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第一篇：納米技術(shù)的未來展望論文

摘要:納米技術(shù)作為一門新興的技術(shù)，在多個領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用，尤其是極大地推動了新型建材的發(fā)展，介紹了納米技術(shù)在新型建筑涂料、復(fù)合水泥、自潔玻璃、陶瓷、防護(hù)材料等方面的應(yīng)用，通過論述可知，納米材料在新型建材領(lǐng)域具有很好的發(fā)展應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:納米技術(shù);新型建材;應(yīng)用;前景

1 納米涂料的應(yīng)用

通常傳統(tǒng)的涂料都存在懸浮穩(wěn)定性差，耐老化、耐洗刷性差，光潔度不夠等缺陷。而納米涂料則能較好的解決這一問題，納米涂料具有下述優(yōu)越的性能:

(1)具有很好的伸縮性，能夠彌蓋墻體細(xì)小裂縫，具有對微裂縫的自修復(fù)作用。

(2)具有很好的防水性，抗異物粘附、沾污性能，抗堿、耐沖刷性。

(3)具有除臭、殺菌、防塵以及隔熱保溫性能。

(4)納米涂料的色澤鮮艷柔和，手感柔和，漆膜平整，改善建筑的外觀等。

雖然國內(nèi)外對納米涂料的研究還處在初步階段，但是已在工程上得到了較廣泛的應(yīng)用，如北京納美公司生產(chǎn)的納米系列涂料已大量應(yīng)用于北京建欣苑、建東苑等住宅區(qū)的外墻粉刷，效果良好。在首體改造工程中，使用納米涂料1700噸，涂刷6萬平方米。復(fù)旦大學(xué)教育部先進(jìn)涂料工程研究中心的專家已研發(fā)出了“透明隔熱玻璃涂料”。

2 納米水泥的應(yīng)用

普通水泥混凝土因其剛性較大而柔性較小，同時其自身也存在一些固有的缺陷，使其在使用過程中不可避免地產(chǎn)生開裂并破壞。為了解決這一問題就必須加速對具有特殊性能混凝土的研發(fā)，而納米混凝土就能有效的解決這樣問題，納米混凝土，與普通混凝土相比，納米混凝土的強(qiáng)度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有顯著提高，同時還具有防水、吸聲、吸收電磁波等性能，因而可用于一些特殊的建筑設(shè)施中(如國防設(shè)施)。通常在普通混凝土中加入納米礦粉(納米級SiO2、納米級CaCO3)或者納米金屬粉末已達(dá)到納米混凝土的性能，而且通過改變納米材料的摻量還能配置出防水砂漿等。目前開發(fā)研制的納米水泥材料包括納米防水復(fù)合水泥，納米敏感水泥、納米環(huán)保復(fù)合水泥以及納米隱身復(fù)合水泥。

納米防水水泥是通過在水泥中添加XPM水泥外加劑的納米材料而制成的，該納米外加劑摻入水泥后，可以加快水泥誘導(dǎo)期和加速期的水化反應(yīng)，改善水泥凝固的三維結(jié)構(gòu)，同時提高水泥石的密實(shí)度，增強(qiáng)了防水性能。

納米敏感水泥是在水泥中加入對周圍環(huán)境變化十分敏感的納米材料，從而達(dá)到改善水泥制品溫敏、濕敏、氣敏、力敏等性能。根據(jù)添加的敏感材料的不同可將納米敏感水泥用于化工廠的建設(shè)、高速路面的鋪設(shè)等。

納米環(huán)保復(fù)合水泥是利用納米材料的光催化功能，從而使水泥制品具有殺菌、除臭以及表面自清潔等功能。通常是選用TiO2作為納米添加劑。

納米隱身復(fù)合材料是通過使用具有吸收電磁波功能的納米材料(納米金屬粉居多)，在電磁波照射時，納米材料的表面效應(yīng)使得原子與電子運(yùn)動加劇，促使電子能轉(zhuǎn)化為熱能，加強(qiáng)對電磁波的吸收，從何使材料能夠在很寬的頻帶范圍內(nèi)避開雷達(dá)、紅外光的偵查，這一材料常用于軍事國防建筑等。

3 納米玻璃的應(yīng)用

普通玻璃在使用過程中會吸附空氣中的有機(jī)物，形成難以清洗的有機(jī)污垢，同時，水在玻璃上易形成水霧，影響可見度和反光度。而通過在平板玻璃的兩面鍍制一層TiO2納米薄膜形成的納米玻璃，則能有效的解決上述缺陷，同時TiO2光催化劑在陽光作用下，可以分解甲醛、氨氣等有害氣體。此外納米玻璃具有非常好的透光性以及機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。將這種玻璃用作屏幕玻璃、大廈玻璃、住宅玻璃等可免去麻煩的人工清洗過程。

4 納米技術(shù)在陶瓷材料中的應(yīng)用

陶瓷因其具有較好的耐高溫以及抗腐蝕性以及良好的外觀性能而在工程界得到了廣泛的應(yīng)用(如鋪貼墻面的瓷磚)，但是陶瓷易發(fā)生脆性破壞，因而在使用過程中也受到了一定的限制。使用納米材料開發(fā)研制的納米陶瓷則具有良好的塑性性能，能夠吸收一定量的外來能量。在陶瓷基中加入納米級的金屬碳化物纖維可以大大提高陶瓷的強(qiáng)度，同時具有良好的抗燒蝕性，火箭噴氣口的耐高溫材料就選用納米金屬陶瓷作為耐高溫材料。用納米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3等制成的陶瓷材料具有高硬度、高韌性、高強(qiáng)度、耐磨性、低溫超塑性、抗冷熱疲勞等性能優(yōu)點(diǎn)。納米陶瓷將作為防腐、耐熱、耐磨的新材料在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

5 納米技術(shù)在防護(hù)材料中的應(yīng)用

通常是在膠料中加入炭黑等以提高材料的防水性能，但這種材料的耐腐蝕性以及耐侯性較差，易老化，研制具有高強(qiáng)、耐腐蝕、抗老化性能的防水材料也是工程界一直在積極研究的問題，納米防水材料能夠很好滿足上述要求，北京建筑科學(xué)研究院就成功的研制了具有較好耐老化性能的納米防水卷材，該類防水卷材具有很好的強(qiáng)度、韌性、抗老化性以及光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。納米防水卷材具有叫廣泛的應(yīng)用前景，如建筑頂面、地下室、衛(wèi)生間、水利堤壩以及防潛工程等。

6 納米保溫材料

隨著我國推行節(jié)能減排的方針，工程界也越來越注重建筑的保溫節(jié)能性能，我國目前使用的比較多的仍是聚氨酯、石棉等傳統(tǒng)隔熱保溫材料，這些材料在使用過程中容易產(chǎn)生一些對人體有害的物質(zhì)，如石棉與纖維制品含有致癌物質(zhì)，聚氨酯泡沫燃燒后釋放有毒氣體，而通過使用納米材料開發(fā)研制的保溫材料則能避免這些弊端，如以無機(jī)硅酸鹽為基料，經(jīng)高溫高壓納米功能材料改性而成的保溫材料不僅具有很好的保溫效果，同時對人體也無損害，是一種綠色環(huán)保保溫材料。

7 納米技術(shù)在其粘合劑以及密封材料和潤滑劑方面的應(yīng)用

對于一些在深海中作業(yè)的結(jié)構(gòu)以及其他特殊環(huán)境下工作的構(gòu)件，它們對結(jié)構(gòu)的密封性的要求非常高，已超過了普通粘合劑和密封劑所能滿足的范圍。國外通過在普通粘合劑和密封膠中添加納米SiO2等添加劑，使粘合劑的粘結(jié)效果和密封膠的密封性能都大大提高。其工作機(jī)理是在納米SiO2的表面包覆一層有機(jī)材料，使之具有永久性，將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結(jié)構(gòu)，即納米SiO2形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膠體流動，提高粘接效果，由于顆粒尺寸小，更增加了膠的密封性。大型建材機(jī)械等主機(jī)工作時的噪聲達(dá)到上百分貝，用納米材料制成的潤滑劑，既能在物體表面形成半永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生根好的潤滑作用，大大降低噪聲，又能延長裝備使用壽命，具有非常好的應(yīng)用前景。

8 結(jié)語

納米技術(shù)作為一門新興的學(xué)科，被譽(yù)為二十一世紀(jì)最具有發(fā)展前景的技術(shù)，是對未來經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展產(chǎn)生重大影響的一種關(guān)鍵性前沿技術(shù)。納米技術(shù)在建筑材料方面的應(yīng)用前景非常廣闊，納米技術(shù)不僅會推動建材新產(chǎn)品的開發(fā)，還將為改善人們的生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量做出不可估量的貢獻(xiàn)。納米功能材料已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，目前研究開發(fā)工作正處于剛剛起步階段，還有很多問題還未很好的解決，需要將進(jìn)一步加速對納米材料的研究以及推廣應(yīng)用。納米材料將成為21世紀(jì)新型建筑材料的發(fā)展新方向，相信在不久的將來，我們將跨入一個全新的材料時代―納米材料時代。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：納米技術(shù)的未來展望論文

一：納米科技的起源：

納米是長度度量單位，一納米為十億分之一米。納米科技這一初始概念是已故美國著名物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎得主費(fèi)恩曼(R．Feynman)于1959年在美國加州理工學(xué)院作題為“在低部還有很大空間”的講演中提出的。費(fèi)恩曼指出：如果人類能夠在原子或分子尺度上來加工材料、制備裝置，則將會有許多激動人心的新發(fā)現(xiàn)。他還強(qiáng)調(diào)：人們需要新型的微型化儀器來操縱納米結(jié)構(gòu)并測定其性質(zhì)。費(fèi)恩曼憧憬說：試想，如果有一天，人們可以按自己的意志來安排一個個原子，將會產(chǎn)生怎樣的奇怪現(xiàn)象。

與所有的天才假想一樣，費(fèi)恩曼的科學(xué)思想起初并未被接受。然而科技的迅猛發(fā)展很快證明了費(fèi)恩曼是正確的。繼費(fèi)恩曼之后，許多科學(xué)家又盡情發(fā)揮想像力，從不同角度繼續(xù)編織納米技術(shù)的神奇夢想。

納米科技的迅速發(fā)展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，賓尼希(C．Binnig)和羅雷爾(H．Rohrer)等人發(fā)明了費(fèi)恩曼所期望的納米科技研究的重要儀器－－掃描隧穿顯微鏡(scanning tunneling microscopy，STM)。STM不僅以極高的分辨率揭示出了“可見”的原子、分子微觀世界，同時也為操縱原子、分子提供了有力工具，從而為人類進(jìn)入納米世界打開了一扇更加寬廣的大門。

與此同時，納米尺度上的多學(xué)科交叉迅速形成了一個有廣泛學(xué)科內(nèi)容和潛在應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域。1990年，納米技術(shù)獲得了重大突破。美國IBM公司阿爾馬登研究中心（Almaden Research Center）的科學(xué)家使用STM把35個氙原子移動到各自的位置，組成了“IBM”三個字母，這三個字母加起來不到3納米長。

1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)大會和第五屆國際掃描隧穿顯微

學(xué)大會在美國巴爾的摩同時召開，正式宣告了納米科技作為一門學(xué)科的誕生。其后，《納米技術(shù)》、《納米生物學(xué)》、《納米粒子研究》等國際性專業(yè)期刊也相繼問世。至此，納米科技正式步入科學(xué)殿堂，并迅速成為一顆耀眼的新星。

二：納米科技的發(fā)展前景

鑒于納米科技對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要影響，世界上掀起了納米技術(shù)研究的熱潮，很多國家紛紛制訂納米技術(shù)研究開發(fā)專門計(jì)劃，爭取搶占21世紀(jì)科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)。綜合分析國內(nèi)外納米科技發(fā)展現(xiàn)狀，目前，納米科技的發(fā)展大致有幾個方面的發(fā)展趨勢。

材料與制造：納米技術(shù)將對材料制備產(chǎn)生根本變革：將合成并建造尺寸和性能可控、重量更輕、強(qiáng)度更高、加工性更好的材料；以新原理和新結(jié)構(gòu)在納米層次上構(gòu)筑特定性質(zhì)的或自然界不存在的材料，以及其他生物材料和仿生材料。

納米電子與器件：將研制更節(jié)能、更價廉、使計(jì)算機(jī)的效率提高百萬倍的納米結(jié)構(gòu)微處理器、更高工作頻率的寬帶網(wǎng)、海量的存儲器、集傳感、數(shù)據(jù)處理和通訊為一體的智能器件等。

環(huán)境和能源：發(fā)展綠色能源和環(huán)境處理技術(shù)，減少污染和恢復(fù)被損壞的環(huán)境；提高監(jiān)測環(huán)境的傳感器靈敏度；更有效地處理核廢料；利用納米過濾器分離核燃料中的同位素；成倍提高太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換率。

醫(yī)學(xué)和衛(wèi)生：納米技術(shù)將給醫(yī)學(xué)帶來變革：利用納米器件進(jìn)行基因診斷，以及早發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞，并主動搜索和攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織；為藥物在體內(nèi)輸運(yùn)提供新的方式和路線；預(yù)防移植后的排斥反應(yīng)。

生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)：生物合成為制造新的化學(xué)品和新藥提供了新方式。通過在納米尺度上按照預(yù)定的對稱性和排列制備具有生物活性的蛋白質(zhì)、核糖核酸等，對動植物的基因進(jìn)行改善和治療，將藥物和基因植入動物體內(nèi)，利用納

米陣列測試DNA，了解生物的基因和基因表達(dá)。

航空與航天：納米器件在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅可增加有效載荷，更重要的是可使耗能指標(biāo)指數(shù)成倍地降低。這方面的研究內(nèi)容還包括：設(shè)計(jì)和制造重量更輕、強(qiáng)度更高、熱穩(wěn)定性更好的納米結(jié)構(gòu)材料；為微型航天器研制用納米集成的測試、控制和電子設(shè)備；研制低能耗、抗輻射、高性能的計(jì)算機(jī)。

科學(xué)與教育：納米科學(xué)將極大地改變?nèi)藗儗陀^世界的認(rèn)知水平，推動物理、化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程學(xué)等學(xué)科的發(fā)展。

國家安全：由于納米技術(shù)對經(jīng)濟(jì)社會的廣泛滲透，擁有納米技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)和廣泛應(yīng)用這些技術(shù)的國家將在國家經(jīng)濟(jì)和國防安全方面處于有利地位。通過先進(jìn)的納米電子器件在信息控制方面的應(yīng)用，可極大地提高軍隊(duì)在預(yù)警、導(dǎo)彈攔截等方面的反應(yīng)速度；通過納米機(jī)械學(xué)、微小機(jī)器人的應(yīng)用，可提高部隊(duì)的靈活性并增加戰(zhàn)斗的有效性；通過納米材料技術(shù)的應(yīng)用，可大大提高艦船、潛艇和戰(zhàn)斗機(jī)等武器裝備的耐腐蝕性、吸波性和隱蔽性。

由于人們在原子、分子水平上對物質(zhì)控制能力的提高，納米科技發(fā)展的進(jìn)程正在逐步加快。2000年10月，中國政府明確提出了將新材料和納米科學(xué)的進(jìn)展作為“十五”規(guī)劃中科技進(jìn)步和創(chuàng)新的重要任務(wù)，這為中國21世紀(jì)納米科技的快速發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。近年來，中國的納米材料研究取得了重要進(jìn)展，引起了國際上的關(guān)注，使中國的基礎(chǔ)研究在國際上占有了一席之地，應(yīng)用開發(fā)研究也出現(xiàn)了新局面。相信在各方的共同努力下，中國定會為納米科技的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。