納米材料發(fā)展綜述

1、納米材料發(fā)展綜述原來絕緣的氧化物在納米化后會呈現(xiàn)出一定的導電性;鐵磁性材料在納米級下，其矯頑力比宏觀材料提高了 3 4個數(shù)量級，小于10nm時矯頑力變?yōu)榱?成為順磁性材料s;納米相陶瓷在室溫下有良好的韌性，二氧化鐵陶瓷甚至于在18OC發(fā)生彎曲而不產(chǎn)生裂紋，而燒結溫度降低幾百度;納米相的有微孔的陶瓷小球的吸附力是普通凈化劑三氧化鋁的20倍;摻有納米粒子的有機材料耐磨性可提高35倍,介電性也大大增加;陶瓷中摻人氧化物的納米粒子，可提高致密度困;金屬納米粒子摻人陶瓷中可提高陶瓷的力學性能;納米級的碳管有導電性和半導體性，具有半導體異質結的作用和庫侖阻塞效應，強度是鋼的幾百倍，比重只有鋼的六分之一三、

2、納米材料的應用隨著納米科技的發(fā)展，利用納米材料特異的光尹電、磁、熱、聲、力、化學和生物學性能，納米材料已被廣泛應用于宇航、電子、化工、冶金、軍事、核工業(yè)、醫(yī)學和生物工程等國民經(jīng)濟發(fā)展的許多領域。不僅在高科技領域有不可替代的作用，也為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來生機和活力。4.1催化劑材料中的應用納米粒子作為催化劑，有著許多優(yōu)點。首先是粒徑小，比表面積大，催化效率高。另外，納米粒子生成的電子、空穴在到達表面之前，大部分不會重新結合，因此電子、空穴能夠到達表面的數(shù)量多，則化學反應活性高。如納米級鎳、銅鋅混合制成的加氫反應催化劑，在相同使用條件下，其選擇性比現(xiàn)在使用的雷尼鎳（RaneyNi）高5 10倍。納米鎳粉作

3、為火箭固體燃料反應催化劑，將使燃燒效率提高100倍。納米鐵粉可在幾He氣相熱分解中起成核作用而制備出碳纖維。Fe（支Ni等納米離子可取代貴金屬作汽車尾氣凈化的催化劑。目前,工業(yè)上利用納米二氧化欽一三氧化二鐵作催化劑，用于廢水處理（含3籠一或C幾以一體系），取得了很好的效果。陶瓷材料中的應用陶瓷材料作為材料的三大支柱之一，在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。但是，由 于傳統(tǒng)陶瓷材料質地較脆，韌性、強度較差，因而使其應用受到了較大的限制。隨著納米技術的廣泛應用,納米陶瓷隨之產(chǎn)生,希望以此來克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有象金屬一樣的柔韌性和可加工性。4.2.3磁性材料中的應用磁性納米微粒由于尺

4、寸小，具有單磁疇結構、矯 頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信 噪比,改善圖像質量，如日本松下電器公司已制成納 米級微粉錄像帶,具有圖像清晰、信噪比高、失真十 分小的優(yōu)點。還可制成磁性信用卡、磁性鑰匙、磁性 車票等。將磁性納米微粒通過界面活性劑均勻分散 于溶液中制成的磁流體在宇航、磁致冷、顯示及醫(yī)藥 中已廣泛應用。4.2.4光學材料中的應用納米材料微粒由于小尺寸效應使它具有常規(guī)大塊材料不具備的光學特性,如出現(xiàn)寬頻帶強吸收、吸 收帶藍移、發(fā)光現(xiàn)象和丁達爾效應等,因而在光學材 料中的應用十分廣泛。如用納米微粒制成的光纖材 料可以降低光導纖維的傳輸損耗;紅外線反射膜材 料可用于節(jié)能方面的應用

5、等。納米月203粉體對 25Onm以下的紫外光有很強的吸收能力，如把幾個 米的A12q粉摻和到稀土熒光粉中可以利用納米紫 外吸收的藍移現(xiàn)象有可能吸收掉有害的紫外光，而 且不降低熒光粉的發(fā)光效率。4.2.5傳感器材料中的應用納米微粒隨著粒徑的減小，比表面積的增大，表面原子數(shù)增多及表面原子配位不飽和性導致大量的 懸鍵等，使得它表面積巨大、表面活性高、與氣體相 互作用強、對周圍環(huán)境敏感度高（溫度氣氛、光、溫度 等）、同時檢測范圍擴大。這些特性使它滿足了傳感 器功能上所要求的靈敏度、響應速度以及檢測范圍 等指標。因而可望利用超微粒制成敏感度高的超小 型、低能耗、多功能傳感器,如溫度傳感器、紅外檢測 傳

6、感器、氧敏感傳感器、汽車排氣傳感器等。4.2.6醫(yī)學領城的應用隨著納米技術的發(fā)展，在醫(yī)學上該技術也開始嶄露頭腳。研究人員發(fā)現(xiàn)，生物體內的RNA蛋白質復合體,其線度在巧一 20nm之間,并且生物體內 的多種病毒,也是納米粒子。納米微粒的尺寸一般 比生物體內的細胞、紅血球小得多，直徑小于ronm 的粒子可以在血管中自由流動。如果將對人體無害 的納米粒子注人到血液中，顆粒隨血液流到人體的 各個部位,既可用來探測病端,又可用于疾病的治療?？蒲腥藛T已經(jīng)成功利用納米siq微粒進 行了細胞分離,用金的納米粒子進行定位病變治療，以減 少副作用等。另外，利用納米顆粒作為載體的病毒 誘導物已經(jīng)取得了突破性進展，現(xiàn)

7、在已用于臨床動 物實驗，估計不久的將來即可服務于人類。研究納米技術在生命醫(yī)學上的應用，可以在納米尺度上了解生物大分子的精細結構及其與功能的 關系,獲取生命信息。如倫敦的兒科醫(yī)院已利用磁 性超微粒子分離癌細胞的技術成功地進行了人體骨 髓液癌細胞的分離來治療癌癥患者。一些具有生物 活性的納米材料如利用納米經(jīng)基酸鈣為原料，還可 用于人造骨、人造牙齒等?？茖W家們還設想利用納 米技術制造出分子機器人,在血液中循環(huán)，對身體各 部位進行檢測、診斷，并實施特殊治療，疏通腦血管 中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物,甚至可以用其 吞噬病毒,殺死癌細胞。4.2.7波能吸收材料|吸收太陽能材料直徑為10 一 3Onm的鉻粉 吸收太陽能的效果好，已成功地用于太陽能接收器 上。吸收紅外線材料納米金屬粒子吸收紅外線的能力強，同時吸收率與熱容量的比值大，已用于紅 外線檢測器和紅外線傳感器上。隱形材料納米金屬粒子被制成高性能毫米 波形隱形材料、可見光一紅外線隱形材料和結構式 隱形材料，可使坦克、艦艇和飛機避開雷達、紅外線 控測器的偵測。4,2.8防護、油墨方面的應用防護材料由于某些納米具有優(yōu)異的紫外線屏 蔽作用以及隨角度變色的效應,而且透明性好，在產(chǎn) 品和材料中添加少量（一般不超過含量的2%）的納 米材料，就會大大減弱紫外線對這些產(chǎn)品和材料的 損傷作用，使之