纳米技术在生活中的应用.doc

摘要： 纳米技术听起来似乎晦涩难懂。 但于我们的生活随处不在， 无所不在。 纳米技术在科学上的定义则是能操作细小到0. 1～100nm物件的一类新发展的高技术。 生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。

关键词： 纳米技术； 污水处理； 医疗； 食品

引言： 也许你觉得纳米技术离你很远， 但它已经悄悄地确确实实地来到了你生活中， 纳米技术在生活中应用相当广泛， 日 本的 8mm 摄像机的生产， 抗菌除臭冰箱、 洗衣机、 高性能彩打墨粉等， 都是采用的纳米技术， 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。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、 微电子和计算机技术、 医学与健康、 航天和航空、 环境和能源、 生物技术和农产品等方面。 用纳米材料制作的器材重量更轻、 硬度更强、 寿命更长、 维修费更低、 设计更方便。 利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料， 制作出生物材料和仿生材料。 虽然纳米技术从产生构想到实现并运用于我们的生活历史短暂， 但发展快速。

一、 纳米在我们衣食住行中的应用

衣 在纺织和化纤制品中添纳米微粒， 可以除味杀菌。 化纤布挺括结实， 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。食 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落石出， 完全达到饮用标准， 纳米食品色香味俱全， 还有益健康。

住 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。

行 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。

二、 纳米技术在现代医学上的应用

在医学检验学领域， 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(脱氧核糖核酸) 诊断出各种疾病。 在膜技术方面， 用纳米材料制成独特的纳米膜， 能过滤、 筛去制剂的有害成分， 消除因药剂产生的污染， 从而保护人体。

在医药学领域， 纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便。 数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后， 可主动技索并攻击癌细胞或修补损伤组织。 从最近召开的我国首届纳米生物医药研讨会获悉， 我国已成功地研制出纳米级的新一代抗菌药物。 这种粉末状的纳米颗粒直径只有25纳米， 对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌等致病微生物有强烈的抑制和杀灭作用， 还具有广谱、 亲水、 环保等多种性能， 并因使用天然矿物质而不会产生耐药性。 纳米粒载体之所以引人注目， 是因为它可以改变药物的体内分布。 总的看来， 纳米技术已广泛地应用在医学上， 终有一天我们会看到各种各样的纳米器件

三、 纳米技术在汽车上的应用

目前， 纳米技术在汽车上的运用主要在以下方面： 一般塑料常用的种类有PP(聚丙烯) 、 PE (聚乙烯、 PVC (聚氯乙烯) 、 ABS (方烯腈-丁二烯-苯乙烯) 、 PA(聚酰胺) 、 PC(聚碳酸酯) 、 PS(聚苯乙烯) 几十种, 满足一些行业的特殊需求, 用纳米材料改变传统塑料的特性, 呈现出优异的物理性能, 强度高， 耐热性强， 重量更轻。随着汽车应用塑料数量越来越多， 纳米塑料很可能会普遍应用在汽车上。 这些纳米功能塑料最引起汽车业内人士兴趣的， 有阻燃塑料、 增强塑料、 抗紫外线老化塑料、 抗菌塑料等。 阻燃塑料是以纳米级超大比表面积的无卤阻燃复合粉末为载体， 经表面改性可制成的阻燃剂， 利用纳米技术添加到聚乙烯中。 由于纳米材料的粒径超细， 经表面处理后具有相当大的表面活性， 当燃烧时其热分解速度迅速，吸热能力增强。 从而降低基材表面温度， 冷却燃烧反应$同时当阻燃塑料燃烧时，超细的纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀的碳化层， 此碳化层起到隔热、 隔氧、 抑烟和防熔滴的作用。 从而起到阻燃作用。

四、 纳米技术在汽车润滑油上的应用

纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品， 它不对任何润滑油系列添加剂、 处理剂、 稳定剂、 发动机增润剂或减磨剂等产生作用， 只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层保护膜。 由于这些极微小的烃类分子间的相互吸附作用， 能完全填充金属表面的微孔， 它们如液态的小滚珠，最大可能地减少金属与金属间微孔的摩擦。 与高级润滑油或固定添加剂相比， 其极压可增加3~4倍， 磨损面减少16倍。 由于金属表面得到了 保护， 减少了磨损，耗能大大减少， 使用寿命成倍增长而且无任何副作用。

此外， 纳米技术在隐身材料、 防护涂层、 军事能源的使用等方面有重要作用。

五、 纳米技术在食品机械领域中的应用

经研究证明， 将 30～40 nm 的 TiO2 分散到树脂中制成薄膜， 成为对 400 nm波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料， 可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。 纳米 SiO2 光催化降解有机物水处理技术无二次污染， 除净度高， 其优点是： ①具有很大的比表面积， 可将有机物最大限度地吸附在其表面； ②具有更强的紫外线吸收能力， 因而具有更强的光催化降表面； ②具有更强的紫外线吸收能力， 因而具有更强的光催化降解能力， 可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。这为污水处理量较大的食品企业提供了有力的技术支持解能力， 可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。 这为污水处理量较大的食品企业提供了 有力的技术支持。

介孔固体和介孔复合体是近年来纳米材料科学领域较引人注目的研究对象，由于这种材料较高的孔隙率（孔洞尺寸为 2～50 nm） 和较高的比表面， 因而在吸附、 过滤和催化等方面有良好的应用前景。 对纯净水、 软饮料等膜过滤和杀菌设备又提供了一个广阔的发展空间。

六、 纳米技术在治理有害气体方面的应用

大气污染一直是各国政府需要解决的难题， 空气中超标的二氧化硫（SO2）一氧化碳(CO) 和氮氧化物(NOC) 是影响人类健康的有害气体， 纳米材料和纳米技术的应用能够最终解决产生这些气体的污染源问题。 工业生产中使用的汽油、 柴油以及作为汽车燃料的汽油、 柴油等， 由于含有硫的化合物在燃烧时会产生SO2气体， 这是SO2的最大污染源。 所以石油提练中有一道脱硫工艺以降低其硫的含量。 纳米钛酸钴（CoTiO3） 是一种非常好的石油脱硫催化剂。 以半径55nm~70nm的钛酸钴作为催化活体多孔硅胶或Al2O3陶瓷作为载体的催化剂， 其催化效率极高。 经它催化的石油中硫的含量小于0. 01%达到国际标准。 工业生产中使用的煤燃烧时也会产生SO2气体， 如果在燃烧的同时加入一种纳米级助烧催化剂不仅可以使煤充分燃烧， 不产生一氧化硫气体， 提高能源利用率， 而且会使硫转化成固体的硫化物， 而不产生二氧化硫气体， 从而杜绝有害气体的产生。

七、 纳米技术在污水处理方面的应用

污水中通常含有有毒有害物质、 悬浮物、 泥沙、 铁锈、 异味污染物、 细菌病毒等。 污水治理就是将这些物质从水中去除。 由于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很好解决$纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。 污水中的重金属是对人体极其有害的物质。 它从污水中流失， 也是资源的浪费。 新的一种纳米技术可以将污水中的贵金属如金、 钌、钯、 铂等安全提炼出来， 变害为宝。 一种新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力， 它的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10~20倍. 因此它能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀下来， 先使水中不含悬浮物， 然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭的净化装置。 能有效地除去水中的铁锈、 泥沙以及异味等污染物。经前二道净化工序后， 水体清澈， 没有异味， 口感也较好。 再经过带有纳米孔径的特殊水处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后， 可以将水中的细菌、 病毒100%去除， 得到高质量的纯净水， 完全可以饮用。 这是因为细菌#病毒的直径比纳米大， 在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时， 就会被过滤掉， 水分子及水分子直径以下的矿物质、 元素则保留下来。 纳米技术在汽车上的应用前景纳米技术能够从汽车车身应用到车轮， 几乎可以涵盖一辆汽车的全部， 纳米技术在汽车材料上的广泛应用， 也将使汽车产生质的飞跃。 就目前来说， 只有纳米技术。 才是新世纪汽车发展的核心技术。

八、 展望

由于工程技术的不断进步、 完善， 价格的不断降低， 使得霍尔传感器可以应用到物理实验上来， 使实验技术不断提高， 同时让学生感受到物理学科与时俱进，激发学习的自觉性。 纳米科技的研究才刚刚开始， 已经展现出巨大的发展潜力$纳米科技必将促进人们在分子水平上对生命过程的认识和操控， 提供更多和更好的医疗设备、 材料和手段， 对生命科学的发展起到极大的推动作用， 从而使人类进一步认识生命的本质， 提高人类生活质量和医疗水平。

结论： 任何一门学问如果只注重于理论是不会得到很大发展的， 而纳米技术所以能得到飞速发展是因为在我们生活中得到了 广泛的应用。 现在世纪纳米技术和纳米材料， 正向新材料、 微电子、 计算机、 医学、 航天、 航空、 环境、 能源、生物技术和农业等诸多领域渗透， 世界各国正你追我赶， 抢占制高点， 其发展速度越来越快， 正对世界和各国产业结构产生前所未有的冲击， 到2000年底， 全球纳米技术的年产值已达到500亿美元， 到2010年， 年产值将超过3000亿美元， 相信在不远的将来， 纳米技术在进一步广泛应用后， 将会给21世纪的人类又带来一次工业革命， 同时也创造若干就业机会。

参考文献

[1] 丁斌峰. 纳米材料与技术在环保中的应用

[2] 赵强, 庞小峰. 磁性纳米生物材料研究进展及其应用, 1997年.

[3] 赵强, 庞小峰, 张怀武. 纳米生物技术及其应用

[4] 宫纯文, 周芳. 纳米技术在汽车上的应用前景

[5] 张立德, 牟季美, 纳米材料和纳米结构, 科学出版社, 2001 年.

[6] 严东生, 冯端, 材料新星与纳米材料科学, 湖南科学技术出版社, 1998 年.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jnse.html