6纳米高分子材料
高分子纳米生物材料的发展现状及前景
高分子纳米生物材料的发展现状及前景纳米材料研究都是从20世纪80年代开始的，是在之前三次工业革命的基础上发展起来的的新兴科技领域。
巨大的需求与技术支撑，使其在材料、生物、医学、高分子等领域开拓出一片片新大陆，筑起21世纪工业革命的基石。
而纳米技术作为一项高新技术在高分子材料中有着非常广阔的应用前景，对开发具有特殊性能的高分子材料有着重要的实际意义纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1 nm～1000 nm范围。
这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1纳米科技与高分子材料的邂逅高分子材料学的一个重要方面就是改变单一聚合物的凝聚态,或添加填料来使高分子材料使用性能大幅提升。
而纳米微粒的小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应能在声、光、电、磁、力学等物理特性方面呈现许多奇异的物理、化学性质。
金属、无机非金属和聚合物的纳米粒、纳米丝、纳米薄膜、纳米块体以及由不同组元构成的纳米复合材料,可实现组元材料的优势互补或加强。
通过微乳液聚合方法得到的纳米高分子材料具有巨大的比表面积,纳米粒子的特异性能使其在这一领域的发展过程中顺应高分子复合材料对高性能填料的需求,出现了一些普通微米级材料所不具有的新性质和新功能,纳米科技与高分子材料科学的交融互助对高分子材料科学突破传统理念发挥了重要作用。
高分子纳米复合材料的应用及前景由于高分子纳米复合材料既能发挥纳米粒子自身的小尺寸效应、表面效应和量子效应,以及粒子的协同效应,而且兼有高分子材料本身的优点,使得它们在催化、力学、物理功能(光、电、磁、敏感)等方面呈现出常规材料不具备的特性,故而有广阔的应用前景利用纳米粒子的催化特性,并用高聚物作为载体,既能发挥纳米粒子的高催化性和选择催化性,又能通过高聚物的稳定作用使之具有长效稳定性。
定性。
纳米粒子加入聚合物基体后,能够改善材料的力学性能。
纳米聚合物重点介绍纳米材料在航空航天领域中应用概述
尼 龙 的 晶 胞 单体：C=C-CONH2
纳米尼龙-6复合材料制品： 用于帘子线、薄膜包装、 轴承齿轮和管材。
优点：高强度、高模量、 高耐热性、高阻隔性、 低吸湿性
用纳米塑料制成的呈现金属光泽的包装 瓶：高强度、高耐热性、高阻隔性、避 光性、结晶速度快和易于加工。
普通聚酯染色瓶
已实现产业化的纳米塑料
纳米尼龙（聚丙烯酰胺）
尼龙是最早的合成塑料，但是极易吸潮，受热容易 变形，例如尼龙丝袜就不能用热水洗涤。纳米尼龙 则极大地提高了尼龙的耐温性能，长期在沸水中能 保持不变形，力学性能也有很大改善，并且具有良 好的阻隔性。
何为纳米聚合物/高分子材料？
当有机聚合物填料的尺寸达到纳米量级时， 能够极大地改善材料的性能，可将有机聚合物的 柔韧性好、密度低、易于加工等优点与无机填料 的强度和硬度较高、耐热性好、不易变形等特点
结合在一起。称为“纳米聚合物/高分子材 料”。
纳米材料在高分子化合物中的作用：
将分散好的纳米微粒均匀地添加到树脂 材料中，起到全面改善聚合物性能的目的：
纳米尼龙6薄膜、纤维和帘子线
已实现产业化的纳米塑料
纳米聚乙烯
• 超高分子量聚乙烯具有强度高、润滑性好、耐 磨损、耐腐蚀、比重小等优点，但是极难加工。 纳米超高分子量聚乙烯则很容易加工，同时还 保持着它的全部优点。
• 纳米超高分子量聚乙烯能够制成各种规格的管 材，用于江河疏浚传送泥浆，输送水煤浆、矿 石、粮食、工农业和生活用水、天然气，代替 笨重、不耐磨损、容易腐蚀的金属管道。
• 物理法表面改性处理主要有：1、表面物理包覆改 性，实现粒子同聚合物包覆结合. 2、利用高能放 电、紫外线、等离子射线照射纳米粒子，以引发 单体在其表面聚合。
有机高分子／无机物杂化纳米材料
纳米粒子具有量子尺寸效应，其吸收光谱随粒经的减 小而发生蓝移．量子效应，隧道效应是未来微电子器 件的基础．
以上特点决定了纳米组装体具有高密度，多功 能，高集成度，高存储密度，协调和协同效应， 且材料透明，可用于光学通讯．
三．利用单体R’Si(OR)3,R’是可在光照 或加热情况下聚合的基团。例如：光聚 合或热聚合得到的带三乙氧基硅烷的聚 合物与TEOS、H2O反应，得到有机聚合 物在二氧化硅基体中。
5.5预聚体杂化
预聚体带有较小的无机网络，端基带有可聚合的基团， 聚合得到有机－无机杂化材料。例子。P288
6嵌段共聚物杂化 两嵌段共聚物组成变化引起的形态变化有：球形、圆
有机小分子 有机高分子
○ ＋ 有机无机互穿网络
无机小分子无机高分子
5.2分子内自杂化
由一种反应物（含亲水基团），水解缩合后生 成带可聚合基团的产物。例子。P287
3大分子混合杂化 ○ 大分子与大分子的杂化，若是简单混合，
ΔS混合≈0，只有当ΔH混合<0，即混合过程放 热， ΔG混合<0才能实现，而这样的体系很 少．大分子与大分子的杂化不能依靠简单混合 实现，而要用反应杂化来实现．
单击添加副标题
有机高分 子／无机 物杂化纳
米材料
2023
杂化材料是从二十世纪八十年代末开始 迅速发展的多学科交叉的材料．
1.无机材料，有机高分子材料及生物物质的特点
无机材料： 结构材料（高强度，高刚性，高硬度）； 光，电，磁等功能材料（光谱谱线较窄）； 性能长期稳定，使用寿命长； 加工成型较难（高温烧结，冶炼，晶体培养等加工成型方法）．
有机高分子材料： 易于成型加工； 某些高分子材料可作结构材料（较高的强度，刚
聚合物-金属纳米
将微米金属粉与固态聚合物混合，然后通过球磨机的高速研 磨得到聚合物一金属纳米复合材料，目前这种方法研究的较 少。如Anit等 将等量的微米铁粉(粒径为40m)与聚乙烯粉 (分子量为10 )放入不锈钢瓶中，用四个钢球对该混合体系 进行研磨，最终得到了含有铁纳米粒子(平均粒径为9nm)的 复合材料。
固定化酶，高分子金属催化剂，模拟酶。
ⅴ. 生物功能高分子 医用高分子：体内、体外；人工脏器等。
药用高分子：药物的高分子化；高分子药物。
生物降解高分子，仿生高分子，人造血液
ⅵ. 其他
高分子液晶，高吸水性树脂，高分子絮凝剂，
减阻高分子，智能水凝胶，等。
2.2 聚合物纳米复合材料
(1)定义
纳米复合材料是由两种和两种以上的固相至少在一维以 纳米级大小复合而成的复合材料。
1宽频带强吸收几纳米的厚度即可消光高吸收?纳米微粒吸收带普遍存在蓝移现象可设计波段可控光吸收材料纳米微粒吸收带普存在移现象可设计波段可控光吸收材料纳米tio2znosio2al2o3都有吸收300400nmuv的特征纳米814cm1大块794cm1sic纳米949cm1大块935cm1si2n45特殊磁学性质鸽子蝴蝶蜜蜂等生物体内都存在有超微磁性颗粒20nm生物罗盘纯铁粒子6nm20nm块状铁矫顽力比值010001超顺磁性磁流变液高储存密度磁流变液高储存密度磁记录粉小于单磁畴状态单磁畴状态强铁磁性磁记录粉当各向异性能减小到与热运动能相当时磁化方向就不再固定在一个易磁化方向呈现超起伏性导致超顺磁性出现
2 聚合物-金属纳米复合材料
2.1 高分子材料 (1)定义
高分子与低分子的区别在于前者分子量很高，通常将分子 量高于约1万的称为高分子(polymer)。 Speciality polymer，强调特种性能
最新-高分子纳米复合材料
三、共混法
共混法是最简单、最常见的高分子复合材料制备方法，是指 将纳米粉料与高分子基体材料进行熔融共混或溶液共混，得到纳 米粉料在基体中均匀分布的高分子复合材料，采用这种方法既可 以制备三维结构（0-3型）的复合材料，也可以制备二维（0-2 型）的膜型复合材料。 1、共混法类型
按照共混方式不同，共混法有以下几种类型： ①、溶液共混法
2、纳米复合材料的制备 ①、 纳米颗粒增强复合材料的制备方法有机械合金化、非平
衡合金固态分解、溶胶-凝胶法、气相沉积法、快速凝固法、晶晶 化法、深度塑性种途径来制备。一是通过沉 积形成的各组分非晶混合体系，再经过热处理使其发生化学反应 或热力学分散过程，得到纳米颗粒分散的复合膜。二是通过各组 分的直接共同沉积形成。
除了上面介绍的三类方法常用于高分子纳米复合材料制备以 外，以下几种方法也在某些特殊场合作为纳米复合材料的制备方 法。 1、LB膜复合法
LB膜是利用分子在界面间的相互作用，人为地建立起来的特 殊分子有序体系，是分子水平上的有序组装体。
采用LB膜技术主要被用来制备0-2型纳米复合材料，即高分子 纳米复合膜。 2、模板合成法
2、小尺寸效应 当颗粒小至纳米尺寸时，所引起的宏观物理性质的变化称为
纳米小尺寸效应。纳米小尺寸效应主要反映在熔点、磁学、电 学和光学性能等方面均与大尺寸同类材料明显不同。 3、量子尺寸效应
当颗粒状材料的尺寸小至纳米尺寸时，其电子能级由连续转 变为量子化（最高占据分子轨道和最低空轨道，使能隙变宽，出 现能级的量子化）。这时，纳米材料电子能级之间的间距，随着 颗粒尺寸的减小而增大。当能级间距大于热能、光子能、静电能 以及磁能等的能量时，就会出现一系列与块体材料截然不同的反 常特性，这种效应称之为纳米量子尺寸效应。
纳米技术在高分子材料中的应用浅谈
山 东 化 工 ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１８年第 ４７卷
纳米技术在高分子材料中的应用浅谈
马鹏飞，韩生华
（山西大同大学 化学与环境工程学院，山西 大同 ０３７００９）
摘要：随着材料学的不断发展，对高分子材料越来越重视，将高分子材料中加入一些纳米粒子，获得新型改性高分子材料已经成为目前 研究的重点。采用这种方法可以使高分子材料的性能变得更加优异，使其应用范围更加广泛。 关键词：纳米技术；应用；高分子材料 中图分类号：ＴＢ３８３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１５－００７６－０１
２ 纳米微粒的改良方法
科学家将纳米 高 分 子 材 料 称 为 强 大 的 “混 血 儿 ”。纳 米 粒 子粒径小，比表面 积 大，易 于 团 聚。 为 了 提 高 纳 米 添 加 剂 和 聚 合物的界面结合 力，提 高 纳 米 颗 粒 的 均 匀 分 散 能 力，需 要 对 纳 米粉体进行表面改性［４］。主要是降低粒子表面能态，消除粒子 表面电荷，提高有机相与纳米粒子的亲和力等。其主要代表性 的方法有以下几种：
（１）表 面 覆 盖 改 性。该 方 法 将 表 面 活 性 剂，例 如 硬 脂 酸 （ｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄ）、有机硅（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、钛酸酯（ｔｉｔａｎａｔｅ）等物质，覆盖 在颗粒表面，使性质发生改变［５］。
（２）机械化学改性。即 采 用 利 用 摩 擦 粉 碎 的 方 法，使 分 子 晶格位移，活化颗粒表面，使内能增加，从而改变晶体结构和物 理化学粒子表面结构［６］。
世界上产生 的 大 量 塑 料 废 物 是 由 诸 如 聚 乙 烯 （ＨＤＰＥ或 ＬＤＰＥ）、聚丙烯（ＰＰ）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）等塑料废 料的聚合物组成。多年来，环境保护主义者一直在寻找各种方 法来克服如此大量的塑料废物被弃置到垃圾填埋场的问题［９］。 科学家通过发现添加一些纳米颗粒，可以从塑料废物中生产石 油吸附剂。该领域的研究是一项是很有前途的研究。塑料抗 老化性能差影响了其推广应用，可以在塑料中加入多种纳米添 加剂，以提高其性 能 并 增 强 其 通 用 性。 例 如 在 聚 丙 烯、聚 乙 烯 等塑料材料中添 加 了 纳 米 二 氧 化 钛，然 后 经 过 长 时 间 光 照 后， 其拉伸强度几乎没有变化。将抗菌性的纳米粒子添加到塑料 中，可以得到具有持久抗菌性的塑料。如果将此项技术实现工 业化生产，将取得很好的经济效益。
纳米高分子材料
纳米高分子材料
纳米高分子材料是指在纳米尺度下具有特殊结构和性能的高分子材料。
纳米高分子材料具有较大的比表面积和较小的孔隙结构，因此表现出了许多传统高分子材料所不具备的优异性能。
纳米高分子材料在材料科学、医学、电子学等领域具有广泛的应用前景。
首先，纳米高分子材料在材料科学领域具有重要意义。
由于其特殊的结构和性能，纳米高分子材料在材料增强、改性、复合等方面表现出了独特的优势。
例如，将纳米高分子材料添加到传统高分子材料中，可以显著提高材料的力学性能、热稳定性和耐磨性，从而扩大了材料的应用范围。
其次，纳米高分子材料在医学领域也具有重要应用价值。
纳米高分子材料可以作为药物载体，用于药物的缓释和靶向输送，提高药物的生物利用度和疗效，减少药物的毒副作用。
此外，纳米高分子材料还可以用于组织工程、生物成像等领域，为医学诊疗和治疗提供新的技术手段。
另外，纳米高分子材料在电子学领域也有着广泛的应用前景。
由于纳米高分子材料具有优异的导电性能和光学性能，可以用于制备柔性电子器件、光电器件、传感器等高性能电子产品。
纳米高分子材料在柔性电子领域的应用尤为突出，可以为可穿戴设备、可折叠电子产品等提供新的材料选择。
总的来说，纳米高分子材料具有独特的结构和性能，具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和成熟，纳米高分子材料将在材料科学、医学、电子学等领域发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展和进步做出贡献。
纳米生物医用材料
纳⽶⽣物医⽤材料纳⽶⽣物医⽤材料余传威滁州学院材料与化学⼯程学院摘要:⽣物医⽤材料作为功能材料的⼀种，早在距今约7000年前就有使⽤记录。
⽬前⽣物医⽤材料需求巨⼤且对各⽅⾯性能要求越来越⾼。
20世纪30年代以来，⽣物医⽤材料随着⼯业的发展得到长⾜进步。
近年来，随着纳⽶技术的重⼤突破，纳⽶⽣物医⽤材料应运⽽⽣。
纳⽶⽣物医⽤材料因其独特的⼒学性能、可靠地⽣物相容性、良好的降解性能、⾼度的靶向性等等优点成为⽣物医⽤材料中的新星。
专家预计，在20世纪⼈类未能彻底攻克的主要疾病，如⼼脏病、艾滋病、中风、糖尿病等，都有望在21世纪纳⽶⽣物和医学的成功应⽤中得到解决[1]。
本⽂主要针对纳⽶⽣物医⽤材料的概念、分类、进展、应⽤、发展趋势等⽅⾯进⾏评述，并在最后作出结论。
关键词:⽣物医⽤材料；功能材料；纳⽶⽣物医⽤材料；性能；医学⽣物医⽤材料是⽤于和⽣物系统结合治疗或替换⽣物机体中的组织器官或增进其功能的材料[2]。
纳⽶⽣物医⽤材料则由现代化的纳⽶技术和⽣物材料交叉、融合的全新⾼科技领域，其应⽤前景也必定会带来⽣物医学界的新⼀代⾰新。
颗粒在1~100nm范围内的材料被称为纳⽶材料，纳⽶⽣物医⽤材料体现在纳⽶级药物（可以有很强的靶向性，能制作“⽣物导弹”药物，增强疗效）、纳⽶表⾯特性置换物（对⼈⼯脏器进⾏表⾯或者整体纳⽶处理改性，减⼩毒副作⽤，延长使⽤寿命和安全性）、纳⽶级微⼩检测仪器（纳⽶级颗粒可有效进⼊体内细⼩组织，⼤⼤提⾼疾病的诊断率）等⽅⾯。
⽬前，⽣物医⽤材料应⽤很⼴泛，⼤到器官移植，⼩到⽛齿修复和⼿术缝合线等。
纳⽶⽣物医⽤材料的研究还很有限，离⼴泛应⽤于临床还有相当⼤距离。
很多技术上的难题难以解决。
即便如此，其如此多的优越性让各国政要⼤商以及科研机构和个⼈异常狂热。
纳⽶⽣物医⽤材料是⼀个多学科交叉前景⼗分⼴阔的领域，它所具有的独特结构使它显⽰出独特的性能如量⼦尺⼨效应、⼩尺⼨效应、表⾯效应和宏观量⼦隧道效应，故⽽显⽰出许多特有的性质诸如磁引导靶向性、⽣化相容性、耐持久磨损等等。
高分子纳米复合材料的发展前景
高分子纳米复合材料的发展前景
高分子纳米复合材料是近年来材料科学领域的研究热点之一，其结合了高分子
材料和纳米材料的优点，在性能、应用领域等方面展现出了巨大的潜力。
随着科技水平的不断提升，高分子纳米复合材料的发展前景备受关注。
首先，高分子纳米复合材料具有优异的力学性能。
通过将纳米材料引入高分子
基体中，可以显著改善材料的强度、刚度和韧性，实现性能的全面提升。
这种复合材料在汽车、航空航天、电子等领域有着广泛的应用前景，可以替代传统材料，实现轻量化、高强度的要求。
其次，高分子纳米复合材料具有优异的导热性能和阻燃性能。
引入纳米填料后，使得材料的导热性大幅提高，有利于材料在高温条件下的稳定性和散热性能。
同时，加入特定的纳米填料还可以提高复合材料的阻燃性能，增强材料的耐火性，从而扩大其在建筑材料、航空材料等领域的应用范围。
此外，高分子纳米复合材料还具有优异的光学和电学性能。
纳米级填料的加入
可以调控复合材料的透明度、抗紫外性能和光学波长等参数，使得材料在光电子器件、光学镜片等领域有广泛应用。
同时，高分子纳米复合材料在电学性能方面也有很大优势，能够应用于柔性电子、传感器等领域，具有广阔的市场前景。
综上所述，高分子纳米复合材料作为一种新型材料，在力学性能、导热性能、
阻燃性能、光学电学性能等方面都具有显著优势，具有广阔的应用前景。
随着材料科学的不断发展和技术的不断进步，相信高分子纳米复合材料将在未来发展中展现出更多的潜力，为各个领域的应用带来创新和突破。
纳米材料在高分子材料中的应用
纳米材料在高分子材料中的应用班级:Z090162 学号:Z09016206 姓名:张欢纳米材料及其技术是随着科技发展而形成的新型应用技术。
纳米材料的研究是从金属粉末、陶瓷等领域开始的,现已在微电子、冶金、化工、电子、国防、核技术、航天、医学和生物工程等领域得到广泛的应用。
近年来将纳米材料分散于聚合物中以提高高分子材料性能的研究也日益活跃,并取得了许多可观的成果。
一、纳米粒子的特性及其对纳米复合材料的性能影响1·1纳米粒子的特性纳米粒子按成分分可以是金属,也可以是非金属,包括无机物和有机高分子等;按相结构分可以是单相,也可以是多相;根据原子排列的对称性和有序程度,有晶态、非晶态、准晶态。
由于颗粒尺寸进入纳米量级后,其结构与常规材料相比发生了很大的变化,使其在催化、光电、磁性、热、力学等方面表现出许多奇异的物理和化学性能,具有许多重要的应用价值。
(1)表面与界面效应。
纳米微粒比表面积大,位于表面的原子占相当大的比例,表面能高。
由于表面原子缺少邻近配位的原子和具有高的表面能,使得表面原子具有很大的化学活性,从而使纳米粒子表现出强烈的表面效应。
利用纳米材料的这种特点,能与某些大分子发生键合作用,提高分子间的键合力,从而使添加纳米材料的复合材料的强度、韧性大幅度提高。
(2)小尺寸效应。
当超细微粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,导致其磁性、光吸收、热、化学活性、催化性及熔点等发生变化。
如银的熔点为900℃,而纳米银粉的熔点仅为100℃(一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%~50%)。
应用于高分子材料改性,利用纳米材料的高流动性和小尺寸效应,可使纳米复合材料的延展性提高,摩擦系数减小,材料表面光洁度大大改善。
(3)量子尺寸效应。
即纳米材料颗粒尺寸小到定值时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象。
其结果使纳米材料具有高度光学非线性、特异性催化和光催化性质等。
高分子纳米材料
高分子纳米材料高分子纳米材料是一种具有特殊结构和性能的新型材料，它是由高分子材料和纳米材料相结合而成的复合材料。
高分子纳米材料具有优异的力学性能、导电性能、光学性能和热学性能，因此在材料科学领域具有广泛的应用前景。
首先，高分子纳米材料具有优异的力学性能。
由于纳米材料的加入，可以有效地增强高分子材料的强度和硬度，使其具有更好的耐磨损性和耐腐蚀性。
同时，高分子纳米材料还具有较高的韧性和延展性，可以在一定程度上提高材料的抗冲击性和抗拉伸性能。
其次，高分子纳米材料具有良好的导电性能。
纳米材料的加入可以形成导电网络结构，使高分子材料具有良好的导电性能，可以用于制备导电材料、防静电材料和电磁屏蔽材料等。
这种导电性能的提高对于电子器件、光电器件和传感器等领域具有重要的应用价值。
另外，高分子纳米材料还具有优异的光学性能。
由于纳米材料的特殊结构和尺寸效应，高分子纳米材料可以表现出特殊的光学效应，如量子尺寸效应、表面等离子共振效应和光学非线性效应等。
这些特殊的光学性能使高分子纳米材料在光学器件、光学传感器和光学信息存储等领域具有广泛的应用前景。
最后，高分子纳米材料还具有优异的热学性能。
纳米材料的加入可以有效地提高高分子材料的热稳定性和热导率，使其具有更好的耐高温性能和热传导性能。
这些优异的热学性能使高分子纳米材料在航空航天、汽车制造和电子器件散热等领域具有重要的应用价值。
综上所述，高分子纳米材料具有优异的力学性能、导电性能、光学性能和热学性能，具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和高分子材料的不断创新，相信高分子纳米材料将会在材料科学领域展现出更加广阔的发展空间。
纳米多孔材料在高分子材料中的应用研究
纳米多孔材料在高分子材料中的应用研究摘要：纳米多孔材料作为一种新型材料，在高分子材料领域中具有广泛的应用前景。
本文重点介绍了纳米多孔材料在高分子材料增强、吸附分离、催化等方面的应用研究，并分析了其在这些方面的优势和挑战，展望了未来的发展方向。
1. 引言高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料，在化工、医药、能源等领域有着广泛的应用。
然而，由于高分子材料的缺陷，如机械性能不足、吸附分离能力有限等问题，限制了其在实际应用中的使用。
而纳米多孔材料的出现为解决这些问题提供了新的思路。
纳米多孔材料具有特殊的孔隙结构和大比表面积，能够通过合理的设计和调控来实现对高分子材料的控制和改性。
因此，纳米多孔材料在高分子材料中的应用研究备受关注。
2. 纳米多孔材料在高分子材料增强方面的应用研究纳米多孔材料在高分子材料增强方面的应用主要包括增强填料和增强体系两个方面。
增强填料主要是将纳米多孔材料作为填充剂加入到高分子基体中，以提高复合材料的力学性能和热稳定性。
研究发现，纳米多孔材料具有较高的强度和刚度，且具有很好的界面相容性，能够有效地增强高分子材料的力学性能。
此外，纳米多孔材料还能提供更大的界面面积，使得高分子基体与填料之间的相互作用更强，从而提高复合材料的力学性能。
增强体系是指将纳米多孔材料与高分子材料形成协同增强的体系。
这种体系的形成依赖于纳米多孔材料的特殊结构和高分子材料的相容性。
研究表明，通过优化两者的相互作用，可以获得具有优异力学性能的复合材料。
例如，将纳米多孔材料与高分子材料进行共混改性，可以有效地提高复合材料的耐热性和力学性能；另外，利用纳米多孔材料的表面改性和功能化，可以增强材料的抗化学腐蚀性能和阻燃性能。
3. 纳米多孔材料在高分子材料吸附分离方面的应用研究纳米多孔材料在高分子材料吸附分离方面的应用主要体现在两个方面：一是纳米多孔材料作为吸附剂用于高分子材料的分离纯化；二是纳米多孔材料作为吸附剂用于高分子材料的废水处理。
纳米蒙脱土母料对PA6力学性能的影响
纳米蒙脱土母料对PA6力学性能的影响聚酰胺6(PA6)是工程塑料中开发最早的品种，目前在聚酰胺类产品中产量最大。
与其他工程塑料相比，PA6具有力学强度高，韧性好，电气性能良好，耐磨性、耐疲劳性、抗震性、耐油性好等优点，但也存在耐强酸强碱性差，干态和低温冲击强度低，吸水率大，尺寸稳定性差，容易燃烧，热变形温度低等缺点。
纳米材料具有体积效应、表面效应和宏观量子隧道效应，对塑料的改性效果非常显著。
纳米蒙脱土(MMT)在塑料中的应用，已取得较好的效果。
但是，纳米材料大多是超细粉体材料，且在高分子材料中的用量较少，很难均匀地加入到高分子材料中，而母料的应用是解决这一问题的有效方法。
使用纳米母料可以简化生产工艺过程，提高生产效率及制品性能。
本实验将纳米MMT制备成母料，加入到PA6中对其进行改性。
1 实验部分1.1 原料PA6，工业品，无锡长安高分子材料有限公司；纳米MMT，工业品，浙江丰虹黏土化工有限公司；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，CM-207，奇美实业股份有限公司；乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)，14-2，北京有机化工厂；高密度聚乙烯(HDPE)，7000S，扬子石化股份有限公司；低密度聚乙烯(LDPE)，J5019，日本宇部兴产株式会社；十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)，工业品，金坛西南化工研究所。
1.2 仪器与设备双辊筒炼塑机，SK-160B，上海橡胶机械厂；电热密闭干燥箱，150，上海市第二五金厂；双螺杆挤出机，TE-34，南京化工机械研究所；注塑机，WG-80，无锡格蓝机械有限公司；电子万能试验机，CM75503，深圳市新三思实验设备有限公司；实验室用胶体磨，L50，上海诺尼轻工机械有限公司；悬臂梁冲击实验机，IZODUJ-4，中国承德实验机厂。
1.3 制备母料的工艺路线要使纳米MMT在塑料改性中取得理想的效果，必须对其进行有机化处理，使其表面由亲水性变为憎水性，再通过适当的工艺制成母料。
1.4 用KH560对纳米MMT有机化处理在500ml工业酒精中加入3ml的KH560，混合，再加150g纳米MMT，混合，静置24h 后制浆。
纳米技术在高分子材料改性中的运用
环境领域
用于水处理、空气净化等，如纳米滤膜 、纳米催化剂等。
02
高分子材料改性简介
高分子材料定义与分类
高分子材料定义
高分子材料是由大量分子或原子以共价键结合而成的长链状大分子化合物，具 有独特的物理和化学性质。
高分子材料分类
根据来源和性质，高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 。天然高分子材料如纤维素、橡胶、蛋白质等；合成高分子材料如塑料、合成 纤维、合成橡胶等。
率。
纳米复合材料相容性
利用纳米技术制备高分子复合材料时，通过优化纳米粒子与基体的相容性，可以降低成 型过程中的温度和压力。相容性的提高有助于减少界面张力，促进ห้องสมุดไป่ตู้料在加工过程中的
流动和成型。
提高制品尺寸精度和表面质量
纳米粒子增强增韧
通过向高分子材料中添加具有增强和增韧作用的纳米粒子，如纳米橡胶、纳米弹性体等，可以提高制 品的尺寸精度和表面质量。这些纳米粒子能够增加材料的韧性，减少制品在加工过程中的变形和开裂 现象。
传统改性方法回顾
01
物理改性
物理改性是通过物理手段改变高分子材料的聚集态结构或形态，从而改
善其性能。常见的物理改性方法包括填充、共混、增强、拉伸等。
02 03
化学改性
化学改性是通过化学反应在高分子链上引入新的官能团或改变其化学结 构，从而赋予高分子材料新的性能。常见的化学改性方法包括接枝、交 联、共聚、氧化等。
电性和抗静电性能。
纳米碳材料改善电学性能
02
利用纳米碳材料如纳米石墨、碳纳米管等的高导电性，改善高
分子材料的电学性能。
纳米氧化物改善电学性能
03
添加纳米氧化物如纳米氧化锌、纳米氧化锡等，提高高分子材
高分子纳米复合材料研究进展_高分子纳米复合材料的制备_表征和应用前景
编者按:纳米材料是当前材料科学研究的热点之一,涉及多种学科,具有极大的理论和应用价值,被誉为/21世纪最有前途的材料0,国内众多科研单位在此领域也作了大量工作,形成各自特有的研究体系。
本文(Ñ、Ò)就其中的高分子纳米复合材料,提出了作者的一些见解,供同行们共同探讨,以促进研究水平的提高,不断取得创新的成果。
高分子纳米复合材料研究进展*(I)高分子纳米复合材料的制备、表征和应用前景曾戎章明秋曾汉民(中山大学材料科学研究所国家教委聚合物复合材料及功能材料开放研究实验室广州510275)文摘综述了高分子纳米复合材料的发展研究现状,将高分子纳米复合材料的制备方法分为四大类:纳米单元与高分子直接共混(内含纳米单元的制备及其表面改性方法);在高分子基体中原位生成纳米单元;在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高分子及纳米单元和高分子同时生成。
介绍了高分子纳米复合材料的表征技术及其应用前景。
关键词高分子纳米复合材料,纳米单元,制备,表征,应用Progress of Polymer2Nanocomposites(I)Preparation,Characterization and Application of Polymer2NanocompositesZeng Rong Zhang Mingqiu Zeng Hanmin(Materials Science Institute of Z hongshan Uni versity,Labo ratory of Poly meric Co mpo si te&Functio nal Materials,The State Educational Commissi on of China G uangzhou510275)Abstract The progress of polymer2nanocomposites is revie wed.The preparation methods are classified into four categories:direc tly blending nano2units with polymer(including preparation and surface2modification of nano2units),in situ synthesizing nano2units in polymer matrix,in situ polymerizing in the presence of nano2units and simultaneously syn2 thesizing nano2units and polymer.The characterization and application of polymer2nanocomposites are also introduced.Key words Polymer2Nanocomposites,Nano2Unit,Preparation,Characterization,Application3高分子纳米复合材料的表征技术高分子纳米复合材料的表征技术可分为两个方面:结构表征和性能表征。
高分子纳米材料
高分子纳米材料
高分子纳米材料是一种具有纳米尺度结构的高分子材料。
纳米尺度的特点使得高分子材料具有了许多优异的性能和应用，在材料科学领域具有广阔的前景。
高分子纳米材料的制备一般通过两种方法：一种是通过化学反应使得高分子材料在纳米尺度上发生变化；另一种是通过纳米颗粒对高分子材料进行改性。
这两种方法都能够使高分子材料具有更好的性能。
高分子纳米材料的优异性能主要体现在以下几个方面：首先，高分子纳米材料具有较大的比表面积，可以增加材料的活性表面，提高催化、吸附等性能；其次，高分子纳米材料的纳米尺度结构使得其具有很高的机械强度和硬度，可以应用于高强度材料的制备；再次，高分子纳米材料的纳米尺度颗粒能够改变材料的光学、电学和磁学性能，使得其在光电子学和磁性材料等领域具有广泛应用。
高分子纳米材料的应用十分广泛，主要包括以下几个方面：首先，在能源领域，高分子纳米材料具有较高的电导率和热导率，可以应用于太阳能电池、燃料电池等领域，提高能源转化效率；其次，在材料加工领域，高分子纳米材料的高机械强度和硬度使得其可以用于制备高强度材料，如高强度纤维和复合材料；再次，在环境保护领域，高分子纳米材料具有较好的吸附性能，可以应用于废水处理、空气净化等领域，提高环境保护效果；最后，在医药领域，高分子纳米材料可以应用于制备药物载体和医用材料，用于药物输送和组织工程方面的研究。
总之，高分子纳米材料是一种具有纳米尺度结构的高分子材料，具有许多优异的性能和应用。
随着纳米科技的不断发展，高分子纳米材料在各个领域的应用前景将更加广阔。
功能材料概论6(纳米材料)
用STM描绘样品表面三维的原子结构:
硅表面硅原子 STM图象
高序石墨原子 STM图象
1990年，纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登 研究中心（Almaden Research Center）的科学家展示了一 项令世人瞠目结舌的成果，他们使用STM把35个氙原子移动 到各自的位置，在镍金属表面 组成了“IBM”三个字母，这三 个字母加起来不到3纳米长，成为世界上最小的IBM商标。
STM头部
扫描隧道显微镜具有很高的空间分辨率，横向可达0.1纳米，纵向 可优于0.01纳米，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。它主要用来描绘表面三维的原子结构图，在纳米尺度 上研究物质的特性，还可以实现对表面的纳米加工，如直接操纵原
子或分子，完成对表面的剥蚀、修饰以及直接书写等。
力下压制成型，或再经一定热处理工序后所生成的致密 性固体材料。纳米固体材料的主要特征是具有巨大的颗 粒间界面，如5 nm颗粒所构成的固体每立方厘米将含 1019个晶界，从而使得纳米材料具有高韧性。
扫描隧道显微镜下的纳米团簇
纳米颗粒型材料也称纳米粉末
可用于制备高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材
料、防辐射材料、微芯片导热基与布线材料、微电子封装 材料、光电子材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、敏 感元件、电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、 高效助燃剂、高韧性陶瓷材料、人体修复材料和抗癌制剂 等。
碳纳米管 1991年，日本科学家饭岛澄男发 现碳纳米管。 石墨中一层或若干层碳原子卷曲而 成的笼状“纤维”，内部是空的， 外部直径只有几到几十纳米，长度 可达数微米甚至数毫米。 这样的材料很轻，但很结实。它 的密度是钢的1/6，而强度却是钢 的100倍。若用碳纳米管做绳索， 是惟一可从月球上挂到地球表面， 而不被自身重量所拉断的绳索。
纳米高分子药用材料
纳米高分子材料在医用载体方面的应用刘海峰常津!姚康德（天津大学材料科学与工程学院天津!"""#$）刘海峰男，$%岁，博士生，现从事医用纳米控释载体的研究。
!联系人天津市自然科学基金资助项目（&’!’"#())）$"""*"+*$%收稿，$"""*)$*")修回摘要医用纳米高分子作为药物、基因传递和控释的载体，是一种新型的控释体系。
它与微米粒子载体的主要区别是超微小体积，它能穿过组织间隙并被细胞吸收，可通过人体最小的毛细血管，还可通过血脑屏障，因而作为新的控释体系而被广泛研究，具有广阔的发展前景。
重点论述了纳米高分子控释系统在药物和基因载体方面的最新研究进展，并对其发展前景提出展望。
关键词纳米粒子药物控释靶向控释基因载体生物利用度!"#$%&’$,-./012345./250/020678039:.33703，;027:.6<=69;03/./=<.3>7:60-.<<0.3>=?08039<3=;7-7/5./2@.80?00/172069->42702A B./=<.3>7:60-<=--0---0803.6.28./>.50-.-.20678039-9->0;=803>@0;7:3=<.3>7:60-AC@0-0.28./>.50-7/:6420>@073-4?:46646.3-7D0，>.350>02-43E.:0-，4<>.F0?9>@0:066->@3=45@>@0>7--40;.>37G ，0.-9<0/0>3.>7=/7/>=>@0.3>037.61.6617>@=4>:.4-7/5>3.4;.，./2>@0.?767>9>=:3=-->@0?6==2*?3.7/?.33703A C@7-<.<030;*<@.-7D0->=7/>3=24:0>@0<30-0/>F/=160250=E <=69;03/./=<.3>7:60-.-.F7/2=E :.33703=E 2345./250/020678039，./2>@0E4>430<3=-<0:>-=E >@073.<<67:.>7=/A()*+,%-# B./=<.3>7:60-，H3452067803>9，H345>.350>7/5:=/>3=66023060.-0，I0/020678039，J7=8.7.6.?767>9纳米高分子材料作为药物、基因传递和控释的载体，是一种新型的控释体系。
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纳米神算子—— 分子算盘
科学家把碳60分子每十个 一组放在铜的表面组成了 世界上最小的算盘。与普 通算盘不同的是，算珠不 是用细杆穿起来，而是沿 着铜表面的原子台阶排列 的。
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三、国外纳米技术进展
实心的纳米棒、纳米线、量子线
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朗讯公司和牛津大学: 纳米镊子 碳纳米管“秤”，称量一个病毒的重量 称量单个原子重量的“纳米秤”
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DNA开关
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纳米技术在美国
2010年: 80万纳米科技人才,GDP1万亿美元, 200万个就业机会 能源部的8项优先研究中，6项有关纳米材料 本世纪前10年几个关键领域之一 制定了“国家纳米技术倡议”(NNI): • 纳米材料
• 纳米电子学、光电子学和磁学
• 纳米医学和生物学
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镜（ Scanning tunneling
microscope，简称STM）。
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1990年美国国际商业机器公 司（IBM）的艾格勒在镍金 属（110）表面用35个氙原 子排出“IBM”字样。
1993年中国科学院北京真空 物理实验室日本科学家饭
与之接触将是十分危险的，所以，生产和处理这种纳
米产品，其生产厂房、放置措施都将有极其严格的规
定。
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美科学家发现纳米材料有害新证据
科学家先模拟出肠道中的液体，并在其中铺上一层克隆细胞。 接着在这层细胞上涂抹二氧化钛（TiO2）----一种通常被用作白 色涂料的纳米材料。结果发现，由于与二氧化钛的"亲密"接触， 这一细胞层变得支离破碎---这暗示着要么是该纳米材料杀死了 细胞，要么就是它弱化了细胞之间的连接。
法国：国家纳米科技中心、纳米产业基金 世界都在迎接纳米时代的到来
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四、中国纳米技术进展
中科院物理所制备出大面积碳纳米管阵列;合成了 当时最长的纤维级碳纳米管 解思深 准一维纳米丝和纳米电缆 张立德(固体物理所) 清华大学:氮化镓纳米棒 范守善 中国科技大学:从四氯化碳制备出金刚石纳米粉， 被誉为“稻草变黄金” 钱逸泰
也可以制成靶向药物控释纳米微粒载体（俗称
“生物导弹”）
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微型武器 利用纳米技术可以把传感器、电动机和数字 智能装备集中在一块芯片上，制造出几厘米 甚至更小的微型装置。在未来战场上，将出 现能像士兵那样执行军事任务的超微型智能 武器装备。据报道，美国研制的小型智能机 器人，大的像鞋盒子那么大，小的如硬币， 它们会爬行、跳跃甚至可飞过雷区、穿过沙 漠或海滩，为部队或数千公里外的总部收集 信息。微型机电武器还可用于敌我识别、探 测核污染和化学毒剂、无人侦察机等。
军工: 隐形飞机表面涂料、舰船表面纳米涂料。
雷达隐身技术 美国:“超黑粉”,对雷达波的吸收率达99％
美国总统布什2003.12.3日签署了《21世纪 纳米技术研究开发法案》，批准联邦政府在 从2005财政年度开始的4年中共投入约37
亿美元，用于促进纳米技术的研究开发
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纳米技术在日本
1962年, 久保(Kubo): 久保理论
查德· 费曼（Richard
Phillips Feynman ）设 想：有一天如果能按自己的 愿望任意摆布原子的排列， 人类就将成为真正意义上的
“造物主”。这是关于纳米
技术最早的梦想。
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1982 年，国际商业机器公 司（IBM)苏黎世实验室的
葛· 宾尼（Gerd Binnig）博
士和海· 罗雷尔（Heinrich Rohrer）博士共同研制成功 了世界第一台新型的表面分 析仪器— — 扫描隧道显微
射，不需大型运载工具发射，一枚小型运载火箭即可发
射千百颗，再按不同轨道组成卫星网，即可实现对地球 表面的覆盖。
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六、纳米技术可能带来的危害：
纳米技术生产的产品由于构成微粒的尺寸太小，也可 能直接对人体产生威胁。一般的物品拿在手上，由于 构成的微粒大小是微米或以上量级的尺寸，不会渗透 到人的皮肤细胞内，以致进入血液。但是纳米技术生 产的产品，由于构成微粒在纳米量级，完全有可能通 过皮肤接触进入人体。如果这种物质有毒的话，人体
中国纳米技术进展 纳米材料的现状与发展前景 纳米材料的危害 纳米材料引发的思考
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一、几个基本概念
纳 米： 一种长度单位，1纳米等于十亿分之一米 （10-9米） 纳米材料：用具有纳米尺寸的材料
四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大 四大效应: 小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表 面效应
的内涵还不太清楚，或把一点点皮毛的加工谎称为纳米技术，
或以“微米技术”“降格”充当，甚至置纳米材料不会释放微 波这一普通常识不顾，声称自己产品能释放保健微波来欺骗消 费者。
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“纳米水” 广州一家公司用所谓的“纳米水”把老百姓搞得晕头转向 ：这家 公司把“纳米水”说得神乎其神：抗疲劳、耐缺氧、抵抗细菌、 降火排毒，长期饮用可“水到病除”，甚至还可以“增强女士防 匪徒强暴的能力”。据称，“纳米水”将缔造一个水的“神话”， 引起一次“饮用水革命”。据介绍，该公司还有“纳米口红”、 “纳米衣服”、“纳米牙膏、牙刷”等，不过目前尚未上市。 这种“纳米水”的关键在于所谓的“纳米珠”。在这家公司的现 场演示中，一位所谓的“经理”拿出一把大小不一、颜色各异的 椭圆形小珠，称这就是麦饭石与纳米特殊材料制作而成的“纳米 珠”。他往两杯清水里加入纯蓝墨水，然后抓起一把“纳米珠” 放到其中一个杯子里，几分钟后，这杯水颜色变淡，而另一杯没 有“纳米珠”的水则还是老样子。这位经理得意地说，看，这就 是纳米珠的厉害，多脏的水都不怕。回到家里，只要往自来水里 放几颗，直接就可饮用啦，而且水中含有18种有益人体的微量元 素，可以增强免疫力等。记者试着喝了一口，感觉和一般的纯净 水没有区别。据了解，每盒纳米珠要300元，买齐整套设备（一台 饮水机、一桶水和十盒纳米珠）则需3800元。 43
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用于制造微型卫星和纳米卫星
1993年，美国航空航天公司就提出了纳米卫星(重约
0.1—10千克)的概念。1999年，英国、美国、瑞典各发
射了一颗纳米卫星。专用微型集成电路取代现在卫星上 使用的有关系统，使微型卫星、纳米卫星体积小、重量
轻；生存能力强，即使遭受攻击也不会丧失全部功能；
研制费用低，不需大型实验设施和跨度大的厂房；易发
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染
等问题，污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发
展和应用很可能彻底解决这一难题。
纳米滤膜过滤技术
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“筛”出海洋中的淡水 ！ 高分子纳米滤膜
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噪声污染控制
减小摩擦
自清洁涂料
疏水性
紫外光照 停止紫外光照
亲水性
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纳米纺织品
反射红外线型化纤 将紫外线隔离因子引入纤维中，能起到防紫 外线、阻隔电磁波，具有无毒、无刺激，不受
“八五863”: 纳米阻燃剂
中科院化学所
纳米领带 • 超双疏性界面材料 • 防水、防油、防污、防褪色 纳米聚丙烯管材
• 高强度、抑菌功能
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全国范围
三百多家纳米企业 以“纳米”注册的企业近百家
数十条纳米材料生产线
资金约百亿元
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五、应用现状及应用前景
纳米材料在污水处理中的应用
洗涤、着色和磨损等影响的作用，可以有效保
护人体皮肤不受辐射伤害。
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不粘油、不粘水化纤
如果在分散的纳米分子材料上经过特殊处理，再
运用到纤维物体上，那么衣服就可以不粘油、不
粘水，由于纳米分子非常非常小，它不会影响纤 维物体的透气性和清洗效果。
杀菌灭菌除臭型化纤
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纳米化妆品 有效成分变成纳米的水颗粒的水颗粒可 以直接进入皮肤去治疗。同样是擦护肤 用品，现在要擦上一两个月才开始见效 了，到那个时候就有可能擦上10分钟， 就会有明显的感觉。
纳米技术使大家都面临着重新变革，相当于5 千米赛跑，都才跑出500米，我们落后得不 是很多，有的还不落后
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48个铁原子在铜表面排列成直 径为14.2 纳米的圆形量子栅栏
用扫描隧道显微镜的针 尖将原子一个个地排列 成汉字，汉字的大小只 有几个纳米
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中科院化冶所
“七五攻关”: 纳米碳化硅
针对以上现象，华南理工大学教授、博士生导师龚克 成说：“这纯属骗局。”首先，要实现“化蓝为清” 的表演效果，有许多种简单的化学反应都可以做到， 与“纳米”技术没有任何关系。其次，纳米材料的确
有一些普通材料无法达到的功能，但是，就目前纳米
纳米科学：研究纳米尺度范围内的物质所具有的 特异 现象和特异功能的科学。
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纳米技术：在纳米尺度上对物质和材料进行研究
和处理的技术被称为纳米技术。
聚合物基纳米复合材料：指用具有纳米尺寸 的其他材料与高分子材料以各种方式复合成 型的一种新型复合材料。
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二.纳米科技历史重大事件：
1959年，著名物理学家理
岛澄男发现碳纳米管，它
的质量只有同体积钢的1
／6，强度却是钢的100
倍。用碳纳米管做绳索，
是唯一可以从月球上挂到
地球表面，而不被自身重
量所拉断的绳索 。
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用纳米碳管建成
的地月载人电梯
构想图
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1991年，IBM公司的 “拼字”科研小组用 STM针尖移动吸附在 金属表面的一氧化碳 分子，拼成了一个大 脑袋小人的形象。图 中每个白团是单个一 氧化碳分子竖在铂表 面上的图象，顶端为 氧分子，各个分子的 间距约0.5nm。这个" 分子人"从头到脚只有 5nm高，堪称世界上 最小的人形图案。
（1） 在人体的上皮或者表皮细胞是抵抗纳米材料的第 一道防线。
（2）细胞层的肢解可能会使纳米材料“透”过上皮细胞， 直接进入人体器官系统。