一、人类身边还有什么纳米技术
人类身边还有什么纳米技术
纳米技术是21世纪最具潜力和前景的领域之一,已经在许多领域取得了突破性进展,包括医疗、材料、能源等。人们往往对纳米技术的应用领域有所了解,但很多时候并没有意识到,纳米技术其实早已渗透到我们生活的方方面面。
在医疗领域,纳米技术被广泛应用于药物传递系统、诊断技术、治疗方法等方面。例如,纳米颗粒可以被设计成具有特定的形状和性质,用于精准输送药物到靶位。这种靶向性的药物传递系统大大提高了治疗效果,减少了药物对健康细胞的伤害。同时,纳米技术还可以用于制备更灵敏的诊断技术,帮助医生更早地发现疾病。
在材料领域,纳米技术的应用也是无处不在。纳米材料具有较大比表面积和优良的力学性能,被广泛应用于涂料、塑料、陶瓷等材料的加工中。此外,纳米技术还可以改善材料的导电性、光学性能,为电子产业、光电子产业带来革命性的变革。
纳米技术在能源领域的应用
能源是人类社会发展的基础,而纳米技术在能源领域的应用也是屡见不鲜。例如,纳米材料可以被用于制备高效的太阳能电池,提高光电转换效率。此外,纳米技术还可以被应用于储能领域,设计更轻、更安全、更高效的电池。这些创新不仅有助于节约能源资源,还可以降低环境污染。
除了医疗、材料、能源领域,纳米技术还在环境保护、食品安全、信息技术等领域展现出了巨大的应用潜力。例如,纳米材料可以被用于净化水源、治理污染,提高环境质量。在食品安全领域,纳米技术可以被用于开发更安全、更健康的食品添加剂。在信息技术领域,纳米技术的应用也在不断拓展,为人们的生活提供更便利、更高效的解决方案。
纳米技术的发展前景
纳米技术的发展前景令人振奋,它不仅可以推动传统产业的升级转型,还可以为各行各业带来全新的发展机遇。然而,面对纳米技术的快速发展,我们也需要深入思考其带来的挑战和风险。
首先,纳米技术的安全性是我们需要重点关注的问题。纳米材料的微观结构和性质可能导致一些未知的风险,因此需要加强对纳米技术的安全评估和监管。其次,纳米技术的伦理道德问题也需要引起重视,我们需要确保纳米技术的应用符合伦理原则,不会损害人类健康和环境。
另外,纳米技术的产业化和商业化也是一个重要议题。如何促进纳米技术的产业化,加强产学研用结合,推动纳米技术的商业化进程,是当前亟需解决的问题。只有充分发挥纳米技术的优势,将其转化为实际生产力,才能实现纳米技术的可持续发展。
结语
总的来说,纳米技术作为一项前沿科技,在人类社会的发展中发挥着越来越重要的作用。人类身边的纳米技术正在不断创新和进步,为我们的生活带来更多便利和可能性。希望未来,纳米技术可以更好地服务于人类社会,促进社会的可持续发展和进步。
二、身边的纳米技术简单例子?
1. 防晒霜:许多防晒霜含有纳米级的氧化锌或二氧化钛颗粒,这些颗粒可以反射、散射紫外线,保护皮肤免受紫外线伤害。
2. 喷墨打印机:喷墨打印机的墨盒中,墨水中的纳米级颜料颗粒可以实现精细的打印效果。
3. 抗菌塑料:一些塑料产品,如牙刷、水壶等,在生产过程中添加了纳米级的银颗粒,具有抗菌作用,可以抑制细菌生长。
4. 纳米涂料:一些涂料中添加了纳米级的金属氧化物颗粒,可以提高涂料的耐候性、耐腐蚀性,延长建筑物的使用寿命。
5. 纳米纤维:一些服装、鞋子等产品采用纳米纤维材料,具有轻便、透气、保暖等特性。
6. 纳米陶瓷刀具:纳米级的陶瓷颗粒用于制作刀具,具有硬度高、耐磨性强、不易生锈的特点。
7. 纳米滤水器:一些滤水器采用纳米级的过滤材料,可以去除水中的杂质、细菌、病毒等有害物质,提高水质。
8. 纳米电子器件:如纳米级的晶体管、传感器等,可以实现更高的集成度、更快的运算速度、更低的能耗。
三、身边有哪些纳米技术?
身边有许多纳米技术。因为纳米技术已经应用于许多领域,例如医疗、能源、电子、材料等等,因此在我们的日常生活中已经有很多应用了纳米技术的产品和技术。例如,我们常用的智能手机、平板电脑和电视屏幕采用的都是纳米级的材料和技术;许多药物也采用纳米粒子载体技术,提高药物的效率和吸收率;一些化妆品中也包含了纳米颗粒等,增加了产品的附加值等等。此外,在科学界,纳米技术还在不断创新和发展中,未来将有更多的纳米技术应用于我们的生活中。
四、人类身边的暗物质?
138亿年前,在一场大爆炸中,宇宙诞生了。最开始出现的是高能光子,零点几秒钟之后,质子诞生了,又过了一瞬间,质子的兄弟中子诞生了。中子诞生以后,中子和质子的比例就固定下来了,永远被固定在1:7。而且中子是一个很短命的家伙,单独存在时,寿命只有十几分钟。而他的兄弟质子,寿命要长得多,比宇宙的年龄还要长。
这就是科学所描述的,宇宙最初的物质。宇宙在大爆炸的过程中不断的膨胀,整个宇宙在不断的冷却。
原本是一个大火球的宇宙随着时间推移不断的冷却,三千万年后宇宙已经冷却到了零下160度。
这个时候宇宙之间一片的漆黑。氢原子以及氢原子的同位素,分布在整个宇宙空间。由于分布不是很均匀,所以氢原子开始聚集,形成最原始的巨大的星云团。
这些氢气团的密度越来越高,中心的压力越来越大。宇宙诞生以后2亿年,核聚变之火被点燃了,第1代恒星诞生。在黑暗了将近2亿年之后,宇宙中出现第一缕光。
最初的恒星,大多都是大质量的蓝巨星和蓝超巨星。它们燃烧的速度很快,几百万年就game over了,然后就在一个超新星的大爆炸中,化为灰烬。在它们的灰烬中诞生了第2代恒星以及行星。它们的遗体转变为白矮星,中子星或者是黑洞。
这些天体在引力的作用下慢慢的聚集,彼此拉近距离,最后成千上万颗搞在一起,演化成星系。
这就是广义相对论和量子力学描述的天体演化和星系诞生的理论。根据已有的科学理论,宇宙中间除了上面说的那些东西以外,再没有其他的东西了。
但是人们后来发现,星系中星星运动速度不太对劲,飞得也太快了点,必须有额外引力拉住,否则就飞走了。
》是谁提供了额外的引力?
根据天文学家们对恒星运动轨迹的长期观测,可以测得,恒星绕星系中心运动的线速度和角速度。
澳大利亚天文台2003年到2013年,对银河系恒星运动进行了长期的巡天观测,一共观测了超过20万颗星星,计算出的太阳围绕银河系中心的线速度是240公里每秒。
银河系的恒星、白矮星、中子星、黑洞,以及星云和星际尘埃,只能维系太阳以80公里每秒的速度运行。换句话说,太阳运行速度如此之高,如果没有其他的引力额外维系的话,老早被甩出银河系了。
人类对其他星系观测结果,绝大多数星系的旋转速度,远远超过可见物质引力对星系的维持能力。如果没有其他额外的引力,几乎所有的星系都会解体。
》对提供这种额外引力的神秘质量,科学家们起了一个名字:暗物质。
根据计算,银河系中的暗物质占到整个星系质量的85%。而且研究发现,几乎所有的星系,暗物质所占的比例,都在80%左右,偶然发现有按物质含量很少,甚至没有的星系。
宇宙的浩瀚与辽阔,不仅大到我们几乎无法想象,而且宇宙扩张的速度,连光都追不上。我们总以为真理在遥远的天边。
》其实,也许真理就在我们身边,就如同暗物质就在身边,只是我们视而不见。
暗物质弥散在银河系中,也弥散在我们生活的空间中。因为它是均匀分布的,在它均匀分布的范围内,对引力等势线不会造成扭曲。因此,对太阳系内行星的运动规律不会造成任何影响。这就是我们通过小范围局部观察,无法知道暗物质存在的缘由。
人类对世界的观测总是被周围的环境所困扰,就像我们被银河系的银盘所阻挡,只能从垂直于银盘的方向观察宇宙。
》不识庐山真面目,只缘身在此山中!暗物质是什么?不知道!
唯一知道的是,除了参与引力作用以外,暗物质不参与任何其他作用。
而且根据目前的天文观测,暗物质在构成整个宇宙的结构中起着决定性的作用。所有的恒星星系以及星系桥,都有暗物质搭建,而恒星组成的星系,就如同吸满了水的海绵,沉浸在“暗物质汤”里。
这就是所谓的大尺度丝状结构!
在暗物质不存在的地方,是直径达几亿光年的宇宙空洞。那里面如同宇宙中的沙漠,只有极少数的流浪恒星跟星系。
可见物质,只占整个宇宙引力质量的17%左右,其余83%都是暗物质。
根据广义相对论,引力质量和惯性质量是严格相等的。但是目前暗物质只表现出了引力质量,而没有表现出惯性质量。所以暗物质是用什么组成的,人类科学一直无法解释。
》暗物质的发现,是广义相对论和量子力学,以及其他所有物理理论,都没有预言的一种现象。暗物质只在暗中观察,拒绝现出真身。
只能说暗物质是一种“引力黑客”,躲在暗处,控制着宇宙。
人类自从发展出文明以后,就开始对宇宙不断的进行探索。当我们的望远镜指向遥远的太空的时候,我们的身边都还充满着谜团。生命是如何诞生的?到底是什么因素,让有机分子组成的团块跨进了生命的门槛,人类还一无所知。这其中,到底暗物质有没有起作用,是一个值得深刻研究的话题。
当文明遇到瓶颈的时候,需要像爱因斯坦那样的科学家出现,给人类指明道路。
五、纳米技术就在我们身边的资料?
纳米技术是一种应用在物质和材料领域的技术,通过对物质和材料进行精细控制,使其具有特殊的物理、化学和生物特性。纳米技术已经在许多领域得到广泛应用,如生物医学、电子信息、新能源、环境保护等。在我们的日常生活中,许多常见的产品都包含了纳米技术,如智能手机、电视、汽车、化妆品等。
此外,纳米技术也被广泛应用于医疗领域,例如制造纳米药物、纳米探针、纳米生物芯片等,为医学诊断和治疗提供了新的可能性。纳米技术是未来科技的重要方向,其应用领域和前景非常广阔。
六、纳米技术在我们身边的哪里?
纳米技术已经渗透到我们日常生活的各个方面。例如,衣服和床单上的纳米材料可以防止细菌滋生;手机屏幕上的纳米涂层可以防指纹污染;纳米颗粒可以用于医学成像和药物传递;纳米电池可以大幅提升电池续航能力。此外,纳米技术的应用还包括食品包装和氨氮净化等环保领域。尽管纳米技术在我们身边的应用越来越广泛,但对其安全性和环境影响也需要加强研究和评估。
七、我们身边的纳米技术有哪些?
洗衣机内部残留的剩水或潮湿的环境极易成为细菌滋生的温床,对下一次洗衣造成污染,且用户无法自行拆卸进行清洗。而利用纳米材料的性能,将抗菌材料加入其中,能有效抑制细菌滋生,即使长时间使用,也能保持"净水"的洗涤状态。
彩电等家电一般都是黑色,被称为黑色家电,这是因材料中需加入碳黑进行静电屏蔽。而利用纳米技术,人们己研制出可静电屏蔽的纳米涂料,通过控制纳米微粒的种类,人们可进而控制涂料颜色,黑色家电将变成彩色家电。
轮胎通常也是黑的,但运用纳米材料生产的轮胎不仅色彩鲜艳,性能上也大大提高,轮胎侧面胶的抗折性能由10万次提高到50万次。
八、纳米技术就在我们身边的理解?
5年前,中国科学院推出了“变革性纳米产业制造技术聚焦”战略性先导科技专项(以下简称纳米专项),支持科学家将实验室小试技术推向中试,让更多的纳米科技成果走向实际应用。如今该专项已取得显著成效。日前,中科院宣布,经过5年协同攻关,纳米专项形成了一系列纳米核心技术创新,其中有不少技术已成功应用于健康诊疗、饮用水处理以及绿色印刷等与百姓生活密切相关的领域。
可用于健康诊疗
在癌症的早期检测、预后判断和靶向治疗伴随诊断方面,纳米专项研发的“肿瘤捕手”技术灵敏度高
纳米的名称起源于希腊语,意思是“矮小的”。实际上,纳米和我们所熟悉的米、毫米和微米一样都是长度计量单位。
“1纳米等于10的负9次方米,也就是1米的十亿分之一,比单个细菌的长度还要小,肉眼是看不见的”,纳米专项首席科学家王琛研究员说,“纳米本身仅是计量长度而已,真正有价值的是纳米科技,它是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一门科学技术。”
研究这么小尺寸的材料用来做什么呢?
王琛进一步解释说:“其实,许多生命体中存在特殊的微米—纳米结构,这样排布的结构会产生许多优异的性能,我们可以利用这种优异性便利我们的生活。”
纳米科技作为上世纪末开始兴起的新兴学科,在我国得到高度重视。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中,就将纳米科技作为我国“有望实现跨越式发展的领域之一”。中科院重大科技任务局副局长齐涛说:“可以说,在纳米科技领域,我国是与国外同步布局的。”
得益于国家的高度重视和大力投入,纳米科技在我国的发展不断加速。一项数据表明,1997年,与纳米相关的SCI(科学引文索引)论文中,只有6%涉及我国作者,但从2011年开始,我国相关作者数量已居世界首位。与此同时,纳米科技也逐渐开始渗透到人们生活的诸多方面,并发挥着越来越大的作用。
1996年,科研人员在实验中发现,DNA修饰的金纳米颗粒溶液可以根据温度的变化在蓝红两种颜色之间转换,从此开始了新一代医学诊断、治疗技术的研究。
此后的研究结果进一步表明,纳米科技在重大疾病的诊断和治疗方面显示出很多优势,应用开发潜力巨大。例如,纳米科技可以用来做微量标志物的检测,使疾病能获得早期诊断;研发的纳米材料可以对疾病进行靶向治疗,让医学诊断和治疗向更精准的方向前进等。
在体外诊断方面,纳米专项成功研发出了多项体外诊断关键技术。其中,纳米微流控免疫芯片体外诊断技术将纳米技术与微流控技术相结合,可用于对多项指标进行联合检测,目前有多款产品获得了国家医疗器械注册证书。
国家纳米科学中心高级工程师沈海滢介绍说:“这项技术中的炎症纳米微流控免疫检测芯片,能够快速区分细菌性感染和病毒性感染,判断感染所处的阶段,为科学、有效使用抗生素提供依据,可以在很大程度上避免抗生素滥用。”
在癌症的早期检测、预后判断和靶向治疗伴随诊断方面,纳米专项研发的“肿瘤捕手”技术灵敏度高,临床前研究效果显著。
据国家纳米科学中心杨延莲研究员介绍,除少数癌症外,绝大多数恶性肿瘤出现在人体的上皮组织细胞,从肿瘤组织脱落的上皮细胞进入外周血循环成为循环肿瘤细胞,是肿瘤检测的重要生物标志物。这些细胞的特点是血液中含量极低且微小,而“肿瘤捕手”的核心技术就是运用多肽纳米磁珠技术捕获这些肿瘤细胞,实现高效捕获、识别以及对肿瘤表面标志物分子的精准检测,从而实现早期检测、疗效预测和动态检测。该技术目前已经实现技术转让和产业化落地。
在药物研发方面,纳米专项完成了多项纳米药物制剂的初期研发工作,部分样品已进入临床审批环节。其中1个纳米新药环胞素眼用乳剂现已完成临床试验,多个针对肿瘤类重大恶性疾病的纳米制剂获得临床批件。
可用于饮用水处理
纳米材料在氟、砷、重金属离子及微量有机污染物等的去除方面具有优势
在传统的饮用水处理方式下,部分低浓度、高毒性有机或无机微污染物会有明显残留,长期饮用会对人体造成严重伤害。因此,饮用水中微污染物的处理是饮用水安全领域最富有挑战性的前沿课题之一。富有活力的纳米材料具备常规材料无法比拟的高吸附及催化效率等优势,为解决这些难题提供了新的方法。
生活在内蒙古部分牧区的牧民,祖祖辈辈一直深受饮用水污染之害。“过去,这些牧民饮用水来源主要是未经处理的地下水。然而,这些牧区地下水中普遍存在着氟、砷、微量有机物、细菌等污染物超标的问题,导致地方病发生。”王琛说。
水质问题已经成为当地牧民区域性贫困及因病致贫、返贫的重要因素之一。面对这种状况,当地政府和群众都十分着急。直到纳米专项的介入,情况有了转机。
“纳米材料在氟、砷、重金属离子及微量有机污染物等的去除方面具有优势。”王琛说,纳米专项针对牧民分散的居住条件及饮用水污染状况,研发了分散式的饮用水净化系统,净化后水质全部达到国家城市饮用水标准。
在使用方面,这种纳米净水系统的成本很低。“只需要一年换1—2次核心滤芯,就能长效、经济地保障牧民的饮水安全。”王琛说。
据介绍,在纳米专项帮助下,截至2017年底,已有1200户牧民受益于纳米净水技术,喝上了干净安全的饮用水。
可用于绿色印刷
实现印刷产业的绿色化、功能化、立体化和器件化
不用感光冲洗,也不产生废水废液,报纸、书籍的版样就可以打印出来;电脑、手机的线路板不用刻蚀,同样也可以轻松打印出来……这些看似“不可能完成的难题”已被纳米绿色印刷技术攻克。
纳米绿色印刷的核心理念就是将纳米材料和印刷技术相结合,实现印刷产业的绿色化、功能化、立体化和器件化。
在纳米绿色印刷方面,纳米专项的成就十分显著。研究人员突破国际上通行的感光制版技术思路,研发了纳米绿色印刷制版技术,并形成了包括“绿色版材、绿色制版、绿色油墨”在内的完整的绿色印刷产业链技术。
中国科学院化学研究所研究员宋延林介绍说,传统印刷制版的原理是感光成像、化学显影,而纳米绿色印刷制版技术是利用纳米材料制作出特殊的版材和墨水,“打印时可使印版表面呈现出亲水的空白区和亲墨的图文区,这样就可以直接印刷了。”
纳米专项绿色制版、绿色版基与绿色油墨技术的突破,彻底解决了传统印刷产业中制版曝光冲洗、版基电解氧化和油墨毒害溶剂VOC的排放,并具备环保和成本方面的优势。
“传统印刷制版技术是基于曝光成像原理,采用曝光、显影、冲洗的技术路线,需要暗室操作、工艺繁琐,从而造成大量材料浪费和废液排放”,宋延林说,“而纳米绿色印刷技术用纳米涂层取代原来电解氧化的过程,用纳米材料打印制版代替曝光成像,用水性墨代替溶剂性墨,可从源头上解决印刷产业链中80%以上的污染。”
据测算,纳米绿色印刷技术全面推广以后,全国每年可减排上万吨有机溶剂、数百万吨废液废水,节约数百吨银和数万吨铜等金属。
九、我们身边有什么纳米技术?
1.吸附剂和催化剂:纳米氧化镁的比表面积较大,是制备高功能精细无机材料、电子元件、油墨、有害气体吸附剂的重要原料。
2.高性能陶瓷:纳米氧化镁具有良好的烧结性能,在不需要使用烧结助剂便可实现低温烧结,制成高致密的细晶陶瓷或多功能性氧化镁薄膜。
3.吸波材料:由于具有高活性和高分散性,纳米氧化镁很容易与高聚物或其他材料复合,这种复合材料具有良好的微波吸收性能,同时不至于使原材料的强度、韧性等指标;
4.涂料、塑料、橡胶等填料:纳米氧化镁由于具有高度的分散性,可作为油漆、纸张及化妆品的填料,塑料和橡胶的填充剂和补强剂以及各种电子材料的辅助材料。
5.阻燃材料:纳米氧化镁具有良好的阻燃作用,可与木屑、刨花一起制造质轻、隔音、绝热、耐火纤维板等耐火材料以及金属陶瓷,防火涂料添加量在0.3-3%,效果佳。
6.与纳米氧化铝、纳米二氧化钛等一起烧结制得的纳米复合陶瓷添加剂可替代贵金属镍来制备耐热钢,其中精细陶瓷专用纳米氧化镁建议添加量3——15%。
7.玻璃陶瓷涂层,是由精细陶瓷专用纳米氧化镁、纳米二氧化硅,氧化硼、纳米氧化铝、纳米氧化铈等一起制备的,能够有效地提高催化剂的机械强度,包括耐磨性、硬度、抗压强度和耐冲击性等;并且提高催化剂的反应活性中心,从而提高催化剂的活性,节省活性成分,降低成本,主要应用在对柴油和汽油发动机尾气进行净化处理的处理器上,其中精细陶瓷专用纳米氧化镁添加量3%-15%。
十、我们身边有哪些纳米技术?
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。
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