一、身边最常见的纳米技术
身边最常见的纳米技术
纳米技术是当今科学和技术领域中备受关注和研究的一项重要领域。它涉及到控制和操作物质的微小结构,尺度在纳米级别。这种技术已经被广泛应用于各个领域,从电子产品到医疗保健,以及环保和能源等。本文将介绍一些身边最常见的纳米技术及其应用。
纳米材料
纳米技术的研究和应用主要围绕着纳米材料展开,这些材料具有独特的性质和特点。纳米材料通常指的是尺寸在纳米级别(1纳米等于十亿分之一米)的材料,如纳米颗粒、纳米管、纳米线等。这些材料具有较大的比表面积,使得其表面活性增大,能够改变原材料的性质和表现出独特的特性。
在电子行业中,纳米材料被广泛应用于电子元件和显示屏等部件中。纳米材料的高电导率、高能量密度以及优异的光学特性使得电子产品更小巧轻便,同时具备更好的性能和寿命。
在生物医学领域,纳米材料的应用也被广泛探索。例如,纳米颗粒可以被用作药物载体,能够将药物准确地传送到病变部位,提高治疗效果。此外,纳米材料还可以用于生物成像,通过在纳米材料上标记特定分子,可以实现对生物体内部的高分辨率成像。
纳米传感器
纳米技术的另一个重要应用领域是纳米传感器。纳米传感器是一种能够检测和传递信息的纳米尺度的器件。它们可以感知环境中的各种物理、化学或生物信号,并将这些信号转化为可读的信息。
在环境监测领域,纳米传感器被广泛应用于检测水质、空气质量等。通过将纳米材料与特定的分子或离子相互作用,纳米传感器能够实时监测环境中的污染物质,并提供准确可靠的数据。
另一个重要的应用领域是医疗诊断和检测。纳米传感器可以用于检测和监测疾病标志物,如癌症标记物或病原体。通过与体内特定分子相互作用,纳米传感器能够提供高灵敏度和高选择性的诊断结果,有助于实现早期诊断和个体化治疗。
纳米涂层
纳米技术还被广泛应用于涂层领域。纳米涂层是一种薄膜材料,由纳米颗粒组成,能够在物体表面形成一层具有特殊性能的保护层。
在汽车行业,纳米涂层被广泛应用于车身和玻璃等部件上,能够提供优异的耐磨性和抗腐蚀性。这种涂层能够有效地防止腐蚀和划痕,同时还具备自洁功能,可以减少清洗和维护的频率。
在建筑领域,纳米涂层可以应用于墙面和屋顶等部位,能够提供隔热和保温效果。纳米涂层的微小颗粒能够反射热辐射,有效降低室内温度,节约能源和降低空调负荷。
纳米电池
纳米技术在能源领域也有着重要的应用,特别是纳米电池。纳米电池是一种能够存储和释放电能的器件。通过利用纳米技术制造纳米材料和纳米结构,纳米电池具有更高的能量密度和更长的循环寿命。
纳米电池在可再生能源的储存和利用方面具有巨大潜力。它们可以存储太阳能和风能等可再生能源,并在需要时释放出来,提供可靠的能源供应。此外,纳米电池还可以用于电动汽车和便携式电子产品等领域,提供更高的电池容量和更长的续航时间。
总结
纳米技术作为一项重要的前沿技术,已经得到广泛的研究和应用。身边许多常见的技术和产品都与纳米技术密切相关,如纳米材料、纳米传感器、纳米涂层和纳米电池等。这些技术在电子、医疗、环保和能源等领域都发挥着重要的作用,为我们的生活带来了诸多便利和创新。
随着纳米技术的不断发展和应用,我们可以预见纳米技术将在未来带来更多的突破和进步。利用纳米技术,我们能够改变物质的性质和特性,创造出更高效、更环保、更智能的产品和技术。
二、我们身边常见的纳米技术
我们身边常见的纳米技术
纳米技术是近年来备受瞩目的前沿科技领域,它的应用已经渗透到我们生活的方方面面。从食品工业到医疗保健,从电子产品到环境保护,纳米技术的影响无处不在,早已融入我们的日常生活中。
纳米技术在食品工业中的应用
在食品工业领域,纳米技术为食品加工、保存和检测带来了革命性的变化。通过纳米材料的运用,食品的口感、营养价值和保鲜期得到了显著提升。纳米技术还可以用于食品包装材料的改良,提高食品的安全性和稳定性。
纳米技术在医疗保健领域的突破
医疗保健是纳米技术应用的另一个重要领域。纳米颗粒可以用于药物传递系统,帮助药物更精准地作用于人体的特定部位,减少副作用。此外,纳米技术还可以用于诊断和治疗,例如纳米传感器可以检测体内的微小变化,帮助早期发现疾病。
纳米技术在电子产品中的应用
在电子产品领域,纳米技术为传感器、显示屏和存储设备的制造提供了新的可能。纳米材料的特殊性能使得电子产品更小巧、更高效,同时具有更多的功能。纳米技术的应用还推动了电子产品的发展,为消费者带来更好的用户体验。
纳米技术在环境保护中的角色
除了食品工业、医疗保健和电子产品,纳米技术在环境保护领域也发挥着重要作用。纳米材料可以被用于污染物的清除和处理,例如纳米吸附剂可以高效地吸附有害物质。此外,纳米技术还可以用于水资源的净化和土壤的修复,有助于改善环境质量。
结语
总的来说,纳米技术作为一项前沿科技,已经深刻地改变了我们的生活方式和产业结构。在未来,随着纳米技术的不断发展和应用,我们可以期待更多创新性的解决方案,为社会的可持续发展做出更大的贡献。
三、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。
四、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。
五、身边常见的使用纳米技术的物品
纳米技术在日常生活中的应用
随着科技的不断发展,纳米技术逐渐应用于各个领域。在我们的日常生活中,我们可以身边看到很多使用了纳米技术的物品。纳米技术的应用使得这些物品具有了更好的性能和功能,极大地改善了我们的生活质量。
- 防晒霜:如今,市面上的许多防晒霜都使用了纳米颗粒技术。这种技术使得防晒霜更加轻薄且易于涂抹,使其更好地吸附在皮肤表面。同时,纳米颗粒可以有效地阻挡紫外线的侵害,提供更有效的防晒效果。
- 手机屏幕:纳米技术已经被应用到手机屏幕的液晶显示技术中。纳米材料的使用使得屏幕更加清晰、色彩更为鲜艳,并具备了更高的抗划伤能力。使得我们在使用手机时能够享受到更好的视觉体验。
- 防水涂层:在家居建材中,纳米技术也有广泛的应用。比如,我们常用的墙面涂料、玻璃窗户、家具表面等都可以使用纳米材料进行涂层处理,使其具备了防水、防污的特性,保持了长久的美观。
- 运动装备:在运动领域,纳米技术也发挥着重要的作用。许多运动装备都使用了纳米材料来提高其性能。例如,运动鞋上的纳米材料可以增加鞋底的抓地力和耐磨性,让我们在运动时更加安全和舒适。
- 智能电器:智能电器市场的发展,离不开纳米技术的支持。纳米材料的运用使得电子元器件更小巧、更高效,同时也增加了电器的稳定性和寿命。
总的来说,纳米技术的应用已经渗透到我们日常生活的方方面面。它不仅提升了物品的性能,还改善了我们的生活体验。随着纳米技术的不断发展,相信它的应用范围会越来越广泛,给我们的生活带来更多的惊喜和便利。
六、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。
七、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。
八、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。
九、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。
十、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%。