洗衣机的核心作用任何传统产品相同,“纳米粉体”赋予了它们一些新的功能,但并不是这类产品的核心技术。

因此,这类产品并不能称为真正的“纳米产品”,是商家的销售手段和新卖点。现阶段纳米材料的应用主要集中在纳米粉体方面,属于纳米材料的起步阶段,应该指出这不过是纳米材料应用的初级阶段,可以说这并不是纳米材料的核心,更不能将“纳米粉体的应用”等同与纳米材料。

三、纳米材料或纳米技术在日常生活中有哪些危害?

纳米材料对人体的毒害作用目前学术界尚无定论,当然,如果材料本身有毒,那肯定是有危害的,如果材料没有毒性,那么它对人体有无害处呢,这个学术界尚未形成统一的认识,但是有几点需要注意,第一个是纳米材料尺寸较小,一定要防止进入呼吸系统,否则很可能对呼吸系统造成损伤,其次,纳米材料尺度较小,表面能较大,活性比大块的材料高,因此接触过程中尽可能用手套等措施对自身进行防护;

四、什么是纳米材料和纳米技术?

纳米材料是指在三维空间 中至少有一维处于 纳米 尺寸(1-100 nm)或由它们作为 基本单元 构成的材料,这大约相当于10~1000个 原子 紧密排列在一起的尺度。

纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。如果把纳米技术定位为微加工技术的极限,这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。

五、纳米技术有哪些?

1、机器人:根据分子生物学原理,以纳米机器人为原型进行设计和制造,使其能够在纳米空间中工作。它们也被称为分子机器人。纳米机器人的研究与开发已成为当今科技领域的一个热点。

2、防水材料:2014年8月4日,澳大利亚用新发明的面料制作了一件开创性的T恤。无论人们如何浸泡,T恤都能保持良好的防水性能。

3、纳米肥皂:利用纳米技术制造的肥皂可以充分溶解于液体,可以有效分解衣服污渍,洗衣更靓丽。

4、纳米手术刀:纳米手术刀的特点就是小,可以减小创伤面积,减少出血风险。

5、涂料:德国一研究所以纳米硅基陶瓷制成的特种不污染耐磨透明涂料,涂在玻璃、塑料等物体上,具有防污、防尘、耐刮、耐磨、防火等功能。

六、有哪些纳米技术?

纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。

用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。

利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料。

七、纳米技术有哪些名称?

纳米技术的名称有纳米技术、 癌细胞病灶 、缓释技术 、光学显微镜 、纳米涂层 、碳纳米管 、纳米吸波材料 、探测雷达、 纳米检测技术

八、纳米技术有哪些作用?

纳米技术的本质作用就是直接du以原子或分子来构造具有特定功能的产品。即通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构。

纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。

用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料。

知识扩展:

纳米(nm),是nanometer的译名,即为毫微米,是长度的度量单位,国际单位制符号为nm。1纳米=10的负9次方米,长度单位如同厘米、分米和米一样,是长度的度量单位。1纳米相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小的多。国际通用名称为nanometer,简写nm。

十多年来,中国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前,我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家,充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 对于固体粉末或纤维,当其有一维尺寸小于100nm,即达到纳米尺寸,即可称为所谓纳米材料,对于理想球状颗粒,当比表面积大于60㎡/g时,其直径将小于100nm,达到纳米尺寸。

九、现代纳米技术有哪些?

纳米技术的应用如下:

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性可提高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性能指标,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、工作寿命和可靠性,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。

纳米技术的三种概念:

1、1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术,根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构,这种概念的纳米技术还未取得重大进展。

2、纳米技术定位为微加工技术的极限,种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限,现有技术即使发展下去,从理论上讲终将会达到限度,如果把电路的线幅逐渐变小,将使构成电路的绝缘膜变得极薄,这样将破坏绝缘效果,为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。

3、从生物的角度出发而提出的,本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构,DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发,成为纳米生物技术的重要内容。

十、纳米技术产品有哪些?

机器人

纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”,也称分子机器人;而纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点。

雨衣伞

纳米雨衣伞是雨伞与雨衣的结合体,纳米雨伞收伞有三折伞和直杆伞的收伞形态(简单说,收伞时有长短两种选择)。纳米雨衣可由纳米雨伞转变而成,纳米雨衣又不同于一般的雨衣,因为纳米雨衣可以保证从头到脚绝对不湿。因为纳米材料,所以这雨伞可以一甩即干,雨伞转变为雨衣后,这雨衣也只需穿着时轻轻一跳也即可全干。