神奇的纳米材料

神奇的纳米材料

1 纳米材料的发展历史

纳米材料的发展将1990年7月作为一个分界线，1990年7月以前为第一阶段，在这之前，从20世纪60年代末开始，人们主要在实验室探索用各种手段制备不同种材料的纳米粉末、合成块体(包括膜)研究评估表征的方法、探索纳米材料不同于常规材料的特殊性；但研究大部分局限性在单一材料。

1990年以后，纳米材料得到了迅速发展。在理论研究方面，纳米科技的诞生，给人们的思维带来了一次革命。它告诉我们，任何一种物质的性质都是由其本身的特性、聚集状态形式以及存在的环境条件范围决定，而且在不同的聚集状态及存在环境条件下，其自身的物性规律和运动规律都将发生根本性变化。

2 纳米材料的性能

（一）力学性质

纳米材料的位错密度很低，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

（二）磁学性质

纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。

（三）电学性质

2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。

（四）热学性质

纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。（五）光学性质

纳米粒子的粒径远小于光波波长。与入射光有交互作用，光透性可以通过控制粒径和气孔率而加以精确控制，在光感应和光过滤中广泛。

（六）在生物医药方面，纳米技术更是有着独到的地方。

3 纳米材料的制备

纳米材料分一维、二维、三维纳米材料。

一维纳米材料：纳米晶、纳米片、纳米颗粒等等

二维纳米材料：纳米线、纳米管

三维纳米材料：纳米薄膜

不同维数的纳米材料制造方法也不一样。一维纳米材料一般都是用化学方法得到的，化学气象沉积法CVD，也有用机械研磨得到的纳米颗粒

二维纳米材料纳米线一般用外延生长，像氧化锌纳米线、纳米阵列研究的比较多

三维纳米薄膜制作方法最多，基本上所有的可以材料都可以制备出薄膜，物理气象沉积（脉冲激光沉

4 纳米材料的应用

医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。

家电用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料。

电子计算机和电子工业可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。

环境保护环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。

纺织工业在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。

机械工业采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。

材料与我们的生活息息相关，只有不断的在材料科学中开拓创新，我们的生活才会更加丰富多彩。

参考文献

1 亚洲纳米科技网

2 百度文库

3 吴翔的《纳米材料的发展历史、现状与发展趋势(上)》

4 Philippe P，Nang Z L et al .Science，1999，283:1513

5 孙晓丽等.材料科学与工艺，2002，（4）：436-441

6 赖高惠编译.化工新型材料，2002，（5）：40

7 顾宁，付德刚等.纳米技术与应用.北京：人民邮电出版社，2002：131-133

8 崔大祥等.中国科学学院院刊，2003，（1）：20-24

9 张立德，牟季美.纳米材料和结构.北京：科学出版社，2001：510

10 刘新云.安徽化工，2002，（5）：27-29