導語：如何才能寫(xie)好(hao)一篇(pian)金屬(shu)納(na)米材料(liao)的(de)應(ying)用，這(zhe)就需要搜(sou)集整(zheng)理更多的(de)資(zi)料(liao)和文獻，歡迎閱讀(du)由公(gong)務員之家(jia)整(zheng)理的(de)十篇(pian)范文，供你借(jie)鑒(jian)。

篇1

納米材料和納米技術是20世紀后期出現的新型材料和高新技術。由于納米材料的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應，使它與常規材料相比具有獨特的優異性能。隨著納米技術的迅速發展，各種類型納米材料不斷涌現，如納米陶瓷粉末、納米金屬材(cai)料(liao)(liao)、納(na)米(mi)(mi)(mi)金屬(shu)(shu)、納(na)米(mi)(mi)(mi)化(hua)合(he)物、納(na)米(mi)(mi)(mi)生(sheng)物材(cai)料(liao)(liao)等(deng)。在(zai)這(zhe)些材(cai)料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)(zhong)納(na)米(mi)(mi)(mi)金屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)是重(zhong)要的(de)研(yan)究方向，在(zai)科研(yan)人員(yuan)的(de)不斷探索中(zhong)(zhong)(zhong)，納(na)米(mi)(mi)(mi)金屬(shu)(shu)粉末(mo)的(de)制備技術得到(dao)了不斷革新和發展。許多(duo)納(na)米(mi)(mi)(mi)金屬(shu)(shu)粉末(mo)作為(wei)新型抗(kang)(kang)菌材(cai)料(liao)(liao)（如抗(kang)(kang)病毒物質、抗(kang)(kang)菌材(cai)料(liao)(liao)、防污漆和抗(kang)(kang)真菌材(cai)料(liao)(liao)）的(de)替代品(pin)被重(zhong)點研(yan)究。納(na)米(mi)(mi)(mi)金屬(shu)(shu)粉末(mo)也因(yin)其在(zai)冶金、催化(hua)和軍事(shi)等(deng)領域中(zhong)(zhong)(zhong)廣泛的(de)應用，成為(wei)研(yan)究人員(yuan)的(de)熱點研(yan)究方向。

全書內容共分為12章：1.納米金屬顆粒的熱力學數據的總體評價，從熱力學背景知識出發，介紹納米金屬顆粒尺寸與材料性能的關系，并將實驗和計算的熔解溫度進行對比；2.單個納米金屬顆粒的數值模擬，包括分子動力學模擬、與尺寸相關的材料性質、兩種納米顆粒的燒結研究和納米顆粒在氧氣環境下的氧化研究以及具有核-殼結構的顆粒的加熱和冷卻等內容；3.放電爆炸下的納米金屬顆粒，主要介紹納米金屬的電爆炸絲生產技術；4.納米金屬粉末的電爆炸絲生產方法，包括如何用等離子技術對納米顆粒進行再凝結、納米鋁粉的特征、納米粉末的化學鈍化、鋁納米顆粒的微膠囊化等內容；5.納米金屬顆粒團聚物的結構，包括表征團聚物結構的實驗技術、力學穩定性、熱穩定性、以及氣體運輸對反應速度的限速作用等內容；6.納米金屬粉末的鈍化，包括理論和實驗背景以及鈍化納米顆粒的特征；7.納米金屬粉末的安全，包括納米顆粒在空氣中氧化的基本現象、對靜電放電的靈敏度、根據災害分級對納米粉末進行排序、包裝要求等；8.鋁粉末與液態水和水蒸氣的反應，包括研究液態、氣態水和鋁粉末反應的實驗技術和不同條件下的鋁粉末的反應情況；9.基于硼烷氨和硼氫化鈉的儲氫系統的鈷納米催化劑，主要介紹物理化學方法；10.機械研磨對反應活性和亞穩態納米材料的(de)預處(chu)理；11.金屬(shu)微粒燃燒的(de)原位表(biao)征：非(fei)平衡診斷，包括固體材料的(de)點火(huo)和(he)燃燒、鋁的(de)反應(ying)機(ji)理、火(huo)焰管、火(huo)焰溫度等(deng)內(nei)容；12.含(han)能(neng)系統中的(de)鋁納(na)米粉末的(de)表(biao)征和(he)燃燒。

本書重(zhong)點介紹(shao)納米金(jin)屬(shu)粉末的(de)表征、氧化(hua)和(he)燃(ran)燒(shao)、生產技術(shu)和(he)安全知識。本書適(shi)合無機非(fei)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)工程、材(cai)(cai)料(liao)(liao)科學與工程、復合材(cai)(cai)料(liao)(liao)與工程、金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)工程和(he)納米材(cai)(cai)料(liao)(liao)科學與技術(shu)等(deng)專業(ye)的(de)研(yan)究(jiu)生或(huo)相關領域的(de)研(yan)究(jiu)人員閱讀(du)和(he)參考(kao)。

郭抒，博士生

（中國(guo)科學院理化技術研究所）

篇2

本(ben)(ben)書重(zhong)點闡述了(le)(le)有關(guan)機(ji)械(xie)(xie)納米(mi)結(jie)構(gou)化的先進研(yan)(yan)究方(fang)法(fa)和(he)(he)研(yan)(yan)究內容，如嚴(yan)重(zhong)的塑性(xing)變形，包括高壓(ya)扭轉、等通(tong)道轉角處(chu)理、循環擠壓(ya)壓(ya)縮、累積(ji)疊軋焊、表面(mian)機(ji)械(xie)(xie)研(yan)(yan)磨(mo)處(chu)理等。本(ben)(ben)書內容以(yi)工程應(ying)用(yong)為(wei)導向，提出的方(fang)法(fa)有利于集成到現(xian)有的生產工藝中。此外，為(wei)了(le)(le)發揮所(suo)期望的功能，本(ben)(ben)書也對(dui)結(jie)構(gou)―性(xing)質(zhi)關(guan)系和(he)(he)影響納米(mi)結(jie)構(gou)的方(fang)法(fa)進行了(le)(le)詳細回顧。本(ben)(ben)書最后展望了(le)(le)未來發展，對(dui)機(ji)械(xie)(xie)工程和(he)(he)納米(mi)結(jie)構(gou)各(ge)個領域的應(ying)用(yong)進行了(le)(le)概述。

本書共分(fen)三部分(fen)，31章(zhang)：第(di)一部分(fen) 納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)的機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)，含第(di)1-10章(zhang)：1.納(na)(na)晶(jing)材(cai)料(liao)的機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)；2.納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)結構輕金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的優越機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)創(chuang)新潛力(li)；3.認(ren)識納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)結構貝氏體的機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)；4.納(na)(na)晶(jing)材(cai)料(liao)的本征強度；5.現代光(guang)學顯微鏡(jing)技術和(he)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)結構材(cai)料(liao)基(ji)于AFM的測(ce)量；6.強度和(he)電(dian)導率(lv)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)銅和(he)SPD 115銅基(ji)合金(jin)；7.機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)與(yu)等徑彎曲(qu)通道擠(ji)壓（ECAP）過程(cheng)的轉位邊界機(ji)(ji)(ji)制(zhi)；8.納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)粒子的機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)：在透射(she)電(dian)子顯微鏡(jing)內部原(yuan)位表征納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)壓痕(hen)；9.提高納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)結構的機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)特性(xing)―特別考(kao)慮動力(li)荷(he)載條件下；10.生物(wu)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)的機(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。

第(di)二部(bu)分 機械(xie)納(na)(na)(na)米結(jie)(jie)構(gou)化方法(fa)，含第(di)11-21章：11. SPD過程(cheng)-機械(xie)納(na)(na)(na)米方法(fa)；12.機械(xie)合(he)金(jin)化/銑；13. 等徑彎曲通(tong)道擠(ji)壓(ya)（ECAP）；14.噴丸加(jia)工(gong)獲取(qu)納(na)(na)(na)米結(jie)(jie)構(gou)表面：過程(cheng)和處(chu)理的(de)(de)表面的(de)(de)性(xing)能(neng)；15.納(na)(na)(na)米晶化表面機械(xie)研磨(mo)處(chu)理；16.制備納(na)(na)(na)米材料(liao)的(de)(de)機械(xie)研磨(mo)；17超聲沖擊處(chu)理-適用于(yu)金(jin)屬材料(liao)表面納(na)(na)(na)米結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)有效(xiao)方法(fa)；18.壓(ya)縮條件下的(de)(de)金(jin)屬納(na)(na)(na)米結(jie)(jie)構(gou)；19.銑削在(zai)合(he)成納(na)(na)(na)米結(jie)(jie)構(gou)金(jin)屬基(ji)復(fu)合(he)材料(liao)粉(fen)體的(de)(de)應用；20.通(tong)過銑削加(jia)工(gong)的(de)(de)合(he)成與(yu)納(na)(na)(na)米粉(fen)體特性(xing)；21.來自(zi)活性(xing)球磨(mo)的(de)(de)納(na)(na)(na)米結(jie)(jie)構(gou)。

第三部分 機(ji)械納(na)米(mi)(mi)結構化(hua)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)與(yu)發(fa)展，含第22-31章：22.通向納(na)米(mi)(mi)級別的(de)(de)(de)機(ji)械化(hua)學的(de)(de)(de)途(tu)徑(jing)（Mechanochemical Route）；23.粉(fen)末微粒的(de)(de)(de)氣蝕解體(ti)(ti)；24.寶石(shi)中的(de)(de)(de)金屬納(na)米(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)獨特(te)性能(neng)應(ying)用(yong)；25.含高(gao)能(neng)球磨的(de)(de)(de)電瓷(ci)復(fu)合材料(liao)(liao)(liao)混合處理過(guo)程；26.開發(fa)等(deng)徑(jing)彎曲通道擠壓技(ji)(ji)術應(ying)用(yong)于(yu)(yu)納(na)晶材料(liao)(liao)(liao)上細化(hua)；27. 機(ji)械處理制備的(de)(de)(de)雙(shuang)極氧(yang)化(hua)物納(na)米(mi)(mi)粉(fen)體(ti)(ti)；28作為納(na)米(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)合成與(yu)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)通用(yong)方法高(gao)能(neng)球磨；29.合并機(ji)械合金化(hua)產品/粉(fen)；30.噴丸(wan)加(jia)工(gong)衍生的(de)(de)(de)表(biao)面納(na)米(mi)(mi)結構技(ji)(ji)術：最新(xin)進展；31.機(ji)械化(hua)學合成的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)用(yong)于(yu)(yu)能(neng)量轉換和存儲設(she)備。

篇3

納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科技(ji)(ji)被(bei)廣泛認為(wei)是二十一(yi)世(shi)紀(ji)最重要(yao)的(de)(de)(de)(de)新型材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)(he)科技(ji)(ji)領域之一(yi)。早在(zai)二十世(shi)紀(ji)60年(nian)代,英(ying)國化學(xue)家Thomas就使用(yong)“膠(jiao)體(ti)”來(lai)描述(shu)懸浮(fu)液中直徑為(wei)1nm-100nm的(de)(de)(de)(de)顆粒物。1992年(nian),《NanostructuredMaterials》正(zheng)式出版,標志著納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)學(xue)成(cheng)為(wei)一(yi)門獨立的(de)(de)(de)(de)科學(xue)。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)是指任意(yi)一(yi)維的(de)(de)(de)(de)尺(chi)度小于100nm的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)、非(fei)晶(jing)體(ti)、準晶(jing)體(ti)以及界(jie)(jie)面(mian)層結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)。當粒子尺(chi)寸(cun)(cun)小至納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)時,其(qi)本身(shen)將(jiang)具(ju)(ju)有(you)表面(mian)與(yu)界(jie)(jie)面(mian)效(xiao)應(ying)(ying)、量子尺(chi)寸(cun)(cun)效(xiao)應(ying)(ying)、小尺(chi)寸(cun)(cun)效(xiao)應(ying)(ying)和(he)(he)(he)宏觀量子隧道效(xiao)應(ying)(ying),這(zhe)些效(xiao)應(ying)(ying)使得納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)具(ju)(ju)有(you)很多奇特的(de)(de)(de)(de)性(xing)能。自(zi)(zi)1991年(nian)Iijima首次制備了碳納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)管以來(lai),一(yi)維納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)由(you)于具(ju)(ju)有(you)許多獨特的(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)和(he)(he)(he)廣闊(kuo)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)前景而引起(qi)了人(ren)們的(de)(de)(de)(de)廣泛關注。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)結(jie)(jie)構無機材(cai)料(liao)(liao)因具(ju)(ju)有(you)特殊的(de)(de)(de)(de)電、光、機械和(he)(he)(he)熱性(xing)質(zhi)而受到人(ren)們越來(lai)越多的(de)(de)(de)(de)重視(shi)。美國自(zi)(zi)1991年(nian)開始(shi)把納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)列入“政府關鍵技(ji)(ji)術(shu)”,我國的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)然科學(xue)基金等各(ge)種項(xiang)目和(he)(he)(he)研(yan)究機構都把納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)列為(wei)重點研(yan)究項(xiang)目。由(you)于納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)形貌(mao)和(he)(he)(he)尺(chi)寸(cun)(cun)對(dui)(dui)其(qi)性(xing)能有(you)著重要(yao)的(de)(de)(de)(de)影響,因此,納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)形貌(mao)和(he)(he)(he)尺(chi)寸(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)控制合成(cheng)是非(fei)常(chang)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)。作(zuo)為(wei)高級(ji)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)結(jie)(jie)構材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)基本構成(cheng)單元(Bui1dingBlocks),納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)顆粒的(de)(de)(de)(de)合成(cheng)與(yu)組裝是納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科技(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)組成(cheng)部分和(he)(he)(he)基礎。本文簡單綜述(shu)了納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)合成(cheng)與(yu)制備中常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)幾種方法,并對(dui)(dui)其(qi)優劣進(jin)行了比(bi)較。

2納米材料的合成與制備方法(fa)

2.1物理制備方法

2.1.1機械(xie)法

機(ji)械(xie)法(fa)有機(ji)械(xie)球(qiu)(qiu)磨(mo)法(fa)、機(ji)械(xie)粉碎(sui)(sui)法(fa)以(yi)及超重(zhong)(zhong)力(li)技術(shu)。機(ji)械(xie)球(qiu)(qiu)磨(mo)法(fa)無需從外部供(gong)給(gei)熱(re)能,通過(guo)球(qiu)(qiu)磨(mo)讓物質使(shi)材(cai)料(liao)之間發生(sheng)(sheng)界(jie)面反應,使(shi)大晶粒(li)變為小晶粒(li),得(de)到納(na)米材(cai)料(liao)。范景蓮等(deng)(deng)(deng)采用(yong)球(qiu)(qiu)磨(mo)法(fa)制備(bei)(bei)了鎢基(ji)合金(jin)(jin)的納(na)米粉末。xiao等(deng)(deng)(deng)利用(yong)金(jin)(jin)屬羰基(ji)粉高能球(qiu)(qiu)磨(mo)法(fa)獲得(de)納(na)米級的Fe-18Cr-9W合金(jin)(jin)粉末。機(ji)械(xie)粉碎(sui)(sui)法(fa)是利用(yong)各種超微粉機(ji)械(xie)粉碎(sui)(sui)和(he)(he)電火花爆炸(zha)等(deng)(deng)(deng)方(fang)法(fa)將原料(liao)直(zhi)接粉碎(sui)(sui)成超微粉,尤(you)其適用(yong)于制備(bei)(bei)脆性材(cai)料(liao)的超微粉。超重(zhong)(zhong)力(li)技術(shu)利用(yong)超重(zhong)(zhong)力(li)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)床高速(su)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)產生(sheng)(sheng)的相(xiang)當(dang)于重(zhong)(zhong)力(li)加(jia)速(su)度(du)上百(bai)倍的離心加(jia)速(su)度(du),使(shi)相(xiang)間傳(chuan)質和(he)(he)微觀混合得(de)到極(ji)大的加(jia)強,從而制備(bei)(bei)納(na)米材(cai)料(liao)。劉建(jian)偉(wei)等(deng)(deng)(deng)以(yi)氨氣和(he)(he)硝(xiao)酸鋅為原料(liao),應用(yong)超重(zhong)(zhong)力(li)技術(shu)制備(bei)(bei)粒(li)徑20nm—80nm、粒(li)度(du)分布(bu)均勻(yun)的ZnO納(na)米顆(ke)粒(li)。

2.1.2氣相(xiang)法

氣相法(fa)(fa)包(bao)括(kuo)蒸發(fa)(fa)(fa)冷(leng)凝(ning)法(fa)(fa)、溶(rong)液蒸發(fa)(fa)(fa)法(fa)(fa)、深度(du)塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing)法(fa)(fa)等(deng)(deng)(deng)(deng)。蒸發(fa)(fa)(fa)冷(leng)凝(ning)法(fa)(fa)是(shi)(shi)在真空或(huo)(huo)(huo)惰性(xing)氣體(ti)中通過電阻加熱(re)、高(gao)頻感應、等(deng)(deng)(deng)(deng)離子體(ti)、激光、電子束、電弧感應等(deng)(deng)(deng)(deng)方法(fa)(fa)使(shi)原料氣化或(huo)(huo)(huo)形(xing)成(cheng)(cheng)等(deng)(deng)(deng)(deng)離子體(ti)并使(shi)其達到過飽和狀(zhuang)態(tai),然后在氣體(ti)介質中冷(leng)凝(ning)形(xing)成(cheng)(cheng)高(gao)純度(du)的(de)納(na)米(mi)材(cai)料。Takaki等(deng)(deng)(deng)(deng)在惰性(xing)氣體(ti)保護(hu)下,利用氣相冷(leng)凝(ning)法(fa)(fa)制(zhi)(zhi)備了懸(xuan)浮的(de)納(na)米(mi)銀粉。杜芳林等(deng)(deng)(deng)(deng)制(zhi)(zhi)備出了銅、鉻、錳(meng)、鐵、鎳等(deng)(deng)(deng)(deng)納(na)米(mi)粉體(ti),粒(li)徑(jing)在30nm—50nm范圍內可控。魏勝用蒸發(fa)(fa)(fa)冷(leng)凝(ning)法(fa)(fa)制(zhi)(zhi)備了納(na)米(mi)鋁粉。溶(rong)液蒸發(fa)(fa)(fa)法(fa)(fa)是(shi)(shi)將溶(rong)劑制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)小(xiao)滴后進行快速蒸發(fa)(fa)(fa),使(shi)組分(fen)偏析最小(xiao),一般可通過噴(pen)霧干(gan)燥(zao)法(fa)(fa)、噴(pen)霧熱(re)分(fen)解法(fa)(fa)或(huo)(huo)(huo)冷(leng)凍干(gan)燥(zao)法(fa)(fa)加以處理(li)。深度(du)塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing)法(fa)(fa)是(shi)(shi)在準靜態(tai)壓力(li)的(de)作用下,材(cai)料極大(da)程度(du)地發(fa)(fa)(fa)生塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing),而使(shi)尺寸細化到納(na)米(mi)量級。有文獻報道,Φ82mm的(de)Ge在6GPa準靜壓力(li)作用后,再經850℃熱(re)處理(li),納(na)米(mi)結(jie)構開(kai)始形(xing)成(cheng)(cheng),材(cai)料由粒(li)徑(jing)100nm的(de)等(deng)(deng)(deng)(deng)軸晶組成(cheng)(cheng),而溫度(du)升至900℃時,晶粒(li)尺寸迅(xun)速增大(da)至400nm。

2.1.3磁控濺射法與(yu)等離(li)子體法

濺(jian)射技術(shu)是采用高能粒子(zi)(zi)撞擊靶材(cai)料(liao)表面(mian)的(de)原(yuan)子(zi)(zi)或(huo)分子(zi)(zi),交(jiao)換能量(liang)或(huo)動量(liang),使得靶材(cai)料(liao)表面(mian)的(de)原(yuan)子(zi)(zi)或(huo)分子(zi)(zi)從(cong)靶材(cai)料(liao)表面(mian)飛出后沉積到(dao)(dao)基片上形(xing)(xing)成納米材(cai)料(liao)。在(zai)該法中(zhong)(zhong)靶材(cai)料(liao)無相變,化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)的(de)成分不易(yi)發(fa)生變化(hua)(hua)。目(mu)前(qian),濺(jian)射技術(shu)已經得到(dao)(dao)了較(jiao)大(da)的(de)發(fa)展,常用的(de)有(you)陰極(ji)濺(jian)射、直(zhi)(zhi)流(liu)磁控濺(jian)射、射頻磁控濺(jian)射、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)束濺(jian)射以及電(dian)子(zi)(zi)回(hui)旋共(gong)振輔(fu)助反應磁控濺(jian)射等技術(shu)。等離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體法是利(li)用在(zai)惰(duo)(duo)性(xing)氣(qi)(qi)(qi)氛(fen)或(huo)反應性(xing)氣(qi)(qi)(qi)氛(fen)中(zhong)(zhong)通過直(zhi)(zhi)流(liu)放電(dian)使氣(qi)(qi)(qi)體電(dian)離(li)(li)(li)產生高溫等離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體,從(cong)而使原(yuan)料(liao)溶液化(hua)(hua)合(he)(he)蒸(zheng)發(fa),蒸(zheng)汽達到(dao)(dao)周圍冷卻形(xing)(xing)成超微(wei)粒。等離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體溫度高,能制(zhi)備難熔的(de)金(jin)屬(shu)或(huo)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu),產物(wu)純(chun)度高,在(zai)惰(duo)(duo)性(xing)氣(qi)(qi)(qi)氛(fen)中(zhong)(zhong),等離(li)(li)(li)子(zi)(zi)法幾乎可制(zhi)備所有(you)的(de)金(jin)屬(shu)納米材(cai)料(liao)。

以上(shang)介紹了幾種常用(yong)的納(na)米(mi)材料(liao)物理制(zhi)(zhi)(zhi)備方法,這些制(zhi)(zhi)(zhi)備方法基本(ben)不(bu)涉及復雜的化學(xue)反應,因此,在控制(zhi)(zhi)(zhi)合成(cheng)不(bu)同形貌結構(gou)的納(na)米(mi)材料(liao)時(shi)具有一定的局限性。

2.2化學制備(bei)方法

2.2.1溶膠—凝膠法(fa)

溶(rong)(rong)膠(jiao)—凝膠(jiao)法(fa)的(de)(de)化學過(guo)程首先是將原(yuan)(yuan)料分散(san)在(zai)溶(rong)(rong)劑中,然后經過(guo)水解反應生(sheng)成活性單體,活性單體進行聚合,開始成為(wei)溶(rong)(rong)膠(jiao),進而生(sheng)成具有一定(ding)空間(jian)結(jie)構的(de)(de)凝膠(jiao)。Stephen等利用高分子加(jia)成物(由(you)烷(wan)基金(jin)屬和含N聚合物組成)在(zai)溶(rong)(rong)液中與H2S反應,生(sheng)成的(de)(de)ZnS顆粒粒度分布(bu)窄,且被均(jun)勻(yun)包覆于聚合物基體中,粒徑范圍(wei)可控制在(zai)2nm-5nm之間(jian)。MarcusJones等以CdO為(wei)原(yuan)(yuan)料,通過(guo)加(jia)入(ru)Zn(CH3)2和S[Si(CH3)3]2制得了(le)ZnS包裹的(de)(de)CdSe量子點,顆粒平(ping)均(jun)粒徑為(wei)3.3nm,量子產率(quantumyield,QY)為(wei)13.8%。

2.2.2離子液(ye)法(fa)

離(li)子(zi)液(ye)作為(wei)一(yi)種特殊的(de)(de)有機(ji)溶劑,具(ju)(ju)有獨特的(de)(de)物理化學性(xing)質,如粘度(du)較(jiao)(jiao)大、離(li)子(zi)傳(chuan)導性(xing)較(jiao)(jiao)高(gao)、熱穩定性(xing)高(gao)、低毒、流動性(xing)好(hao)以(yi)及(ji)具(ju)(ju)有較(jiao)(jiao)寬(kuan)的(de)(de)液(ye)態溫度(du)范圍等。即使在較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)溫度(du)下,離(li)子(zi)液(ye)仍具(ju)(ju)有低揮發(fa)性(xing),不易造成(cheng)(cheng)環境污(wu)染(ran),是一(yi)類綠(lv)色溶劑。因(yin)此,離(li)子(zi)液(ye)是合(he)成(cheng)(cheng)不同形(xing)(xing)貌納(na)(na)(na)米(mi)結(jie)構的(de)(de)一(yi)種良好(hao)介質。Jiang等以(yi)BiCl3和硫代乙酰胺為(wei)原料,在室溫下于離(li)子(zi)液(ye)介質中合(he)成(cheng)(cheng)出了大小均勻的(de)(de)、尺寸為(wei)3μm—5μm的(de)(de)Bi2S3納(na)(na)(na)米(mi)花。他(ta)(ta)們(men)認為(wei)溶液(ye)的(de)(de)pH值、反(fan)(fan)應溫度(du)、反(fan)(fan)應時間等條件(jian)對(dui)納(na)(na)(na)米(mi)花的(de)(de)形(xing)(xing)貌和晶相結(jie)構有很重要的(de)(de)影響。他(ta)(ta)們(men)證實(shi),這些納(na)(na)(na)米(mi)花由(you)直(zhi)徑60nm—80nm的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)線構成(cheng)(cheng),隨老(lao)化時間的(de)(de)增加,這些納(na)(na)(na)米(mi)線會從母花上(shang)坍塌,最終(zhong)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)單(dan)(dan)根的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)線。趙(zhao)榮祥(xiang)等采用硝酸鉍和硫脲為(wei)先驅原料,以(yi)離(li)子(zi)液(ye)為(wei)反(fan)(fan)應介質,合(he)成(cheng)(cheng)了單(dan)(dan)晶Bi2S3納(na)(na)(na)米(mi)棒。

2.2.3溶劑熱(re)法

溶劑(ji)熱(re)(re)法(fa)是指(zhi)在(zai)密閉反(fan)應器(如高(gao)壓釜)中,通過對(dui)各(ge)種(zhong)溶劑(ji)組(zu)成相應的(de)反(fan)應體(ti)系(xi)(xi)加(jia)熱(re)(re),使(shi)反(fan)應體(ti)系(xi)(xi)形(xing)成一個高(gao)溫高(gao)壓的(de)環境,從而進(jin)行實(shi)現(xian)納米材料的(de)可(ke)控合成與制備的(de)一種(zhong)有效方(fang)(fang)法(fa)。Lou等(deng)采用單源(yuan)前驅(qu)體(ti)Bi[S2P(OC8H17)2]3作(zuo)反(fan)應物(wu),用溶劑(ji)熱(re)(re)法(fa)制得了(le)高(gao)度均勻的(de)正交(jiao)晶(jing)系(xi)(xi)Bi2S3納米棒(bang),且該方(fang)(fang)法(fa)適于大規模生產(chan)。Liu等(deng)用Bi(NO3)3•5H2O、NaOH及硫的(de)化(hua)合物(wu)為原料,甘油和水為溶劑(ji),采用溶劑(ji)熱(re)(re)法(fa)在(zai)高(gao)壓釜中160℃反(fan)應24-72h制得了(le)長達數毫米的(de)Bi2S3納米帶。

2.2.4微乳法(fa)

微(wei)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)制(zhi)備(bei)(bei)納(na)米粒子(zi)是近年(nian)發展起來的(de)(de)新(xin)興(xing)的(de)(de)研究領域,具(ju)有(you)制(zhi)得的(de)(de)粒子(zi)粒徑小(xiao)、粒徑接近于單(dan)分(fen)散(san)體(ti)(ti)系等(deng)(deng)優點。1943年(nian)Hoar等(deng)(deng)人首次報道了(le)將(jiang)水、油、表(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)、助表(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)混合,可自發地形(xing)成一種熱力學穩定體(ti)(ti)系,體(ti)(ti)系中的(de)(de)分(fen)散(san)相由80nm-800nm的(de)(de)球形(xing)或圓柱形(xing)顆粒組成,并(bing)將(jiang)這種體(ti)(ti)系定名微(wei)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)。自那以后,微(wei)乳(ru)(ru)(ru)理論的(de)(de)應用研究得到了(le)迅速(su)發展。1982年(nian),Boutonnet等(deng)(deng)人應用微(wei)乳(ru)(ru)(ru)法,制(zhi)備(bei)(bei)出Pt、Pd等(deng)(deng)金屬(shu)納(na)米粒子(zi)。微(wei)乳(ru)(ru)(ru)法制(zhi)備(bei)(bei)納(na)米材(cai)料,由于它獨(du)特的(de)(de)工藝性能(neng)和較為簡單(dan)的(de)(de)實驗裝置,在實際應用中受(shou)到了(le)國內外研究者的(de)(de)廣(guang)泛關注(zhu)。

篇4

論文摘(zhai)要：本(ben)文介紹了納(na)(na)米(mi)技術(shu)、納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao)的(de)基本(ben)概念、原理、特征和各種納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao)在(zai)涂(tu)料(liao)領域(yu)的(de)應(ying)用；闡述(shu)了納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao)在(zai)應(ying)用中(zhong)所存(cun)在(zai)的(de)技術(shu)問題，以及納(na)(na)米(mi)技術(shu)在(zai)涂(tu)料(liao)領域(yu)的(de)發展(zhan)前景。

1 納米技術(shu)及納米材料(liao)

1.1納米技術

納米(mi)技(ji)(ji)術是(shi)20世紀80年代末誕生(sheng)且(qie)正在崛起的(de)(de)新(xin)技(ji)(ji)術，主要是(shi)在0.1-100nm尺度范圍內，研究物質組成的(de)(de)體系中電(dian)子、原子和(he)分子運動(dong)(dong)規律與相互作用，其(qi)研究目的(de)(de)是(shi)按人(ren)的(de)(de)意志直(zhi)接(jie)操縱電(dian)子、原子或(huo)分子，研制(zhi)出(chu)人(ren)們(men)所希望的(de)(de)、具有(you)特(te)定功(gong)能的(de)(de)材料(liao)和(he)制(zhi)品。納米(mi)科(ke)技(ji)(ji)將成為(wei)21世紀科(ke)學(xue)技(ji)(ji)術發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)主流，它(ta)不僅(jin)是(shi)信(xin)息技(ji)(ji)術、生(sheng)物技(ji)(ji)術等新(xin)興領域發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)推動(dong)(dong)力，而(er)且(qie)因(yin)其(qi)具有(you)獨特(te)的(de)(de)物理(li)、化學(xue)、生(sheng)物特(te)性為(wei)涂料(liao)等領域的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)提(ti)供了新(xin)的(de)(de)機遇。

1.2納米材料

納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)(liao)主要由納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)晶(jing)(jing)(jing)粒和晶(jing)(jing)(jing)粒界(jie)面(mian)兩部分(fen)組成，其晶(jing)(jing)(jing)粒中(zhong)原子(zi)(zi)的(de)(de)長(chang)程有(you)序(xu)排列和無序(xu)界(jie)面(mian)成分(fen)的(de)(de)組成后有(you)大(da)量(liang)的(de)(de)界(jie)面(mian)（6×1025m3/10nm晶(jing)(jing)(jing)粒尺(chi)寸），晶(jing)(jing)(jing)界(jie)原子(zi)(zi)達15%～50%，且原子(zi)(zi)排列互不(bu)相(xiang)同，界(jie)面(mian)周圍(wei)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)格原子(zi)(zi)結(jie)構(gou)互不(bu)相(xiang)關，使(shi)得納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)(liao)成為(wei)介于(yu)晶(jing)(jing)(jing)態(tai)(tai)與非晶(jing)(jing)(jing)態(tai)(tai)之間的(de)(de)一種(zhong)新(xin)的(de)(de)結(jie)構(gou)狀態(tai)(tai)[1]。 狹(xia)義(yi)上，納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)(liao)是(shi)(shi)指(zhi)粒徑在0.1-100nm范圍(wei)內(nei)的(de)(de)或(huo)具有(you)特(te)殊(shu)物理化(hua)學(xue)性能的(de)(de)材料(liao)(liao)(liao)(liao)。廣義(yi)上，納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)(liao)是(shi)(shi)指(zhi)在三維(wei)空間中(zhong)至少有(you)一維(wei)長(chang)度在0.1-100nm范圍(wei)內(nei)的(de)(de)或(huo)具有(you)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)結(jie)構(gou)的(de)(de)材料(liao)(liao)(liao)(liao)。按化(hua)學(xue)組成可分(fen)為(wei):納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)金屬(shu)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)晶(jing)(jing)(jing)體、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)陶瓷(ci)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)玻(bo)璃、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)高分(fen)子(zi)(zi)和納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)復合材料(liao)(liao)(liao)(liao)等(deng)。由于(yu)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)(liao)(liao)(liao)具有(you)表(biao)面(mian)效(xiao)應、體積(ji)效(xiao)應、量(liang)子(zi)(zi)尺(chi)寸效(xiao)應、宏觀量(liang)子(zi)(zi)隧道效(xiao)應和一些奇異(yi)的(de)(de)光、電、磁等(deng)性能，將其用于(yu)涂(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)中(zhong)后，除了可以(yi)改(gai)性傳統涂(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)外，更為(wei)重(zhong)要的(de)(de)是(shi)(shi)可以(yi)制(zhi)備(bei)各(ge)種(zhong)功能涂(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)，如具有(you)抗(kang)輻(fu)射、耐(nai)老化(hua)、抗(kang)菌(jun)殺(sha)菌(jun)、隱身(shen)等(deng)特(te)殊(shu)功能的(de)(de)涂(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)。

2 納米材料在涂料領域中的應用

現階段納(na)(na)米(mi)材料(liao)在涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)中(zhong)的應用主要為兩(liang)種(zhong)情況[2]：（1）納(na)(na)米(mi)材料(liao)經特殊處(chu)理后(hou)(hou)，添加到傳統(tong)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)中(zhong)分散(san)后(hou)(hou)制成的納(na)(na)米(mi)復合涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)（Nanocomposite coating），使涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)的各項(xiang)指(zhi)標(biao)均得(de)到了顯著的提高。將(jiang)納(na)(na)米(mi)離子(zi)(zi)用于涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)中(zhong)所得(de)到的一類具有抗輻射、耐老化、具有某些特殊功能的涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)稱(cheng)為納(na)(na)米(mi)復合涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)。（2）完全由(you)納(na)(na)米(mi)粒子(zi)(zi)和(he)有機膜材料(liao)形成的納(na)(na)米(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)層材料(liao)，通常所說的納(na)(na)米(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)均為有機納(na)(na)米(mi)復合涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)。目前，用于涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)的納(na)(na)米(mi)粒子(zi)(zi)主要是某些金屬氧化物(wu)（如(ru)(ru)TiO2、Fe2O2、ZnO等(deng)）、納(na)(na)米(mi)金屬粉末（如(ru)(ru)納(na)(na)米(mi)Al、Co、Ti、Cr、Nd等(deng)）、無機鹽(yan)類（CaCO3）和(he)層狀(zhuang)硅(gui)酸鹽(yan)（如(ru)(ru)一堆的納(na)(na)米(mi)級(ji)粘土）[3]。

2.1納米TiO2在涂料中的應用

2.1.1隨(sui)角異色(se)效應(ying)

由于(yu)納米二(er)(er)氧化鈦晶體的(de)粒徑(jing)大約是普通鈦白粉的(de)1/10，遠遠低于(yu)可見光(guang)的(de)波長，本身(shen)具有(you)透明性，又對可見光(guang)具有(you)一定程(cheng)度的(de)遮蓋，透射(she)光(guang)在鋁粉表(biao)(biao)面反射(she)與在納米二(er)(er)氧化鈦表(biao)(biao)面反射(she)產生了不同的(de)視覺(jue)效果。到(dao)1991年，全世界已有(you)11種含超細二(er)(er)氧化鈦的(de)金屬(shu)閃光(guang)漆(qi)。目前，福特(te)、克(ke)萊斯(si)樂、豐田、馬自(zi)達(da)等許多著名的(de)汽車制造公司都已使用含有(you)超細二(er)(er)氧化鈦的(de)金屬(shu)閃光(guang)漆(qi)[4]。

2.1.2抗(kang)老(lao)化性能(neng)

提高材料抗老化性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)傳統(tong)方法是添加(jia)有機紫(zi)外線吸收劑(ji)，納米TiO2粒子(zi)(zi)是一種穩定的(de)(de)(de)(de)、無(wu)毒的(de)(de)(de)(de)紫(zi)外光吸收劑(ji)。因(yin)為用作(zuo)涂(tu)(tu)料基料的(de)(de)(de)(de)高分子(zi)(zi)樹脂(zhi)受到太(tai)陽中紫(zi)外線的(de)(de)(de)(de)長期照射(she)會(hui)導致分子(zi)(zi)鏈(lian)的(de)(de)(de)(de)降解，影響涂(tu)(tu)膜的(de)(de)(de)(de)物理性(xing)(xing)能，因(yin)此若能屏(ping)蔽太(tai)陽光中的(de)(de)(de)(de)紫(zi)外線，就可(ke)(ke)大幅(fu)提高漆(qi)膜的(de)(de)(de)(de)耐(nai)老化性(xing)(xing)能。郭(guo)剛(gang)[5]等研究發現利用金紅石型(xing)納米TiO2優異的(de)(de)(de)(de)紫(zi)外線屏(ping)蔽性(xing)(xing)能改(gai)性(xing)(xing)傳統(tong)耐(nai)候(hou)型(xing)聚酯(zhi)——TGIC粉末涂(tu)(tu)料可(ke)(ke)以大幅(fu)度地(di)提高其(qi)耐(nai)老化性(xing)(xing)能。

2.1.3抗(kang)菌殺(sha)毒

納米(mi)TiO2有抗菌殺(sha)(sha)毒作用，用于(yu)涂料是涂料發(fa)展中的(de)(de)一(yi)(yi)個重大成就。納米(mi)二氧化(hua)鈦具(ju)有高的(de)(de)光(guang)催化(hua)性，在紫外光(guang)的(de)(de)照射下能(neng)分解出自由移動(dong)的(de)(de)帶負電的(de)(de)電子(zi)e-和帶正電的(de)(de)空(kong)(kong)穴h+形成電子(zi)——空(kong)(kong)穴對， 該電子(zi)——空(kong)(kong)穴對能(neng)與空(kong)(kong)氣中的(de)(de)氧和 H2O發(fa)生(sheng)作用，通過一(yi)(yi)系(xi)列化(hua)學反應(ying)(ying)形成原子(zi)氧（O）氫氧自由基(ji)（OH）， 這(zhe)種原子(zi)氧和氫氧自由基(ji)具(ju)有很(hen)高的(de)(de)化(hua)學活性，能(neng)與細(xi)菌中的(de)(de)有機物反應(ying)(ying)生(sheng)成二氧化(hua)碳和水(shui)，從而達(da)到殺(sha)(sha)滅(mie)細(xi)菌的(de)(de)作用。[6]

納米(mi)TiO2的抗(kang)菌殺毒作用已成為國(guo)內外關注的焦點。日(ri)本(ben)已有不少企(qi)業(ye)開發(fa)出納米(mi)TiO2光催(cui)化涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)并實(shi)現了商(shang)業(ye)化生產。目(mu)前，由(you)于(yu)國(guo)內對于(yu)納米(mi)TiO2的研究大(da)多(duo)還處于(yu)實(shi)驗(yan)階段，在涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)性能的提高(gao)和(he)完善方面(mian)還有大(da)量的工(gong)作要做(zuo)，因此，對納米(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)的研究要不斷(duan)深(shen)入，以提高(gao)我國(guo)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)的工(gong)業(ye)水平(ping)，推動納米(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)的發(fa)展和(he)應用。

2.2納米SiO2在涂料(liao)中的應(ying)用

納米SiO2具(ju)有(you)三維網狀(zhuang)結構(gou)，擁有(you)龐大的比表面積，表現出極大的活性，能在(zai)涂(tu)(tu)料(liao)干燥時形成網狀(zhuang)結構(gou)，同時增加了涂(tu)(tu)料(liao)的強(qiang)度和(he)光潔度，而且還(huan)(huan)提高了顏料(liao)的懸浮(fu)性，能保(bao)持涂(tu)(tu)料(liao)的顏色長期(qi)不(bu)變(bian)。在(zai)建筑(zhu)內外墻涂(tu)(tu)料(liao)中，若添加納米SiO2，可明顯改善涂(tu)(tu)料(liao)的開罐效果，涂(tu)(tu)料(liao)不(bu)分層，具(ju)有(you)觸(chu)變(bian)性、防流掛、施工性能良(liang)好等優(you)點，尤其是抗沾污性能大大提高，具(ju)有(you)優(you)良(liang)的自(zi)清潔能力(li)和(he)附著(zhu)力(li)。納米SiO2還(huan)(huan)可與(yu)有(you)機(ji)顏料(liao)配用，可獲得光致變(bian)色涂(tu)(tu)料(liao)。

欲使納(na)米(mi)SiO2材料(liao)在(zai)涂料(liao)中真正地得到廣泛應用(yong)，須(xu)解決(jue)納(na)米(mi)SiO2在(zai)涂料(liao)中的分散(san)穩(wen)定性(xing)問題。通常的做法是加入表面活(huo)性(xing)劑包裹微粒或反(fan)絮凝劑形成雙電層的措施(shi)。同時在(zai)分散(san)時可配合使用(yong)超聲波分散(san)。

2.3納米ZnO在涂料中的應(ying)用

納(na)米ZnO等由(you)于(yu)質量輕、厚度薄、顏(yan)色淺、吸(xi)(xi)波能力強等優(you)點而(er)成為吸(xi)(xi)波涂料研究(jiu)的(de)熱點之一。在陽光(guang)的(de)照射下納(na)米ZnO在水和(he)空氣(qi)中具(ju)有(you)(you)極強的(de)化學(xue)活性(xing)，能與多種有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)發(fa)生氧(yang)化反應（包括細(xi)(xi)菌中的(de)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)），從而(er)把大(da)多數細(xi)(xi)菌和(he)病毒(du)殺死。 ZnO也具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)紫外(wai)線(xian)屏(ping)蔽作用(yong)，粒徑60nm的(de)ZnO對波長(chang)300-400nm的(de)紫外(wai)線(xian)有(you)(you)良(liang)好的(de)吸(xi)(xi)收和(he)散射作用(yong)，因此可(ke)以作為涂料的(de)抗(kang)老化添加劑。日本已經開發(fa)出用(yong)樹脂包覆(fu)的(de)片(pian)狀ZnO紫外(wai)線(xian)屏(ping)蔽劑[7]。在涂料中添加納(na)米ZnO可(ke)改善它的(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)能，使其(qi)具(ju)有(you)(you)抗(kang)菌性(xing)能。

2.4納米氧化鐵(tie)在(zai)涂(tu)料中的應用

納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鐵作(zuo)為(wei)顏(yan)料(liao)(liao)(liao)無毒無味，具有很好(hao)的(de)耐溫、耐侯、耐酸(suan)、耐堿(jian)以及(ji)高彩度(du)、高著色力、高透(tou)明度(du)和強烈吸(xi)收(shou)紫(zi)外(wai)光的(de)優良性(xing)(xing)能(neng)，可廣泛用于(yu)高檔汽車涂(tu)料(liao)(liao)(liao)、建筑涂(tu)料(liao)(liao)(liao)、防腐涂(tu)料(liao)(liao)(liao)、粉末涂(tu)料(liao)(liao)(liao)，是較好(hao)的(de)環保涂(tu)料(liao)(liao)(liao)。紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)分(fen)解木材(cai)中(zhong)(zhong)的(de)木質素而(er)破壞細(xi)胞結構導致(zhi)木材(cai)老化(hua)(hua)(hua)，納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鐵顏(yan)料(liao)(liao)(liao)分(fen)散于(yu)涂(tu)層中(zhong)(zhong)，由(you)于(yu)顆粒直徑小不會(hui)散射光線(xian)(xian)、涂(tu)層成透(tou)明狀態且吸(xi)收(shou)紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)輻射，起到(dao)保護木材(cai)的(de)作(zuo)用。左美祥[8]等(deng)研(yan)究發現:在樹脂(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)摻入(ru)納(na)米(mi)級的(de)TiO2（白色）、Cr2O3（綠(lv)色）、Fe2O3（褐(he)色）、ZnO等(deng)具有半導體(ti)性(xing)(xing)質的(de)粉體(ti)，會(hui)產生良好(hao)的(de)靜(jing)電(dian)屏蔽(bi)性(xing)(xing)能(neng)。日(ri)本松下電(dian)器公司研(yan)究所(suo)據此成功開(kai)發了適用于(yu)電(dian)器外(wai)殼的(de)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)基(ji)納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物復(fu)合(he)的(de)靜(jing)電(dian)屏蔽(bi)涂(tu)料(liao)(liao)(liao)。與傳統的(de)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)基(ji)碳黑復(fu)合(he)的(de)涂(tu)料(liao)(liao)(liao)相比，樹脂(zhi)(zhi)(zhi)基(ji)納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物復(fu)合(he)涂(tu)料(liao)(liao)(liao)具有更為(wei)優異的(de)靜(jing)電(dian)屏蔽(bi)性(xing)(xing)能(neng)，而(er)且后者在顏(yan)色選擇方(fang)面也更為(wei)靈(ling)活。用納(na)米(mi)級Fe3O4與樹脂(zhi)(zhi)(zhi)復(fu)合(he)制成了磁性(xing)(xing)涂(tu)料(liao)(liao)(liao)，目(mu)前這方(fang)面的(de)制備工藝已有所(suo)突(tu)破而(er)進入(ru)產業化(hua)(hua)(hua)階段(duan)。

2.5納(na)米(mi)CaCO3在(zai)涂(tu)料中的應用

納(na)米CaCO3作為顏料(liao)填(tian)充劑(ji)，具有細膩、均勻、白度高、光學性(xing)(xing)能(neng)(neng)好等優點，隨著納(na)米碳酸鈣的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)微細化，填(tian)料(liao)粒(li)表面的(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)數目占整個總原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)數目的(de)(de)比例(li)增大，使粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)表面的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)結(jie)構和(he)晶體(ti)結(jie)構都(dou)發生(sheng)變(bian)化，到了(le)納(na)米級水平。填(tian)料(liao)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)將成為有限個原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)集合體(ti)，表現出常規(gui)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)所(suo)沒有的(de)(de)表面效(xiao)應和(he)小尺(chi)寸效(xiao)應，使納(na)米材料(liao)具有一系列(lie)優良(liang)的(de)(de)理化性(xing)(xing)能(neng)(neng)。它添加(jia)到涂(tu)料(liao)膠乳中(zhong)，加(jia)強(qiang)了(le)透明(ming)性(xing)(xing)、觸變(bian)性(xing)(xing)和(he)流(liu)平性(xing)(xing)。觸變(bian)性(xing)(xing)是納(na)米CaCO3改善膠乳涂(tu)料(liao)各項性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)主要因素。同時能(neng)(neng)對(dui)涂(tu)料(liao)形成屏蔽作用，達到抗紫外(wai)老(lao)(lao)化和(he)防熱老(lao)(lao)化的(de)(de)目的(de)(de)和(he)增加(jia)涂(tu)料(liao)的(de)(de)隔熱性(xing)(xing)。

杜振霞[9]等研究(jiu)表明:在納(na)米CaCO3改(gai)性(xing)(xing)(xing)的(de)涂(tu)料中，如果CaCO3固相體積(ji)分數達到20%時，涂(tu)料的(de)粘度曲線存在低剪切稀化冪律特(te)征區(qu)(qu)和(he)高剪切牛頓兩個區(qu)(qu)域(yu)，而(er)且有(you)明顯(xian)的(de)觸變(bian)性(xing)(xing)(xing)。當乳膠漆聚合物(wu)乳液的(de)粒徑為10-100nm，表面(mian)張力非常低，有(you)極好的(de)流平性(xing)(xing)(xing)、流變(bian)性(xing)(xing)(xing)、潤濕性(xing)(xing)(xing)與滲透性(xing)(xing)(xing)，表現(xian)超常規的(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)。

2.6其它新型(xing)納米涂(tu)料

納(na)(na)(na)米(mi)(mi)隱(yin)身(shen)涂(tu)(tu)料（雷(lei)達(da)波(bo)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)涂(tu)(tu)料）系指能(neng)(neng)有效地吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)入射(she)雷(lei)達(da)波(bo)并使(shi)其散射(she)衰減的(de)一類功能(neng)(neng)涂(tu)(tu)料。當將納(na)(na)(na)米(mi)(mi)級的(de)羧基鐵粉(fen)、鎳粉(fen)、鐵氧體粉(fen)末(mo)(mo)改性的(de)有機涂(tu)(tu)料涂(tu)(tu)到飛機、導彈、軍艦等武器裝(zhuang)(zhuang)備(bei)上，可使(shi)這些裝(zhuang)(zhuang)備(bei)具有隱(yin)身(shen)性能(neng)(neng)，使(shi)它們在(zai)很(hen)寬的(de)頻率(lv)范圍內(nei)可以逃避雷(lei)達(da)的(de)偵察，同時也有紅外隱(yin)身(shen)作用(yong)。美國研制(zhi)的(de)超細石墨(mo)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)吸(xi)(xi)(xi)(xi)波(bo)涂(tu)(tu)料，對雷(lei)達(da)波(bo)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)率(lv)大于99%，其他金屬超細粉(fen)末(mo)(mo)如Al，Co，Ti，Cr，Nd，Mo等，也具有很(hen)好(hao)的(de)潛力(li)。法(fa)國研制(zhi)出一種(zhong)寬頻微波(bo)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)涂(tu)(tu)層(ceng)，這種(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)涂(tu)(tu)層(ceng)由粘結劑(ji)和(he)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料、填充材料組成，具有很(hen)好(hao)的(de)磁導率(lv)，在(zai)50MHz-50GHz范圍內(nei)具有良(liang)好(hao)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)波(bo)性能(neng)(neng)。我國也有相關的(de)研究，如不同粒(li)徑的(de)Fe3O4在(zai)1-1000 MHz頻率(lv)范圍對電磁波(bo)具有吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)性能(neng)(neng)，隨著頻率(lv)的(de)增加，納(na)(na)(na)米(mi)(mi)Fe3O4吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)能(neng)(neng)效增加，且(qie)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)粒(li)徑越(yue)小，吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)效能(neng)(neng)越(yue)高。

3 納米涂料研究中存在(zai)的(de)技術問題

首先(xian)是納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)在涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)穩定(ding)分散(san)問題(ti)。由于納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)粒(li)子(zi)比(bi)表面(mian)積和(he)表面(mian)張力(li)都很(hen)大(da)，容易吸附而(er)發生團(tuan)聚，在溶(rong)液中(zhong)(zhong)將其有效地分散(san)成(cheng)(cheng)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)粒(li)子(zi)是非常困難的(de)(de)(de)。尋(xun)找合(he)適的(de)(de)(de)分散(san)劑(ji)來分散(san)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)，并采(cai)用(yong)合(he)適的(de)(de)(de)穩定(ding)劑(ji)將良好(hao)分散(san)的(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)粒(li)徑穩定(ding)在納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)，是納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技術(shu)在涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)改性(xing)(xing)中(zhong)(zhong)獲得廣泛應用(yong)必(bi)須解決的(de)(de)(de)最(zui)關(guan)(guan)鍵問題(ti)。其次， 納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)加(jia)入量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)適度(du)問題(ti)。一(yi)(yi)般而(er)言，納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)用(yong)量(liang)(liang)(liang)與(yu)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)變化之間的(de)(de)(de)關(guan)(guan)系曲線(xian)近似于拋物線(xian)，開始時(shi)(shi)隨(sui)著納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)添加(jia)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)，涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)大(da)幅度(du)提高，到一(yi)(yi)定(ding)值(zhi)后(hou)(hou)，涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)增幅趨緩(huan)，最(zui)后(hou)(hou)達到峰值(zhi)：之后(hou)(hou)，隨(sui)著納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)添加(jia)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)進一(yi)(yi)步(bu)增加(jia)，涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)反而(er)呈迅速下降的(de)(de)(de)趨勢，同時(shi)(shi)也(ye)(ye)增加(jia)了成(cheng)(cheng)本。因此，做(zuo)好(hao)對比(bi)試(shi)驗(yan)，選好(hao)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)添加(jia)量(liang)(liang)(liang)也(ye)(ye)十分關(guan)(guan)鍵。最(zui)后(hou)(hou)，必(bi)須開展納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)施(shi)工(gong)工(gong)藝的(de)(de)(de)研究(jiu)。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)就本身而(er)言只(zhi)是一(yi)(yi)個半成(cheng)(cheng)品，只(zhi)有施(shi)工(gong)完畢后(hou)(hou)才真正成(cheng)(cheng)為最(zui)終產品，而(er)現(xian)實情況是人們大(da)都將注意力(li)集中(zhong)(zhong)在納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)產品本身，而(er)忽略了施(shi)工(gong)工(gong)藝的(de)(de)(de)研究(jiu)，致使納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)涂(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)無法達到其應有的(de)(de)(de)效果。

4 納米技術(shu)在涂(tu)料領(ling)域(yu)的應(ying)用展(zhan)望

今后(hou)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)涂(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)發(fa)展主(zhu)要將(jiang)體(ti)現在(zai)以下幾個方(fang)面(mian):（1）新的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)原材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)開發(fa)和(he)(he)商品化。即(ji)根據不同材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)物(wu)理化學性(xing)能(neng)(neng)，開發(fa)研(yan)(yan)制出新納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)改性(xing)材(cai)料(liao)(liao)，使之具有更多更新的(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)。（2）研(yan)(yan)究(jiu)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)涂(tu)料(liao)(liao)中的(de)(de)分散和(he)(he)穩定(ding)性(xing)。即(ji)探索納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)顆粒與涂(tu)料(liao)(liao)間的(de)(de)相(xiang)互作用和(he)(he)混(hun)合機(ji)理，并(bing)根據納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)粉體(ti)在(zai)涂(tu)料(liao)(liao)中分散成納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級和(he)(he)保持分散穩定(ding)性(xing)的(de)(de)原理，開發(fa)新的(de)(de)表面(mian)改性(xing)劑和(he)(he)穩定(ding)劑，以提(ti)高納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)涂(tu)料(liao)(liao)中的(de)(de)改性(xing)效果。（3）加強納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)表征方(fang)法(fa)(fa)和(he)(he)測(ce)試技術(shu)的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)。即(ji)為了能(neng)(neng)更好地利用納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)特(te)殊性(xing)能(neng)(neng)，必(bi)須研(yan)(yan)究(jiu)新的(de)(de)測(ce)試手段對(dui)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)進行研(yan)(yan)究(jiu)，并(bing)將(jiang)傳統納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)測(ce)試方(fang)法(fa)(fa)進一步(bu)完善和(he)(he)標(biao)準化。降低成本(ben)，并(bing)逐(zhu)漸實現納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技術(shu)的(de)(de)工業化、商品化，從而改變我(wo)國高檔、高性(xing)能(neng)(neng)涂(tu)料(liao)(liao)大(da)量依(yi)賴(lai)進口(kou)的(de)(de)狀(zhuang)況，是將(jiang)來的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)重點。

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篇5

關鍵詞：納米材(cai)料,化(hua)工,應(ying)用(yong)

1前言

納米材料（又稱超細微粒、超細粉(fen)未(wei)）由(you)表面（界面）結構組元構成，是(shi)處(chu)在(zai)原子(zi)簇和宏觀(guan)物體(ti)交界過渡(du)區域(yu)的(de)(de)一(yi)種(zhong)典型系統，粒徑(jing)介于原子(zi)團(tuan)簇與常(chang)(chang)規粉(fen)體(ti)之間，一(yi)般不超過100nm，而(er)且(qie)界面組元中含(han)有相當(dang)量的(de)(de)不飽和配位鍵(jian)、端鍵(jian)及懸鍵(jian)。其(qi)結構既不同于體(ti)塊材料，也不同于單個的(de)(de)原子(zi)。其(qi)特殊的(de)(de)結構層次使它在(zai)眾多領域(yu)特別(bie)是(shi)在(zai)光、電、磁、催化等方面具有非(fei)常(chang)(chang)重大的(de)(de)應用(yong)價(jia)值。近年來(lai)，納米材料在(zai)化工(gong)生產領域(yu)也得到(dao)了一(yi)定的(de)(de)應用(yong)，并(bing)顯示出它的(de)(de)獨特魅力。

2納米材料特性

2.1具有很(hen)強的表面(mian)活性(xing)

納(na)米(mi)超(chao)微(wei)顆粒很(hen)高的(de)(de)“比表面(mian)積(ji)”決定了(le)其表面(mian)具(ju)有很(hen)高的(de)(de)活(huo)性。免費論文(wen)(wen)參考網。在(zai)空氣(qi)中，納(na)米(mi)金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。利用表面(mian)活(huo)性，金屬超(chao)微(wei)顆粒可(ke)(ke)望成為(wei)新(xin)一代的(de)(de)高效(xiao)催化劑、貯氣(qi)材料和(he)低熔點材料。將納(na)米(mi)微(wei)粒用做催化劑，將使(shi)納(na)米(mi)材料大(da)顯身手。如(ru)超(chao)細硼粉(fen)(fen)、高鉻酸銨粉(fen)(fen)可(ke)(ke)以(yi)(yi)作為(wei)炸藥的(de)(de)有效(xiao)催化劑；超(chao)細銀(yin)粉(fen)(fen)可(ke)(ke)以(yi)(yi)成為(wei)乙(yi)烯氧化的(de)(de)催化劑；超(chao)細的(de)(de)鎳粉(fen)(fen)、銀(yin)粉(fen)(fen)的(de)(de)輕燒結效(xiao)率，超(chao)細微(wei)顆粒的(de)(de)輕燒結體可(ke)(ke)以(yi)(yi)生成微(wei)孔過濾(lv)器，作為(wei)吸(xi)咐氫(qing)氣(qi)等氣(qi)體的(de)(de)儲藏材料，還可(ke)(ke)作為(wei)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)著(zhu)色劑，用于工藝品的(de)(de)美術圖案中。免費論文(wen)(wen)參考網。

2.2具有特殊的光(guang)學(xue)性(xing)質

所有的(de)(de)金屬(shu)在超微顆粒狀態時都呈現為(wei)黑(hei)(hei)色。尺寸越(yue)小(xiao)，顏(yan)色越(yue)黑(hei)(hei)，銀(yin)白色的(de)(de)鉑（白金）變(bian)(bian)成鉑黑(hei)(hei)，金屬(shu)鉻變(bian)(bian)成鉻黑(hei)(hei)。由此可(ke)見，金屬(shu)超微顆粒對光(guang)的(de)(de)反(fan)射率很低(di)，通(tong)常可(ke)低(di)于(yu)l％，大約幾微米厚度的(de)(de)膜就能起(qi)到完(wan)全消光(guang)的(de)(de)作(zuo)用。利(li)用這個特(te)性可(ke)以制造高(gao)效率的(de)(de)光(guang)熱(re)、光(guang)電轉換材料，以很高(gao)的(de)(de)效率將(jiang)太陽(yang)能轉變(bian)(bian)為(wei)熱(re)能、電能。另外還(huan)有可(ke)能應用于(yu)紅外敏感元件、紅外隱(yin)身材料等。

2.3具有特殊的熱學性質(zhi)

大(da)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)固(gu)態物(wu)質(zhi)其(qi)熔(rong)點(dian)(dian)往往是固(gu)定的(de)(de)，超(chao)細微化的(de)(de)固(gu)態物(wu)質(zhi)其(qi)熔(rong)點(dian)(dian)卻顯著降低(di)，當顆(ke)粒(li)小于10納米量(liang)級時(shi)尤為突出(chu)。例(li)如，金的(de)(de)常規(gui)熔(rong)點(dian)(dian)為1064℃，當其(qi)顆(ke)粒(li)的(de)(de)尺(chi)寸(cun)減(jian)小到(dao)10納米時(shi)，熔(rong)點(dian)(dian)會降低(di)27℃，而減(jian)小到(dao)2納米尺(chi)寸(cun)時(shi)的(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)僅為327℃左右；銀(yin)的(de)(de)常規(gui)熔(rong)點(dian)(dian)為670℃，而超(chao)微銀(yin)顆(ke)粒(li)的(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)可(ke)低(di)于100℃。因此，超(chao)細銀(yin)粉制成的(de)(de)導(dao)電(dian)漿料(liao)可(ke)以進(jin)行低(di)溫(wen)燒結，此時(shi)元件(jian)的(de)(de)基片不必采(cai)(cai)用(yong)耐(nai)高溫(wen)的(de)(de)陶瓷材料(liao)，完全可(ke)采(cai)(cai)用(yong)塑(su)料(liao)。采(cai)(cai)用(yong)超(chao)細銀(yin)粉漿料(liao)，可(ke)使片基上的(de)(de)膜厚均勻，覆蓋面積大(da)，既省材料(liao)又提高質(zhi)量(liang)。

2.4具有特(te)殊的磁學性(xing)質

小(xiao)尺寸磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)超(chao)(chao)微顆粒與大(da)塊磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)材料有(you)顯(xian)著不同，大(da)塊純鐵的磁(ci)(ci)(ci)矯頑(wan)力(li)約為80安／米，而當顆粒尺寸減小(xiao)到2×10-2微米以(yi)下(xia)時，其矯頑(wan)力(li)可(ke)增(zeng)加1000倍(bei)。若進一步減小(xiao)其尺寸，大(da)約小(xiao)于(yu)6×10-3微米時，其矯頑(wan)力(li)反(fan)而降低到零，呈(cheng)現出超(chao)(chao)順磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)。利用(yong)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)超(chao)(chao)微顆粒具(ju)有(you)高(gao)矯頑(wan)力(li)的特(te)性(xing)(xing)(xing)，已(yi)制成(cheng)(cheng)高(gao)儲存密度的磁(ci)(ci)(ci)記錄磁(ci)(ci)(ci)粉，大(da)量應(ying)用(yong)于(yu)磁(ci)(ci)(ci)帶、磁(ci)(ci)(ci)盤(pan)、磁(ci)(ci)(ci)卡以(yi)及磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)鑰匙等;利用(yong)超(chao)(chao)順磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)，人們(men)已(yi)將磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)超(chao)(chao)微顆粒制成(cheng)(cheng)了用(yong)途廣泛的磁(ci)(ci)(ci)流(liu)體(ti)。

2.5具有特(te)殊的(de)力學性質(zhi)

因為納(na)米材料(liao)(liao)具有較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)界面，界面的(de)(de)(de)(de)原子排列是(shi)相當混亂的(de)(de)(de)(de)，原子在外力變(bian)形的(de)(de)(de)(de)條件下(xia)很(hen)容易遷移，因此表(biao)現出甚(shen)佳的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性和一定(ding)的(de)(de)(de)(de)延展性，這(zhe)樣就使納(na)米陶瓷材料(liao)(liao)具有了新(xin)奇的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性質(zhi)。研究(jiu)表(biao)明，人的(de)(de)(de)(de)牙齒之(zhi)所(suo)以具有很(hen)高的(de)(de)(de)(de)強度，就是(shi)因為它是(shi)由(you)磷酸(suan)鈣等(deng)納(na)米材料(liao)(liao)構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)也足(zu)以說明大自然(ran)是(shi)納(na)米材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)功制造者(zhe)。納(na)米晶粒的(de)(de)(de)(de)金屬要比傳統的(de)(de)(de)(de)粗(cu)晶粒金屬硬3～5倍。金屬——陶瓷復合(he)納(na)米材料(liao)(liao)則可(ke)在更大的(de)(de)(de)(de)范圍內改變(bian)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性質(zhi)，其應(ying)用前景(jing)十分寬廣(guang)。

2.6宏觀量子(zi)隧(sui)道(dao)效應

由于電(dian)子(zi)(zi)既具有(you)粒子(zi)(zi)性又具有(you)波(bo)動性，因此(ci)它存在隧(sui)道效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)。近年(nian)來(lai)，人們發現一(yi)些(xie)宏(hong)觀(guan)物理量(liang)，如(ru)微(wei)(wei)顆粒的(de)(de)(de)磁(ci)化強度、量(liang)子(zi)(zi)相干(gan)器件(jian)中的(de)(de)(de)磁(ci)通量(liang)等亦顯示出隧(sui)道效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)，稱(cheng)之(zhi)為宏(hong)觀(guan)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)隧(sui)道效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)。宏(hong)觀(guan)量(liang)子(zi)(zi)隧(sui)道效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)將(jiang)會是(shi)(shi)未來(lai)微(wei)(wei)電(dian)子(zi)(zi)、光電(dian)子(zi)(zi)器件(jian)的(de)(de)(de)基(ji)礎，或者(zhe)說(shuo)它確(que)立了現存微(wei)(wei)電(dian)子(zi)(zi)器件(jian)進一(yi)步(bu)(bu)微(wei)(wei)型(xing)化的(de)(de)(de)極(ji)限，當(dang)微(wei)(wei)電(dian)子(zi)(zi)器件(jian)進一(yi)步(bu)(bu)微(wei)(wei)型(xing)化時(shi)必須要考慮上(shang)述的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)。目前研制(zhi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)共振隧(sui)道晶體管(guan)就是(shi)(shi)利用量(liang)子(zi)(zi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)制(zhi)成的(de)(de)(de)新一(yi)代電(dian)子(zi)(zi)器件(jian)。

3納(na)米材料在化工生中應用

由于納米材料的特殊(shu)結(jie)構和特殊(shu)性能，使納米材料在化(hua)工生(sheng)產(chan)中得(de)到了廣泛的應用(yong)，主要(yao)應用(yong)在以下幾方(fang)面。

3.1橡膠改性

炭黑(hei)納米粒(li)子(zi)加(jia)入到(dao)橡膠中后(hou)可顯著(zhu)提(ti)高橡膠的(de)強度、耐磨性、抗老化性，這一技(ji)術早已(yi)在橡膠工業中運用。

納米(mi)(mi)(mi)技(ji)術在制(zhi)(zhi)(zhi)造彩(cai)色(se)(se)(se)橡(xiang)膠(jiao)中也(ye)發揮(hui)了獨(du)特的作用(yong)，過去(qu)的橡(xiang)膠(jiao)制(zhi)(zhi)(zhi)品一般為黑(hei)(hei)色(se)(se)(se)（納米(mi)(mi)(mi)級的炭黑(hei)(hei)較易得到）。若要制(zhi)(zhi)(zhi)造彩(cai)色(se)(se)(se)橡(xiang)膠(jiao)可(ke)選用(yong)白色(se)(se)(se)納米(mi)(mi)(mi)級的粒(li)子（如白炭黑(hei)(hei)）作補強劑，使用(yong)納米(mi)(mi)(mi)粒(li)子級著色(se)(se)(se)劑，此時橡(xiang)膠(jiao)制(zhi)(zhi)(zhi)品的性能優異。

3.2塑料改性

3.2.1對(dui)塑(su)料增(zeng)韌作用

納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)粒子(zi)添加(jia)到(dao)塑料(liao)中，對增加(jia)塑料(liao)韌(ren)性有較大(da)(da)的作用(yong)(yong)。用(yong)(yong)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)SiC/Si3N4粒子(zi)經(jing)鈦酸酯處(chu)理后填充LDPE，當添加(jia)量為5％時(shi)沖(chong)擊(ji)(ji)強(qiang)度(du)最(zui)大(da)(da)，缺口沖(chong)擊(ji)(ji)強(qiang)度(du)為55.7kj/m2，是純(chun)(chun)LDPE的2倍(bei)多；斷(duan)(duan)裂(lie)伸長率到(dao)625 ％時(shi)仍未(wei)斷(duan)(duan)裂(lie)，為純(chun)(chun)LDPE的5倍(bei)。用(yong)(yong)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)CaCO3，改性HDPE，當納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)CaCO3含(han)量為25％時(shi)，沖(chong)擊(ji)(ji)強(qiang)度(du)達到(dao)最(zui)大(da)(da)值，最(zui)大(da)(da)沖(chong)擊(ji)(ji)強(qiang)度(du)為純(chun)(chun)HDPE的1.7倍(bei)，斷(duan)(duan)裂(lie)伸長率在CaCO3含(han)量為16％時(shi)最(zui)大(da)(da)，約為660％超(chao)過純(chun)(chun)HDPE的值。

3.2.2塑料功能化

塑(su)料在家用電器及日用品中的(de)(de)應用非常廣泛，在塑(su)料中添(tian)加(jia)具(ju)(ju)有抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)的(de)(de)納米(mi)粒子，可使(shi)塑(su)料具(ju)(ju)有抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)，且(qie)其抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)保(bao)持持久。現已應用此技(ji)術生(sheng)產了(le)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)冰箱，實際上就是在制造冰箱塑(su)件(jian)時，使(shi)用的(de)(de)塑(su)料原料中添(tian)加(jia)了(le)某種納米(mi)粒子，利用該納米(mi)粒子的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)特性(xing)(xing)，使(shi)塑(su)料具(ju)(ju)有抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)殺菌(jun)(jun)(jun)(jun)的(de)(de)功能，國(guo)內某公(gong)司采用該項技(ji)術率先開(kai)發(fa)出無菌(jun)(jun)(jun)(jun)塑(su)料餐具(ju)(ju)、無菌(jun)(jun)(jun)(jun)塑(su)料撲克等產品，受到市場的(de)(de)歡迎(ying)。

3.2.3通用塑料的工程化

通(tong)用(yong)塑(su)料(liao)具有產量(liang)大(da)、應(ying)用(yong)廣、價(jia)格低等特點，但(dan)其(qi)性(xing)能不如(ru)工程(cheng)塑(su)料(liao)，而工程(cheng)塑(su)料(liao)雖性(xing)能優(you)越，但(dan)價(jia)格較(jiao)高。在通(tong)用(yong)塑(su)料(liao)中加入(ru)納米粒子能使其(qi)達(da)到(dao)工程(cheng)塑(su)料(liao)的性(xing)能，用(yong)納米技術(shu)對通(tong)用(yong)聚丙烯進行改性(xing)，其(qi)性(xing)能達(da)到(dao)了尼龍6的性(xing)能指標(biao)，而成(cheng)本卻降低1／3。

3.3化(hua)學纖維改性

近年(nian)來出現了(le)各種(zhong)(zhong)新型的功能性化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)纖(xian)(xian)維(wei)，其中不少是應用了(le)納米技術，如日(ri)本帝(di)人公司(si)將納米ZnO和納米SiO2混入化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)纖(xian)(xian)維(wei)， 得到(dao)具有(you)除臭及靜化(hua)(hua)(hua)(hua)空氣功能的化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)纖(xian)(xian)維(wei)，這種(zhong)(zhong)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)纖(xian)(xian)維(wei)被廣泛(fan)用于制(zhi)造長期臥床病人和醫院的消臭敷(fu)料、繃(beng)帶、睡衣(yi)等；日(ri)本倉(cang)螺(luo)公司(si)將納米ZnO加入到(dao)聚(ju)酯纖(xian)(xian)維(wei)中，制(zhi)得了(le)防紫外線纖(xian)(xian)維(wei)， 該纖(xian)(xian)維(wei)除了(le)具有(you)防紫外線功能外，還具有(you)抗菌、消毒、除臭的功能。

3.4涂料改性

在各(ge)類涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)中添加納(na)米材料(liao)(liao)(liao)，如(ru)納(na)米TiO2，可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)出殺菌、防(fang)污、除臭(chou)、自潔(jie)的(de)抗菌防(fang)污涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)，廣泛應用(yong)(yong)于醫(yi)院和(he)家庭內(nei)墻涂(tu)(tu)飾。可(ke)(ke)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)出防(fang)紫外(wai)線涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)，應用(yong)(yong)于需(xu)要紫外(wai)線屏蔽的(de)場(chang)所，例如(ru)涂(tu)(tu)在陽傘的(de)布(bu)料(liao)(liao)(liao)上，制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成防(fang)紫外(wai)線陽傘。還可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)出吸波隱身涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)，用(yong)(yong)于隱形飛(fei)機、隱形軍艦等國防(fang)工業領域及其他需(xu)要電(dian)磁波屏蔽場(chang)所的(de)涂(tu)(tu)敷。在涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)中添加納(na)米SiO2，可(ke)(ke)使涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)抗老(lao)化(hua)性能、光潔(jie)度及強(qiang)度成倍(bei)提高，涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)質量和(he)檔次大(da)大(da)升(sheng)級，據稱，納(na)米改性外(wai)墻涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)耐洗刷(shua)性可(ke)(ke)由原來的(de)1000多(duo)次提高到1萬多(duo)次，老(lao)化(hua)時(shi)間延(yan)長2倍(bei)多(duo)。納(na)米ZnO 添加到汽車金屬閃光面漆中，可(ke)(ke)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)出汽車專用(yong)(yong)變(bian)色漆。

3.5在(zai)催化(hua)方面(mian)的應用

催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑在許多(duo)(duo)化(hua)(hua)(hua)學化(hua)(hua)(hua)工領域中起(qi)著(zhu)舉(ju)足輕重的(de)作(zuo)(zuo)用，它(ta)可以控制反(fan)應(ying)(ying)(ying)時間、提(ti)高反(fan)應(ying)(ying)(ying)效率(lv)和反(fan)應(ying)(ying)(ying)速(su)(su)度。大多(duo)(duo)數傳統的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑不僅催(cui)化(hua)(hua)(hua)效率(lv)低，而且其制備是憑經驗進行，不僅造(zao)成(cheng)生(sheng)產原(yuan)料的(de)巨大浪費，使經濟效益難以提(ti)高，而且對環境(jing)也(ye)造(zao)成(cheng)污染。納米(mi)粒(li)子(zi)表面(mian)活性中心(xin)多(duo)(duo)，為它(ta)作(zuo)(zuo)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑提(ti)供了必要條件。納米(mi)粒(li)子(zi)作(zuo)(zuo)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑，可大大提(ti)高反(fan)應(ying)(ying)(ying)效率(lv)，控制反(fan)應(ying)(ying)(ying)速(su)(su)度，甚至(zhi)使原(yuan)來(lai)不能(neng)進行的(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)也(ye)能(neng)進行。納米(mi)微粒(li)作(zuo)(zuo)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑比一般催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)速(su)(su)度提(ti)高10～15倍。

3.6在其(qi)它精細化工方(fang)面的(de)應用(yong)

納(na)米材料的優(you)越性無(wu)疑也會(hui)給精細(xi)化(hua)工(gong)帶來福音，并(bing)顯示它的獨特畦力(li)。如在橡膠中(zhong)(zhong)加入納(na)米SiO 2 ，可以提(ti)高(gao)(gao)橡膠的抗(kang)紫(zi)外輻射和(he)(he)紅外反射能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。免費論文參考網(wang)。國外已將(jiang)納(na)米SiO 2 ，作為(wei)添加劑(ji)加入到(dao)密(mi)封膠和(he)(he)粘合劑(ji)中(zhong)(zhong)，使(shi)其密(mi)封性和(he)(he)粘合性都大為(wei)提(ti)高(gao)(gao)。在有機玻璃中(zhong)(zhong)加入Al 2 O 3 ，不(bu)僅不(bu)影響玻璃的透明度(du)(du)，而且還(huan)(huan)會(hui)提(ti)高(gao)(gao)玻璃的高(gao)(gao)溫(wen)沖(chong)擊韌性。一定粒(li)度(du)(du)的銳鈦礦型TiO 2 具有優(you)良的紫(zi)外線屏蔽(bi)性能(neng)(neng)(neng)(neng)，而且質地細(xi)膩，無(wu)毒無(wu)臭，添加在化(hua)妝品中(zhong)(zhong)，可使(shi)化(hua)妝品的性能(neng)(neng)(neng)(neng)得到(dao)提(ti)高(gao)(gao)。納(na)米SiO 2 能(neng)(neng)(neng)(neng)夠強烈吸收太(tai)陽光中(zhong)(zhong)的紫(zi)外線，產生很強的光化(hua)學(xue)活(huo)性，可以用光催化(hua)降解工(gong)業廢水(shui)中(zhong)(zhong)的有機污(wu)染物，具有除凈度(du)(du)高(gao)(gao)，無(wu)二次污(wu)染，適(shi)用性廣泛等(deng)優(you)點，在環保水(shui)處理中(zhong)(zhong)有著(zhu)很好(hao)的應用前景(jing)。在環境科學(xue)領域還(huan)(huan)將(jiang)出現功能(neng)(neng)(neng)(neng)獨特的納(na)米膜。這(zhe)種膜能(neng)(neng)(neng)(neng)探(tan)測(ce)到(dao)由化(hua)學(xue)和(he)(he)生物制(zhi)劑(ji)造成的污(wu)染，并(bing)能(neng)(neng)(neng)(neng)對這(zhe)些制(zhi)劑(ji)進行過濾，從而消除污(wu)染。

4結束語

篇6

關鍵詞：納米材料；納米技(ji)術；特性(xing)

納(na)(na)米技(ji)(ji)術(shu)(shu)是上世(shi)紀出現(xian)的(de)新技(ji)(ji)術(shu)(shu)，在當前社(she)會的(de)諸(zhu)多領域都得到了(le)廣泛應(ying)用(yong)。納(na)(na)米材料則是納(na)(na)米技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)重要(yao)組成部分，從(cong)上世(shi)紀八(ba)十(shi)年代納(na)(na)米技(ji)(ji)術(shu)(shu)問世(shi)以來，在之(zhi)后(hou)的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)發(fa)展(zhan)速度比較迅速，對(dui)應(ying)用(yong)領域的(de)進一步(bu)發(fa)展(zhan)起到了(le)積極促進作(zuo)用(yong)。通過從(cong)理論上加(jia)強(qiang)納(na)(na)米技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)研究分析(xi)，對(dui)納(na)(na)米材料的(de)實際(ji)應(ying)用(yong)就能提供(gong)理論支持。

1.納米材(cai)料的特性以及制備(bei)的方法分析

1.1納(na)米(mi)材料的(de)特性(xing)分析

納(na)米(mi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)類型是(shi)(shi)多樣化的(de)(de)(de)，在使用的(de)(de)(de)常(chang)規材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)方面尺寸都相(xiang)對比(bi)(bi)(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)大，材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)有(you)著(zhu)宏觀(guan)陛。而(er)納(na)米(mi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)則(ze)與之(zhi)(zhi)不同，倘若是(shi)(shi)三(san)維方向(xiang)是(shi)(shi)幾個納(na)米(mi)長的(de)(de)(de)就是(shi)(shi)3D納(na)米(mi)微晶，在二維方向(xiang)則(ze)是(shi)(shi)納(na)米(mi)級(ji)。從納(na)米(mi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)制造方法(fa)角度來看，只要是(shi)(shi)人(ren)工方式(shi)進行制造的(de)(de)(de)就是(shi)(shi)人(ren)工納(na)米(mi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)。納(na)米(mi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)有(you)著(zhu)比(bi)(bi)(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)特殊的(de)(de)(de)物理化學性(xing)能(neng)，由于其(qi)特殊性(xing)能(neng)，就在高分(fen)子(zi)(zi)(zi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)領域有(you)著(zhu)廣泛應用。從納(na)米(mi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面效應層(ceng)面來看，主(zhu)要是(shi)(shi)納(na)米(mi)粒子(zi)(zi)(zi)表(biao)(biao)面原(yuan)子(zi)(zi)(zi)數(shu)和(he)總原(yuan)子(zi)(zi)(zi)數(shu)比(bi)(bi)(bi)會隨著(zhu)粒子(zi)(zi)(zi)粒徑(jing)減小從而(er)大幅度增(zeng)(zeng)大。在納(na)米(mi)粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面能(neng)與表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)張力也會隨之(zhi)(zhi)增(zeng)(zeng)加，這(zhe)樣就使得(de)納(na)米(mi)粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)性(xing)質有(you)著(zhu)很(hen)大變化，比(bi)(bi)(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)容易和(he)其(qi)它的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)趨于穩定，這(zhe)一材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)吸(xi)附特性(xing)也比(bi)(bi)(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)突出。

納(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)量子(zi)(zi)尺寸效應(ying)特(te)性(xing)(xing)方(fang)面，在納(na)米(mi)(mi)粒子(zi)(zi)熱能(neng)以(yi)(yi)及電能(neng)和(he)磁場能(neng)等能(neng)級比(bi)平均的(de)(de)能(neng)級問還要(yao)小的(de)(de)時候，納(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)就和(he)宏觀物質的(de)(de)特(te)性(xing)(xing)有(you)著不同(tong)。在量子(zi)(zi)隧道效應(ying)特(te)性(xing)(xing)層(ceng)面，納(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)有(you)著波粒二(er)象性(xing)(xing)，所以(yi)(yi)就會有(you)著隧道效應(ying)。當前(qian)的(de)(de)改性(xing)(xing)涂料(liao)(liao)使用的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)通常是納(na)米(mi)(mi)半(ban)導材(cai)料(liao)(liao)。

除(chu)此之外(wai)，納米材(cai)料的(de)(de)(de)小尺(chi)寸效應特(te)性也(ye)比較鮮明。在納米材(cai)料的(de)(de)(de)晶(jing)體尺(chi)寸和光波(bo)的(de)(de)(de)波(bo)長(chang)以及(ji)傳導電(dian)(dian)子德布羅意波(bo)長(chang)等(deng)物體特(te)征(zheng)(zheng)尺(chi)寸相當以及(ji)比其小的(de)(de)(de)時候，這樣一般的(de)(de)(de)固體材(cai)料就會以成立的(de)(de)(de)周期(qi)性邊界條件，將破關以及(ji)聲和熱等(deng)電(dian)(dian)磁(ci)特(te)征(zheng)(zheng)顯示(shi)出小尺(chi)寸的(de)(de)(de)效應。

1.2納米材料制(zhi)備的方法分析

對納米(mi)材料的(de)制(zhi)備(bei)過程中，需要在方(fang)法(fa)(fa)(fa)上科學(xue)應用。納米(mi)材料的(de)制(zhi)備(bei)的(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)比較(jiao)多，其中的(de)氣(qi)(qi)(qi)相(xiang)法(fa)(fa)(fa)就是比較(jiao)突出的(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，是直接將氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)以(yi)及(ji)(ji)通過各種手段把物(wu)質變成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)，然后(hou)在氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)狀(zhuang)態下發(fa)生物(wu)理(li)變化以(yi)及(ji)(ji)化學(xue)反應。氣(qi)(qi)(qi)相(xiang)法(fa)(fa)(fa)的(de)應用方(fang)法(fa)(fa)(fa)類型也(ye)比較(jiao)多，比較(jiao)重(zhong)要的(de)有化學(xue)氣(qi)(qi)(qi)相(xiang)反應法(fa)(fa)(fa)以(yi)及(ji)(ji)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)中蒸(zheng)發(fa)法(fa)(fa)(fa)等。氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)中蒸(zheng)發(fa)法(fa)(fa)(fa)重(zhong)要是在惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)或者是在活潑氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)當中把金屬以(yi)及(ji)(ji)合金等蒸(zheng)發(fa)汽(qi)化，接著和惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)進行(xing)沖(chong)突以(yi)及(ji)(ji)冷卻(que)等從而就形成(cheng)了納米(mi)微(wei)粒(li)。采用這(zhe)一(yi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)冷凝法(fa)(fa)(fa)進行(xing)制(zhi)備(bei)納米(mi)微(wei)粒(li)表面清潔以(yi)及(ji)(ji)粒(li)徑分布相(xiang)對比較(jiao)窄(zhai)。

通過液相法(fa)(fa)的(de)應(ying)(ying)用也能對(dui)(dui)納米(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)進(jin)行制(zhi)備(bei)(bei)(bei)，這(zhe)一方(fang)法(fa)(fa)的(de)應(ying)(ying)用主要是通過均相溶液作為出發點的(de)，然后在(zai)各種途徑的(de)實施(shi)下，將(jiang)溶質和溶劑進(jin)行分離，這(zhe)樣溶質就(jiu)能形成相應(ying)(ying)形狀以(yi)(yi)及大小的(de)微(wei)粒。對(dui)(dui)溶膠(jiao)以(yi)(yi)及凝膠(jiao)的(de)方(fang)法(fa)(fa)應(ying)(ying)用是比較多的(de)，這(zhe)是對(dui)(dui)納米(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)的(de)特殊性工(gong)藝(yi)，對(dui)(dui)微(wei)粉以(yi)(yi)及纖維等復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)能加以(yi)(yi)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)。由于這(zhe)一方(fang)法(fa)(fa)的(de)應(ying)(ying)用相對(dui)(dui)比較簡單，對(dui)(dui)設備(bei)(bei)(bei)的(de)應(ying)(ying)用要求也比較低，在(zai)未來(lai)的(de)應(ying)(ying)用前景比較廣闊。

納(na)米(mi)材料制(zhi)備方(fang)法(fa)中的(de)化(hua)(hua)學氣相凝聚法(fa)也是比較(jiao)重要的(de)方(fang)法(fa)，這是上(shang)世紀(ji)末提出的(de)新型納(na)米(mi)微粒合(he)(he)成(cheng)技術。這一方(fang)法(fa)應(ying)用中，主要是通過氣態(tai)原料在氣相當中通過化(hua)(hua)學反應(ying)來形成(cheng)的(de)基本粒子，以及實施(shi)冷凝合(he)(he)成(cheng)納(na)米(mi)微粒。當前采用這一方(fang)法(fa)對碳化(hua)(hua)硅以及二氧化(hua)(hua)鋯等(deng)納(na)米(mi)微粒進行(xing)了合(he)(he)成(cheng)。

2.納米材料的應用領域

 納米(mi)材(cai)料在(zai)(zai)當前的(de)(de)應用(yong)領域(yu)比較(jiao)多樣，其中將納米(mi)材(cai)料在(zai)(zai)建(jian)筑(zhu)涂(tu)料中的(de)(de)應用(yong)，對建(jian)筑(zhu)涂(tu)料的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)改變(bian)(bian)有(you)著影響，能(neng)(neng)起到抗老(lao)化(hua)以(yi)(yi)及耐候性(xing)(xing)的(de)(de)作(zuo)用(yong)效果。涂(tu)料的(de)(de)康老(lao)虎以(yi)(yi)及耐候性(xing)(xing)主要是涂(tu)膜受(shou)到紫外線以(yi)(yi)及陽光照射(she)等因素影響出現(xian)的(de)(de)褪色(se)以(yi)(yi)及變(bian)(bian)色(se)等，在(zai)(zai)納米(mi)材(cai)料的(de)(de)應用(yong)下(xia)，就能(neng)(neng)將SiO2、TiO2、ZnO、Fe2O3等都是在(zai)(zai)實際中比較(jiao)優良的(de)(de)抗老(lao)化(hua)劑(ji)，對建(jian)筑(zhu)涂(tu)料的(de)(de)抗老(lao)化(hua)以(yi)(yi)及耐候性(xing)(xing)的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)提高有(you)著積極促進作(zuo)用(yong)。

納(na)(na)米材料應用到化學(xue)電(dian)(dian)源當(dang)中(zhong)也比較(jiao)廣泛。納(na)(na)米材料其(qi)龐大表(biao)面積以及特(te)異電(dian)(dian)催化性(xing)能在化學(xue)電(dian)(dian)源當(dang)中(zhong)的開發應用比較(jiao)突(tu)出(chu)，納(na)(na)米輕燒結體是電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)源的性(xing)能質量(liang)提高的重(zhong)要保(bao)障，這是將納(na)(na)米微粒構成的密度(du)只(zhi)有原物質十(shi)分之一(yi)塊狀海綿體作為化學(xue)電(dian)(dian)池(chi)以及燃料電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)極，從而(er)能有效(xiao)增加以及電(dian)(dian)解質溶(rong)液和(he)反應氣體接觸表(biao)面和(he)對效(xiao)率(lv)有效(xiao)提高。

例如：鎳和(he)銀的(de)(de)輕燒結體作為化學(xue)電(dian)(dian)池(chi)等的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)(ji)在(zai)實際當中已經得(de)到(dao)了(le)應用(yong)。TiO2納(na)米(mi)微粒的(de)(de)燒結體作為光化學(xue)電(dian)(dian)池(chi)和(he)鋰電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)(ji)得(de)到(dao)了(le)廣泛的(de)(de)研(yan)究和(he)開發。通過納(na)米(mi)材料和(he)電(dian)(dian)源(yuan)相結合(he)，就能創(chuang)造出新(xin)的(de)(de)電(dian)(dian)源(yuan)類型(xing)，在(zai)電(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)性能方面也能有效(xiao)提(ti)高。

納米(mi)材料(liao)(liao)(liao)(liao)在結構(gou)(gou)材料(liao)(liao)(liao)(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)也(ye)比(bi)較(jiao)廣(guang)泛，納米(mi)結構(gou)(gou)材料(liao)(liao)(liao)(liao)應(ying)用(yong)主(zhu)要是對純(chun)金屬納米(mi)材料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)研(yan)究，在當前的(de)(de)(de)多(duo)元合(he)(he)金和(he)納米(mi)復合(he)(he)材料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)發展也(ye)比(bi)較(jiao)突出。在納米(mi)陶(tao)瓷材料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)上就是比(bi)較(jiao)重要的(de)(de)(de)，其耐高溫以及高強度性能在生(sheng)活中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)比(bi)較(jiao)廣(guang)泛，將(jiang)其在高溫發動機當中(zhong)(zhong)加以應(ying)用(yong)在當前已(yi)經得到了實現(xian)，對燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)熱效(xiao)率(lv)增加也(ye)起到積極作用(yong)，對污染就能有效(xiao)降低。

可(ke)以(yi)將納(na)米材料作為光催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)加以(yi)應用(yong)。在半導體的光催(cui)化(hua)(hua)效(xiao)應的發揮(hui)上比較突(tu)出，在光照下(xia)價帶(dai)電子躍遷到導帶(dai)以(yi)及價帶(dai)空穴能將周圍環(huan)境中烴(jing)基(ji)電子奪過來(lai)，從(cong)而烴(jing)基(ji)就成為了自(zi)由基(ji)，能作為強氧化(hua)(hua)劑(ji)加以(yi)應用(yong)。

篇7

21世紀是(shi)知識經(jing)濟(ji)科(ke)技新(xin)時代，高新(xin)技術是(shi)又(you)“高”又(you)“新(xin)”，其科(ke)學原理似乎非(fei)常深(shen)奧，而信息技術、生物(wu)技術更是(shi)日(ri)新(xin)月(yue)異(yi)，不(bu)斷給人驚(jing)奇。其實，高新(xin)技術離我們并不(bu)遙遠，已(yi)經(jing)深(shen)入滲(shen)透到(dao)(dao)社(she)會生活的(de)(de)各(ge)個領域，正從形(xing)式到(dao)(dao)觀念上改變(bian)著我們日(ri)常生活的(de)(de)衣(yi)食住行、生老病(bing)死等方(fang)(fang)方(fang)(fang)面面。

納米，如今大(da)家已不(bu)(bu)(bu)陌生，在家電(dian)、醫藥、美(mei)容等廣(guang)告中(zhong)，經常(chang)見到應用“納米材料”防腐、防霉、保鮮、抗(kang)污染(ran)、高(gao)滲透、高(gao)效、高(gao)強等諸多美(mei)譽。但是(shi)，很多人對這具有“神功奇效”的納米材料、納米技術(shu)，還是(shi)有點說(shuo)不(bu)(bu)(bu)清(qing)楚(chu)、講(jiang)不(bu)(bu)(bu)明(ming)白(bai)。

納(na)米(mi)本(ben)意(yi)(yi)是(shi)一(yi)長度(du)單位(wei)，表示(shi)十億(yi)分之一(yi)米(mi)（10-9米(mi)），相當于三四(si)個原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)(de)寬度(du)，用(yong)(yong)“nm”來表示(shi)。一(yi)根直徑0.1毫米(mi)的(de)(de)頭發，用(yong)(yong)納(na)米(mi)來量(liang)度(du)就(jiu)是(shi)10萬(wan)納(na)米(mi)（l000 000nm）。這樣(yang)的(de)(de)尺寸度(du)量(liang)單位(wei)，顯然(ran)在我們的(de)(de)日(ri)常生活中(zhong)是(shi)難以應用(yong)(yong)的(de)(de)，沒有(you)什么實用(yong)(yong)意(yi)(yi)義。如果你(ni)要買2米(mi)衣料(liao)，對售貨(huo)員說扯20億(yi)納(na)米(mi)……人家一(yi)定(ding)認為(wei)你(ni)“有(you)病”。但是(shi)，在化學、物(wu)理學和材料(liao)科學上，納(na)米(mi)意(yi)(yi)義重大(da)。研究決定(ding)物(wu)質性能(neng)的(de)(de)物(wu)質結構時，在原(yuan)(yuan)子(zi)、分子(zi)范疇，就(jiu)用(yong)(yong)得上納(na)米(mi)。因(yin)為(wei)，大(da)部分的(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)、分子(zi)只(zhi)有(you)幾納(na)米(mi)到幾百(bai)納(na)米(mi)大(da)小。

當我(wo)們把(ba)物(wu)質(zhi)越(yue)磨越(yue)細(xi)(xi)后(hou)(hou)，物(wu)質(zhi)開(kai)始表(biao)(biao)現(xian)出一(yi)些新的(de)(de)(de)性能(neng)。如一(yi)般的(de)(de)(de)鋁粉是燒(shao)不起來(lai)的(de)(de)(de)，而(er)超細(xi)(xi)的(de)(de)(de)鋁粉，可以(yi)(yi)成為(wei)“固(gu)體(ti)燃料”；咖(ka)啡(fei)(fei)磨細(xi)(xi)到(dao)一(yi)定程度(du)后(hou)(hou)，可以(yi)(yi)完全“溶(rong)于水”而(er)不再(zai)有(you)(you)渣。從科學上講，這(zhe)些新的(de)(de)(de)性能(neng)與原來(lai)的(de)(de)(de)性能(neng)是有(you)(you)聯系的(de)(de)(de)，只是原來(lai)沒有(you)(you)充分顯示出來(lai)。鋁本來(lai)就(jiu)是容易氧(yang)化(hua)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)，但形成的(de)(de)(de)三氧(yang)化(hua)二鋁薄膜會(hui)保護鋁不再(zai)氧(yang)化(hua)，所以(yi)(yi)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)不會(hui)連續(xu)而(er)很(hen)劇烈。但超細(xi)(xi)鋁粉表(biao)(biao)面積大，同時反(fan)應(ying)(ying)就(jiu)會(hui)形成高(gao)溫積聚，高(gao)溫又(you)破壞(huai)了(le)氧(yang)化(hua)層(ceng)使反(fan)應(ying)(ying)連續(xu)下去(qu)，形成劇烈的(de)(de)(de)放(fang)熱(re)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)。劇烈的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)就(jiu)是燃燒(shao)，可以(yi)(yi)用來(lai)熔化(hua)金屬進行(xing)焊接，也(ye)可以(yi)(yi)用作(zuo)火(huo)箭的(de)(de)(de)固(gu)體(ti)燃料。而(er)咖(ka)啡(fei)(fei)磨細(xi)(xi)后(hou)(hou)，可以(yi)(yi)在水中(zhong)懸浮(fu)不沉下去(qu)，就(jiu)沒有(you)(you)“渣”了(le)。國(guo)(guo)外的(de)(de)(de)“速(su)溶(rong)咖(ka)啡(fei)(fei)”用中(zhong)國(guo)(guo)云(yun)南、海南的(de)(de)(de)咖(ka)啡(fei)(fei)豆做原料，靠著“磨細(xi)(xi)”的(de)(de)(de)技術大大賺錢(qian)。而(er)我(wo)們為(wei)什么磨不細(xi)(xi)呢？原來(lai)靠機械物(wu)理方法磨到(dao)一(yi)定細(xi)(xi)度(du)后(hou)(hou)，很(hen)難(nan)再(zai)細(xi)(xi)下去(qu)了(le)，這(zhe)當中(zhong)涉及很(hen)多物(wu)理、化(hua)學原因。

長期以來(lai)(lai)，把物(wu)(wu)質分離成超(chao)細顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)努力，一(yi)直沒有重大(da)(da)(da)突(tu)破(po)。直到20世(shi)紀80年代，科(ke)學家利(li)用氣相沉(chen)淀等物(wu)(wu)理(li)、化(hua)學方法，終于制取(qu)成功(gong)為(wei)數(shu)不(bu)多的(de)(de)(de)(de)l～l00nm大(da)(da)(da)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)“納(na)米(mi)級”顆(ke)粒材料(liao)(liao)。就是這為(wei)數(shu)不(bu)多的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)材料(liao)(liao)。使(shi)我們(men)真正開始著(zhu)研(yan)究“分子(zi)尺寸”的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質，并掀(xian)起了席卷天下的(de)(de)(de)(de)“納(na)米(mi)熱潮(chao)”。研(yan)究發現，納(na)米(mi)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)不(bu)同于原(yuan)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質，如本(ben)來(lai)(lai)化(hua)學性(xing)“穩定”的(de)(de)(de)(de)，變(bian)成非常“活潑”；本(ben)來(lai)(lai)“絕緣”不(bu)導電(dian)的(de)(de)(de)(de)，變(bian)成“導體”或“半(ban)導體”；本(ben)來(lai)(lai)強度(du)不(bu)大(da)(da)(da)、硬度(du)不(bu)高，變(bian)得堅韌無比，硬度(du)甚至超(chao)過金剛鉆；納(na)米(mi)“金屬”材料(liao)(liao)居然可以燃燒、爆炸……同樣的(de)(de)(de)(de)材料(liao)(liao)變(bian)為(wei)“納(na)米(mi)材料(liao)(liao)”后，似乎有了新的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)、化(hua)學性(xing)能，這確實令人(ren)大(da)(da)(da)吃一(yi)驚。

但是(shi)，納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)并非想象中那么(me)容易。一(yi)(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)(de)(de)機械(xie)粉碎、研磨根本得不到“納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)級(ji)”超(chao)細微顆粒(li)，必須通(tong)過有(you)針對(dui)性(xing)的(de)(de)(de)(de)、特殊的(de)(de)(de)(de)高(gao)技術物理、化學設施，才能制(zhi)取(qu)“納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)”。目(mu)前(qian)，納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)還沒有(you)成熟(shu)的(de)(de)(de)(de)規模生(sheng)產手段，不同材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)級(ji)超(chao)微粒(li)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)仍是(shi)一(yi)(yi)(yi)道難(nan)題。目(mu)前(qian)的(de)(de)(de)(de)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)制(zhi)造成本相當高(gao)，用“一(yi)(yi)(yi)克千(qian)金”形容并不夸張。而要(yao)進一(yi)(yi)(yi)步(bu)推動納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)學和納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術的(de)(de)(de)(de)研發深化，必須有(you)充足的(de)(de)(de)(de)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)做基(ji)礎(chu)。所以(yi)，世界各國都把“高(gao)效制(zhi)取(qu)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)”作為(wei)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技研發的(de)(de)(de)(de)重要(yao)先(xian)導(dao)基(ji)礎(chu)項(xiang)目(mu)。

納米材料(liao)(liao)(liao)在陶瓷材料(liao)(liao)(liao)、生物工(gong)(gong)程、微電子(zi)技術、化工(gong)(gong)、醫藥(yao)等方面的(de)(de)研究(jiu)開發，最近(jin)已有了(le)可喜的(de)(de)進展。不同的(de)(de)納米材料(liao)(liao)(liao)，確實有許多(duo)意想(xiang)不到的(de)(de)“神(shen)奇”性(xing)能。

篇8

關鍵詞:納米材料；物理方法(fa)；化(hua)學(xue)方法(fa)

一、引言

納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和(he)(he)(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)被廣(guang)(guang)泛認(ren)為是(shi)二(er)十一世紀最(zui)重(zhong)(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)(de)新型(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和(he)(he)(he)科(ke)技(ji)(ji)領域之(zhi)一。早(zao)在二(er)十世紀60年(nian)(nian)代(dai)，英(ying)國化學家Thomas就使(shi)用(yong)(yong)(yong)“膠體”來(lai)(lai)描述懸浮液中(zhong)(zhong)直徑(jing)為1nm-100nm的(de)(de)(de)(de)顆粒物。1992年(nian)(nian)，《NanostructuredMaterials》正式出版，標(biao)志(zhi)著納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)學成(cheng)為一門獨立的(de)(de)(de)(de)科(ke)學。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)是(shi)指(zhi)任意一維的(de)(de)(de)(de)尺(chi)(chi)度小(xiao)于100nm的(de)(de)(de)(de)晶體、非晶體、準晶體以(yi)及界面(mian)層結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。當(dang)粒子尺(chi)(chi)寸(cun)小(xiao)至(zhi)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級時，其本身將具(ju)有(you)表面(mian)與(yu)界面(mian)效(xiao)應、量子尺(chi)(chi)寸(cun)效(xiao)應、小(xiao)尺(chi)(chi)寸(cun)效(xiao)應和(he)(he)(he)宏觀量子隧道效(xiao)應，這些效(xiao)應使(shi)得納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)具(ju)有(you)很(hen)多(duo)奇(qi)特的(de)(de)(de)(de)性能。自(zi)(zi)(zi)1991年(nian)(nian)Iijima首(shou)次制(zhi)備了(le)碳納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)管以(yi)來(lai)(lai)，一維納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)由(you)于具(ju)有(you)許多(duo)獨特的(de)(de)(de)(de)性質(zhi)和(he)(he)(he)廣(guang)(guang)闊的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)前景而引(yin)起了(le)人們的(de)(de)(de)(de)廣(guang)(guang)泛關注。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)結(jie)構(gou)無機(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)因具(ju)有(you)特殊的(de)(de)(de)(de)電、光、機(ji)械和(he)(he)(he)熱(re)性質(zhi)而受到人們越來(lai)(lai)越多(duo)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)視(shi)。美(mei)國自(zi)(zi)(zi)1991年(nian)(nian)開始把納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)列(lie)入“政府關鍵技(ji)(ji)術(shu)”，我國的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)(zi)然科(ke)學基(ji)金等各種(zhong)項(xiang)目和(he)(he)(he)研究機(ji)構(gou)都把納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和(he)(he)(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)列(lie)為重(zhong)(zhong)(zhong)點研究項(xiang)目。由(you)于納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)形貌和(he)(he)(he)尺(chi)(chi)寸(cun)對其性能有(you)著重(zhong)(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)(de)影響，因此(ci)，納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)形貌和(he)(he)(he)尺(chi)(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)合(he)(he)成(cheng)是(shi)非常重(zhong)(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)(de)。作為高級納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)結(jie)構(gou)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和(he)(he)(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)器件的(de)(de)(de)(de)基(ji)本構(gou)成(cheng)單(dan)元(Bui1dingBlocks)，納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)顆粒的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)與(yu)組裝(zhuang)是(shi)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要組成(cheng)部分和(he)(he)(he)基(ji)礎(chu)。本文簡單(dan)綜(zong)述了(le)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)合(he)(he)成(cheng)與(yu)制(zhi)備中(zhong)(zhong)常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)幾種(zhong)方法，并(bing)對其優(you)劣進行(xing)了(le)比較。

二、納米材料的合成(cheng)與制備(bei)方法(fa)

2.1物理(li)制備方法

2.1.1機械(xie)法(fa)

機(ji)(ji)械法(fa)(fa)(fa)有機(ji)(ji)械球磨法(fa)(fa)(fa)、機(ji)(ji)械粉(fen)(fen)碎法(fa)(fa)(fa)以及超重(zhong)(zhong)力(li)(li)技術。機(ji)(ji)械球磨法(fa)(fa)(fa)無需從(cong)外部供給熱能(neng)，通過球磨讓物(wu)質使(shi)材料(liao)(liao)之(zhi)間發生(sheng)(sheng)界面(mian)反應(ying)，使(shi)大晶粒(li)變為(wei)小晶粒(li)，得(de)到納米(mi)(mi)材料(liao)(liao)。范景蓮等采用球磨法(fa)(fa)(fa)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)了鎢基合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)納米(mi)(mi)粉(fen)(fen)末(mo)。xiao等利用金(jin)(jin)屬羰(tang)基粉(fen)(fen)高能(neng)球磨法(fa)(fa)(fa)獲得(de)納米(mi)(mi)級的(de)(de)(de)(de)Fe-18Cr-9W合金(jin)(jin)粉(fen)(fen)末(mo)。機(ji)(ji)械粉(fen)(fen)碎法(fa)(fa)(fa)是利用各種超微(wei)粉(fen)(fen)機(ji)(ji)械粉(fen)(fen)碎和電火花爆炸等方(fang)法(fa)(fa)(fa)將原料(liao)(liao)直(zhi)接粉(fen)(fen)碎成超微(wei)粉(fen)(fen)，尤其(qi)適(shi)用于(yu)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)脆性材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)超微(wei)粉(fen)(fen)。超重(zhong)(zhong)力(li)(li)技術利用超重(zhong)(zhong)力(li)(li)旋(xuan)(xuan)轉床(chuang)高速(su)(su)旋(xuan)(xuan)轉產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)當于(yu)重(zhong)(zhong)力(li)(li)加速(su)(su)度(du)上百(bai)倍(bei)的(de)(de)(de)(de)離心加速(su)(su)度(du)，使(shi)相(xiang)間傳質和微(wei)觀混合得(de)到極大的(de)(de)(de)(de)加強，從(cong)而制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)納米(mi)(mi)材料(liao)(liao)。劉建偉等以氨氣和硝(xiao)酸鋅為(wei)原料(liao)(liao)，應(ying)用超重(zhong)(zhong)力(li)(li)技術制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)粒(li)徑20nm—80nm、粒(li)度(du)分布均勻的(de)(de)(de)(de)ZnO納米(mi)(mi)顆(ke)粒(li)。

2.1.2氣相法

氣(qi)相(xiang)(xiang)法(fa)(fa)(fa)包括蒸(zheng)發冷(leng)(leng)凝(ning)法(fa)(fa)(fa)、溶液蒸(zheng)發法(fa)(fa)(fa)、深度塑性(xing)變形(xing)(xing)(xing)法(fa)(fa)(fa)等(deng)(deng)。蒸(zheng)發冷(leng)(leng)凝(ning)法(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)真空或惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)中通(tong)過電(dian)阻加熱(re)、高頻(pin)感應(ying)、等(deng)(deng)離(li)子體(ti)(ti)、激光、電(dian)子束、電(dian)弧感應(ying)等(deng)(deng)方法(fa)(fa)(fa)使原(yuan)料(liao)氣(qi)化或形(xing)(xing)(xing)成(cheng)等(deng)(deng)離(li)子體(ti)(ti)并使其(qi)達(da)到(dao)過飽(bao)和(he)狀態，然后(hou)在(zai)(zai)(zai)氣(qi)體(ti)(ti)介質中冷(leng)(leng)凝(ning)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)高純度的(de)納(na)米材(cai)(cai)料(liao)。Takaki等(deng)(deng)在(zai)(zai)(zai)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)下，利用(yong)氣(qi)相(xiang)(xiang)冷(leng)(leng)凝(ning)法(fa)(fa)(fa)制備了懸浮的(de)納(na)米銀粉(fen)。杜芳(fang)林等(deng)(deng)制備出(chu)了銅(tong)、鉻(ge)、錳(meng)、鐵、鎳等(deng)(deng)納(na)米粉(fen)體(ti)(ti)，粒徑在(zai)(zai)(zai)30nm—50nm范圍內可(ke)控。魏(wei)勝用(yong)蒸(zheng)發冷(leng)(leng)凝(ning)法(fa)(fa)(fa)制備了納(na)米鋁(lv)粉(fen)。溶液蒸(zheng)發法(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)將(jiang)溶劑制成(cheng)小(xiao)滴后(hou)進(jin)行快速(su)蒸(zheng)發，使組(zu)分(fen)偏析最小(xiao)，一般可(ke)通(tong)過噴(pen)霧干燥法(fa)(fa)(fa)、噴(pen)霧熱(re)分(fen)解(jie)法(fa)(fa)(fa)或冷(leng)(leng)凍干燥法(fa)(fa)(fa)加以(yi)處理(li)。深度塑性(xing)變形(xing)(xing)(xing)法(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)準靜(jing)態壓(ya)力(li)的(de)作用(yong)下，材(cai)(cai)料(liao)極大程度地(di)發生塑性(xing)變形(xing)(xing)(xing)，而使尺(chi)寸(cun)細化到(dao)納(na)米量(liang)級。有文獻報道，Φ82mm的(de)Ge在(zai)(zai)(zai)6GPa準靜(jing)壓(ya)力(li)作用(yong)后(hou)，再經850℃熱(re)處理(li)，納(na)米結構開始形(xing)(xing)(xing)成(cheng)，材(cai)(cai)料(liao)由粒徑100nm的(de)等(deng)(deng)軸晶組(zu)成(cheng)，而溫度升至900℃時，晶粒尺(chi)寸(cun)迅(xun)速(su)增大至400nm。

2.1.3磁控濺射(she)法與等離子(zi)體法

濺(jian)(jian)(jian)射(she)技(ji)術(shu)是(shi)采(cai)用高能(neng)粒子(zi)(zi)(zi)撞(zhuang)擊(ji)靶(ba)材(cai)(cai)料(liao)表(biao)(biao)面的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)或(huo)分子(zi)(zi)(zi)，交換能(neng)量或(huo)動(dong)量，使(shi)得(de)靶(ba)材(cai)(cai)料(liao)表(biao)(biao)面的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)或(huo)分子(zi)(zi)(zi)從(cong)(cong)靶(ba)材(cai)(cai)料(liao)表(biao)(biao)面飛出后沉(chen)積到基片(pian)上形成(cheng)納米材(cai)(cai)料(liao)。在該法(fa)中靶(ba)材(cai)(cai)料(liao)無相變(bian)，化(hua)合(he)物(wu)的(de)成(cheng)分不(bu)易(yi)發生變(bian)化(hua)。目前，濺(jian)(jian)(jian)射(she)技(ji)術(shu)已經得(de)到了(le)較大的(de)發展，常用的(de)有陰極濺(jian)(jian)(jian)射(she)、直(zhi)流(liu)磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)(jian)射(she)、射(she)頻(pin)磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)(jian)射(she)、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)束濺(jian)(jian)(jian)射(she)以及電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)回旋共振輔助反(fan)應(ying)磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)(jian)射(she)等技(ji)術(shu)。等離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)體(ti)法(fa)是(shi)利用在惰(duo)性(xing)氣(qi)氛或(huo)反(fan)應(ying)性(xing)氣(qi)氛中通過直(zhi)流(liu)放電(dian)(dian)使(shi)氣(qi)體(ti)電(dian)(dian)離(li)(li)(li)(li)產(chan)生高溫等離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)體(ti)，從(cong)(cong)而(er)使(shi)原(yuan)(yuan)料(liao)溶液(ye)化(hua)合(he)蒸發，蒸汽(qi)達到周圍(wei)冷卻形成(cheng)超(chao)微粒。等離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)體(ti)溫度高，能(neng)制(zhi)備難熔的(de)金(jin)屬(shu)或(huo)化(hua)合(he)物(wu)，產(chan)物(wu)純度高，在惰(duo)性(xing)氣(qi)氛中，等離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)法(fa)幾乎可(ke)制(zhi)備所有的(de)金(jin)屬(shu)納米材(cai)(cai)料(liao)。

以上介紹(shao)了(le)幾種(zhong)常用(yong)的納米材(cai)料(liao)物理制備方(fang)法(fa)，這些制備方(fang)法(fa)基本不涉及復雜(za)的化學反應，因此，在控制合成不同形貌結構(gou)的納米材(cai)料(liao)時(shi)具有(you)一定的局限性。

2.2化學制備方法

2.2.1溶膠—凝膠法

溶膠(jiao)—凝膠(jiao)法的化(hua)學過程首先是將原(yuan)料分(fen)散(san)在溶劑中(zhong)，然后經過水解(jie)反(fan)應生成活(huo)性單體(ti)，活(huo)性單體(ti)進行聚(ju)(ju)合，開(kai)始(shi)成為(wei)溶膠(jiao)，進而生成具有一定空間(jian)結構的凝膠(jiao)。Stephen等(deng)利(li)用高分(fen)子(zi)加(jia)成物(由烷基金屬和含N聚(ju)(ju)合物組(zu)成)在溶液中(zhong)與H2S反(fan)應，生成的ZnS顆(ke)粒粒度分(fen)布窄，且被均(jun)勻(yun)包覆(fu)于(yu)聚(ju)(ju)合物基體(ti)中(zhong)，粒徑(jing)范(fan)圍可控制(zhi)在2nm-5nm之間(jian)。MarcusJones等(deng)以CdO為(wei)原(yuan)料，通過加(jia)入Zn(CH3)2和S[Si(CH3)3]2制(zhi)得了ZnS包裹的CdSe量子(zi)點，顆(ke)粒平均(jun)粒徑(jing)為(wei)3.3nm，量子(zi)產率(lv)(quantumyield，QY)為(wei)13.8%。

2.2.2離子液法

離(li)子(zi)(zi)液(ye)(ye)作為一(yi)(yi)種特殊的(de)(de)(de)(de)有(you)機溶劑(ji)，具有(you)獨特的(de)(de)(de)(de)物理化學性(xing)(xing)質(zhi)，如粘度(du)(du)較大、離(li)子(zi)(zi)傳導性(xing)(xing)較高、熱穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)高、低毒、流動(dong)性(xing)(xing)好以(yi)(yi)及具有(you)較寬(kuan)的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)態溫(wen)度(du)(du)范圍等。即(ji)使在(zai)較高的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)下(xia)，離(li)子(zi)(zi)液(ye)(ye)仍具有(you)低揮發性(xing)(xing)，不(bu)易造成(cheng)環境(jing)污染，是一(yi)(yi)類綠色溶劑(ji)。因此，離(li)子(zi)(zi)液(ye)(ye)是合成(cheng)不(bu)同形貌(mao)納米(mi)(mi)結構的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種良好介質(zhi)。Jiang等以(yi)(yi)BiCl3和(he)硫代乙酰胺為原料(liao)，在(zai)室(shi)溫(wen)下(xia)于離(li)子(zi)(zi)液(ye)(ye)介質(zhi)中合成(cheng)出了大小均勻的(de)(de)(de)(de)、尺寸為3μm—5μm的(de)(de)(de)(de)Bi2S3納米(mi)(mi)花(hua)。他(ta)們(men)認為溶液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)pH值(zhi)、反(fan)(fan)應(ying)溫(wen)度(du)(du)、反(fan)(fan)應(ying)時間(jian)等條件對納米(mi)(mi)花(hua)的(de)(de)(de)(de)形貌(mao)和(he)晶相(xiang)結構有(you)很重要的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。他(ta)們(men)證實，這(zhe)些(xie)納米(mi)(mi)花(hua)由直徑60nm—80nm的(de)(de)(de)(de)納米(mi)(mi)線(xian)構成(cheng)，隨老化時間(jian)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，這(zhe)些(xie)納米(mi)(mi)線(xian)會從母花(hua)上坍塌(ta)，最終形成(cheng)單根的(de)(de)(de)(de)納米(mi)(mi)線(xian)。趙榮祥等采用(yong)硝酸鉍和(he)硫脲(niao)為先驅原料(liao)，以(yi)(yi)離(li)子(zi)(zi)液(ye)(ye)為反(fan)(fan)應(ying)介質(zhi)，合成(cheng)了單晶Bi2S3納米(mi)(mi)棒。

2.2.3溶劑(ji)熱法

溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)熱(re)法是指在密閉(bi)反應(ying)(ying)器(如高(gao)(gao)壓(ya)釜(fu))中，通過(guo)對(dui)各種溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)組成(cheng)相應(ying)(ying)的(de)反應(ying)(ying)體系(xi)加熱(re)，使反應(ying)(ying)體系(xi)形(xing)成(cheng)一個高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓(ya)的(de)環境(jing)，從而進(jin)行實現納(na)米(mi)材料(liao)的(de)可控合成(cheng)與(yu)制備的(de)一種有效方(fang)法。Lou等采用單源前驅體Bi[S2P(OC8H17)2]3作反應(ying)(ying)物(wu)，用溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)熱(re)法制得了高(gao)(gao)度(du)均勻(yun)的(de)正交晶系(xi)Bi2S3納(na)米(mi)棒，且該方(fang)法適于(yu)大規模生產。Liu等用Bi(NO3)3•5H2O、NaOH及硫(liu)的(de)化合物(wu)為(wei)原料(liao)，甘油和(he)水為(wei)溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)，采用溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)(ji)熱(re)法在高(gao)(gao)壓(ya)釜(fu)中160℃反應(ying)(ying)24-72h制得了長達數(shu)毫米(mi)的(de)Bi2S3納(na)米(mi)帶。

2.2.4微乳法(fa)

微乳液(ye)(ye)制(zhi)(zhi)備納(na)米粒(li)子(zi)是近年(nian)發展起來的(de)新興的(de)研(yan)究領域，具(ju)有制(zhi)(zhi)得的(de)粒(li)子(zi)粒(li)徑小、粒(li)徑接近于單(dan)分(fen)散(san)體系等(deng)(deng)(deng)優點。1943年(nian)Hoar等(deng)(deng)(deng)人首次報道了(le)將水、油、表面活(huo)性劑、助表面活(huo)性劑混合，可(ke)自(zi)發地形(xing)成(cheng)一種熱力學穩定體系，體系中(zhong)的(de)分(fen)散(san)相由80nm-800nm的(de)球形(xing)或圓柱形(xing)顆粒(li)組成(cheng)，并將這種體系定名微乳液(ye)(ye)。自(zi)那以后，微乳理論的(de)應用(yong)(yong)研(yan)究得到了(le)迅速發展。1982年(nian)，Boutonnet等(deng)(deng)(deng)人應用(yong)(yong)微乳法，制(zhi)(zhi)備出Pt、Pd等(deng)(deng)(deng)金屬納(na)米粒(li)子(zi)。微乳法制(zhi)(zhi)備納(na)米材(cai)料，由于它獨特(te)的(de)工藝性能和較為簡(jian)單(dan)的(de)實驗裝置，在實際(ji)應用(yong)(yong)中(zhong)受(shou)到了(le)國內外研(yan)究者(zhe)的(de)廣泛關注。

三、結論

納(na)米材(cai)(cai)料(liao)(liao)由于具有特異的(de)(de)(de)(de)光、電(dian)、磁、催化(hua)等(deng)性能，可廣(guang)泛應用(yong)(yong)于國防軍事(shi)和(he)(he)民用(yong)(yong)工業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)各個領域(yu)(yu)。它不僅在高(gao)科(ke)技(ji)領域(yu)(yu)有不可替代的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)，也為(wei)傳統的(de)(de)(de)(de)產(chan)業(ye)(ye)帶來(lai)生(sheng)(sheng)機和(he)(he)活力。隨著(zhu)納(na)米材(cai)(cai)料(liao)(liao)制備技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)不斷(duan)開(kai)發及應用(yong)(yong)范圍的(de)(de)(de)(de)拓展，工業(ye)(ye)化(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)納(na)米材(cai)(cai)料(liao)(liao)必將對傳統的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)工業(ye)(ye)和(he)(he)其它產(chan)業(ye)(ye)產(chan)生(sheng)(sheng)重大影響(xiang)。但到目前為(wei)止，開(kai)發出來(lai)的(de)(de)(de)(de)產(chan)品較難(nan)實現工業(ye)(ye)化(hua)、商品化(hua)規模。主要問題是:對控制納(na)米粒子的(de)(de)(de)(de)形狀、粒度及其分布(bu)、性能等(deng)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究很不充分；納(na)米材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)收集、存放(fang)，尤其是納(na)米材(cai)(cai)料(liao)(liao)與(yu)納(na)米科(ke)技(ji)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)安全(quan)性更是急待解(jie)決的(de)(de)(de)(de)問題。這(zhe)些問題的(de)(de)(de)(de)研(yan)究和(he)(he)解(jie)決將不僅加速納(na)米材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)納(na)米科(ke)技(ji)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)和(he)(he)開(kai)發，而且將極大地豐(feng)富和(he)(he)發展材(cai)(cai)料(liao)(liao)科(ke)學(xue)領域(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)基礎理論。

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篇9

Abstract: With the characteristics of large surface area, low melting point, nanomaterials has far-reaching significance in materials science. This paper expounds preparation and characteristics of nanomaterials systematically, and makes the prospects for its future application.

關鍵(jian)詞： 納米(mi)粒子(zi)；納米(mi)材料(liao)；制備方法

Key words: nanoparticles；nanomaterials；preparation method

中圖分(fen)類號(hao)：TB3 文獻標識碼：A 文章(zhang)編號(hao)：1006-4311（2012）24-0021-02

0 引言

納(na)米技(ji)(ji)術(shu)作為(wei)一種最具(ju)有市(shi)場應用潛力的新興(xing)科學(xue)(xue)技(ji)(ji)術(shu)，其(qi)在短短三十年發展(zhan)迅猛，已引起一場技(ji)(ji)術(shu)革(ge)命。納(na)米技(ji)(ji)術(shu)包括納(na)米材(cai)(cai)料(liao)學(xue)(xue)，納(na)米工(gong)程學(xue)(xue)等(deng)，其(qi)中納(na)米材(cai)(cai)料(liao)學(xue)(xue)是(shi)關(guan)鍵。納(na)米材(cai)(cai)料(liao)是(shi)指結(jie)構單元尺寸介于(yu)1～100nm范(fan)圍(wei)之間(jian)，其(qi)和普通材(cai)(cai)料(liao)相比，具(ju)有許多優良(liang)的特性。而納(na)米材(cai)(cai)料(liao)的制備(bei)是(shi)納(na)米材(cai)(cai)料(liao)學(xue)(xue)的核心，目前，制備(bei)納(na)米材(cai)(cai)料(liao)的方法眾多，歸納(na)起來，無外乎兩(liang)種，即物理方法和化學(xue)(xue)方法。

1 納(na)米粒子(zi)的特性

納米粒子(zi)是(shi)由數目(mu)較少的(de)原子(zi)或分子(zi)形成，在熱力學上是(shi)不穩定的(de)，所以被視為一(yi)種(zhong)新的(de)物(wu)理狀態，是(shi)介于(yu)宏觀物(wu)質和微(wei)觀原子(zi)、分子(zi)之間的(de)一(yi)種(zhong)狀態，使其具(ju)有許多奇異的(de)特(te)性，除正在探索的(de)性質以外，已經發現有：

1.1 比表面(mian)和表面(mian)張力較(jiao)大(da)

平均(jun)粒徑為(wei)10-100nm的(de)(de)納米(mi)粒子的(de)(de)比表(biao)面積可達10-70m2/g，納米(mi)粒子內(nei)(nei)部會(hui)產(chan)生很高的(de)(de)壓力，造成納米(mi)粒子內(nei)(nei)部原子間(jian)距比塊材(cai)小，所以(yi)表(biao)面張力較(jiao)大。

1.2 納米粒(li)子的熔點(dian)降低

例如塊狀金的(de)熔點為1063℃，但粒徑為2nm的(de)納米時(shi)則金熔點降(jiang)低到(dao)300℃左右，所(suo)以可在較低溫度(du)時(shi)發(fa)生(sheng)燒結和熔融。

1.3 磁性(xing)的(de)變化

晶粒(li)的納米化可(ke)使一些抗磁(ci)(ci)性(xing)物(wu)質變為順磁(ci)(ci)性(xing)，如金屬Sb通常為抗磁(ci)(ci)性(xing)，而納米Sb則(ze)表現出順磁(ci)(ci)性(xing)，此外(wai)，納米化后還會出現各種顯著(zhu)的磁(ci)(ci)效(xiao)應(ying)、巨(ju)磁(ci)(ci)阻效(xiao)應(ying)等。

1.4 物理性質變(bian)化

金屬納(na)米粉末一般呈(cheng)黑色，而(er)且粒徑越小，顏色越深，即納(na)米粒子(zi)的(de)(de)吸收光能力(li)越強；當(dang)其(qi)顆粒尺(chi)寸小于50nm時，位錯源(yuan)在通常應(ying)力(li)下難以起作(zuo)用，使得(de)金屬強度增大[1]。粒徑約(yue)為5-7nm的(de)(de)納(na)米粒子(zi)制得(de)的(de)(de)銅和鈀納(na)米固體的(de)(de)硬度和彈(dan)性強度比常規金屬樣品(pin)高(gao)出5倍(bei)。

1.5 納米(mi)離子(zi)的(de)導電(dian)性(xing)增(zeng)加

研究表明，納米CaF2的離(li)子電導率比多(duo)晶粉末CaF2高(gao)(gao)約一個數(shu)量(liang)級，比單晶CaF2高(gao)(gao)約兩個數(shu)量(liang)級。

此外，納米粒子還具有化(hua)學(xue)反應性能高(gao)、比熱容大，在低溫(wen)下有良好的熱導(dao)性，作為催化(hua)劑效率高(gao)、隨著粒度減(jian)小，超導(dao)臨界溫(wen)度逐漸提高(gao)等(deng)特點。

2 納米粒子的制(zhi)備方法

制備納米粒(li)子(zi)的(de)方(fang)法(fa)歸納起(qi)來，無外(wai)乎(hu)兩種(zhong)方(fang)法(fa)，即物理制備方(fang)法(fa)和化學制備方(fang)法(fa)，兩種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)本(ben)質(zhi)(zhi)都是(shi)將塊狀的(de)或者較大顆粒(li)的(de)物質(zhi)(zhi)變成顆粒(li)更小的(de)納米級的(de)粒(li)子(zi)。

2.1 物(wu)理制(zhi)備(bei)方(fang)法

根(gen)據(ju)物理化(hua)學原理，物質的分散度越高(gao)(gao)，即顆粒(li)越小，其表面(mian)吉布斯(si)自由能(neng)會越高(gao)(gao)，此時，形成的顆粒(li)會自發聚集變(bian)大，也就是說粉(fen)(fen)碎(sui)到一定(ding)程度時就不能(neng)再被粉(fen)(fen)碎(sui)。我們可(ke)以通過一些(xie)物理方法，比如表面(mian)活性劑(ji)、改變(bian)溫度壓強等方法來制備納米粒(li)子。

2.1.1 低(di)(di)溫低(di)(di)壓制(zhi)備方法(fa) 對于由固(gu)體(ti)物質來(lai)制(zhi)備納米粒(li)(li)子(zi)(zi)，可(ke)以在低(di)(di)溫下進行(xing)粉碎，可(ke)采用液氮(dan)或者干冰來(lai)進行(xing)溫度(du)控(kong)制(zhi)，這種方法(fa)缺點：在制(zhi)備過(guo)程中(zhong)容易引入雜質，并且粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)顆(ke)粒(li)(li)大小難以控(kong)制(zhi)，并且生成(cheng)的(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)容易發生聚集。

對于由液體(ti)物(wu)質來制(zhi)備納米(mi)粒(li)子，可(ke)以在(zai)低溫低壓(ya)下(xia)進行，先將溶液霧化冷凍，再在(zai)低溫低壓(ya)下(xia)干燥，然(ran)后將溶劑生(sheng)化后得到納米(mi)級尺度粒(li)子。這(zhe)種方法(fa)優(you)點是操作簡單，可(ke)制(zhi)的(de)10-50nm的(de)微粒(li)；缺點是一旦形成玻璃態，就(jiu)無法(fa)生(sheng)華溶劑。

2.1.2 表(biao)(biao)面活(huo)性劑(ji)作用下(xia)(xia)制(zhi)備(bei)(bei) 由固體物(wu)(wu)質來制(zhi)備(bei)(bei) 用純度(du)優于99%的(de)粉(fen)狀(zhuang)(zhuang)石墨和粉(fen)狀(zhuang)(zhuang)金屬按(an)原子比為(wei)1:1的(de)混合粉(fen)末(mo)(mo)，在氬氣保護下(xia)(xia)置于容(rong)積為(wei)120mL的(de)鋼罐(guan)中(zhong)，選用WC球(qiu)（ф12mm），球(qiu)與粉(fen)的(de)質量比為(wei)18:1，然后在行(xing)(xing)星(xing)或球(qiu)磨機上(shang)高能球(qiu)磨，經(jing)過110h后得到粒(li)(li)(li)徑(jing)約為(wei)10nm的(de)納(na)米粒(li)(li)(li)子。加入表(biao)(biao)面活(huo)性劑(ji)作為(wei)助(zhu)磨劑(ji)，可(ke)以獲得力度(du)更小(xiao)的(de)納(na)米粒(li)(li)(li)子。該(gai)法可(ke)以制(zhi)備(bei)(bei)高熔(rong)點(dian)金屬碳化物(wu)(wu)TaC，NbC等(deng)。再如，可(ke)將顆粒(li)(li)(li)較小(xiao)的(de)粉(fen)末(mo)(mo)狀(zhuang)(zhuang)物(wu)(wu)質裝入不銹鋼容(rong)器內，再加入乙醇作為(wei)表(biao)(biao)面活(huo)性劑(ji)，用氮氣作為(wei)保護氣體，在45atm下(xia)(xia)進(jin)(jin)行(xing)(xing)超聲波進(jin)(jin)行(xing)(xing)粉(fen)碎，亦可(ke)以得到納(na)米粒(li)(li)(li)子（0.5μm）。這種(zhong)方(fang)法已制(zhi)備(bei)(bei)出(chu)SiC等(deng)超微粉(fen)末(mo)(mo)，操作簡單可(ke)靠。

由液體(ti)物質來制備(bei)其操作步驟(zou)主要有:將所(suo)要制備(bei)物質原(yuan)料和(he)煤油按(an)照1:1體(ti)積(ji)比(bi)混合(he)，然后在高(gao)溫條件下（不低于170℃）緩(huan)緩(huan)加入乳化劑，并在攪拌(ban)過程(cheng)中將溶劑蒸(zheng)發(fa)掉，并且進行干燥，最后經(jing)分(fen)離，對(dui)無水鹽類(lei)物質進行加熱分(fen)解即得到納米(mi)級(ji)粉末(mo)。這種方法，目前(qian)已制備(bei)出橄欖石型超(chao)微納米(mi)粉末(mo)。

2.2 化學制備(bei)方法

篇10

【關鍵詞】納(na)米材料(liao)；納(na)米技(ji)術(shu)；應用

有人曾經預測(ce)在21世紀納(na)(na)米技(ji)(ji)術(shu)(shu)將(jiang)成為超過技(ji)(ji)術(shu)(shu)和(he)基因技(ji)(ji)術(shu)(shu)的“決定性(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)”，由此納(na)(na)米材(cai)料(liao)將(jiang)成為最(zui)有前途的材(cai)料(liao)。世界各國相繼投(tou)入巨資進行，美國從2000年啟動了國家納(na)(na)米計劃，國際納(na)(na)米結構材(cai)料(liao)會議(yi)自1992年以(yi)來每兩(liang)年召開一次，與納(na)(na)米技(ji)(ji)術(shu)(shu)有關的國際期刊也(ye)很多。

一、納米材料的特(te)殊性質

納(na)米材(cai)料(liao)高度(du)的彌散(san)性(xing)(xing)和大(da)量的界面為原(yuan)子提(ti)供了(le)短程擴(kuo)散(san)途徑，導致了(le)高擴(kuo)散(san)率，它對蠕(ru)變(bian)，超塑性(xing)(xing)有(you)顯著，并(bing)使(shi)有(you)限(xian)固溶體(ti)的固溶性(xing)(xing)增強(qiang)、燒(shao)結溫(wen)度(du)降低(di)、化(hua)(hua)學(xue)活(huo)性(xing)(xing)增大(da)、耐腐蝕性(xing)(xing)增強(qiang)。因(yin)此納(na)米材(cai)料(liao)所(suo)表現的力(li)、熱(re)、聲、光(guang)、電(dian)磁(ci)等性(xing)(xing)質(zhi)，往往不同于該(gai)物質(zhi)在粗晶狀(zhuang)態時表現出的性(xing)(xing)質(zhi)。與傳統晶體(ti)材(cai)料(liao)相比，納(na)米材(cai)料(liao)具有(you)高強(qiang)度(du)——硬度(du)、高擴(kuo)散(san)性(xing)(xing)、高塑性(xing)(xing)——韌(ren)性(xing)(xing)、低(di)密度(du)、低(di)彈性(xing)(xing)模(mo)量、高電(dian)阻、高比熱(re)、高熱(re)膨脹系數、低(di)熱(re)導率、強(qiang)軟磁(ci)性(xing)(xing)能(neng)。這些特殊性(xing)(xing)能(neng)使(shi)納(na)米材(cai)料(liao)可廣(guang)泛(fan)地用于高力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)環(huan)境、光(guang)熱(re)吸收、非線(xian)性(xing)(xing)光(guang)學(xue)、磁(ci)記錄、特殊導體(ti)、分子篩、超微復合材(cai)料(liao)、催化(hua)(hua)劑(ji)、熱(re)交換材(cai)料(liao)、敏感元件(jian)、燒(shao)結助劑(ji)、劑(ji)等領域。

（一）力學性質

高(gao)韌(ren)、高(gao)硬、高(gao)強(qiang)是(shi)結構材(cai)(cai)料(liao)開發(fa)應(ying)用的(de)(de)經典主題。具(ju)有(you)納米結構的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)強(qiang)度與(yu)粒(li)徑成(cheng)(cheng)(cheng)反比。納米材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)位(wei)錯(cuo)(cuo)密度很(hen)低，位(wei)錯(cuo)(cuo)滑(hua)移和(he)(he)增殖符合Frank-Reed模型，其(qi)臨(lin)界(jie)位(wei)錯(cuo)(cuo)圈的(de)(de)直(zhi)徑比納米晶(jing)粒(li)粒(li)徑還(huan)要大，增殖后位(wei)錯(cuo)(cuo)塞積的(de)(de)平均間距一般比晶(jing)粒(li)大，所(suo)以(yi)納迷(mi)材(cai)(cai)料(liao)中位(wei)錯(cuo)(cuo)滑(hua)移和(he)(he)增殖不會發(fa)生，這就是(shi)納米晶(jing)強(qiang)化效應(ying)。金(jin)屬(shu)陶(tao)瓷(ci)作為刀(dao)具(ju)材(cai)(cai)料(liao)已有(you)50多年(nian)，由于金(jin)屬(shu)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)混合燒結和(he)(he)晶(jing)粒(li)粗大的(de)(de)原因其(qi)力學強(qiang)度一直(zhi)難(nan)以(yi)有(you)大的(de)(de)提高(gao)。應(ying)用納米技術(shu)制成(cheng)(cheng)(cheng)超細或納米晶(jing)粒(li)材(cai)(cai)料(liao)時，其(qi)韌(ren)性(xing)、強(qiang)度、硬度大幅提高(gao)，使(shi)其(qi)在(zai)難(nan)以(yi)加工材(cai)(cai)料(liao)刀(dao)具(ju)等(deng)領域占據了主導地位(wei)。使(shi)用納米技術(shu)制成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)、纖維(wei)廣泛(fan)地應(ying)用于航(hang)空、航(hang)天、航(hang)海、石油(you)鉆探等(deng)惡劣環境下使(shi)用。

（二）磁學性質

當代機硬盤(pan)系(xi)統的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)記(ji)錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下(xia)，感應法讀出(chu)磁(ci)(ci)頭(tou)和(he)普(pu)通坡莫(mo)合金磁(ci)(ci)電阻磁(ci)(ci)頭(tou)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)致電阻效應為3%，已不能滿足需要(yao)，而納米多層膜系(xi)統的(de)(de)(de)巨(ju)磁(ci)(ci)電阻效應高(gao)達50%，可(ke)以用(yong)于信息存儲(chu)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)電阻讀出(chu)磁(ci)(ci)頭(tou)，具(ju)有(you)(you)相當高(gao)的(de)(de)(de)靈敏度和(he)低(di)噪(zao)音。巨(ju)磁(ci)(ci)電阻效應的(de)(de)(de)讀出(chu)磁(ci)(ci)頭(tou)可(ke)將磁(ci)(ci)盤(pan)的(de)(de)(de)記(ji)錄密度提高(gao)到1.71Gb/cm2。同時納米巨(ju)磁(ci)(ci)電阻材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)電阻與外(wai)磁(ci)(ci)場間存在近似線性(xing)的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，所以也可(ke)以用(yong)作新型的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)傳感材(cai)料(liao)。高(gao)分子復(fu)合納米材(cai)料(liao)對(dui)(dui)可(ke)見光(guang)(guang)具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)透射率，對(dui)(dui)可(ke)見光(guang)(guang)的(de)(de)(de)吸收系(xi)數比傳統粗晶(jing)材(cai)料(liao)低(di)得多，而且對(dui)(dui)紅(hong)外(wai)波段(duan)的(de)(de)(de)吸收系(xi)數至(zhi)少比傳統粗晶(jing)材(cai)料(liao)低(di)3個數量(liang)級，磁(ci)(ci)性(xing)比FeBO3和(he)FeF3透明體(ti)至(zhi)少高(gao)1個數量(liang)級，從(cong)而在光(guang)(guang)磁(ci)(ci)系(xi)統、光(guang)(guang)磁(ci)(ci)材(cai)料(liao)中(zhong)有(you)(you)著廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)。

（三）電學性質

由(you)于(yu)晶(jing)(jing)界面(mian)上原子(zi)(zi)體(ti)(ti)(ti)積分數(shu)增大，納(na)米(mi)(mi)材(cai)料的(de)(de)電(dian)阻高于(yu)同類粗(cu)晶(jing)(jing)材(cai)料，甚至(zhi)發生尺寸誘導金屬——絕(jue)緣體(ti)(ti)(ti)轉變（SIMIT）。利用納(na)米(mi)(mi)粒子(zi)(zi)的(de)(de)隧(sui)道量子(zi)(zi)效(xiao)應(ying)和庫侖堵塞效(xiao)應(ying)制成(cheng)的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)器(qi)件具有超(chao)高速、超(chao)容量、超(chao)微(wei)型低(di)能耗的(de)(de)特點，有可能在不(bu)久(jiu)的(de)(de)將來全面(mian)取(qu)代目(mu)前的(de)(de)常規半導體(ti)(ti)(ti)器(qi)件。2001年用碳(tan)納(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)(guan)(guan)制成(cheng)的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)(guan)，表現出(chu)很好的(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)三極管(guan)(guan)(guan)(guan)放(fang)大特性(xing)。并根據低(di)溫(wen)下(xia)(xia)碳(tan)納(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)三極管(guan)(guan)(guan)(guan)放(fang)大特性(xing)，成(cheng)功研(yan)制出(chu)了室溫(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)單(dan)電(dian)子(zi)(zi)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)(guan)。隨(sui)著(zhu)單(dan)電(dian)子(zi)(zi)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)(guan)研(yan)究的(de)(de)深入進(jin)展，已經(jing)成(cheng)功研(yan)制出(chu)由(you)碳(tan)納(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)(guan)(guan)組(zu)成(cheng)的(de)(de)邏(luo)輯電(dian)路。

（四）熱學性質

納(na)米(mi)(mi)材料的(de)(de)比熱和熱膨(peng)脹系(xi)數都大于同類(lei)粗晶(jing)材料和非晶(jing)體材料的(de)(de)值(zhi)，這是(shi)由于界(jie)面原(yuan)子(zi)排(pai)列較為混(hun)亂、原(yuan)子(zi)密度(du)低、界(jie)面原(yuan)子(zi)耦(ou)合(he)作(zuo)用(yong)(yong)變(bian)弱的(de)(de)結果。因此在儲熱材料、納(na)米(mi)(mi)復合(he)材料的(de)(de)機械(xie)耦(ou)合(he)性(xing)能應用(yong)(yong)方面有(you)其(qi)廣(guang)泛的(de)(de)應用(yong)(yong)前(qian)景。例(li)如(ru)Cr-Cr2O3顆粒膜對太(tai)陽(yang)光有(you)強烈(lie)的(de)(de)吸收作(zuo)用(yong)(yong)，從(cong)而(er)有(you)效地將(jiang)太(tai)陽(yang)光能轉換(huan)為熱能。

（五）光學性質

納米粒(li)(li)子(zi)的(de)粒(li)(li)徑(jing)遠小于光波(bo)波(bo)長。與入(ru)射光有交互作(zuo)用(yong)，光透性可(ke)以(yi)通過控(kong)制(zhi)粒(li)(li)徑(jing)和氣(qi)孔率而加以(yi)精確控(kong)制(zhi)，在(zai)光感(gan)應和光過濾中(zhong)廣泛。由于量子(zi)尺寸效應，納米半(ban)導體微粒(li)(li)的(de)吸收(shou)光譜一般(ban)存在(zai)藍移(yi)現象，其光吸收(shou)率很大，所以(yi)可(ke)應用(yong)于紅外線感(gan)測器材料(liao)。

（六）生物(wu)醫藥材料應用

納米粒子(zi)比紅(hong)血(xue)細(xi)胞(bao)（6～9nm）小得多，可以在血(xue)液(ye)中(zhong)自由運動，如果利用納米粒子(zi)研制成機器人，注入人體血(xue)管(guan)內，就可以對人體進(jin)行全身健康檢查和(he)，疏(shu)通腦(nao)血(xue)管(guan)中(zhong)的(de)血(xue)栓，清除心臟動脈脂(zhi)肪沉積(ji)物(wu)等，還(huan)可吞噬病毒，殺死癌(ai)細(xi)胞(bao)。在醫藥方面，可在納米材料(liao)的(de)尺(chi)寸上直接利用原(yuan)子(zi)、分子(zi)的(de)排布制造具(ju)有(you)特定功能(neng)的(de)藥品(pin)納米材料(liao)粒子(zi)將(jiang)使藥物(wu)在人體內的(de)輸運更(geng)加方便。

二、納米技術現狀

在(zai)(zai)歐美(mei)日上已有多家(jia)廠商(shang)相繼將納(na)米(mi)(mi)粉(fen)末和納(na)米(mi)(mi)元(yuan)件產(chan)業(ye)化，我國(guo)也在(zai)(zai)國(guo)際環(huan)境下(xia)創立了(le)一(yi)（下(xia)轉第37頁）（上接第26頁）些(xie)影響不大的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)材料(liao)開發公司。美(mei)國(guo)2001年(nian)通(tong)過(guo)了(le)“國(guo)家(jia)納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)啟動(dong)計劃（NationalTechnologyInitiative）”，年(nian)度撥款已達到5億(yi)美(mei)圓(yuan)以上。美(mei)國(guo)戰略(lve)(lve)的(de)(de)重點已由過(guo)去的(de)(de)國(guo)家(jia)通(tong)信基礎構想(xiang)轉向國(guo)家(jia)納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)計劃。布什總統上臺后，制定了(le)新的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)戰略(lve)(lve)規劃目(mu)標：到2010年(nian)在(zai)(zai)全國(guo)培(pei)養80萬名納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)人才，納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)創造(zao)的(de)(de)GDP要(yao)達到萬億(yi)美(mei)圓(yuan)以上，并由此提供(gong)200萬個就(jiu)業(ye)崗位。2003年(nian)，在(zai)(zai)美(mei)國(guo)政(zheng)府支持下(xia)，英特爾、蕙普、IBM及(ji)康柏4家(jia)公司正式成(cheng)立中心(xin)，在(zai)(zai)硅谷(gu)建(jian)立了(le)世界上第一(yi)條納(na)米(mi)(mi)芯生產(chan)線。許(xu)多大學也相繼建(jian)立了(le)一(yi)系列納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)研究中心(xin)。在(zai)(zai)商(shang)業(ye)上，納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)已經被用于陶(tao)瓷、金屬、聚合物的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)粒子、納(na)米(mi)(mi)結構合金、著色(se)劑與化妝品(pin)、元(yuan)件等的(de)(de)制備。

目前(qian)美國(guo)在(zai)納(na)(na)(na)米(mi)合(he)成、納(na)(na)(na)米(mi)裝置精(jing)密加(jia)工、納(na)(na)(na)米(mi)生物技(ji)術、納(na)(na)(na)米(mi)基礎等多方面處(chu)(chu)于(yu)(yu)世界(jie)領先地(di)位。歐(ou)洲在(zai)涂(tu)層和(he)(he)(he)新儀器應用方面處(chu)(chu)于(yu)(yu)世界(jie)領先地(di)位。早在(zai)“尤里卡計劃”中(zhong)就(jiu)將(jiang)納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術研究(jiu)納(na)(na)(na)入(ru)(ru)其中(zhong)，現在(zai)又(you)將(jiang)納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術列(lie)入(ru)(ru)歐(ou)盟(meng)2002——2006科(ke)研框架(jia)計劃。日(ri)本在(zai)納(na)(na)(na)米(mi)設備和(he)(he)(he)強化納(na)(na)(na)米(mi)結(jie)構領域處(chu)(chu)于(yu)(yu)世界(jie)先進地(di)位。日(ri)本政府把納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術列(lie)入(ru)(ru)國(guo)家科(ke)技(ji)發展戰略(lve)4大(da)重點領域，加(jia)大(da)預算投入(ru)(ru)，制定了宏偉而嚴密的(de)“納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術發展計劃”。日(ri)本的(de)各(ge)個大(da)學、研究(jiu)機(ji)構和(he)(he)(he)界(jie)也紛(fen)紛(fen)以各(ge)種方式投入(ru)(ru)到納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術開發大(da)潮中(zhong)來。

在上世(shi)紀80年代，將納(na)(na)米材料(liao)列入國家(jia)(jia)“863計劃(hua)”、和(he)(he)國家(jia)(jia)基金項目，投資上億元(yuan)用于(yu)有(you)關納(na)(na)米材料(liao)和(he)(he)技(ji)術(shu)的(de)(de)研究項目。但我國的(de)(de)納(na)(na)米技(ji)術(shu)水平與歐美等(deng)國的(de)(de)差距很大。目前我國有(you)50多(duo)個大學20多(duo)家(jia)(jia)研究機構和(he)(he)300多(duo)所企業從(cong)事納(na)(na)米研究，已經建立(li)了10多(duo)條(tiao)納(na)(na)米技(ji)術(shu)生(sheng)產線(xian)，以納(na)(na)米技(ji)術(shu)注冊的(de)(de)公司(si)100多(duo)個，主(zhu)要生(sheng)產超細納(na)(na)米粉(fen)末、生(sheng)物化學納(na)(na)米粉(fen)末等(deng)初(chu)級產品(pin)。

三、前景展望

經過幾十(shi)年對(dui)納(na)米(mi)技(ji)術的(de)研究探(tan)索，現在(zai)科(ke)學(xue)(xue)家(jia)已經能夠在(zai)實(shi)驗室操(cao)縱單個原子(zi)(zi)，納(na)米(mi)技(ji)術有了飛躍式的(de)發(fa)展。納(na)米(mi)技(ji)術的(de)應(ying)用研究正(zheng)在(zai)半(ban)導體芯片、癌癥診斷、光學(xue)(xue)新(xin)材料和生物分(fen)子(zi)(zi)追蹤4大領域(yu)高速發(fa)展。可以(yi)預測：不久的(de)將(jiang)來納(na)米(mi)金屬氧化(hua)物半(ban)導體場效(xiao)應(ying)管、平(ping)面顯示用發(fa)光納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)與(yu)納(na)米(mi)復合物、納(na)米(mi)光子(zi)(zi)晶體將(jiang)應(ying)運而生；用于集成(cheng)電路的(de)單電子(zi)(zi)晶體管、記憶及邏(luo)輯(ji)元(yuan)件(jian)(jian)、分(fen)子(zi)(zi)化(hua)學(xue)(xue)組裝機將(jiang)投入應(ying)用；分(fen)子(zi)(zi)、原子(zi)(zi)簇的(de)控制和自組裝、量子(zi)(zi)邏(luo)輯(ji)器(qi)(qi)件(jian)(jian)、分(fen)子(zi)(zi)電子(zi)(zi)器(qi)(qi)件(jian)(jian)、納(na)米(mi)機器(qi)(qi)人、集成(cheng)生物化(hua)學(xue)(xue)傳感器(qi)(qi)等將(jiang)被研究制造出(chu)來。

納(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)目前從整體上看(kan)雖然仍然處于實(shi)驗研究和小規模生產階段(duan)，但(dan)從的(de)角度看(kan)：上世紀70年代重視微米科(ke)技(ji)的(de)國(guo)(guo)(guo)家(jia)如今都已成(cheng)為發達國(guo)(guo)(guo)家(jia)。當今重視發展納(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)的(de)國(guo)(guo)(guo)家(jia)很可(ke)能在21世紀成(cheng)為先進國(guo)(guo)(guo)家(jia)。納(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)對(dui)我們既是(shi)(shi)嚴峻的(de)挑戰，又(you)是(shi)(shi)難得的(de)機遇。必須加倍重視納(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)和納(na)(na)(na)米基礎理論的(de)研究，為我國(guo)(guo)(guo)在21世紀實(shi)現(xian)騰飛奠定堅實(shi)的(de)基礎。整個人類將因納(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)的(de)發展和商業化而產生根本性的(de)變革。