纳米材料在生活中的应用-高材131-陈枫

纳米材料课程论文

题目：纳米材料在生活中的应用

学院：化学工程学院

专业：高分子材料与工程

班级： 131

学生姓名：陈枫学号： 2013121761

电子邮箱： 1272700922@

2015 年10 月

摘要：随着科学技术的发展及对纳米及相关技术的研究，似乎纳米技术已经完全成熟并转化为一条条完整的产业链，人类生活的方法面面也渗入纳米技术。那么实际情况如何呢？

关键词：纳米材料应用实际生活

正文：什么是纳米材料呢？纳米材料广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的材料的总称，其具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能。[1]

纳米技术的发展和纳米材料的出现标志着人类认识自然达到了一个新的层次，人类的科学技术进入了一个崭新的时代——纳米科技时代。纳米技术在人类社会发展中日益显示的重要作用，对社会生产、生活都将产生深刻的影响。纳米技术的研究和广泛的应用，亦促进了人类认识领域的革命性飞跃。关于纳米技术在显示生活中的应用主要就是纳米材料的应用，其在生活中的存在和应用也很普遍。

同样两件笔挺的西装，当用水或植物油倒在衣服表面时，其中的一件立刻出现了污渍，而另一件只留下几个细小的水珠，一抖，什么都没了。中国科学院在北京举办的纳米材料应用展示会上，纳米技术令观众大开眼界，这也标志着纳米技术正在一步步的走进我们的生活中。莲花虽生长于池塘的淤泥中，但它露在水面上的莲花荷叶却出污泥而不染，美丽而洁净，它可说是运用自然的纳米科技来达成自我洁净的最佳实例。经过科学家的观察研究，在1990年代初终于揭开了荷叶叶面的奥妙。利用了莲花效应，用颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯水分散液，浸轧，光照。使颗粒粘结在纤维表面上，形成凸凹不平的表面结构，成为双疏材料，即疏水又疏油。用油或水往这种布上倒，都不会浸湿，也不会玷污。我们用这种材料做成衣服，就会防水。如果用这种材料处理玻璃，做成表面凸凹不平的结构，看起来没有任何问题，但不会结雾，不会沾水。

所谓的纳米技术电池，就是在电池的制造过程中，采用纳米技术材料或者制造工艺，生产制造出具有特别高性能的电池产品。人们对电池的需求量愈来愈多，人们总是希望得到一种容量大、功率高、性能优、价格廉的电池。但是，由于客观实际的限制，在现实中的电池总是无法全面满足人们的要求。电池界的专家学者在孜孜不倦的追求着电池性能的提高，经历了一代又一代人的不懈努力。纳米级的物质被应用在电池的制造中，就会产生显著的特性。纳米技术材料的应用可以显著的降低蓄电池的内阻，抑制蓄电池在充放电过程中，因为温度和电极极化等原因而导致的极板饨化，从而有效的提高电池的性能，使得蓄电池电化学反应的可逆性更好、充放电效率更高、功率更大、电池更加容易均衡一致、低温性能限制改善。

采用纳米技术将无机阻燃剂微粒细化,使其粒径在纳米级范围,使微粒的大小和形态都更均匀,就能大大地减少阻燃剂的添加量,从而减轻对织物性能的影

响,克服无机阻燃剂的最大缺点。超细化的氢氧化镁、二氧化二锑以及氢氧化铝、硼酸锌等无机阻燃剂,均已广泛应用于阻燃材料中。用其做窗帘，墙纸，遇上着火，既不会燃烧，也可以防患与未然。

在纺织和化纤制品中添加纳米微粒，可以除味杀菌。化纤布虽然结实，但有烦人的静电现象，加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。利用纳米材料，冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末，可以使废水彻底变清水，完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全，还有益健康。纳米技术的运用，使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料，还可以吸收对人体有害的紫外线。[2]

纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料，能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息，帮助其安全驾驶。

利用纳米技术制成的微型药物输送器，可携带一定剂量的药物，在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位，有效地起到治疗作用，并减轻药物的不良的反映。用纳米制造成的微型机器人，其体积小于红细胞，通过向病人血管中注射，能疏通脑血管的血栓。清除心脏动脉的脂肪和沉淀物，还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。纳米技术将是健康生活的好帮手。

纳米材料是未来的发展方向，它在催化方面、生物医学方面、精细化工方面、国防科技方面都有显著发展。当然，科技终究是要服务于生活的，这样于细微处见神奇的纳米技术正悄悄地进入我们的生活，渗透到各个领域。在建筑上的应用：在传统的玻璃和墙地砖的表面涂上一层氧化钦纳米颗粒，这种粒子表面脏了以后，很快可以自洁。现在空中电磁波含量越来越高，其中一些短波、高频波对人体有害。如在建筑物表面涂上一层纳米防辐材料，电磁波就不会发生折射，我们家里用的广播信号质量就会提高，空中的电磁波也会减少。在汽车上的应用：汽车是现代人不可或缺的交通工具，防止尾气污染是净化城市环境一个办法，实际上最好的办法应该是制造不产生有害尾气的汽车。用纳米材料制成的纳米管，储氢以后可以用来做燃料、电池，电池可以用于绿色环保汽车。其燃烧之后产生的水自然是没有污染的，这样就可以从根本上解决汽车尾气的污染问题。现在复旦大学正在研究把这项技术应用到汽车上。他们将开发出“高耐刮伤性和高耐候性轿车涂层材料”，这样轿车上的油漆在紫外线照射老化时间被延长；同时这种油漆的附着力很强，在发生刮擦时也不容易掉漆。

纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。我国是肝炎大国，以目前的技术，乙肝确诊至少需要24小时。“基于纳米晶生物探针的免疫层析检测技术”课题已经将这一检测速度缩短到十几分钟。病人只需要抽取比目前检测方法更少量的血样，然后滴在含有纳米晶的检测试纸上，十几分钟后就有结果。该检测准

确迅速，且成本更低。

“热”死癌细胞,该项癌症治疗技术利用的是纳米磁性材料在交变磁场的条件下可以产生热量，进而导致温度的升高。正常的人体细胞可以承受40℃—48℃的“高温”，而癌细胞则无法承受这样的“高温”。该项技术利用人体的被动“靶向作用”，可以准确地把磁性纳米颗粒输送到肝脏上的癌细胞区域，通过控制交变的磁场，实现温度的控制升温，进而热死癌细胞。

“顶替”人的骨头，通常骨折后医生会在人体内加入钢钉帮助固定断骨再接的位置，当断骨再生，人恢复行走能力之后，需要再次手术将钢钉取出。中南大学正在研究的“纳米HAP/高分子梯度功能生物材料制备技术”，正试图用一种新的纳米材料来替代“人骨”。这种材料和人体自身骨头的成分很接近，排异性小，具有人骨一样的坚硬度。当人骨折后，将这种材料植入就完全可以替代人骨，不需要再“麻烦”地取出。

中科院院士白春礼院士认为，“真正意义的纳米时代还没有到来，我们正在充满信心地迎接纳米时代的到来。”白春礼说，“人类进入纳米科技时代的重要标志是纳米器件的研制水平和应用程度。”纳米科技发展到今天，距离纳米时代的到来还有多远呢，白春礼说，“纳米研究目前还有许多基础研究在进行中，在纳米尺度上还有大量原理性问题尚待研究，纳米科技现在的发展水平大概相当于计算机技术在20世纪50年代的发展水平，人类最终进入纳米时代还需要30到50年的时间，50年后纳米科技有可能像今天计算机技术一样普及。” [3] 激动人心的纳米时代已经到来，人们的生活即刻将发生巨大的变化，然而，我们也要清醒地看到，市场上真正成熟的纳米材料并不是很多。目前，不少国家纷纷制定相关计划，投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能，尤其是纳米机器人具有不可限量的应用前景。用不了多久，个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。纳米科技的种种优势听起来仿佛是天方夜谭，但是随着纳米科技的进步，人类的生活方式的确受到了许多改变。很多未来学家甚至乐观地预测，纳米技术将在今后的二、三十年内从根本上改变人类的生活。

参考文献：[1]《新材料产业》2014年第一期

[2]《纳米时代悄然走来》

[3]《科学世界》2001年第二期