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更新時間:2021-06-10 05:07:37作者:admin2
??答:納米科學(xué)技術(shù)是納米尺度內(nèi)(0。1-100nm)的科學(xué)技術(shù),研究對象是一小堆分子或單個的原子、分子。
應(yīng)用有:作為磁性材料的應(yīng)用 磁性超微粒由于尺寸小、具有單磁疇結(jié)構(gòu)、矯頑力很高等特性,已被用做高貯存密度的磁記錄磁粉,大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡等。
??用這樣的材料制作的磁記錄材料可以提高信噪比,改善圖像質(zhì)量。此外,磁性納米材料還可用做光快門,火光調(diào)節(jié)器、病毒檢測儀等儀器儀表,復(fù)印機(jī)墨粉材料以及磁墨水和磁印刷材料等。
作為傳感器材料及微電子器件材料的應(yīng)用 傳感器是超微粒的最有前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一,例如,用納米二氧化錫膜制成的傳感器,可用于可燃性氣體泄露報警器和濕度報警器。
??用金超微粒沉積在基板上形成的膜可用做紅外線傳感器,金超微粒膜的特點是可見至紅外整個范圍的光吸收率都很高。大量紅外線被金屬膜吸收后轉(zhuǎn)變成熱,由膜和冷接點之間的溫差可測出溫差電動勢,因此可制成輻射熱測量器。
作為跨世紀(jì)的新材料,納米材料將用于下一步的微電子器件,使未來的電腦、電視、衛(wèi)星、機(jī)器人等的體積變得越來越小。
??例如,北京大學(xué)用單壁碳納米管做成了世界上最細(xì)、性能最好的掃描探針,獲得了精美的熱解石墨的原子形貌像;利用單壁短管作為場電子顯微鏡(PEM)的電子發(fā)射源,拍攝到過去認(rèn)為不可能獲得的原子像;復(fù)旦大學(xué)已經(jīng)研制出50納米的新材料,居國際領(lǐng)先地位,這些材料將用于制造電子器件中的極板、存儲器和導(dǎo)線。
??電子通訊方面,納米技術(shù)將使電子元件體積更小、速度更快、能耗更低,可以制造出存儲密度和運算速度比現(xiàn)在大3至6個數(shù)量級的全頻道通訊工程和計算機(jī)用器件。1999年,美國喬治亞理工學(xué)院電子顯微鏡實驗室主任王中林教授與其他科學(xué)家發(fā)明了電子秤,電子秤的發(fā)明打開了納米科學(xué)與技術(shù)的新研究領(lǐng)域,對生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究來說,它可以測量單個病毒或生物大分子的質(zhì)量,從而提供一種用質(zhì)量來判別病毒種類的新方法,開辟了在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上有應(yīng)用前景的納米測量技術(shù)的新天地。
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納米材料在催化方面的應(yīng)用 超微粒的表面有效活性中心多,這就為做催化劑提供了基本條件。在高分子聚合物的氫化和脫氧反應(yīng)中,納米銅粉催化劑有很高的活性和選擇性;在汽車尾氣凈化處理的過程中,納米銅粉作為催化劑可以用來部分代替貴金屬鉑和銠。
作為光學(xué)材料的應(yīng)用 納米微粒具有常規(guī)大塊材料不具備的光學(xué)特性,如光學(xué)非線性、光吸收、光反射、光傳輸過程中的能量損耗等,使得用納米材料制備的光學(xué)材料在日常生活和高技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,在現(xiàn)代通訊和光傳輸方面占有極其重要的地位。
??用納米微粒做光纖材料可以降低光導(dǎo)纖維的傳輸損耗。納米微粒在紅外反射材料上的應(yīng)用主要是制成薄膜和多層膜來使用,有納米微粒制成的紅外膜有透明導(dǎo)電膜、多層干涉膜。例如,用納米二氧化硅和納米二氧化鈦微粒制成的多層干涉膜,總厚度為微米級,社在燈泡罩的內(nèi)壁,不但透光率好,而且有很強(qiáng)的紅外反射能力。
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在醫(yī)學(xué)、生物工程方面的應(yīng)用 納米技術(shù)引入現(xiàn)代醫(yī)學(xué)即形成了載藥納米微粒,納米微、粒的尺寸一般比生物體內(nèi)的細(xì)胞小得多,這就為生物學(xué)研究提供了一個新的研究途徑,即利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離及利用納米微粒制成特殊藥物或新型抗體進(jìn)行局部定向治療等。日本大版科學(xué)家使用激光技術(shù),用合成樹脂制成了迄今為止世界上最小的牛、他們這樣做是為今啟使用納米技術(shù)制造能在血管中移動的“納米機(jī)器”做準(zhǔn)備,這是因為牛有很尖的尖角,周身既有平滑部分,又有彎度很大的部分,對制作技術(shù)提出了挑戰(zhàn),能完美選出“納米牛”,也就能造出各種各樣的納米機(jī)器。
??與此同時,大阪的科學(xué)家用同樣的方法造出了一個“納米彈簧”,科學(xué)家希望,這樣的彈簧能成為未來納米機(jī)器的部件。
復(fù)合材料的應(yīng)用 納米材料在復(fù)合材料的制各方面也有廣泛的應(yīng)用。例如把金屬的納米顆粒放入常規(guī)陶瓷中可大大改善材料的力學(xué)性能,將金屬超微粒摻入合成纖維中可防止帶靜電,在塑料中摻入金屬超微粒可不改變其強(qiáng)度而控制其電磁性質(zhì)等。
??超微粒也有可能作為梯度功能材料的原材料,例如,材料的耐高溫表面為陶瓷,與冷卻系統(tǒng)相接觸的一面為導(dǎo)熱性好的金屬,其間為陶瓷和金屬的復(fù)合體,使其間的成分緩慢連續(xù)地發(fā)生變化,這種材料可用于溫差達(dá)1000℃的航天飛機(jī)隔熱材料,核聚變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料等。
??據(jù)《科技日報》報道,日本大阪大學(xué)研究人員最近把有機(jī)化合物“環(huán)糊精”與無機(jī)硅化合物結(jié)合在一起,加以燒結(jié),制作出了具有新物質(zhì)特性的納米材料。如果再對這種有機(jī)──無機(jī)復(fù)合物質(zhì)進(jìn)行燒制,其中的碳和氫被燃燒掉后,就會在納米級別上合成氧化物陶瓷;而在氬等非活性氣體中,再提高溫度進(jìn)行燒結(jié),這種復(fù)合物質(zhì)還能夠被制成碳納米管。
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人們對納米材料的物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了大量的研究,目前納米材料的某些應(yīng)用已進(jìn)入了工業(yè)化的生產(chǎn)階段,但一些新的應(yīng)用領(lǐng)域還需要進(jìn)一步開拓。從國內(nèi)外納米材料的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的形勢來看,納米材料的工業(yè)生產(chǎn)和廣泛的應(yīng)用正處在重大突破的前夕。在中國,尤其是以碳納米管為代表的準(zhǔn)一維納米材料及其陣列方面做了有影響的成果。
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