有機納米材料

納米材料的應用張璐之復合材料與工程、2012級、201241608058摘要：由于納米材料具有特殊的結(jié)構(gòu)以及表現(xiàn)出來的特異效應和性能，這使納米材料具有與常規(guī)材料不同的特殊用途。本文就納米材料及其應用進行了綜述，并對其發(fā)展前景進行了展望。關(guān)鍵詞：納米材料，應用，前景ApplicationofnanomaterialsZhangLuzhiCompositematerialsandEngineering2012grade,201241608058Abstract:Becauseofthespecialstructureofthenano-materials,aswellasitsspecificeffectsandperformance,thenano-materialshavethespecialpurposesotherthantheconventionalmaterials.Inthispaper,nano-materialsandtheirapplicationswerereviewed,anditsdevelopmentisprospected.Keywords：nano-materialsapplicationsfuture一、前言納米材料是指特征尺寸在納米數(shù)量級（通常指1~100nm）的極細顆粒組成的固體材料。從廣義上講，納米材料是指三維空間尺寸中至少有一維處于納米量級的材料。從狹義上講，則主要包括納米微粒及由它構(gòu)成的納米固體（體材料與微粒膜）。納米材料的研究是人類認識客觀世界的新層次，是交叉學科跨世紀的戰(zhàn)略科技領(lǐng)域。二、納米材料納米材料是納米科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是納米科技最為重要的研究對象。構(gòu)成納米材料的物質(zhì)的類別可以有多種，分為金屬納米材料、半導體納米材料、納米陶瓷材料、有機-無機納米復合材料及納米介孔固體與介孔復合體材料等?？v觀納米材料的發(fā)展歷史，大致可以分為三個階段，第一個階段限于合成納米顆粒粉體或合成塊體等單一材料和單相材料；第二個階段則集中于各類納米復合材料的研究；到第三個階段表現(xiàn)為對納米自組裝、人工組裝合成的納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系等納米結(jié)構(gòu)材料的關(guān)注。納米材料的研究內(nèi)涵也從最初的納米顆粒以及由它們所組成的薄膜與塊體，擴大至納米絲、納米管、微孔和介孔材料等范疇。三、納米材料的應用納米材料由于其產(chǎn)生的特殊效應，因而具有常規(guī)材料所不具備的性能，使得其在各個方面的潛在應用極為廣泛。對于納米材料及其應用前景的研究工作已經(jīng)不再局限于單一學科與單一研究方法，而是多學科和多種研究方法的綜合利用。3.1在催化方面的應用納米微粒作催化劑是納米材料的重要應用領(lǐng)域之一。納米顆粒具有很高的比表面積，表面原子配位不全表面的鍵態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同等特點，導致表面的活性位置增加，使納米顆粒具備了作為催化劑的先決條件。有關(guān)納米粒子表面形態(tài)的研究指出，隨著納米粒子的粒徑的減小，微粒表面的光滑程度變差，凹凸不平的原子臺階逐步形成，能夠大大增加反應物料在其表面的接觸機會。利用上述特性，可將納米粒子進一步加工成具有化學催化、光催化和熱催化性能的納米催化劑。3.2在生物醫(yī)學方面的應用生物學中。納米生物學用來研究在納米尺度上的生物過程，從而根據(jù)生物學原理發(fā)展分子應用工程。以納米尺寸去認識生物大分子的精細結(jié)構(gòu)及功能的聯(lián)系,按人類的意愿進一步裁剪和嫁接，制造出具有特殊功能的生物大分子。醫(yī)學中。將超微粒子注入到血液中，輸送到人體的各個部位，作為檢測和診斷疾病的手斷。科研人員已經(jīng)成功利用納米SiO2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。納米粒子不但具有能穿過組織間隙被細胞吸收、并可通過人體最小的毛細血管、甚至可通過血腦屏障等特性，而且還具有靶向、緩釋、高效、低毒且可實現(xiàn)口服、靜脈注射等多種給藥途徑等許多優(yōu)點，因而使其在藥物輸送方面具有廣闊的應用前景。醫(yī)療工業(yè)中。將納米顆粒壓成薄片制成過濾器，其過濾孔徑為納米量級，在醫(yī)療工業(yè)中可用于血清消毒(引起人體發(fā)病的病毒尺寸一般為幾十納米)。納米材料具有優(yōu)異的吸附性能，可用作微生物吸附和選擇分離的功能材料。3.3在環(huán)保方面的應用納米材料的控制污染源方面可起到關(guān)健性的作用。主要體現(xiàn)在它降低能源消耗和有毒物質(zhì)的使用；減少水資深消耗；減少廢物的產(chǎn)生；治理環(huán)境污染物及大氣污染。3.4在工程材料中的應用可以用于納米陶瓷材料、高熔點材料、納米熒光材料、高密度磁記錄材料、永磁性材料等。3.5在建筑領(lǐng)域的應用建筑塑料。納米塑料是指金屬、非金屬和有機填充物，以納米尺寸分散于樹脂基體中形成的樹脂基納米復合材料。在樹脂基納米復合材料中，分散相的尺寸至少在一維方向上小于100nm。由于分散相的納米尺寸效應、大的比表面積和強界面結(jié)合，使納米塑料具有一般工程塑料所不具備的優(yōu)異性能。建筑涂料。隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，對建筑涂料的性能要求也越來越高，而納米材料對涂料的很多性能起到了明顯的改善作用。樹脂基復合材料。樹脂基復合材料具有重量輕、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，但硬度、耐磨性能、耐熱性能較差。通過超聲分散方法將納米SiO2添加到不飽和聚酯樹脂中制得的復合材料，可大幅提高耐磨性、硬度、強度、耐熱和耐水性四、結(jié)語綜上所述，納米材料所展示的誘人前景還遠不及此。隨著人們對納米材料認識的深人，相信還會有更多方面的發(fā)展和應用，因此系統(tǒng)地研究和開發(fā)新型納米材料具有重要的實際意義。隨著人們對納米材料研究的深入，納米材料必將出現(xiàn)更為廣闊的應用前景，納米材料的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)應用也將成為現(xiàn)實。納米材料作為一門新興科學必將對人類生活產(chǎn)生深遠的影響，并將對如何調(diào)整國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的布局、設(shè)計新產(chǎn)品、形成新的產(chǎn)業(yè)及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入高科技含量提供新的機遇。參考文獻李延增，閆牧夫.TC4薄壁件熱處理過程形狀尺寸變化數(shù)值預報[J].材料科學與工藝，2005,13(1);21-24.魏方芳.納米材料的研究及應用[J].化學工程與裝備,2007,(3):3840.羅明良，蒲春生，盧鳳紀等.納米技術(shù)及材料在環(huán)保中的應用與展望[J].化工新型材料，2001，29(7):27-28.石士考.納米材料的特性及其應用[J].大學化學,2001,16(2):39-42.丘星林，徐安武.納米級TiO2光催化凈化大氣環(huán)保涂料的研制[J].中國涂料，2000,(4):30-32.黃紅祥.納米材料及其應用[J].安徽化工，2004,(2):6-8.王強，鄭萍，李