纳米技术的特性范例(12篇)

纳米技术的特性范文

关键词：纳米技术及其相关产业；概念界定；体系辨识。

当前，“发展纳米技术及其相关产业”这一口号，已被提升到实现中国梦苏州篇章、苏州实施创新引领战略进而华丽转身的重大战略高度，那么什么是纳米技术及其相关产业，搞清楚这一问题，则无论对于苏州的决策者、研究者还是实践者来讲，都具有重要的建设性意义。

去年，我们在执行一项有关促进苏州市纳米技术及其相关产业发展的重大软科学课题时，首当其冲地遭遇到这一问题。通过文献检索与分析，我们发现，由于纳米技术及其相关产业纷繁复杂，纳米科学技术界尚未对该一问题形成共识；同时，社会科学理论界卷入纳米领域研究较少，可资借鉴的成果太少。然而，这一问题的解决将直接影响到我们研究项目的进一步履行，为此，我们设立了一个研究子课题，本文即是该子课题研究成果，在此抛砖引玉，期望不仅对苏州市，也对国内其他正在促进纳米技术及其相关产业发展的地区起到启迪作用。

一、什么是纳米技术及其相关产业

要搞清楚纳米技术及其相关产业首先要理解纳米与纳米尺度范围，以及纳米尺度范围内物质的质变特性及其意义，本节我们将据此入手，进而界定纳米技术及其相关产业的概念。

1.纳米与纳米尺度范围

纳米（Nanometer，缩写nm）是计量学中的长度单位。1纳米（nm）等于10-3微米（mm），等于10-6毫米（mm），等于10-9米。1—100纳米（nm）被纳米学界公认确定为纳米尺度。通过不同物体相对尺度大小比较（见图1）及纳米尺度范围内常见球形物体大小比较（见图2），可以加深对于纳米及纳米尺度范围概念的理解。

2.纳米尺度范围内物质的质变特性及其意义

科学家发现，当物质小到1～100纳米时，由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应，物质的很多性能将发生质变，呈现出许多既不同于宏观物体，又不同于单个孤立原子的奇异现象（白春礼，2001）。即在原子、分子及纳米尺度上，物质表现出极其新颖的物理、化学和生物学特性，该特性能被人类学习、掌握、控制和利用，从而使得人类社会现存的一切发生翻天覆地的变化。

3.国外科学家如何理解与解释纳米技术

看一看国外科学家如何理解与解释纳米技术或许对我们会有很大帮助，以下是国外科学家对于什么是纳米技术的典型解释（转引自彭练矛，2011）：

“Thetermnanotechnologymeansdifferentthingstodifferentpeople.Itusedtocoveranythingfrommakingmicroelectromechanicalsystems（MEMS）tocreatingdesignerproteins.”

“Whateverwecallit，itshouldletus

——Getessentiallyeveryatomintherightplace.

——Makealmostanystructureconsistentwiththelawsofphysicsandchemistrythatwecanspecifyinatomicdetails.

——Havemanufacturingcostsnotgreatlyexceedingthecostoftherequiredrawmaterialsandenergy.”

这两段英文的中文翻译如下：纳米技术术语意味着对于不同对象人群的不同事情。它通常涵盖从制造微电子机械系统到创造人造蛋白质的所有事情。然而，不管我们如何称呼，纳米技术的实质应该包括：每一个原子应被安排在合适的位置，任何相应建构应符合原子水平上的物理和化学原理，原材料和能源等相应制造成本应不是太贵。

从以上国外科学家对于什么是纳米技术的典型解释中我们可以发现，纳米技术（nanotechnology）在国外是一个约定俗成的术语，是对纳米领域新生事物科学研究、技术研发和工程应用的统称，纳米技术尚是一个发展中的概念，目前还没有被严格界定。

4.纳米技术概念

经过上面的铺垫，现在我们可以来探讨界定纳米技术概念。对于什么是纳米技术，麻省理工学院（MIT）的德累克斯勒（Drexler）教授曾作出过一个解释：

“在分子水平上，通过操纵原子来控制物质结构，利用单个原子组建分子系统，据此制备不同类型的纳米器件”（Drexler，1990）。

而在中文语境中，谈到技术往往还牵连到科学与工程，对此，白春礼院士也有一个解释：

“纳米科技是20世纪80年代末、90年代初才发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域，是指在纳米尺度上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术”（白春礼，2001）。

白院士所指的纳米科技既包括纳米科学又涵盖纳米技术。实际上，中文语境中的纳米科技常常是纳米科学研究、技术研发和工程应用的统称。指在纳米尺度上研究物质和体系的现象、规律及其相互作用，重新认识自然界，发现新现象和新知识，并通过直接操控原子、分子结构的技术来创造对人类有用的新的物质和产品。

综上所述，可见所谓纳米技术是指涉及到纳米科学研究、材料发展和制备、器件制造以及产品开发生产之所有技术的总和。

5.纳米技术相关产业概念

知道了什么是纳米技术以后就较易分辨纳米技术相关产业。过去的二、三十年，纳米科学技术的进步，尤其是纳米技术的应用已经和正在对人类社会的经济发展、社会进步和国防安全产生重大影响。然而，这仅仅是开始，纳米科学研究、技术发展和工程应用已经和正在引发一场新的工业革命，证据表明，纳米技术在材料、信息、能源、环境、生命、生物、军事、制造、纺织、染料、涂料、食品等产业领域都具有广泛而重要的应用。而一旦这些产业领域中纳米技术应用产品批量化、商品化和规模化，则自然形成一个个纳米技术相关产业。

二、纳米技术体系范畴

界定了纳米技术及其相关产业概念后，本节与下节我们可以转而讨论纳米技术体系范畴以及纳米技术相关产业体系范畴。

技术来源于科学，是理论知识应用于实践、解决实际问题的方法和手段，因此谈到纳米技术不能不涉及到纳米科学。尽管目前学术界对于纳米科学的内涵和分类尚存在着不同的认识和提法，但对于这一新兴领域多学科交叉特性的认识是一致的。一般而言，纳米科学可以包括纳米材料物理学、纳米材料化学、纳米材料学、纳米测量学、纳米电子学、纳米机械学和纳米生物医学等，由此也产生了按照这一体系分类的纳米技术。

然而，白春礼院士（2001）认为这种与传统学科紧密联系的分类方式无法简单便捷地勾勒出纳米科技的大致轮廓，而且各类别之间又有交叉和重叠。因此，他建议将纳米科学研究分为“纳米材料”、“纳米器件”和“纳米检测和表征”三大领域，“其中纳米材料是纳米科技的基础；纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志；纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础”（白春礼，2003）。据此，纳米技术体系又可主要由上述三大范畴来表达。

我们认为上述与传统学科紧密联系的分类及三个大类的简单分类都有各自的道理和应用价值，前一个分类便于整合发展纳米学科知识和实施教育培训，而后一个分类则更多地聚焦到纳米科学技术当前关键发展领域，重点特出、应用性强。若与纳米技术相关产业相联系，则我们更倾向于并将更多地采纳和应用后一个分类。

无独有偶，日本专利局《专利申请技术动向调查报告》中提供了一个与应用实际联系密切的纳米技术分类（见图3，该图由DRM咨询公司补充修改而完成），该分类基本遵循上述三个大类分类范畴，并采用图式标识了各主要应用领域中的发展状况，恰好为三大类纳米技术分类体系作了一个生动的注解，虽然尚未达到完整完善的程度，但已有很大的参考价值。

沿着三大类纳米技术分类思路继续往下走，可以得到图4所示纳米技术分类体系。其中一级状态子目录包括“纳米检测和表征技术”、“纳米材料制备技术”和“纳米器件制造技术”。而每个一级目录又可进一步产生二级目录，如纳米检测和表征技术可分为“扫描探针显微技术”和“原子级和超精密加工技术”；纳米材料制备技术可分为“化学制备技术”、“物理制备技术”和“综合制备技术”；纳米器件制造技术可分为“LIGA制造技术”、“超精密机械加工技术”、“特种加工技术”、“注塑成形加工技术”和“机械组装技术”等。需要说明的是，这一分类只是大体上勾勒了纳米技术发展现状，提供了一个整体认识把握的粗略框架。现实纳米世界中的实际情况则更为纷繁复杂，不仅存在着旁支末叶，也可以进一步细分和再细分。

三、纳米技术相关产业体系范畴

应用上述“纳米材料”、“纳米器件”和“纳米检测和表征”三大范畴的纳米技术分类思想，可以推导出纳米技术相关产业体系范畴，如图5所示：

如图5所示，首先，纳米技术相关产业可以被界定为纳米材料产业、纳米器件产业和纳米检测仪器设备产业，其中纳米材料是纳米技术相关产业得以生存发展的原始基础，没有纳米材料则一切无从谈起；纳米器件系纳米材料进一步加工组合后的产物，是延伸发展各种纳米技术应用产品的基础；而纳米检测仪器和设备则是发展纳米材料、器件及其延伸产品的必不可少的硬件手段，缺乏这些手段，事情就无法进行。

上述三者一方面构成了纳米技术相关产业生存发展的基础，另一方面，正是基于这种基础性和不可替代性，它们各自能够发展成三个供需旺盛的分支产业，并在每个分支产业下面各自生成若干数量不等的子产业。

此外，鉴于纳米材料和纳米器件能够被应用到各个新兴和传统产业领域，创造出各种各样新颖独特、质量上乘、性能优异的新产品，因此，在上述三个分支产业以外，又可辨识出纳米材料应用和纳米器件应用两个分支产业。当然，这两个分支产业下面更能各自生成若干数量不等的子产业。

若从事情发生的先后次序来看，纳米科学技术研究发展的需要首先造就了纳米检测仪器设备产业和纳米材料产业。结合纳米检测手段和纳米材料的研究创造了纳米器件，纳米器件（如纳米传感器）的推广应用催生了纳米器件产业。接着，纳米材料和器件在各个领域的广泛应用开发出许多新颖产品和更新换代产品，从而发展出形形的纳米产品产业，并进一步促进纳米材料、器件和检测仪器设备产业的发展。这就是纳米技术相关产业相伴共生、互促共长的内在逻辑。

在现实生活中，纳米材料产业和纳米检测仪器设备产业已经形成一定规模，发展相对成熟。处于纳米技术高端的纳米器件产业（电子/光电子器件、量子器件、以及微/纳机电系统）目前尚处在发展成长过程中，这是纳米大国共同关注、竞相角逐的领域，也是进一步发展的方向，其中属于MEMS/NEMS范畴的微纳传感器分支产业已经初具规模。同时，纳米材料和器件的应用已经渗透进入许多不同的经济和社会领域，例如，电子和信息、生物与医药、环境保护等，从而增殖衍生出发展状况各异、纷繁复杂的纳米技术产品和产业。

当然，换一个角度，如果忽略纳米技术居中扮演的角色，这一复杂逻辑体系中各个分支仍可分属于自己的母体产业，例如，纳米材料产业可归属于材料产业，纳米检测仪器设备产业可归属于仪器设备产业等等，由此也揭示了纳米技术相关产业所具有的双重产业属性。

四、结语

以上我们通过运用相关文献资料，进行抽丝剥茧式的逻辑分析，界定了纳米技术及其相关产业的概念，进而揭示了纳米技术及其纳米技术相关产业的体系范畴，从而为从社会科学角度研究促进纳米技术及其相关产业发展（譬如制定技术/产业发展路线图）奠定了有关客体对象的认知基础。

当前，纳米技术与信息技术和生物技术一起并列为世界三大高技术前沿热点领域，而纳米技术又在促进信息技术和生物技术发展中扮演了重要角色，正在悄然引发着新一轮工业革命，成为国际高科技及其产业竞争的制高点。期待我们这一抛砖引玉的工作能为苏州/中国抢占这一制高点作出些微贡献。

参考文献

赵康等。《苏州市纳米技术及其相关产业发展战略研究总论》，古吴轩出版社，2012。

杨辉。《纳米科学技术概论》（未发表PPT课件），2010。

白春礼。纳米科技及其发展前景。《科学通报》，2001/2。

白春礼。全面理解纳米科技内涵，促进纳米科技在我国的健康发展。《微纳电子技术》，2003/1。

彭练矛。《纳米科技和纳米电子学》（未发表PPT课件），2011。

基金项目：苏州市2012年度重大软科学课题，项目编号：SR201201。

作者简介：赵康（1950–），男，江苏苏州人，博士，教授，博导，主要研究方向为公共管理、咨询学、专业社会学。顾茜茜与陈加丰均为赵的博士研究生，赵迪凡为项目研究助理。

WhatIsNanotechnologyandItsRelatedIndustries

——ConceptDefinationandSystemIdentification

ZHAOKangGUXixiCHENJiafengZHAODifan

（SchoolofPoliticsandPublicAdminstration，SoochowUniversity，Suzhou215021，China）

纳米技术的特性范文篇2

1.1国外

2011年欧盟委员会联合研究中心（JRC）启动欧洲首个纳米材料信息库，25种不同类型的纳米材料作为第一批代表成功入选信息库。入选纳米材料得到德国弗劳恩霍夫分子生物学与应用生态学研究所的合作支持。为支持国际合作研究，数百瓶纳米材料已经发往法、德、英、美、荷、比、西、意、加、日、中、韩、俄和丹麦、波兰、奥地利、斯洛伐克等国的实验室。

1.2中国

纳米纺织品是目前国内发展相对成熟的一类纳米消费品，由于其具有优越的性能，备受市场和企业的青睐。雅戈尔集团很早就推出了国内首款纳米VP免熨衬衫。VP免熨处理技术即是一种汽相加工方式，该方式采用以甲醛为主要原料配制的多种成分气体，对织物纤维发生质的变化和定型记忆，从而达到防皱效果，实现了处理方式的革命性飞跃；中国人民总装备部已将采用抗菌丙纶细旦低弹丝技术制成内衣裤、袜子，士兵普遍反应抗菌效果良好；纳米二氧化钛（TiO2）在阳光(紫外线)照射下能在很短的时间内杀死细菌和病毒，消除空气中的恶臭和纺织品上的油污等。根据这一性能，我国的军备研究机构已成功地完成了对有毒气体全氟异丁烯的彻底无毒降解。将这一成果应用于专用防化服装对我国应对未来高科技战争具有极为特殊的意义。

2标准化需求

国内外许多国家都高度关注纳米技术在纺织业的应用，在有关纳米技术和纳米材料应用的法规、标准方面做了大量的基础性工作。亚太经济合作组织（APEC）早在2006年就成立了人造纳米材料工作组，目的是促进纳米材料对人类健康和环境安全等方面的国际合作，协助有关国家评估纳米材料的安全性影响；欧盟于2011年初成立了联合研究中心，建立了欧洲首个纳米材料数据库；美国国家纳米技术计划也很关注纳米消费品，强调欧洲和美国需要在安全评价方法、纳米材料的定义及新技术从研究到纳入立法的过渡期等方面加强统一协调；我国政府也一直关注纳米消费品的发展。中国纺织工业在“十二五”纺织科技发展规划中，提出了纺织行业科技进步的七项重点任务，前三条都是重视纳米纺织品材料的研发和制造。国家质检总局于2007年在北京成立了纳米材料与产品检测研究中心，主要研究纳米消费品的检测标准。2009年4月21日，国家质检总局、国家标准委联合了标准《纳米技术处理服装》（GB/T22925-2009），该标准于2009年12月1日正式实施。2013年7月，由国家认监委科技与标准管理部组织的专家组，对中国检科院装备技术研究所承担的“纳米材料微观表征标准化关键技术及应用”项目进行了技术鉴定。专家组认为，该项目首次提出了微结构、横截面结构等多维度表征纳米材料的核心评价技术体系，解决了纳米材料特征与测量的关键技术问题，具有科学性、先进性、普适性和可操作性，其总体技术达到了国际先进水平，制定的相关标准填补了国际、国内空白。同月，江苏泰兴市市委、市政府对河海纳米科技在内的15家企业的标准创新工作进行了表彰，并拨出110万元专款实施奖励。目前，纳米纺织品的标准化需求主要体现在以下几个方面：

2.1标准需进一步制修订

纺织品的生产需要依据一定的标准进行，纳米纺织品的生产也应如此。制修订纳米纺织品的标准就可以规范纳米纺织品的生产过程，解决了“无标生产”的问题。另外在对纳米纺织品的质量等级进行评价时，也应遵循共同的标准，以解决纳米纺织品市场的混乱现象，防止少数不法厂商滥竽充数，以次充好。

2.2标准体系有待建立

我国针对纳米纺织品标准化建设已开展了一些相关的研究，但是我国的大部分研究是以单个产品为对象。未以纳米纺织品为类别进行总体性的系统研究，且多数集中在新产品研发、产品性能优化上，未从我国纳米纺织品市场发展的角度分析纳米纺织品的标准化需求及研制相关的标准体系，尚未建立统一的功能性评估标准。

2.3安全性评价标准缺失

专家指出，如果不能认识纳米产品中存在的真实危害性，认真研究落实相应对策和措施，积极加以控制和改进，纳米技术的应用便会在公众心目中产生负面影响，最终导致整个产业会停滞不前。因此，制订规范的标准体系的同时，应对婴幼儿用品和直接接触皮肤类纺织品的安全要求特别做出规定，这样便可以从源头上减少由于使用纳米纺织产品而发生不安全因素的几率。

3结语

纳米技术的特性范文篇3

关键词：纳米技术；药物制剂；应用分析

随着不断研究给药系统理论，高分子科学得到了高速的发展，药物系统的剂型和研究品种也一致增多和变化。新兴的科技逐渐的应用于药物制剂中，相比较来说纳米技术已经比较成熟，现在已经在各个领域以及医药卫生行业广泛应用，尤其是药物制剂上。经过研究发现，大部分物质得到纳米的尺度后，就可能出现性能突变，表现为一些不同于分子形式和宏观形式的特殊性能，这些特点均可以列入新型药物开发中，也说明药物研发开始了一个新的时代。由于现代药学制剂的研究主要是运用新型科室的手段，将过去药物的束缚摒弃，制造新型的药物，让药物具有更多的优点，这些优点纳米药物均具备，使其能够帮助人们更好的战胜疾病。

一、何为纳米技术

纳米属于一种长度单位，用符号表现为nm。1纳米等于1毫微米，是一米的十亿分之一，约为10个原子的总长度。做一个形象的比喻，假如说一个头发的直径是0.05mm，将其径向剖为5万根，每根的厚度大约就是1nm。

纳米技术是研究在0.1～100nm结构尺寸范围内的原子、电子以及分子的特性以及运动规律，这属于一项新兴的技术，也属于纳米级的制造技术。科学家在长时间研究后发现，在物质的构成上，纳米尺度下隔离的原子或者分子具有很多新的特性，合理的运用这些设备能够制造出一些特定的功能，换句话说就是纳米技术。纳米技术也就是一种用单个分子、原子射程物质的技术。

二、纳米技术与药物制剂

在药剂学领域所说的纳米范围包括了超过100nm的亚微米粒子，正是因物质的物理空间出现了变化，才导致物质的生物学特性、理化特性等出现了巨大的改变。在药学领域应用纳米技术，已经作为一种前沿科学，被研究人员不断的探索。最近几年，在药物制备方面已经广泛应用纳米技术，同时经过研究发现，纳米技术能够加强药物的稳定性，降低刺激胃肠道的成都，引起的不良反应术后，而且药物的利用度很高等诸多优点。大部分药剂学中指的纳米粒指的是纳米药物及纳米载体，所说的纳米药物是说通过纳米技术能够直接将原料药加工诶纳米粒，纳米粒从本质上上即为超粉技术以及微粉化技术进一步的发展；纳米载体也是说将多种未见溶解和分散的纳米粒，具体是指纳米球、聚合物胶囊、聚合物纳米囊以及纳米脂质体等等。纳米药物制剂与过去的药物制剂相比，具有明显的优势。

以下主要介绍纳米技术制备用于纳米新型药物的几种形式：

（1）纳米乳液为一类运用纳米微乳化技术制成的微粒直径属于纳米级同时动力学和热力学稳定的胶体分散体系。微乳液主要是由水相、油相、表面活性剂以及助表面活性剂构成的一种外观透明或者半透明的液体稳定体系。微乳液是在微乳化技术下形成的制剂，是物质或者药物更有助于穿透生物膜同时被吸收。纳米乳液的主要作用是促进药物通过皮肤进行吸收，延长药物的消除半衰期，提高其生物利用度。

（2）纳米凝胶主要是一种新型的运用纳米技术载药系统，通过纳米级聚合物在结果上网格组成水凝胶颗粒，主要包括化学凝胶和物理凝胶两种。化学凝胶是由交联共价键形成，物理凝胶是由非共价键形成，使其具有良好的稳定性能和较强的负载能力，发挥靶向治疗的效果，生物利用度较高，效果好。

（3）固体脂质纳米粒（SLN）多是指物质粒直径在10～1000nm，表现为固态胶体颗粒状，主要是常温下固态的合成或者天然类脂为载体的一种新型给药系统。通过研究发现，SLN不仅能够对药物的释放速度进行控制，同时还可以避免药物出现泄漏或者药物发生降解，能够发挥很好的靶向治疗等诸多优点。

（4）聚合物纳米粒分天然和人工合成两种，多在10～1000nm之间的粒径，呈固态胶体颗粒，属于一种低毒、高效的靶向药物载体。聚合物纳米粒已经被广泛应用与人工化学合成药物以及蛋白类药物等方面，发展前景广阔。

（5）纳米药物结晶：主要是运用多种不同的技术将药物转变为纳米微粒，直径多不超过1000nm，分散形成所说的纳米晶体。其具有毒性低等优势，但是纳米药物结晶基本适合用于全部药物类型，甚至是一些对水存在高度敏感性的药物，也可以制备成为纳米结晶。

三、小结

纳米技术主要用于药物制剂中生产的新型药物，具体有纳米凝胶、微乳液、固体脂质纳米粒等等，通过研究发现这类新型药物制剂能够对改善药物的稳定性、控制药物的释放、提升药物的生物利用度、减低药物的不良反应以及提升药物的靶向治疗等等。在药物制剂中应用新型纳米技术避免了过去药物制剂中存在的问题和缺陷。在药物制剂上纳米技术发挥了明显的效果。纳米技术还在不断的进步和完善，相信不久的将来必然会出现多种新型纳米药物制剂，与此同时也提醒我们注意应用纳米药物的前提是遵循自然规律，更快更好的促进药物制剂的发展，使其更好的为人类服务。

参考文献：

[1]马莉，魏玉辉，段好刚等.地西泮固体脂质纳米粒的制备及大鼠经鼻腔给药的药动学研究[J].中国药学杂志.2011，24（01）：548-549

[2]梁健钦，刘华钢.白藜芦醇固体脂质纳米粒制备工艺及形态学研究[J].中国实验方剂学杂志.2010，30（14）：105-106

[3]杨涛，吕扬，杜冠华.影响仿制药物临床疗效的因素分析[J].中国药学杂志.2010，36（19）：697-698

纳米技术的特性范文篇4

关键词：纳米技术，技术应用，技术问题

引言：现在各种产品一直朝着集成化和微型化的方向发展，但不同的器件必然受到尺寸上的物理约束。纳米材料的优势也因此凸显，目前纳米材料在磁、光、电、传感等方面都有许多重要的应用[2]。但与其他新技术一样，纳米技术仍存在着不少问题。主要原因是部分企业对纳米材料技术的期望过高，急功近利的思想导致忽略了它的弊端。

1纳米技术新应用的概述

1.1纳米技术在制材上的新应用――纳米陶瓷材料及高透明材料

在微米级基体中引入纳米分散相进行复合，可使材料的断裂强度、断裂韧性大大提高，同时还可提高其硬度、弹性模量以及抗疲劳破坏性能。纳米陶瓷材料正是利用这一点才得以广泛的应用。由于纳米微粒表面分率高，而且纳米粒子的粒径远小于可见光的波长，因此具有很高的穿透性。于是各种高透明纳米材料也应运而生。目前，国外已用纳米级羰基铁粉、镍粉、铁氧体粉末成功配制了军事隐身涂料。

1.2纳米技术在电磁领域的新应用――磁性纳米微粒

磁性纳米微粒[3]由于尺寸小，具有单磁畴结构与矫顽力高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。磁性纳米微粒除了上述应用外，还可作抗癌药物磁性载体，细胞磁分离介质材料，复印机墨粉材料以及磁墨水和磁印刷材料。近几年用铁基纳米晶巨磁阻抗材料研制的磁敏开关具有灵敏度高、体积小、响应快等优点，广泛用于自动控制、速度和位置测定、防盗报警系统和汽车导航、点火装置等。

1.3纳米技术在水泥材料中的应用――纳米矿粉

混凝土是现代应用最广泛、最重要的工程材料，利用纳米技术和纳米矿粉开发新型的混凝土可大幅度提高混凝土强度、施工性能和耐久性能。纳米矿粉不但可以填充水泥的空隙，提高混凝土的流动度，更重要的是可改善混凝土中水泥石与骨料的界面结构，使混凝土强度、抗渗性与耐久性均得以提高。

1.4其他应用[4]

利用离子交换复合工艺，使层状无机纳米材料在极性分子的作用下发生膨胀、层离，均匀分散在水介质中。他们在层间进行交换作用，抗菌或净化成分进入层间后，把层与层撑开，在层间交替形成分子级支柱，从而形成各种不相同的纳米复合抗菌材料、净化空气材料。这种纳米复合抗菌材料和净化空气材料可净化甲醛、苯等有害挥发物。利用纳米技术还可开发可净化二氧化碳并产生负离子具有森林功能的建材以及粘合剂及密封胶。将纳米二氧化硅作为添加剂加到粘合剂和密封胶中，会大大提高粘结效果和密封性能。

2纳米技术的问题

尽管纳米材料用途很广，但由于过分强调纳米技术的先进性，导致出现了一系列的问题。首先，由于纳米材料的特殊性质，对生命健康和生态环境产生的负面效应和不确定性让人担忧。由于纳米粒子无孔不入，在研发、生产、存储、运输等方面都有各种问题，而且其毒性还未知。它与其他物质的接触面积很大，反应也会很剧烈。第二，对纳米技术的盲目性导致了“纳米热”。近年来政府一直把“纳米技术”列为发展重点，于是不少企业冒充纳米企业，享受国家的优惠税收政策，并为了谋利推出“伪纳米”产品。其导致的恶果是国家的有限资金不能有效地应用到真正的纳米材料技术研究和开发中，严重影响了纳米产业的发展。第三，虽然中国在纳米技术的理论建立上取得了不少成绩，但在研制开发与产业化的实践中却显得力量不足。由于纳米技术是高新技术，实际工程中，很多理论与定理都会有误差，但这方面的专业人才紧缺，直接了导致纳米技术研究的滞后。第四，纳米技术作为高新技术，必须投入大量资金，但由于各种原因，往往不能取得相应的回报，资金大量流失，却毫无成果。

3结论与展望

纳米技术是对于未来经济和社会的发展将产生重大影响的一种关键性前沿技术，这是世界各国科学家的共识。纳米材料在各个科学领域都有着非常广泛的应用前景。可预料在不久的将来，纳米技术不仅会推动产品的开发，还将改善人们的生活质量，改善人们的生活环境。在未来的15-20年内，与纳米技术相关的产品市场规模将达1万亿美元，可见其前景广阔。但是，由于纳米材料自身处于发展阶段，还有各种各样的问题有待解决。在某种意义上，它还是一种不确定的技术，我们对它的认识也仅处于初始阶段。如何构建一个既普遍有效，又能够满足和包容不同价值体系的纳米技术准则，将成为纳米技术今后发展面临的一大挑战。

参考文献：

[1]张金升，纳米材料和技术与发展新型建材.中国建材装备，2002，(2)

[2]崔铮.纳米加工技术及其应用.北京：高教出版社,2005[CuiZ.NanofabricationTechnologiesandApplica2tions.Beijing：HigherEducationPress,2005(inChinese)]

纳米技术的特性范文篇5

关键词：纳米技术；机电工程；应用；摩擦性能；纳米材料

中图分类号：TP271+.4文献标识码：A文章编号：

本文对纳米技术在实际应用过程中所存在的各种技术问题进行了探讨。纳米技术的快速发展对于科技发展是非常重大的突破，当前它已经运用在社会各个领域，纳米技术在机电工程中的运用更是成为其核心。表现在很多方面，本文从实例出发，展现纳米技术在机电领域的运用。

1.纳米技术介绍

所谓的纳米技术就是借用单一的分子、原则制造物质的一种科学技术，纳米科学技术已经成为了将很多现代的先进科学技术，作为基础科学技术，并且成为了现代科学和现代技术进行组合的重要产物之一，其中，现代科学主要包括分子生物学、介观物理、量子力学和混沌物理，现代技术主要包括核分析技术、扫描隧道显微镜技术、微电子技术以及计算机技术，纳米技术一定会引发起一系列的全新的科学技术，比如纳米机械学、纳米材科学以及纳米电子学等等。

纳米技术也被称为毫微技术，是对结构尺寸在0.1nm-100nm范围之内材料的应用和性质的研究，从始至今的相关研究来看，人们将纳米技术分为了二种概念，第一种纳米技术的概念就是指分子纳米技术，这一概念将组合分子机器实用化了，因此，我们可以对所有这类的分子进行任意的组合，并且可以将任何种类分子结构进行制造，但是、这一种概念上的纳米技术仍然没有取得很大的发展;第二种概念将纳米技术看成了微加工技术的极限，第，种概念主要是从生物角度提出的，纳米生物技术中所包含的重要内容已经延伸到了细胞生物计算机开发和DNA分子计算机领域中。

2微型纳米轴承

当前形势下，纳米技术不仅仅是单一的一门新型技术或者学科，纳米技术被广泛的应用到了各类学科之中，其中，在机电工程中进行纳米技术的应用，已经对机电工程技术的变革产生了不可估量的重要作用。纳米技术在机电方面应用甚至是微观机械技术的产生已经成为了我们这个世纪进行研究的、核心的技术，许多国家都在纳米技术方面展开了越来越多甚至越来越深的研究，在机械工程方面，纳米技术在机电工程中应用主要存在微型轴承力面。传统的轴承的体积比较大，其摩擦力也仅仅能够靠来进行减少，但是，仍然不能够将摩擦力进行避免，美国科学家对其行了研究，并且研制出来一种没有摩擦的微型纳米轴承，微型纳米轴承主要包括以下两个特点:

第一，微型，微型纳米轴承的直径仅仅为一根头发半径的万分之一，其应用到机电系统微型的轴承只有1nm，为微型机械的千分之一。

第二，摩擦力极小如果轴承的体积很小，那么，套在一起，管子之间摩擦力就会将微型轴承弱点暴露出来，在其产生的摩擦力很大的时候，会导致微型轴承无法使用。通常制造的微型机械轴承与这种纳米轴承相比较，摩擦力仅仅是其最小值千分之一。

3纳米技术马达

新一代的纳米技术马达是由美国一家公司生产，这种微型马达的体积只有一般电磁马达体积的二十分之一，它的长度比火柴杆还短很多，但是尽然能够负载四千克的重量，它的寿命却可以达到100多万次。这种马达主要是通过运用纳米技术制造智能材料来取代传统的铜线圈以及磁铁，所有它比传统的马达要更加的轻、噪音很低，成本也更加的低，可以说是世界上最静音的马达。当前这种微型马达在机械中运用的并不是很不多，主要用于汽车的电动车窗，这项研究同时也已经在深圳进行研发和生产。

4纳米磁性液体在旋转轴中的应用

通常情况下，静态密封都是采用金属、塑料或者像胶等等材料制作而成的O型环，将其作为密封的兀件。在旋转的条件下，动态密封一直没有对其问题进行解决，动态密封不能够在高真空、高速的条件进行动态的密封。纳米技术在很大程度上都对磁性液体在旋转轴中的进行起到了促进作用。我国的南京大学也已经成功的进行了硅油、二脂基、烷基以及水基等多种类型磁性液体的制成，电子计算机硬盘处也已经普遍的采用了磁性液体防尘密封，此外。磁性液体也对新型剂的制造起到了一定的促进作用，在机电工程中应用纳米技术的例子举不胜举，以上新兴技术的产生。我们能够很容易的看出纳米技术对机电工程的不断发展起到了深刻的影响。与此同时，与系统的机电工程相比较，由于纳米技术的各种优势才能够使得机电工程产生了显著的效果。

4.1纳米磁性液体在旋转轴中应用之尺寸效应

在纳米技术领域中，最为显著的效果之一是将旋转轴中的传统尺寸竿位进行了缩小，将其毫米单位转化成了纳米，而纳米也就相当于一米的十亿分之一，将纳米技术应用到机电工程中，可以将机械的体积大大降低，最终促使微型机械这种新型的机械的形成和产生.这种产生并不是传统的机械单纯的在尺度上产生了微小的变化，而通常指的就是可以进行成批制作的微传感器、微能源、微驱动器、集合微结构、信号、控制电路等等处置装置为一体的微型机电系统。大部分都是将纳米技术成果进行了运用，因此，它们已经远远的超过了传统机电的范畴和概念，而是基于现代的科学技术之上，并且作为整个的纳米科技中，重要的组成部分，以及用崭新的技术线路和思维方式指导之下的重要产物。

4.2纳米磁性液体在旋转轴中应用

纳米技术使原材料形成了更加微小的形态，其功能更加强大，不仅仅能够对传统材料进行一定的改良，同样能够使新材料源源不断的产出。磁性液体密封的技术更加证明了磁性液体能够被磁场控制这一特性，将纳米单位液体置于磁场之内，最终达到密封效果。与此同时。在运用材料中，我们能够将微量元素融入到基础的材料之中，以便能够达到更好效果。

4.3纳米磁性液体在旋转轴中应用之材料摩擦性能

纳米技术摩擦性能已经成为了其最为显著的特性之一，在机电工程领域中，各种轴承都会产生摩擦，存在着摩擦性能，但是，自从纳米材料出现了以后，各类机械的尺寸和结构都变小了，对于零件过小，其摩擦力就变得尤其重要，如果其摩擦力相对来说比较大，那么就会造成零件的磨损。进而，纳米技术也就对这问题进行了克服，现在已经出现的纳米材料几乎处于无摩擦状态。

4.4纳米技术在机械行业中的发展前景

（1）汽车工业以及机械的滑配原件，例如：滑轨、轴承上应用的纳米陶瓷镀膜能产生磨擦界面，这样可以大大地减低磨损并且能够提高负载。

（2）塑胶流道的低粘应用，例如：拉丝模、套筒以及热胶道，这样可有效地减少积料碳化的产生概率。

（3）包封短射、射出成型时发生的粘模、镜面雾化以及拖痕均具有重要的改善，特别是在和顶针上所展现出来的干式，这样更是任何金属都不能表现出来的优异性。

（4）橡胶、IC封装胶和发泡塑料，因为其具有极高的粘着性，所以必须借助大量的脱模剂来协助脱模，这样纳米陶瓷的荷叶效应就可大大地减少脱模剂的使用和模具清理时间。

（5）纳米陶瓷的低沾粘、低摩擦特性能够使塑胶在模具内的流动性大大提升，尤其是高精度模具，例如：塑胶镜片、薄光板、汽车聚光灯罩等一些模具应用后对产品的使用均有显著的改善。

纳米技术的特性范文1篇6

摘要:介绍了几种纳米材料的物理和化学制备方法,并对不同方法的优劣进行了讨论。

关键词:纳米材料;物理方法;化学方法

中图分类号:TV504文献标识码:A文章编号:16723198(2009)15027402

1引言

纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。1992年,《NanostructuredMaterials》正式出版,标志着纳米材料学成为一门独立的科学。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元(Bui1dingBlocks),纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。本文简单综述了纳米材料合成与制备中常用的几种方法,并对其优劣进行了比较。

2纳米材料的合成与制备方法

2.1物理制备方法

2.1.1机械法

机械法有机械球磨法、机械粉碎法以及超重力技术。机械球磨法无需从外部供给热能,通过球磨让物质使材料之间发生界面反应,使大晶粒变为小晶粒,得到纳米材料。范景莲等采用球磨法制备了钨基合金的纳米粉末。xiao等利用金属羰基粉高能球磨法获得纳米级的Fe-18Cr-9W合金粉末。机械粉碎法是利用各种超微粉机械粉碎和电火花爆炸等方法将原料直接粉碎成超微粉,尤其适用于制备脆性材料的超微粉。超重力技术利用超重力旋转床高速旋转产生的相当于重力加速度上百倍的离心加速度,使相间传质和微观混合得到极大的加强,从而制备纳米材料。刘建伟等以氨气和硝酸锌为原料,应用超重力技术制备粒径20nm―80nm、粒度分布均匀的ZnO纳米颗粒。

2.1.2气相法

气相法包括蒸发冷凝法、溶液蒸发法、深度塑性变形法等。蒸发冷凝法是在真空或惰性气体中通过电阻加热、高频感应、等离子体、激光、电子束、电弧感应等方法使原料气化或形成等离子体并使其达到过饱和状态,然后在气体介质中冷凝形成高纯度的纳米材料。Takaki等在惰性气体保护下,利用气相冷凝法制备了悬浮的纳米银粉。杜芳林等制备出了铜、铬、锰、铁、镍等纳米粉体,粒径在30nm―50nm范围内可控。魏胜用蒸发冷凝法制备了纳米铝粉。溶液蒸发法是将溶剂制成小滴后进行快速蒸发,使组分偏析最小,一般可通过喷雾干燥法、喷雾热分解法或冷冻干燥法加以处理。深度塑性变形法是在准静态压力的作用下,材料极大程度地发生塑性变形,而使尺寸细化到纳米量级。有文献报道,Φ82mm的Ge在6GPa准静压力作用后,再经850℃热处理,纳米结构开始形成,材料由粒径100nm的等轴晶组成,而温度升至900℃时,晶粒尺寸迅速增大至400nm。

2.1.3磁控溅射法与等离子体法

溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子,交换能量或动量,使得靶材料表面的原子或分子从靶材料表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。在该法中靶材料无相变,化合物的成分不易发生变化。目前,溅射技术已经得到了较大的发展,常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。等离子体法是利用在惰性气氛或反应性气氛中通过直流放电使气体电离产生高温等离子体,从而使原料溶液化合蒸发,蒸汽达到周围冷却形成超微粒。等离子体温度高,能制备难熔的金属或化合物,产物纯度高,在惰性气氛中,等离子法几乎可制备所有的金属纳米材料。

以上介绍了几种常用的纳米材料物理制备方法,这些制备方法基本不涉及复杂的化学反应,因此,在控制合成不同形貌结构的纳米材料时具有一定的局限性。

2.2化学制备方法

2.2.1溶胶―凝胶法

溶胶―凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。Stephen等利用高分子加成物(由烷基金属和含N聚合物组成)在溶液中与H2S反应,生成的ZnS颗粒粒度分布窄,且被均匀包覆于聚合物基体中,粒径范围可控制在2nm-5nm之间。MarcusJones等以CdO为原料,通过加入Zn(CH3)2和S[Si(CH3)3]2制得了ZnS包裹的CdSe量子点,颗粒平均粒径为3.3nm,量子产率(quantumyield,QY)为13.8%。

2.2.2离子液法

离子液作为一种特殊的有机溶剂,具有独特的物理化学性质,如粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好以及具有较宽的液态温度范围等。即使在较高的温度下,离子液仍具有低挥发性,不易造成环境污染,是一类绿色溶剂。因此,离子液是合成不同形貌纳米结构的一种良好介质。Jiang等以BiCl3和硫代乙酰胺为原料,在室温下于离子液介质中合成出了大小均匀的、尺寸为3μm―5μm的Bi2S3纳米花。他们认为溶液的pH值、反应温度、反应时间等条件对纳米花的形貌和晶相结构有很重要的影响。他们证实,这些纳米花由直径60nm―80nm的纳米线构成,随老化时间的增加,这些纳米线会从母花上坍塌,最终形成单根的纳米线。赵荣祥等采用硝酸铋和硫脲为先驱原料,以离子液为反应介质,合成了单晶Bi2S3纳米棒。

2.2.3溶剂热法

溶剂热法是指在密闭反应器(如高压釜)中,通过对各种溶剂组成相应的反应体系加热,使反应体系形成一个高温高压的环境,从而进行实现纳米材料的可控合成与制备的一种有效方法。Lou等采用单源前驱体Bi[S2P(OC8H17)2]3作反应物,用溶剂热法制得了高度均匀的正交晶系Bi2S3纳米棒,且该方法适于大规模生产。Liu等用Bi(NO3)3•5H2O、NaOH及硫的化合物为原料,甘油和水为溶剂,采用溶剂热法在高压釜中160℃反应24-72h制得了长达数毫米的Bi2S3纳米带。

2.2.4微乳法

微乳液制备纳米粒子是近年发展起来的新兴的研究领域,具有制得的粒子粒径小、粒径接近于单分散体系等优点。1943年Hoar等人首次报道了将水、油、表面活性剂、助表面活性剂混合,可自发地形成一种热力学稳定体系,体系中的分散相由80nm-800nm的球形或圆柱形颗粒组成,并将这种体系定名微乳液。自那以后,微乳理论的应用研究得到了迅速发展。1982年,Boutonnet等人应用微乳法,制备出Pt、Pd等金属纳米粒子。微乳法制备纳米材料,由于它独特的工艺性能和较为简单的实验装置,在实际应用中受到了国内外研究者的广泛关注。

4结论

纳米材料由于具有特异的光、电、磁、催化等性能,可广泛应用于国防军事和民用工业的各个领域。它不仅在高科技领域有不可替代的作用,也为传统的产业带来生机和活力。随着纳米材料制备技术的不断开发及应用范围的拓展,工业化生产纳米材料必将对传统的化学工业和其它产业产生重大影响。但到目前为止,开发出来的产品较难实现工业化、商品化规模。主要问题是:对控制纳米粒子的形状、粒度及其分布、性能等的研究很不充分;纳米材料的收集、存放,尤其是纳米材料与纳米科技的生物安全性更是急待解决的问题。这些问题的研究和解决将不仅加速纳米材料和纳米科技的应用和开发,而且将极大地丰富和发展材料科学领域的基础理论。

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纳米技术的特性范文1篇7

1.1纳米技术及纳米材料简介纳米材料通常是指粒径在1nm到100nm之间的材料，这种材料通常具备特殊的物理化学性质，而纳米材料加入其它物质中往往会改变其它物质的性质，这种纳米材料改变其它材料性质的技术称为纳米技术。纳米材料因其粒径过小而具有界面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等，从而改变了材料的性能，并影响了其它物质的性能。从物理学角度解释是：纳米粒度过小，其表面就占有了很大的比例，当粒度小于10nm时，材料表面的原子占材料原子总数的三分之一以上，处于表面的原子与内部的原子所处的化学环境完全不同，就会表现出一些特殊的物理化学性质，叫做表面相。在大块材料中，由于处于表面的原子远小于体内原子，所以表面相很难表现，而纳米材料的表面相现象就十分明细，如：在催化过程中，粒度表面结构的变化、表面的吸附以及表面的扩散等。实践证明：当材料达到纳米尺度时，材料的表面相会影响到材料的性质。除此之外，纳米材料中的电子相关性很强、能级分裂和电子布局的改变，量子隧道和输运的不同以及材料中的激发态都会影响纳米材料的性能。

1.2纳米材料对涂料性能的影响分析目前在涂料生产领域使用的涂料有纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌等半导体材料，这些材料具备一些其它材料不具备的性能，如光电催化特性、吸收特性、光电特性等，下面以纳米二氧化硅和纳米二氧化钛为例，研究纳米材料对涂料性能的改变。纳米材料对白色涂料的影响试验：将经过表面处理的纳米二氧化硅、纳米二氧化钛分别做成含纳米材料不同含量的白色涂料（0、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%），各制作出12块标准的人工老化试样板，然后各取其中6块含纳米二氧化硅或纳米二氧化钛不同的进行耐紫外老化试验，另外的6块作为对比样板，最后使用尼康分光光度计测其颜色变化情况。

试验的结果分析发现：在苯丙涂料中加入0.5%-2.0%的纳米二氧化硅或二氧化钛，涂膜的老化速度明显变慢，说明纳米二氧化硅或二氧化钛对紫外光有着很好的屏蔽作用；作为对比，含有乳化漆抗紫外防老化分散液涂料的老化速度与含有纳米材料的涂料类似，也说明了纳米二氧化硅和二氧化钛有着很好的吸收紫外线的作用。纳米涂料耐老化机理分析：耐老化性能是衡量涂料好坏的一种重要性能，紫外线是导致涂料老化的一种电磁波，波长200-400nm，紫外线的波长越短，能量越强，对涂料的损坏也越大。纳米二氧化钛能够引起紫外线的散射，从而实现屏蔽紫外线的作用，而粒径是影响其散射能力的主要因素，经过试样验证得知，二氧化钛在水中屏蔽紫外线的最佳粒径是77nm，即锐钛型纳米级二氧化钛，因此采用锐钛级二氧化钛是提高涂料耐紫外老化性能的最佳粒径。

1.3纳米材料在涂料中的应用纳米材料在涂料生产中应用非常广泛，按功能分通常分为结构涂层和功能涂层，结构涂层是通过提高基体的性质或改性，如超硬、抗氧化、耐热、耐腐蚀等，功能性涂层是指赋予基体所不具备的其它性能，如消光、导电、绝缘、光反射等，在涂料中加入纳米材料可以更好的提高涂层的防护能力，如防紫外线、抗降解、变色等。目前已经投入生产使用的涂料研究成果有很多，其中最为典型的是光催化涂料和特殊界面涂料。光催化涂料的工作原理是：某些纳米材料在光照条件下对有害物质的降解有着很好的催化作用，利用这种催化作用原理研制成纳米光催化涂料，如：利用特殊处理的纳米二氧化钛与纯丙树脂配制成的光催化涂料，这种涂料对氮氧化物、油脂、甲醛等有害物质有着很好的催化降解作用，其中对氮氧化物的降解效率超过了80%。

特殊界面涂料是指通过树脂与纳米材料的特殊复合后的涂料，会表现出一些特殊的物理化学性能，如疏水、疏油等，这些特殊性能是衡量涂料质量的重要指标之一，对提高涂料的耐污染性能至关重要，目前存在的有超双亲界面物性材料和超双疏性界面材料。研究证明，通过有效的光照改变纳米二氧化钛的表面，可以形成亲水性和亲油性两相共存的界面，称为二元协同纳米界面。这样处理后的具有超双亲性的二氧化钛表面，用作玻璃表面或建筑物表面，可以是建筑物表面和玻璃表面具有自动清洁和防止烟雾的效果。超双疏性界面物性材料则是利用特殊的外延生长纳米化学方法在特定表面构建纳米尺寸几何形状互补的界面结构，这种构造方法是自下而上，由原子到分子、分子到聚集体的方式构建的，最终形成的凹凸相间界面的低凹表面可以吸附气体分子稳定存在，而这种稳定存在在宏观上表现为界面表面有一层稳定的气体薄膜，从而使材料表现出对水和油的双疏性。采用这样的表面涂层修饰输油管道，可以达到石油和管壁的无接触运输，很好的保护输油管道的安全。纳米材料对涂料性能的影响还有很多，如可以提高涂料触变性、高附着力、储存稳定性等，还有研究人员发现，纳米材料与树脂结合时可以形成的大量共价键，当纳米材料的含量达到30%以上时，涂料膜会具有高强度、高弹性、高耐磨性等特性，但其研究成果还需要进一步验证。纳米技术还属于新型技术，其在涂料要的应用还需要进一步的研究和探索，随着纳米技术的改性特点被不断的开发，在不久的将来必然有更多的纳米技术与涂料结合的成果出现。

2结束语

纳米技术的特性范文篇8

20年前，诺贝尔物理学奖获得者海因里希·罗雷尔曾致信时任国家主席，对纳米技术作出预言：150年前，微米成为新的精度标准，并成为工业革命的技术基础，最早和最好学会并使用微米技术的国家，都在工业发展中占据了巨大的优势，同样，未来的技术，将属于那些明智接受纳米作为新标准，并首先学习和使用它的国家。

纳米是长度单位，将1米等分为10亿份，每一份就是1纳米。罗雷尔获得诺奖的理由是研制出扫描隧道显微镜，这与纳米息息相关。正是1981年扫描隧道显微镜问世后，科学家才得以看清1纳米-100纳米尺度的微观世界，并开始在这一尺度范围内研究物质的特性和相互作用。

至1990年，第一届纳米科技大会在美国举办，且正式创办《纳米技术》杂志，纳米科技才正式开宗立派。如今，纳米科技同从外星球获得能源、生命科学和生物技术一起，被美国《商业周刊》列为21世纪可能取得重要突破的三大领域。

美国自2001年启动了国家纳米计划，截至2012年底，累计已投资约160亿美元。中国政府对纳米的触角也非常灵敏，2003年，建立国家纳米科学中心；2012年，又成立了中国科学院北京纳米能源与系统研究所。

可见，在短短20多年后，纳米技术已经成为具有远见卓识的政府重点支持的科技领域。伴生高端工艺

纳米级物质的颗粒尺寸小、比表面积（单位质量物料所具有的总面积）大、表面能高，从而赋予其迥异于宏观物质的特点，物质的很多性质会发生神奇的质变。比如，相同体积的碳纳米管与钢比较，质量只有六分之一，强度却是10倍；在玻璃表面涂覆纳米氧化钛涂料，普通玻璃马上具有了自洁功能，无需人工擦洗。

尽管纳米技术在当下尚未像微米技术一样广泛走进公众生活，也未能支撑起一个或多个重要产业，对生产力起到深层次变革作用的应用还不多，但是它已经在如纳米复合材料、纳米催化材料、新型药物制剂、环境治理材料等许多领域表现出非常出色的前景，它已经解决了很多传统技术所不能为的问题，促使传统产业“旧貌换新颜”。

据美国有关部门预测，如果美国的汽车车身及发动机气缸改用纳米材料制造，由于车身重量减轻及节油等，全行业每年新创经济效益达1000余亿美元。

纳米粉末也称为工业化妆品，普通材料通过纳米化处理，就能增添许多令人惊艳的特性。如中国钢厂使用的沉没辊，通常寿命在7天左右，而使用纳米材料制造的沉没辊，其寿命能延长到20天-40天；陶瓷经过纳米化加工，可制成弹簧、刀具等。因此，纳米材料的延伸及产业化一定要和传统产业相结合才有生命力。纳米材料好比一个新生婴儿，它需要传统产业的哺乳，同时，也会给传统产业带来旺盛的生机。

纳米科技也体现了这一精要，它的快速成长，首先基于与传统产业相结合，再在其基础上形成规模性产业。在诸多传统产业中，表面工程是纳米科技能够大显身手的领域之一，而且它与人类的衣食住行密切相关。

纳米科技与表面工程结缘可追溯至1986年——美国国家工程院院士、罗格斯大学教授伯纳德·基尔首先发现纳米结构的碳化钨/钴材料，打开了“纳米世纪”的一扇大门。接着康州大学教授彼得·斯特拉特把纳米碳化钨/钴应用在材料的表面处理上。整个20世纪90年代，斯特拉特在康州大学建立精细制造中心，获得了康州州政府、美国海军、能源部等部门大量的经费支持。

1995年，我力邀这两位教授创设企业，致力于将纳米材料应用于表面工程领域的开拓。采用表面工程技术的费用一般只占产品价格的5%-10%，但可大幅度提高产品的性能及附加值，获得高额的回报，平均效益高达5倍-20倍。比如，在航空发动机一级、二级钛合金风扇叶片的中间阻尼台上，喷涂一层0.25毫米的碳化钨涂层后，其使用寿命从100小时延长到1000小时以上；在燃烧室的定位卡环上喷涂一层0.12毫米厚的碳化钨涂层后，零件寿命可延长7倍。

早在2001年，纳米陶瓷表面涂层技术就成功地应用于美国海军的扫雷艇及潜水艇的关键部位上。在实施纳米陶瓷涂层之前，这一部件每一年半就要维修一次，扫雷艇要入坞停泊，除浪费时间外，维修成本至少要150万美元。据美国军方在2005年4月的《海事技术联盟》杂志第3期报道，纳米陶瓷涂层使用三年之后仍然保持其原状。这不但节省了开支，更关键的是大大提高了设备的可靠性。经过这些年的不断改进，不少军事应用的纳米技术预计离民用规模化生产的距离也已经很近了。

纳米产业在全球迅速发展，潜力巨大。据不完全统计，自上世纪90年代纳米技术走出实验室，至2010年，全球纳米产业的产值已飙升至万亿美元规模。年增长率达16.5%，就规模和增速而言，确是新兴产业中的佼佼者。

当具有高效、节能、降耗、省材等诸多优异性能的纳米元器件、零部件，广泛渗透到高新技术和传统产业中，使这些产业得到提升和有效改造，从而在产业结构、经济结构的战略性调整中，特别是在加速国民经济信息化的过程中，通过纳米技术和纳米产品可以构建出一个全新的发展前景：即纳米产业本身的发展，以及为传统产业提供升级的途径。

其实，纳米产业本身更趋近于一种基于高端工艺的科技服务业，因此单纯讨论纳米技术和传统工业的关系是不完全的。同样，作为服务行业的物流业原本应该基于实物生产，但近年来的集约化发展却已经使物流业形成了独立产业，其行业相关产值超过万亿美元，丝毫不逊色于任何一个实物产业。纳米技术也可借鉴这一模式：虽然必须与传统产业相结合，但集约化地发展纳米产业，建立专业性、产业化的纳米综合发展平台，对于发展纳米产业，推进中国制造业整体升级，具有重要意义。中国路径

纳米对人类进步的重要性已经如此明显，很多国家政府都致力于促进本国纳米产业的发展，以保持在世界经济中的竞争力。1996年，以美国国家科学基金会为首的十几个政府部门联合出资，委托世界技术评估中心对“纳米结构的科学和技术”的研究现状和趋势进行调研，结果显示，美国在纳米研究水平和政府支持力度上都落后于欧洲、日本。克林顿政府旋即采取了积极态度——启动了国家纳米计划。

一直以来，中国政府对纳米技术给与了足够重视，是世界上少数几个最先开展纳米科技研究的国家之一。在20世纪90年代初，纳米材料科学就被列入国家攀登计划，早于美国国家纳米计划的提出；1996年以后，地方政府和部分企业纷纷介入，使纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面。

应当说，中国在纳米科技领域有相当高的研究水平，并具有中国特色，但在纳米产业化领域仍远落后于发达国家。造成先发优势没有转化为领先优势的原因，可能还是国家创新体系存在的痼疾，产学研结合不紧密，产业化研究力度不够，科研成果不能适应市场等。

科学家的专长是搞发明，工程师的专长是将发明产业化。科研机构一定要与企业相结合，科学家一定要与工程师相结合，发明成果一定要与产业化相结合，只有做到这“三结合”，才能克服产业化过程中的困难。

美国的做法值得中国借鉴。为了培养及鼓励中小企业的创新能力及其创新精神，美国政府设立了中小型企业创新基金（SBIR）。企业自创立伊始，就采用向美国政府申请SBIR的策略。

凭借优越的科研力量，我所参与创建的两家纳米科技企业共获得SBIR超过2700万美元的经费支持。这些资金都是不必偿还的。在此过程中形成的科研成果、专利，企业是所有人，可以将这些专利及产业化成果放到政府项目以外的市场转化，其中，纳米专利在中国已有成功转让的案例。

美国有关军民两用技术的政策也值得关注。比如对于上述美国海军应用的纳米涂层技术，美国不是指定具体企业生产，而是由军方评估并指定采用纳米产品的具体牌号，同时通过审查禁止某些牌号产品的出口。这样既保持了美国政府中立的社会服务身份，避免了权力寻租的可能性，又保证了美军在第一时间可靠地获得最新技术，同时还方便实现技术保密，多角度地维护了国家安全。一些与国防相关的成果，如果企业开发出民用产品，经美国政府审查后认定为不会对国家安全造成危害的，也可以出口。

美国企业领先的技术水平提供了高附加值，随之而来的出口收益提升了企业的自主造血能力，保持了技术发展势头。这样，美国政府不需要背负供养科技型中小企业的负担，却可以切实提振国家的产业实力，有效地保持美军在全球的技术领先地位，可谓一石多鸟。

此外，美国的产业化服务机构也比较发达。如“纳米商务联盟”有专人组织，专门为全纳米行业每年在各地分期主办论坛，邀请专家、企业、行业代表和政府官员参加研讨，组织专家小组研讨方案，向行业和政府提出建言，并向国会游说。

纳米技术的特性范文

关键词：微米技术；纳米技术；微细加工技术；纳米电子技术；纳米机械技术

科学技术向微小领域发展，由毫米级、微米级继而涉足纳米级，人们把这个领域的技术称之为微米/纳米技术（Micro&Nano-Technlogy）。

当前，微米/纳米技术在国际上已使人类在改造自然方面进人一个新的层次，即以微米层次深人到原子、分子级的纳米层次，它作为21世纪出现的高技术，发展十分迅猛，并由此开创了纳米电子、纳米材料、纳米生物、纳米机械、纳米制造、纳米测量等新的高技术群。

一、微米技术

1.微小尺度的设计理论研究

微型系统的设计并非简单的机械微小化，而需要从物理及物质相互作用等方面进行重新研究，形成一整套的设计理论与方法。其研究重点应包括微动力学、微流体力学、微热力学、微机械学、微光浒学等，并且注重现代设计方法如CA0技术、仿真与虚拟现实技术等在微型系统设计中的应用，通过上述研究，解决微型系统设计中的尺寸效应`表面效应、误差效应及材料性能等的影响。

2.微细加工技术

微细加工技术包含超精机械加工、IC工艺、化学腐蚀、能量束加工等诸多方法。对于简单的面、线轮廓的加工，可以采用单点金刚石和CBN（立方氮化硼）刀具切削、磨削、抛光等技术来实现，如激光陀螺的平面反射镜和平面度误差要求小于30nm，表面粗糙度Ra值小于1hm等。而对于稍微复杂一点的结构，用机械加工的方法是不可能的，特别是制造复合结构，当今较为成熟的技术仍是IC工艺硅加工技术，如美国研制出直径仅为60～120um的硅微型静电电动机等。

3.精密测试技术

具有微米及亚微米测量精度的几何量与表面形貌测量技术亦已成熟，如具有0.01um精度的HP5528双频激光干涉测量系统，具有0.01um精度的光学与触针式轮廓扫描系统等。因此，目前精密测试技术的一个重要研究对象是微结构的力学性能，

4.微系统技术

在研究微系统设计、加工、测量的基础上，国内外较广泛地开展了微型传感、微执行机构、微电子信号处理等方面的研究工作，如已制作出微型力传感器、微型泵、微电机等。

二、纳米技术

纳米技术通常指纳米级0.1～100nm的材料、测量、控制和产品的技术。

纳米技术是科技发展的一个新兴领域，它不仅仅是将加工和测量精度从微米级提高到纳米级的问题，而是人类对自然的认识和改造方面，从宏观领域进人到物理的微观领域，深人了一个新的层次，即从微米层深人到分子、原子级的纳米层次。

1.纳米电子技术

在过去的们年里，晶体管的特征尺寸由10mm减小到小于1um，现在可实现在一个集成片上包含100万个单元，对于这种尺度的电子线路，宏观规律仍旧有效，然而未来一二十年的科技发展使尺寸进一步缩小10～100倍进人到纳米尺度，量子力学及电子的波动性就不能不再考虑了。

⒉纳米机械技术

纳米机械技术包括的领域很广，其研究基础包括纳米加工过程的动力学模拟、纳米构件与表面分子工程、纳米摩擦学等，这里所指的纳米机械是能实现纳米尺寸上某种功能的机械，如纳米制造设备及纳米执行器，纳米执行器能实现纳米尺度的移动与定位。

3.纳米材料技术

纳米材料技术是发展最早且研究最深人的学科。纳米材料由于其结构的特殊性，如大的表面比、小尺寸效应、界面效应、量子效应和量子隧道效应等一系列新的效应，使纳米材料出现许多不同于传统材料的独特性能，从而使其在未来新材料上充当角色，如隐身材料，高灵敏度、高响应的传感材料，多功能复相陶瓷材料等。

4.纳米加工技术

纳米加工技术的发展面临两大途径：一方面是将传统的超精加工技术，如机械加工（单点金刚石和CBN刀具切削、磨削、抛光）（电化学加工（ECM）、电火花加工（EDM）、离子和等离子体蚀刻、分子束外延（MBE）、物理和化学气相沉积、激光束加工（LIGA）技术等向其极限精度逼近，使其具有纳米的加工能力。另一方面，开拓新效应的加工方法，如STM对表面的纳米加工，可操纵原子和分子，并对表面进行刻蚀。如美国的IBM公司利用STM将35个原子排出“IBM”三个字样，且在硅片上覆盖一层20nm厚的聚甲基丙烯甲酯（PMMA），再利用STM光刻，得到10nm宽的线条等。

5.纳米测量技术

以上所涉及有关纳米技术的研究，均离不开对它们的分析测试工作-纳米测量技术，或称之为纳分析和纳探针技术。其中，纳探针技术发展迅速并较为成熟，随着20世纪80年代STM的出现，使人们能直接观察到物质表面的原子结构，把人们带到了微观世界。

参考文献

[1]王明耀，张兆隆.机械制造技术（K）.中高等教育出版社，2002（297-298）

[2]安美玲.机械基础（K）.电子工业出版社，2007（211-218）

[3]魏康民.机械制造技术（K）.机械工业出版社，2006，2（69-280）

纳米技术的特性范文篇10

关键词：纳米技术；食品科学；纳米食品

中图分类号：F416文献标识码：A

一．引言

纳米技术属于新型交叉性学科，属于同应用开发技术密切相关的高新技术。纳米技术在多种科学领域中得到广泛应用，并逐渐成为社会发展的重要支柱产业。随着纳米技术逐渐成熟，开始被应用到食品科学中。

二．纳米技术的含义

纳米技术（nanotechnology）是在80年代末诞生并正在蓬勃发展的一种高新科技，是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。它是以现代科学（介观物理、混沌物理、量子力学、分子生物学）和现代技术（微电子和扫描隧道显微镜技术、计算机技术、核分析技术）为基础，纳米科学技术还会引发一些其他科学技术。纳米技术即在1-100mm范围中研究物质反应与结构，并进行纳米结构检测的新型技术，纳米技术为生物制药与生命科学的研究提供了高效的研究方式，当物质粒度达到纳米级别之后，其化学性质与物理性质会发生变化，这就是“纳米效应”。“纳米效应”包括量子尺寸效应、小尺寸效应、界面效应与表面效应等内容，纳米技术有着十分广泛的影响面，能够向不同的领域中渗透，并带动能源产业、信息技术以及食品科学等学科的发展。科学家发现，当物质小到1～100纳米时，由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应，物质的很多性能将发生质变，呈现出许多既不同于宏观物体，又不同于单个孤立原子的奇异现象（白春礼，2001）。即在原子、分子及纳米尺度上，物质表现出极其新颖的物理、化学和生物学特性，该特性能被人类学习、掌握、控制和利用，从而使得人类社会现存的一切发生翻天覆地的变化。

三.食品科学中的纳米技术

1.纳米食品

纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术的食品。纳米食品有广义和狭义之分，从广义来说，在食品生产加工和包装中，利用了纳米技术的都可以称为纳米食品；从狭义来说，只有对食品成分本身利用纳米技术改造和加工的产品，才称得上是纳米食品。纳米食物就是用纳米技术处理其中的营养成分，让人根据需要来控制这些成分何时起作用的食品。例如用特殊的纳米外衣把各种口味或各种营养的成分包裹起来，纳米外衣不会受消化系统影响，但人却能控制纳米外衣何时打开，把包裹的成分释放出来。

纳米食物还可以让同样的食物在不同人口里出现不同的味道。例如同样一块蛋糕，喜欢甜食的人感觉蛋糕是甜的，喜欢烤肉味的人感觉蛋糕是一块烤肉，而喜欢泡椒味的人则感觉蛋糕像是泡椒凤爪……这是因为蛋糕里有各种各样口味的成分，但这些成分都是被纳米外衣包裹起来的，在吃之前，人可以根据自己的口味对蛋糕进行激发，例如冷冻一下，蛋糕是甜味，常温下蛋糕是烤肉味，而加热一下，蛋糕是泡椒味。温度是一种激发方式，当然还有电磁波等其他激发方式。

2.纳米技术在食品工业中的应用

（1）纳米滤膜

纳米滤膜即用纳米材料做成孔径不同的孔道，以便用于分离分子结构存在微小差别的多组分混合物。在分离玉米淀粉时，利用纳米滤膜可以将黄酮类、浓缩香菇多糖等有生物活性的功能因子进行浓缩并分离。也可运用该技术提取和分离牛乳中的免疫球蛋白，还可用于菜籽、小麦、花生、大豆、芝麻蛋白的分离提取，也可用于澄清果蔬汁。随着纳米技术的发展，新的纳米滤膜具备了超强的过滤能力，利用成本低的纳米滤膜，不仅可以直接净化水源、清除环境污染，还可将海水净化为饮用水。

（2）纳米抗菌材料

纳米抗菌材料具有杀死和阻止细菌发育，防止各种微生物生长的功能。其核心成份是抗菌剂，同时具备抑菌和杀菌双重功效，而且抗菌作用的持久性和安全性更强。利用此特性，用纳米材料做成的冰箱可以抗菌，并可延长食品的保藏期限；利用纳米材料做的无菌餐具也已面世。根据纳米抗菌材料对微生物的作用机理不同可分为两类：一类是光催化半导体材料，利用光催化作用与H2O或OH-反应生成一种具有强氧化性的羟基而杀死病毒。如纳米氧化锌、二氧化钛等材料。另一类是抗菌活性金属材料，如银系无机抗菌材料，其利用Ag+可使细胞膜上的蛋白失活而杀死细菌；将纳米抗菌材料制成的纳米涂料涂在食品企业的加工车间、原料库、成品库、贮藏库、装运箱等的内、外表面上，能阻止油污、水及灰垢的存留，从而防止外界对食品的污染。

（3）纳米紫外线屏蔽材料

紫外线杀菌技术可应用于食品工业，但是高能量的紫外线照射后，有时会破坏食品中的维生素和芳香化合物，有时会引起食品中的油脂氧化、高分子材料老化、色素分解等成份的改变，从而导致食品腐败变质。因而，将纳米无机超微粒子紫外线吸收剂（氧化锌、氧化铁、二氧化钛等）添加到包装材料中，可以取代目前食品工业中紫外线杀菌方法，如将0.1～0.5%的纳米二氧化钛添加到食品包装材料中，即可使食品保鲜，又可避免紫外线对食品的破坏作用。

（4）纳米技术在食品检测中的应用

随着计算机技术的飞速发展，使得纳米传感器技术也得到了惊人的发展，并已在食品安全监测中得到广泛的应用。所谓纳米生物传感器技术，采用选择性结合靶分子的生物探针，对食品进行安全监测的技术。因为，纳米材料本身就是非常敏感，对于不均匀的生物与化学物质反应灵敏，将纳米技术与生物学、计算机技术、电子材料相结合，可以制备新型的传感器件，并提高食品安全监测效率。例如与生物芯片等技术结合，可以使分子检测更加简便、高效的纳米生物传感器。近年来，人们通过纳米生物传感器技术可以实现对食品安全、临床诊断与治疗的快速、有效、灵敏地检测。例如，在传统的检测领域，尤其是监测微量细菌时需要扩增或富集样本中的目标菌，从而无形中增加监测步骤，同时过程繁琐而费时费力，然而，利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器，不仅能够大大减少检测所需的时间，还可以提高检测的灵敏度，进而提高监测效率与精确度。

3.食品科学中纳米技术应用带来的问题

2009年，厦门市第一医院肠胃科出现了大量因服用商家声称的以纳米技术加工而成的纳米珍珠粉而造成的肠胃型疾病病人。其原因主要是听信商家对于珍珠粉美白养颜功能的宣传而食用。可见，纳米材料本身具有的独特优点使得它们越来越被人们所认同，但其未知特性造成的安全隐患以及人们对其特性缺乏普遍认知而易被欺骗的问题也越来越明显。一方面，威胁不仅来源于物理层面也存在于化学层面上。人类和纳米材质密切接触（包括住房的涂料、化妆品和衣服）后，会不会发生无法预知的生物效应，从而有更多的对人体有害的物质产生（比如铝在常态下无毒性，而在纳米状态下和空气接触后就会有毒性），也需要进一步的研究。另一方面，消费者对于自己所接触的纳米产品的性能和可能存在的风险的知情权的保护也需加大力度。因为只有更多地了解了纳米产品的特质，消费者辨别纳米物质、保护自身权利的能力才能提高。这些问题都是由于我国并不健全的纳米产品市场准入和技术标准体系造成的，因此，国家应逐步完善健全这些标准体系，从而保证纳米产品市场的纯洁性和安全性。

四．结束语

在食品科学中，纳米技术的应用能够改变食品原油结构，产生多种多样的新型食品，从而改善人们的饮食结构，保障人们的健康生活。同时，由于食品科学中纳米技术有待进一步验证对人体的有害性，在食品应用中，要妥善处理，避免造成人身伤害事故发生，从而保障食品安全。

参考文献：

[1]李倩,刘晨光.纳米技术在食品科学中的应用研究进展[J].中国农业科技导报,2009,11(6):24-29.

[2]宋冠岐.基于食品科学中纳米技术的研究[J].山西青年（下半月）,2013,(12):183-183.

纳米技术的特性范文篇11

在纺织领域，纳米技术可能会带来怎样的威胁呢?北卡罗来纳州立大学(NCSU)纺织领域的助理教授HoonJooLee认为，纺织品中的纳米技术会非常危险，显而易见的原因是纺织品的广泛存在性。“除了吃的食物，与我们关系最密切的就是纺织品了，”她说，“我们一直在接触织物。”

不是新生物

从一方面讲，新生的纳米技术世界对纺织品来说可能并不全是新生的。专家说，我们已经生活在纳米整理技术中好多年了，仅是没有称呼它们为纳米整理而已。“很多纺织整理技术一直都是纳米――自从上世纪70年代第一次问世以来，它们就已经达到纳米级别了。只不过是最近它们才被用。纳米’来描述。”杜邦的技术员RobetBuck指出。

“很多这样的技术都不是新的。”JamesDelattre也同意这一观点，他是Nanohorizons市场与产品开发部的副总裁，“消光剂应用在聚酯产品中已经有几十年了，它就是纳米级别的。使用纳米技术的纺织品并不能都被印上新材料的标志。”

定

义纳米

最近，这个术语的意义偏离了其“小于100纳米”的严格定义，而变成了相对宽松的“特别的小”的意思。

“‘纳米’一词更多地被用于销售用语中，而很少代表其真正的纳米尺寸的意思。”StephenCoulson介绍，他是P2i的首席技术主管，“很多‘纳米技术’的整理并非真正的纳米――仅是达到微米的水平。”

“而且，只是作为纳米级别的材料本身不必对风险有特别的担心，”Buck说，“我们真正要确定的是这些材料是否因为其大小的原因而具有独特的性能。而且如果是的话，我们需要确定的是，是否这些性能会带来需要理解和控制的潜在风险。”

NCSU纺织学院的PeterHauser教授介绍说，凭借等离子体技术应用在织物上的纳米厚度的涂层和个体的纳米微粒是不同的。“人们并没有暴露在个体的纳米粒子下。”他说。Coulson也认为，纳米涂层与平常的涂层相比没有更多的风险，“我们的工序不能创造纳米粒子，它只是非常薄，纳米厚度而已”。

毒性

那么什么是风险呢?纳米材料有多危险呢?它们对人类的毒性又如何?对环境呢?来自德克萨斯州立大学的WaltTrybula教授说，一个问题是，目前科学监管机构也不知道所有的答案，这在某种程度上是因为纳米级的材料很难测量。“我们需要对纳米级的材料有更好的理解，”他提出，“我们需要按一定顺序的量值来测量，这样比目前最好的设备所得的结果要好。”

美国自然资源保护委员会(NRDC)的高级科学家JenniferSass警告说，正是这种使产品在纳米级别更具有使用性能的特点，可能会使产品更具毒性，或更有生物利用度。“纳米粒子不会必然地待在你放置它们的地方：它们会让你惊诧的。”Trybula说。

ThomasStegmaier，在Denkendor啪纺织技术与工艺工程研究所(ITV)里负责纺织技术、表面整理和环境技术的研发。他说，概括纳米材料的毒性表似乎是不可能的，因为不是所有的纳米粒子都有相同的物理化学特性。“对风险的评定来讲，有两个变量是关键性的：物质的危害性以及生物在物质中的暴露程度”。

stegmaier还指出，纳米粒子暴露的途径，如“吸入、皮肤接触、口服、通过眼睛”等都应该考虑到，并根据暴露的风险确定哪个是“最相关”的。综合其他专家的研究，Stegmaier的研究提出，肺是吸收纳米粒子的最关键器官。在超过130m2的范围内，空气传播的纳米粒子能够沉积在肺部的气体交换地带，这里为血液提供的细胞壁非常薄，这样纳米粒子能够通过血液循环，传送到人体的很多地方。NCSU的环境和分子毒理学部的助理教授JamesJamesC.Bonner也同意纳米粒子“能够到达肺的深处，并且(比起较大的粒子)更有毒性的潜在威胁”。

消费者安全

根据Lee的观点，一些研究人员说，纳米粒子很容易通过皮肤组织被吸收。一旦织物上的纳米粒子被吸收进消费者的皮肤，就没有什么能够阻止它移动到人体的其他地方了。“纳米粒子选择其他的纳米粒子，逐渐凝聚成更大的粒子，”Lee说道，“这样会给人类的身体带来问题：这种现象会在暴露后几个月或者几年后在血液中体现出来。”

然而，Hohenstein研究所的功能与护理部的首席科学家JanBeringer认为，纳米整理一应用在织物上它就是安全的。“摩擦(仅会)破坏较大的粒子――从这个观点看，它们已经不是纳米粒子了，它们要大很多。一旦放入基体中，如织物，纳米粒子就变成了基体的一部分。”Bonner也同意“如果纳米粒子在基体中，它们就不会轻易地散失出来”的观点。

另一方面，Lee发现，在洗涤测试中，“我们看见纳米粒子的减少，所以我们知道它们到别的地方去了，但是不知道它们去了哪里，或什么时候离开的”，她说，“我们能测量减少量，但不清楚纳米粒子的消失是由于洗涤的磨损，还是织物与皮肤的摩擦”。

劳动者的安全

消费者的暴露机会可能确实非常有限，但是这对在整理32U的劳动者来说就是另外一回事了。“劳动者暴露在加IT序中，也在最终产品里。”Bonner说。

Bonner提到，美国国家职业安全和健康研究所(NIOSH)还没有适当的纳米粒子安全暴露水平的指南。Trybula说，美国职业安全和健康管理局(0SHA)目前对暴露在大量纳米粒子中的情况也没有适合的通行安全或标识措施。

Stegmaier提到，最近的大规模研究项目如“纳米护理”特别调查了纳米粒子对劳动者的威胁。一系列的与工业相关的纳米粒子被测试并确定其毒性以及在生物机体中的结合作用。“纳米护理研究得出了重要的结论：高剂量时，各种纳米材料会引发炎症：然而，这是对外来粒子的典型反应，而不是对具体的纳米粒子。没有一种被测试的材料在低剂量的时候表现出严重的毒性或生物影响性”。

环境安全

纳米技术的特性范文篇12

一、发展中药纳米技术的意义

百姓看病难,看病贵已经成为了阻碍我国社会发展的诟病。中医药不仅疗效好,而且价格便宜，在借鉴西方发达国家的制药技术的情况下，发展纳米高科技有助于宏扬我国几千年中药文化，让百姓摆脱看病资金紧缺的困境。因此，将纳米技术融入中医药,将使中医药的药效得到更好的发挥。2002年11月，国务院正式批转的我国第一部中药现代化发展的纲领性文件《中药现代化发展纲要》，正是为使我国中药继承发扬传统和特色，借鉴国际标准和规范，充分利用现代科学技术手段，实现中药现代化而制定的。在现代科技中，新崛起的纳米科技在生物医药领域已有很多应用和成果，将其引入到中药领域。应用于中药的纳米技术由于物质进入到纳米尺度表现出的诸多新特性，因此在广泛的领域里，纳米技术受到了高度重视和应用。中药领域也不例外，中药现代化的核心是中药的“安全、有效、可控、稳定”，中药指标必须定量化，生产工艺和质量控制必须标准化。因此，把纳米技术引入到中药制药领域，研究开发新的制药技术和剂型的改革等方面，必将会大大推动中药现代化的进程。

二、纳米技术对于病患的有效表现

利用纳米粉碎技术使中药矿物药和难溶性药物等的饮片加工成中药纳米粉，这些粉体中的颗粒直径减小到纳米量级，由于纳米微粒的许多效应如表面效应小尺寸效应等，使得加工后的纳米中药表现出许多极有价值的性能。

1．有效性、安全性。矿物药和难溶性药物的溶解和生物利用率与药物颗粒的比表面积正相关，粒径的减少，使药物颗粒的比表面积迅速增大(增大的幅度与普通药粉微粒相比可提高成千上万倍，甚至几十万上百万倍)。药物的活性和生物利用率大幅提高即大大提高了溶解性和疗效，从而减少用药量，节约中药资源。由于服药量大幅减少，也可大大减少某些药物重金属含量对人体造成的毒副作用。

2．可控性。利用纳米粉碎技术制成纳米中药的过程中，温度可控，加热或不加热取决于被加工药物本身，且不提取，可以尽可能保留有效成分，又由于药物疗效与药物纳米粒径有关，控制被加工药物粒径的大小，可延长药物在人体内作用的时间，增加疗效。

3．经济、方便，便于剂型改革。由于药物粒径减至纳米量级，增加了药物对生物膜的透过性，有利于药物的透皮吸收，如果有针对性地做成膏药，将使中药外治法发生重大变革。还可较方便地制成胶囊，或把加工后的药物微粒加入到中药复方中，减少煎煮时间，为司药人员和患者提供了很大的方便；且由于生物利用率高、减少用药量，加经济实惠。

4．有可能带来新的药效。纳米制粒技术，虽说与传统的中药加工技术无本质区别，但在现阶段对于那些难溶性药物和矿物药等来说，在改善药物的溶出度、增加疗效、剂型药量的控制等方面，仍不失为先进的制药技术。2.应用于中药的纳米胶囊技术纳米胶囊技术是指将固体颗粒、液体微滴或气体作为胶囊的芯料，在其外部形成一层连续而极薄包囊的过程。与传统的微胶囊不同，纳米胶囊的粒径在1到几百纳米之间，有许多独特的性质使它在许多领域特别是在医药领域得到重要应用。在中药领域，主要用于包覆中药的活性成分和有效部位的提取物，其特性除了由于药粒直径在纳米范围而带来的比表面积大、活性大、生物利用率高等性能以外，还有以下几个主要特点：①提高药物的稳定性和安全性，延长药效。中药中有一些药性剧烈而药效时间较短的药物，如麝香、樟脑、冰片等，选择合适的载体材料或配比能够保护药物免受环境影响，隔离活性成分，降低挥发性和毒性，可获得适宜的释药速度，起到作用和缓而持久、不良反应较少的效果。②具有良好的靶向性。采用表面化学方法对纳米药粒表面进行修饰，可以提高靶向能力，控制药物在体内的分布，使病灶处的药物浓度增高，提高功效和药物的有效利用率。③剂量、剂型易于标准化和规范化。由于纳米药物胶囊的粒径小，而人体中最细的毛细血管直径也有4μm粗，纳米药物胶囊很容易通过而不会造成血管阻塞。对于一些矿物药等非水溶性药物也可做成稳定的水悬浊液进行注射给药，直接进入血液循环，疗效好，易于控制。不仅如此，还可将中药纳米胶囊粉体进一步加工成喷雾剂、片剂、口服胶囊、贴剂等多种剂型，易于做到生产工艺和质量控制的标准化和规范化。纳米胶囊技术应用于中药引起了国内外专家学者的高度重视。

三、关于纳米中药在我国发展的思考与展望