納米材料在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用

1、納米材料屬于納米技術(shù)中的一種，是一種很特殊的材料。物質(zhì)到納米尺度以 后，大約是在一100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性 能。納米材料指的就是這種尺度達(dá)到納米單位的、具備特殊性能的材料。它在現(xiàn) 實(shí)生活中的應(yīng)用廣泛，包含以下幾點(diǎn)：1、納米磁性材料在實(shí)際中應(yīng)用的納米材料大多數(shù)都是人工制造的。納米磁性材料具有十分特 別的磁學(xué)性質(zhì)，納米粒子尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)和矯頑力很高的特性，用它制 成的磁記錄材料不僅音質(zhì)、圖像和信噪比好，而且記錄密度比Y-Fe2O3高幾十 倍。超順磁的強(qiáng)磁性納米顆粒還可制成磁性液體，用于電聲器件、阻尼器件、旋 轉(zhuǎn)密封及潤(rùn)滑和選礦等領(lǐng)域。2、納米陶瓷材料傳統(tǒng)的

2、陶瓷材料中晶粒不易滑動(dòng)，材料質(zhì)脆，燒結(jié)溫度高。納米陶瓷的晶粒 尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上運(yùn)動(dòng)，因此，納米陶瓷材料具有極高的強(qiáng)度和高 韌性以及良好的延展性，這些特性使納米陶瓷材料可在常溫或次高溫下進(jìn)行冷加 工。如果在次高溫下將納米陶瓷顆粒加工成形，然后做表面退火處理，就可以使 納米材料成為一種表面保持常規(guī)陶瓷材料的硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，而內(nèi)部仍具有納 米材料的延展性的高性能陶瓷。3、納米傳感器納米二氧化鋯、氧化鎳、二氧化鈦等陶瓷對(duì)溫度變化、紅外線以及汽車尾氣 都十分敏感。因此，可以用它們制作溫度傳感器、紅外線檢測(cè)儀和汽車尾氣檢測(cè) 儀，檢測(cè)靈敏度比普通的同類陶瓷傳感器高得多。4、納米傾斜功能材料在航

3、天用的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃燒室的內(nèi)表面需要耐高溫，其外表面要與冷卻 劑接觸。因此，內(nèi)表面要用陶瓷制作，外表面則要用導(dǎo)熱性良好的金屬制作。但 塊狀陶瓷和金屬很難結(jié)合在一起。如果制作時(shí)在金屬和陶瓷之間使其成分逐漸地 連續(xù)變化，讓金屬和陶瓷“你中有我、我中有你”，便能結(jié)合在一起形成傾斜功 能材料，它的意思是其中的成分變化像一個(gè)傾斜的梯子。當(dāng)用金屬和陶瓷納米顆 粒按其含量逐漸變化的要求混合后燒結(jié)成形時(shí)，就能達(dá)到燃燒室內(nèi)側(cè)耐高溫、外 側(cè)有良好導(dǎo)熱性的要求。5、納米半導(dǎo)體材料將硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成納米材料，具有許多優(yōu)異性能。例如，納米 半導(dǎo)體中的量子隧道效應(yīng)使某些半導(dǎo)體材料的電子輸運(yùn)反常、導(dǎo)電率降低，電

4、導(dǎo) 熱系數(shù)也隨顆粒尺寸的減小而下降，甚至出現(xiàn)負(fù)值。這些特性在大規(guī)模集成電路 器件、光電器件等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。利用半導(dǎo)體納米粒子可以制備出光電轉(zhuǎn)化效率高的、即使在陰雨天也能正常 工作的新型太陽(yáng)能電池。由于納米半導(dǎo)體粒子受光照射時(shí)產(chǎn)生的電子和空穴具有 較強(qiáng)的還原和氧化能力，因而它能氧化有毒的無(wú)機(jī)物，降解大多數(shù)有機(jī)物，然后 生成無(wú)毒、無(wú)味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半導(dǎo)體納米粒子利用太陽(yáng)能 催化分解無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。6、納米催化材料納米粒子是一種很好的催化劑，這是由于納米粒子尺寸小、表面的體積分?jǐn)?shù) 較大、表面的化學(xué)鍵狀態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同、表面原子配位不全，導(dǎo)致表 面的活性位置增加，使它具

5、備了作為催化劑的基本條件。鎳或銅鋅化合物的納米 粒子對(duì)某些有機(jī)物的氫化反應(yīng)是很好的催化劑，可替代昂貴的鉑或鈀催化劑。納 米鉑黑催化劑可以使乙烯的氧化反應(yīng)的溫度從600C降低到室溫。7、醫(yī)療上的應(yīng)用血液中紅血球的大小為60009000nm，而納米粒子只有幾個(gè)納米大小，實(shí) 際上比紅血球小得多，因此它可以在血液中自由活動(dòng)。如果把各種有治療作用的 納米粒子注入到人體各個(gè)部位，便可以檢查病變和進(jìn)行治療，其作用要比傳統(tǒng)的 打針、吃藥的效果好。碳材料的血液相溶性非常好，21世紀(jì)的人工心瓣都是在 材料基底上沉積一層熱解碳或類金剛石碳。但是這種沉積工藝比較復(fù)雜，而且一 般只適用于制備硬材料。8、家電用納米材料制成的納米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、 抗紫外線等作用，可用為作電冰箱、空調(diào)外殼里的抗菌除味塑料。9、環(huán)境保護(hù)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)功能獨(dú)特的納米膜。這種膜能夠探測(cè)到由化學(xué)和生物制 劑造成的污染，并能夠?qū)@些制劑進(jìn)行過(guò)濾，從而消除污染。10、紡織工業(yè)在合成纖維樹(shù)脂中添加納米SiO2、納米ZnO、納米SiO2復(fù)配粉體材料，經(jīng) 抽絲、織布，可制成殺菌、防霉、除臭和抗紫外線輻射的內(nèi)衣和服裝，可用于制 造抗菌內(nèi)衣、用品，可制得滿足國(guó)防工業(yè)要求的抗紫外線輻射的功能纖維。11、機(jī)械工業(yè)采用納米材料技術(shù)對(duì)機(jī)械關(guān)鍵零部件進(jìn)行金屬表面納米粉涂層處理，可以提 高機(jī)械設(shè)備的耐磨性、硬