第一篇：納米材料與納米技術(shù)選修結(jié)課論文

考試序列號__88__

通識教育課程論文

論文題目：納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

課程名稱: 納米材料與納米技術(shù) 學院 外國語學院 專業(yè)班級 15級科技英語2班 學 號 3115006865 姓 名 劉輝鷹 聯(lián)系方式 *** 任課教師 陶平均

2016年10月31日 摘要：

1、納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬分之一毫米。

2、納米技術(shù)帶動了技術(shù)革命。

3、利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細血管，“餓死”癌細胞。

4、如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射。

5、納米技術(shù)是多科學綜合，有些目標需要長時間的努力才會實現(xiàn)。

6、納米技術(shù)和信息科學技術(shù)、生命科學技術(shù)是當前的科學發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類社會、生存環(huán)境和科學技術(shù)本身變得更美好。

7、納米技術(shù)可以觀察病人身體中的癌細胞病變及情況，可讓醫(yī)生對癥下藥。

和生物技術(shù)一樣，納米科技也有很多環(huán)境和安全問題（比如尺寸小是否會避開生物的自然防御系統(tǒng)，還有是否能生物降解、毒性副作用如何等等）。

1、納米材料與納米技術(shù)的定義：

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，這大約相當于10~100個原子緊密排列在一起的尺度。

納米科學技術(shù)是介于微觀與宏觀之間的介觀物理，關(guān)于納米科學技術(shù)的定義很多，具有代表性的說法有：如英國科學家阿爾培特.佛朗克斯教授把納米技術(shù)定義為“在0.1-100納米尺度范圍起關(guān)鍵作用的科學技術(shù)領(lǐng)域?！泵绹皣壹{米技術(shù)倡議”（NNI）即推薦采用科普作家伊凡.阿莫托在一本小冊子中的提法：“納米科學和納米技術(shù)一般是指，在納米尺度上，則從一納米到幾百納米介觀范圍內(nèi)，所從事的工作范疇”。

2、納米材料與納米技術(shù)的現(xiàn)狀

目前納米材料及技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，在專業(yè)電子信息產(chǎn)業(yè)，納米技術(shù)的應(yīng)用將為電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展克服以強場效應(yīng)、量子隧穿效應(yīng)等為代表的物理限制，以功耗、互聯(lián)延遲、光刻等為代表的技術(shù)限制和制造成本昂貴、用戶難以承受的經(jīng)濟限制，制造出基于量子效應(yīng)的新型納米器件和制備技術(shù)。具有量子效應(yīng)的納米信息材料將提供不同于傳統(tǒng)器件的全新功能，從而產(chǎn)生出新的經(jīng)濟增長點。這將是對信息產(chǎn)業(yè)和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的一場深刻的革命。這些技術(shù)的突破將全面地改變?nèi)祟惖纳娣绞?，它所帶來的?jīng)濟價值是難以估量的。正如美國《新技術(shù)周刊》指出，納米技術(shù)在電子信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，將成為21世紀經(jīng)濟增長的一個主要發(fā)動機，其作用可使微電子學在21世紀對世界的影響相形見絀。納米技術(shù)將在生物醫(yī)學、藥學、人類健康等生命科學領(lǐng)域有重大應(yīng)用。在納米生物材料、微細加工、光學顯示、生物信息和分子生物學等技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，發(fā)展生物芯片技術(shù)、形成新型生物分子識別的專家系統(tǒng)、臨床疾病檢測系統(tǒng)、藥物篩選系統(tǒng)和生物工業(yè)活性監(jiān)測系統(tǒng)等實用化技術(shù)，具有重要的社會與經(jīng)濟前景。預計到!“-#年，僅納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用，全球市場將達到2000億美元。

納米技術(shù)的廣義范圍可包括納米材料技術(shù)及納米加工技術(shù)、納米測量技術(shù)、納米應(yīng)用技術(shù)等方面。其中納米材料技術(shù)著重于納米功能性材料的生產(chǎn)（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測技術(shù)（化學組成、微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、物、化、電、磁、熱及光學等性能）。納米加工技術(shù)包含精密加工技術(shù)（能量束加工等）及掃描探針技術(shù)。

納米粒子異于大塊物質(zhì)的理由是在其表面積相對增大，也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結(jié)，同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。

就熔點來說，納米粉末中由于每一粒子組成原子少，表面原子處于不安定狀態(tài)，使其表面晶格震動的振幅較大，所以具有較高的表面能量，造成超微粒子特有的熱性質(zhì)，也就是造成熔點下降，同時納米粉末將比傳統(tǒng)粉末容易在較低溫度燒結(jié)，而成為良好的燒結(jié)促進材料。

一般常見的磁性物質(zhì)均屬多磁區(qū)之集合體，當粒子尺寸小至無法區(qū)分出其磁區(qū)時，即形成單磁區(qū)之磁性物質(zhì)。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時，將成為優(yōu)異的磁性材料。

納米粒子的粒徑（10納米～100納米）小于光波的長，因此將與入射光產(chǎn)生復雜的交互作用。金屬在適當?shù)恼舭l(fā)沉積條件下，可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子，稱為金屬黑，這與金屬在真空鍍膜形成高反射率光澤面成強烈對比。納米材料因其光吸收率大的特色，可應(yīng)用于紅外線感測器材料。

3、納米材料與技術(shù)的發(fā)展趨勢：

自20世紀70年代納米顆粒材料問世以來，從研究內(nèi)涵和特點大致可劃分為三個階段：

第一階段（1990年以前）：主要是在實驗室探索用各種方法制備各種材料的納米顆粒粉體或合成塊體，研究評估表征的方法，探索納米材料不同于普通材料的特殊性能；研究對象一般局限在單一材料和單相材料，國際上通常把這種材料稱為納米晶或納米相材料。

第二階段（1990~1994年）：人們關(guān)注的熱點是如何利用納米材料已發(fā)掘的物理和化學特性，設(shè)計納米復合材料，復合材料的合成和物性探索一度成為納米材料研究的主導方向。

第三階段（1994年至今）：納米組裝體系、人工組裝合成的納米結(jié)構(gòu)材料體系正在成為納米材料研究的新熱點。國際上把這類材料稱為納米組裝材料體系或者納米尺度的圖案材料。它的基本內(nèi)涵是以納米顆粒以及它們組成的納米絲、管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結(jié)構(gòu)的體系。

而今天，從技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展趨勢來看，需要更精致、環(huán)境友好、更具有智能化的技術(shù)創(chuàng)新。

納米材料具有一定的獨特性，當物質(zhì)尺度小到一定程度時，則必須改用量子力學取代傳統(tǒng)力學的觀點來描述它的行為，當粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時，其粒徑雖改變?yōu)?000倍，但換算成體積時則將有10的9次方倍之巨，所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。

高級納米技術(shù)，有時被稱為分子制造，用于描述分子尺度上的納米工程系統(tǒng)（納米機器）。無數(shù)例子證明，億萬年的進化能夠產(chǎn)生復雜的、隨機優(yōu)化的生物機器。在納米領(lǐng)域中，我們希望使用仿生學的方法找到制造納米機器的捷徑。然而，K Eric Drexler和其他研究者提出：高級納米技術(shù)雖然最初會使用仿生學輔助手段，最終可能會建立在機械工程的原理上。

單純由大到?。╰op down）的創(chuàng)新思維和方法已經(jīng)面臨挑戰(zhàn)，納米科學技術(shù)的研究方法（approaches），即提出了全新的創(chuàng)新思維和方法，這里有兩種方法：第一是繼續(xù)沿著古已有之的”由大到小“（top down）思路和方法干下去，不過這里的”小“可不是原有意義上的毫米、微米的小，而是在納米尺度（0.1-100nm）上的小，在這么”小“的地方出現(xiàn)的景觀同傳統(tǒng)意義上的毫米、微米尺度上的出現(xiàn)的景象根本不同，在這里真正的發(fā)生了量子力學上的波粒二像性?，F(xiàn)在用這種方法（top down），可以在宏觀塊體材料（如半導體）上利用機械和蝕刻技術(shù)制造納米尺度結(jié)構(gòu)。納米材料的制備的種種方法，還是這一方法。估計二十一世紀的前半葉，甚至更長時間，這種方法還起到支柱作用。但是它創(chuàng)造的文明會是非常輝煌的。第二種方法，就是實現(xiàn)量子物理學界的奇才費曼所預言的那樣”物理學的規(guī)律不排除一個原子一個原子地制造物品的可能性“。即”由小到大"（bottom up）的方法，人們按需要用一個個原子或一個個分子組裝創(chuàng)造出有機和無機物品。這方面的創(chuàng)新工作已取得一些成果，見諸報端的不少，但離真正的實用還要走很長的路。

4、納米材料與納米技術(shù)的應(yīng)用：

1、天然納米材料

海龜在美國佛羅里達州的海邊產(chǎn)卵，但出生后的幼小海龜為了尋找食物，卻要游到英國附近的海域，才能得以生存和長大。最后，長大的海龜還要再回到佛羅里達州的海邊產(chǎn)卵。如此來回約需5～6年，為什么海龜能夠進行幾萬千米的長途跋涉呢？它們依靠的是頭部內(nèi)的納米磁性材料，為它們準確無誤地導航。

生物學家在研究鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物為什么從來不會迷失方向時，也發(fā)現(xiàn)這些生物體內(nèi)同樣存在著納米材料為它們導航。

2、納米磁性材料

在實際中應(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γ-Fe2O3高幾十倍。超順磁的強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)密封及潤滑和選礦等領(lǐng)域。

3、納米陶瓷材料

傳統(tǒng)的陶瓷材料中晶粒不易滑動，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動，因此，納米陶瓷材料具有極高的強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。

4、納米傳感器

納米二氧化鋯、氧化鎳、二氧化鈦等陶瓷對溫度變化、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、紅外線檢測儀和汽車尾氣檢測儀，檢測靈敏度比普通的同類陶瓷傳感器高得多。

5、納米傾斜功能材料

在航天用的氫氧發(fā)動機中，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”，最終便能結(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傾斜的梯子。當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，就能達到燃燒室內(nèi)側(cè)耐高溫、外側(cè)有良好導熱性的要求。

6、納米半導體材料

將硅、砷化鎵等半導體材料制成納米材料，具有許多優(yōu)異性能。例如，納米半導體中的量子隧道效應(yīng)使某些半導體材料的電子輸運反常、導電率降低，電導熱系數(shù)也隨顆粒尺寸的減小而下降，甚至出現(xiàn)負值。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能電池。由于納米半導體粒子受光照射時產(chǎn)生的電子和空穴具有較強的還原和氧化能力，因而它能氧化有毒的無機物，降解大多數(shù)有機物，最終生成無毒、無味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半導體納米粒子利用太陽能催化分解無機物和有機物。

7、納米催化材料

納米粒子是一種極好的催化劑，這是由于納米粒子尺寸小、表面的體積分數(shù)較大、表面的化學鍵狀態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同、表面原子配位不全，導致表面的活性位置增加，使它具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某些有機物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，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600 ℃降低到室溫。

8、醫(yī)療上的應(yīng)用

血液中紅血球的大小為6 000～9 000 nm，而納米粒子只有幾個納米大小，實際上比紅血球小得多，因此它可以在血液中自由活動。如果把各種有治療作用的納米粒子注入到人體各個部位，便可以檢查病變和進行治療，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雜，而且一般只適用于制備硬材料。

介入性氣囊和導管一般是用高彈性的聚氨酯材料制備，通過把具有高長徑比和純碳原子組成的碳納米管材料引入到高彈性的聚氨酯中，我們可以使這種聚合物材料一方面保持其優(yōu)異的力學性質(zhì)和容易加工成型的特性，一方面獲得更好的血液相溶性。

實驗結(jié)果顯示，這種納米復合材料引起血液溶血的程度會降低，激活血小板的程度也會降低。

使用納米技術(shù)能使藥品生產(chǎn)過程越來越精細，并在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品。納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便，用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入人體后可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測少量血液，就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。通過納米粒子的特殊性能在納米粒子表面進行修飾形成一些具有靶向，可控釋放，便于檢測的藥物傳輸載體，為身體的局部病變的治療提供新的方法，為藥物開發(fā)開辟了新的方向。

9、納米碳管

1991年，日本的專家制備出了一種稱為“納米碳管”的材料，它是由許多六邊形的環(huán)狀碳原子組合而成的一種管狀物，也可以是由同軸的幾根管狀物套在一起組成的。這種單層和多層的管狀物的兩端常常都是封死的，如圖所示。

這種由碳原子組成的管狀物的直徑和管長的尺寸都是納米量級的，因此被稱為納米碳管。它的抗張強度比鋼高出100倍，導電率比銅還要高。

在空氣中將納米碳管加熱到700 ℃左右，使管子頂部封口處的碳原子因被氧化而破壞，成了開口的納米碳管。然后用電子束將低熔點金屬（如鉛）蒸發(fā)后凝聚在開口的納米碳管上，由于虹吸作用，金屬便進入納米碳管中空的芯部。由于納米碳管的直徑極小，因此管內(nèi)形成的金屬絲也特別細，被稱為納米絲，它產(chǎn)生的尺寸效應(yīng)是具有超導性。因此，納米碳管加上納米絲可能成為新型的超導體。

納米技術(shù)在世界各國尚處于萌芽階段，美、日、德等少數(shù)國家，雖然已經(jīng)初具基礎(chǔ)，但是尚在研究之中，新理論和技術(shù)的出現(xiàn)仍然方興未艾。我國已努力趕上先進國家水平，研究隊伍也在日漸壯大。

5、納米材料與納米技術(shù)存在的問題：

盡管納米材料在生物醫(yī)學領(lǐng)域產(chǎn)生的革命性的變化，但是納米材料的安全性問題同時也非常值得我們關(guān)注。任何一門技術(shù)都具有雙面性，即有有利的一面也會存在有害的一面，納米材料也不例外。

對納米材料安全性的研究工作最早的是英國牛津大學和蒙特利爾大學的科學家在1997年發(fā)現(xiàn)防曬霜中的TiO2和ZnO納米顆粒會破壞皮膚細胞的DNA。直到2003年3月，美國化學會年會上的有關(guān)納米顆粒對生物可能存在危害的報告才引起了世界對納米材料安全性的廣泛關(guān)注。紐約羅切斯特大學的研究者讓大鼠在含有粒徑為20nm的聚四氟乙烯（特氟龍）顆粒的空氣中生活15分鐘，大多數(shù)實驗大鼠在隨后4小時內(nèi)死亡；而另一組生活在含120nm特氟龍顆粒的空氣中的大鼠，則安然無恙。

參考文獻：

【1】徐云龍，趙崇軍，錢秀珍.納米材料科學概論[M].上海：華東理工大學出版社，2008：21.【2】賈寶賢，李文卓.微納米科學技術(shù)導論[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007：3.【3】汪冰，豐偉悅，趙宇亮，邢更妹，柴之芳.納米材料生物效應(yīng)及其毒理學研究進展[J].中國科學，2005，（1）.【4】}張立德.我國納米材料研究的現(xiàn)狀[J].中國粉體技術(shù)，2001，（5）.

第二篇：納米材料與納米技術(shù)論文

納米材料與納米技術(shù)

學院：自動化學院

專業(yè)年級： 2015級物聯(lián)網(wǎng)工程 學生姓名：梁建業(yè) 學號：3115001473

4班 摘要：納米技術(shù)是當今世界最有前途的決定性技術(shù)。文章簡要了解納米材料和納米技術(shù)，介紹它的一些相關(guān)的應(yīng)用及其在國內(nèi)外的現(xiàn)狀，并嘗試預測它的發(fā)展趨勢。與此同時，也共同探討下其存在的問題。首先，讓我們來簡單地了解下納米材料和納米技術(shù)吧！一． 什么是納米材料？

納米是一個長度單位，1nm=10ˉ9m。納米材料是指在結(jié)構(gòu)上具有納米尺度調(diào)制特征的材料，納米尺度一般是指1~100nm。當一種材料的結(jié)構(gòu)進入納米尺度特征范圍時，其某個或某些性能會發(fā)生明顯的變化。納米尺度和性能的特異變化是納米材料必須同時具備的兩個基本特征。

按材質(zhì)，納米材料可分為納米金屬材料、納米非金屬材料、納米高分子材料和納米復合材料。其中納米非金屬材料又可細分為納米陶瓷材料、納米氧化物材料和其他非金屬納米材料。

按納米尺度在空間的表達特征，納米材料可分為零維納米材料即納米顆粒材料、一維納米材料（如納米線、棒、絲、管和纖維等）、二維納米材料（如納米膜、納米盤和超晶格等）、納米結(jié)構(gòu)材料即納米空間材料（如介孔材料。

按形態(tài)，納米材料可分為納米顆粒材料、納米固體材料（也稱納米塊體材料）、納米膜材料以及納米液體材料（如磁性液體納米材料和納米溶膠等）。

按功能，納米材料可分為納米生物材料、納米磁性材料、納米藥物材料、納米催化材料、納米智能材料、納米吸波材料、納米熱敏材料以及納米環(huán)保材料等）。

二．什么是納米技術(shù)？

納米技術(shù)（nanotechnology）是指在0.1~100nm空間尺度上操縱原子和分子，對材料進行加工，制造具有特定功能的產(chǎn)品或?qū)ξ镔|(zhì)及其結(jié)構(gòu)進行研究的一門綜合性的高新技術(shù)學科。其實通俗的講就是“use little things to finish the big work”。我們在分子原子這樣的微小尺度上加工材料，得到一些新型的功能性的高科技產(chǎn)品，他們往往具有相比于一般材料更優(yōu)良的性能，具有很高的實用價值和研究價值。而將納米應(yīng)用到測量等方面，又可以達到高精度的效果，比如掃描隧道顯微鏡(STM)、原子顯微鏡(AFM)的發(fā)明等。另外還有：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工技術(shù)和納米計量學等方面的應(yīng)用。

三． 納米技術(shù)的特異性質(zhì)及其相關(guān)的應(yīng)用。

1.納米技術(shù)的具有的個性效應(yīng)。

小尺寸效應(yīng)是指：隨著顆粒尺寸的不斷減小，當進入納米量級的時候，顆粒的光、聲、電磁和熱力學等物理性質(zhì)將發(fā)生根本性變化的一類現(xiàn)象。比如磁性的納米顆粒的矯頑力異常之高，而且其有很多應(yīng)用，磁性車票、磁性鑰匙、磁性信用卡等都是應(yīng)用這一性質(zhì)；又如納米二氧化鈦陶瓷一改傳統(tǒng)陶瓷在室溫下可彎曲，塑性形變可達到100%，這就克服了傳統(tǒng)陶瓷性非常脆的弱點。

量子尺寸效應(yīng)是指：隨著顆粒的尺寸進入納米量級，電子能級也隨之從連續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的，也就是量子化的了，而且能級間距也發(fā)生了分裂。這時納米微粒的磁、光、聲、熱、電等性能有了根本性的轉(zhuǎn)變，例如實驗結(jié)果表明，納米銀是絕緣體。表面效應(yīng)是指：伴隨著顆粒尺寸的不斷減小，顆?？偟谋砻娣e大幅度變大，表面原子數(shù)急劇上升，與此同時，納米材料的表面能也急劇變大，這種現(xiàn)象稱之為表面效應(yīng)。由于表面原子活化能大，所以它們具有非常高的活性，很不穩(wěn)定，就更容易與其他物質(zhì)結(jié)合。我們熟悉的現(xiàn)象：納米金屬微粒在空氣中就能夠燃燒。

宏觀量子隧道效應(yīng)是指：一些宏觀量，例如量子相干器件中的磁通量、納米顆粒的電導率、超微顆粒的磁化強度等也具有隧道效應(yīng)的現(xiàn)象。

2.納米技術(shù)的特殊性質(zhì)。

（一）力學性質(zhì)

高韌、高硬、高強是結(jié)構(gòu)材料開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強度與粒徑成反比。納米材料的位錯密度很低，位錯滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其臨界位錯圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納米材料中位錯滑移和增殖不會發(fā)生，這就是納米晶強化效應(yīng)。金屬陶瓷作為刀具材料已有50多年歷史，由于金屬陶瓷的混合燒結(jié)和晶粒粗大的原因其力學強度一直難以有大的提高。應(yīng)用納米技術(shù)制成超細或納米晶粒材料時，其韌性、強度、硬度大幅提高，使其在難以加工材料刀具等領(lǐng)域占據(jù)了主導地位。使用納米技術(shù)制成的陶瓷、纖維廣泛地應(yīng)用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環(huán)境下使用。

（二）磁學性質(zhì)

當代計算機硬盤系統(tǒng)的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下，感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應(yīng)為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達50%，可以用于信息存儲的磁電阻讀出磁頭，具有相當高的靈敏度和低噪音。目前巨磁電阻效應(yīng)的讀出磁頭可將磁盤的記錄密度提高到1.71Gb/cm2。同時納米巨磁電阻材料的磁電阻與外磁場間存在近似線性的關(guān)系，所以也可以用作新型的磁傳感材料。高分子復合納米材料對可見光具有良好的透射率，對可見光的吸收系數(shù)比傳統(tǒng)粗晶材料低得多，而且對紅外波段的吸收系數(shù)至少比傳統(tǒng)粗晶材料低3個數(shù)量級，磁性比FeBO3和FeF3透明體至少高1個數(shù)量級，從而在光磁系統(tǒng)、光磁材料中有著廣泛的應(yīng)用。

（三）電學性質(zhì)

由于晶界面上原子體積分數(shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫侖堵塞效應(yīng)制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現(xiàn)出很好的晶體三極管放大特性。并根據(jù)低溫下碳納米管的三極管放大特性，成功研制出了室溫下的單電子晶體管。隨著單電子晶體管研究的深入進展，已經(jīng)成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。

（四）熱學性質(zhì)

納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲熱材料、納米復合材料的機械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對太陽光有強烈的吸收作用，從而有效地將太陽光能轉(zhuǎn)換為熱能。

（五）光學性質(zhì)

納米粒子的粒徑遠小于光波波長。與入射光有交互作用，光透性可以通過控制粒徑和氣孔率而加以精確控制，在光感應(yīng)和光過濾中應(yīng)用廣泛。由于量子尺寸效應(yīng)，納米半導體微粒的吸收光譜一般存在藍移現(xiàn)象，其光吸收率很大，所以可應(yīng)用于紅外線感測器材料。

（六）生物醫(yī)藥材料應(yīng)用

納米粒子比紅血細胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由運動，如果利用納米粒子研制成機器人，注入人體血管內(nèi)，就可以對人體進行全身健康檢查和治療，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物等，還可吞噬病毒，殺死癌細胞。在醫(yī)藥方面，可在納米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的輸運更加方便。

納米材料和納米技術(shù)的現(xiàn)狀： 一．國內(nèi)的研究現(xiàn)狀：

與國外相比,由于我們自身的某些特殊原因,國內(nèi)對納米材料的研究起步晚,確切的應(yīng)該是20世紀80年代,到現(xiàn)在僅僅三十來年的時間,但在納米材料其特異性能的誘惑下，在以中科院為龍頭的引導下，我國對納米材料的研究一直保持高速發(fā)展，并取得很多重大成果，使我國對納米材料的研究在總體水平上達到國際先進水平，當然這些成就的取得得益于國家對納米高端技術(shù)的高度重視，近年來納米材料已經(jīng)成為社會熱點話題，納米材料的應(yīng)用研究正如火如荼地進行，我國已經(jīng)進入了基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并重的新局面。由于我國納米材料研究方面已經(jīng)取得的驕人成果，使我們的研究情況在國際上都占有一定的地位。目前，我國納米材料研究資助項目，主要以金屬和無機非金屬材料主，占80%左右，高分子和化學合成材料是另一個重要方向，都有所突破。而納米結(jié)構(gòu)材料研究集中在納米晶、納米粉、納米薄膜、納米材料、納米材料改性、增強增韌、納米結(jié)構(gòu)和納米特性研究;納米功能材料的重點領(lǐng)域為納米信息材料、納米環(huán)境材料、納米傳感材料、熱電光磁環(huán)境下的特性研究。信息領(lǐng)域包括納米信息材料、納米電子學、納米器件等，是材料、物理、信息相互交叉、促進的領(lǐng)域。生命領(lǐng)域主要集中資助生物材料及應(yīng)用，如生物納米傳感、檢測等。礦物和巖土介質(zhì)中納米顆粒的分布和形成機理及應(yīng)用研究則是地球科學的主要內(nèi)容。

二．國外的研究現(xiàn)狀：

科學家很早就預言納米技術(shù)將在21世紀科技舞臺上扮演重要的角色。日本通產(chǎn)省政府與1990年做出資助兩項十年計劃的重要決定，分別是量子裝置計劃和關(guān)于原子技術(shù)的計劃，因此日本也就成為了世界上大規(guī)模大投入研究納米技術(shù)的先導國。日本的公司和研究所主要集中研究材料的加工和制造，包括先進的醫(yī)療診斷器械和微電子應(yīng)用方面。納米技術(shù)廣泛而細致，包括如納米顆粒的合成、加工，以及具有納米結(jié)構(gòu)的材料的制造等。目前，從總體實力上客觀評價，在納米材料合成和組裝研究方面美國處于領(lǐng)先地位，歐洲和日本緊隨其后；在生物方法以及其實際應(yīng)用方面，美國和歐洲又要強一點，日本稍遜一點點；納米分散和涂層方面美國與歐洲相近，日本的研究較晚一些，但日本在納米裝置領(lǐng)域和固體材料方面相當強悍，比美國、歐洲都先進。發(fā)展趨勢

一．納米材料的發(fā)展趨勢

(1)納米尺度。通過精確地控制尺寸和成分來合成材料單元,制備更輕更強的材料,并具有壽命長、維修費用低等特點;以新原理和新結(jié)構(gòu)在納米層次上構(gòu)筑特定性質(zhì)的生物材料和仿生材料;由于納米技術(shù)能使物質(zhì)的物理、化學性能發(fā)生根本的改變,如納米陶瓷硬如鋼鐵,而納米鋼卻能像橡膠那樣富有彈性等。所以,納米技術(shù)被認為是21世紀材料技術(shù)的發(fā)展方向。(2)航天和航空。這方面的研究主要包括:研制低能耗、抗輻射、高性能計算機;微型航天器用納米集成的測試、控制儀器和電子設(shè)備;抗熱脹、耐磨損的納米結(jié)構(gòu)涂層材料。(3)國家安全。通過納米電子器件在信息控制中的應(yīng)用,使軍隊在預警、導彈攔截等領(lǐng)域快速反應(yīng);用納米機械設(shè)備控制,國家核防衛(wèi)系統(tǒng)的性能將大大提高;通過納米材料的應(yīng)用,可使武器裝備的耐腐蝕、吸波性和隱蔽性有很大提高,可用于艦船、潛艇和戰(zhàn)斗機等。二．納米技術(shù)的發(fā)展趨勢(1)微電子和計算機。納米結(jié)構(gòu)的微處理器的效率將提高100萬倍,并實現(xiàn)兆兆比特的存儲器(提高1000倍);研制集成納米傳感器系統(tǒng)。(2)環(huán)境和能源。發(fā)展綠色能源和環(huán)境處理技術(shù),減少污染和恢復被破壞的環(huán)境;制備孔徑1nm的納孔材料作為催化劑的載體,用以消除水和空氣中的污染;成倍提高太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。

(3)醫(yī)學。納米粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更方便,將來用納米結(jié)構(gòu)“組裝”一種尋找病毒的藥物進入人體后,可對艾滋病、癌癥、病毒性感冒等進行治療;在人工器官外涂上納米粒子可預防移植后的排斥反應(yīng);研究與人體友好的人工組織、器官復明和復聰器件等。

(4)生物。在納米尺度上按照預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,在納米材料和器件中植入生物材料使其兼具生物功能,生物仿生化學藥品和生物可降解材料;動植物的基因改善和治療,測定DNA的基因芯片等。存在的問題： 一．社會危害

納米材料（包含有納米顆粒的材料）本身的存在并不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性，特別是他們的移動性和增強的反應(yīng)性。只有某些納米粒子的某些方面對生物或環(huán)境有害，我們才面臨一個真的危害。二．健康問題

納米顆粒進入人體有四種途徑：吸入，吞咽，從皮膚吸收或在醫(yī)療過程中被有意的注入（或由植入體釋放）。一旦進入人體，它們具有高度的可移動性。在一些個例中，它們甚至能穿越血腦屏障。

納米粒子在器官中的行為仍然是需要研究的一個大課題。基本上，納米顆粒的行為取決于它們的大小，形狀和同周圍組織的相互作用活動性。它們可能引起噬菌細胞（吞咽并消滅外來物質(zhì)的細胞）的“過載”，從而引發(fā)防御性的發(fā)燒和降低機體免疫力。它們可能因為無法降解或降解緩慢，而在器官里集聚。還有一個顧慮是它們同人體中一些生物過程發(fā)生反應(yīng)的潛在危險。由于極大的表面積，暴露在組織和液體中的納米粒子會立即吸附他們遇到的大分子。這樣會影響到例如酶和其他蛋白的調(diào)整機制。三．環(huán)境問題

主要擔心納米顆粒可能會造成未知的危害。四．社會風險

納米技術(shù)的使用也存在社會學風險。在儀器的層面，也包括在軍事領(lǐng)域使用納米技術(shù)的可能性。（例如，在MIT士兵納米技術(shù)研究所[1]研究的裝備士兵的植入體或其他手段，同時還有通過納米探測器增強的監(jiān)視手段。

盡管到目前為止，納米材料與納米技術(shù)仍然是個飽受爭議的話題，對人類的危害還是個未知數(shù)，但隨著科技的發(fā)展,我相信這些問題都將會被妥善解決。納米的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?將會產(chǎn)生革命性的變革。預計不久的將來,納米科技將深入到各行各業(yè)乃至千家萬戶,并將成為今后二三十年科技發(fā)展的主導技術(shù)。

[參考文獻] [1]白春禮.納米科技及其發(fā)展前景[J].中國工程咨詢, 2000,(4):38-41.[2]夏秦海.納米技術(shù)與環(huán)境保護[J].環(huán)境保護,2001,(3): 44.[3]張立德.納米材料研究的進展與我國的對策[J].科技導 報,2000,(10):33-34 [4]百度百科

第三篇：納米技術(shù)結(jié)課論文

“納米技術(shù)”結(jié)課論文

——納米技術(shù)在醫(yī)學方面的應(yīng)用

以前提起“納米”這個詞語，只知道是一個長度單位，對其了解甚微，而隨著近幾年納米技術(shù)日新月異的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，感覺“納米技術(shù)”、“納米級別”、“納米原料”等等這樣的詞匯越來越頻繁的出現(xiàn)在耳邊?，F(xiàn)在納米技術(shù)已在不知不覺中進入我們的生活，并引領(lǐng)了當今科技日趨向微元化發(fā)展的方向。

由于納米技術(shù)的好奇，并且渴望對它進一步了解，本學期選修了“納米技術(shù)”這門課，八個星期的課程感覺收獲還是很大的，老師認真的講解和生動的教學內(nèi)容，填補了我在“納米技術(shù)”這一知識領(lǐng)域的空白，至少對“納米技術(shù)”不再感到陌生。在課上不僅學到了納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)、發(fā)展歷史、技術(shù)分類，還了解了它在很多科技方面的應(yīng)用。

納米技術(shù)（nanotechnology）是指在0.1～100nm空間尺度上操縱原子和分子，對材料進行加工，制造具有特定功能的產(chǎn)品或?qū)ξ镔|(zhì)及其結(jié)構(gòu)進行研究的一門綜合性的高新技術(shù)學科。其實通俗的講就是“use little things to finish the big work”。我們在分子原子這樣的微小尺度上加工材料，得到一些新型的功能性的高科技產(chǎn)品，他們往往具有相比于一般材料更優(yōu)良的性能，具有很高的實用價值和研究價值。而將納米應(yīng)用到測量等方面，又可以達到高精度的效果，比如掃描隧道顯微鏡(STM)、原子顯微鏡(AFM)的發(fā)明等。另外還有：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工技術(shù)和納米計量學等方面的應(yīng)用。

具體來說當前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計算機技術(shù)、醫(yī)學與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。而這其中我對納米技術(shù)在醫(yī)學方面的應(yīng)用較為感興趣。我認為利用納米技術(shù)研發(fā)新型藥品、制造高性能的醫(yī)療器械非常值得關(guān)注，據(jù)我了解到：納米技術(shù)與醫(yī)學的結(jié)合已形成了新興邊緣學科——納米醫(yī)學，即在分子水平上利用分子工具和人體的知識，從事的疾病診斷、醫(yī)療、預防、保健和改善健康狀況等。在認識生命的分子基礎(chǔ)上，人們可以設(shè)計制造大量的具有奇特功效的納米裝置，他們能夠發(fā)揮類似于組織和器官的功能；他們可以在人體的各處暢游甚至出入細胞，在人體的微觀世界里完成畸變的基因修復、扼殺剛剛萌芽的癌細胞、捕捉侵入人體的細菌和病毒、探測機體內(nèi)化學或生物化學成分的變化、適時地釋放藥物和人體所需的微量物質(zhì)、及時改善人的健康狀況等特殊使命。

概括來說，納米技術(shù)在醫(yī)學上的應(yīng)用大致有以下幾個方面：

1、納米生物醫(yī)學材料的應(yīng)用

由于納米材料結(jié)構(gòu)上的特殊性，賦予納米材料獨特的小尺寸效應(yīng)和表面/界面效應(yīng)，使其在性能上與微米材料具有顯著性差異，表現(xiàn)出諸多優(yōu)異的性能和全新的功能。目前，納米生物醫(yī)學材料的探索應(yīng)用有：納米人工紅細胞、納米人工線粒體、納米人工眼球、納米人工鼻等。

2、納米技術(shù)在臨床診斷與檢測中的應(yīng)用 包括納米激光單原子分子探測技術(shù)、微小探針技術(shù)(納米探針)、納米細胞檢疫器(納米秤)、納米傳感器等，可以更為快捷更為敏銳的捕捉到患者體內(nèi)的癥結(jié)所在，并采取更及時更有效的治療措施，很大程度上提高了臨床診斷的效率和準確率。

3、納米技術(shù)在臨床治療中的應(yīng)用 包括：藥物治療、基因治療、納米機器人、腫瘤治療、腫瘤治療、捕獲病毒的納米陷阱、器官移植（可避免人工器官的排異反應(yīng)）、手術(shù)治療（由微創(chuàng)變?yōu)闊o創(chuàng)）等。（其中納米技術(shù)在藥物方面的應(yīng)用涉及以下幾點：①提高藥物的吸收利用度；②控制釋放系統(tǒng)；③提高藥物作用的靶向性；④建立新的給藥途徑；⑤促進藥物通過生物屏障。）

從這些應(yīng)用來看，我們不難發(fā)現(xiàn)，納米技術(shù)在醫(yī)學中的廣泛應(yīng)用必將使新世紀的醫(yī)學產(chǎn)生一個質(zhì)的飛躍，有了納米技術(shù)的輔助，醫(yī)學材料性能變得更優(yōu)異、疾病診斷變得更準確、臨床治療變得更可靠更及時，從這些方面來講，納米技術(shù)為醫(yī)學研究學者攻克醫(yī)學難題治療疑難病癥提供了更大的可能性，為廣大醫(yī)療工作者帶來了方便快捷，也給患者們送去了福音。相信納米技術(shù)會在今后的科技發(fā)展中起到越來越舉足輕重的作用。

第四篇：納米技術(shù)結(jié)課論文

納米技術(shù)

學院 ： 姓名 ：

學號 ： 指導教師：

論文特色：

本論文詳細的介紹了關(guān)于碳納米管技術(shù)的各種制備方法，以及一些新的制備碳納米管的思路，體現(xiàn)了這種新型材料的優(yōu)缺點。摘要：

概述了碳納米材料的發(fā)展及它們的性能和應(yīng)用。同時介紹了一些比較成熟的制備納米材料的技術(shù)。此基礎(chǔ)上分析了碳納米管的形成過程和碳納米管的微觀結(jié)構(gòu)。

納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米科學技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進科學技術(shù)為基礎(chǔ)的科學技術(shù)，它是現(xiàn)代科學（混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學）和現(xiàn)代技術(shù)（計算機技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物

納米技術(shù)包含下列四個主要方面：

1、納米材料：當物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在0.1—100納米這個范圍空間，物質(zhì)的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。

2、納米動力學：主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統(tǒng)（MEMS),用于有傳動機械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng)，特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等.用的是一種類似于集成電器設(shè)計和制造的新工藝。

3、納米生物學和納米藥物學：如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定DNA的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，DNA的精細結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。

4、納米電子學：包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。

在這門課程中學習了許多高端的材料與技術(shù)，其中給我印象最深的是碳納米管的制備。

碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。由于碳納米管中碳原子采取SP2雜化，相比SP3雜化，SP2雜化中S軌道成分比較大，使碳納米管具有高模量和高強度。

碳納米管具有良好的力學性能碳納米管的硬度與金剛石相當，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸。CNTs抗拉強度達到50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個數(shù)量級；它的彈性模量可達1TPa，與金剛石的彈性模量相當，約為鋼的5倍。其光學、熱學以及電學性能都很好。

目前常用的碳納米管制備方法主要有：電弧放電法、激光燒蝕法、化學氣相沉積法（碳氫氣體熱解法）、固相熱解法、輝光放電法、氣體燃燒法以及聚合反應(yīng)合成法等。

電弧放電法：生產(chǎn)碳納米管的主要方法。將石墨電極置于充滿氦氣或氬氣的反應(yīng)容器中，在兩極之間激發(fā)出電弧，此時溫度可以達到4000度左右。在這種條件下，石墨會蒸發(fā)，生成的產(chǎn)物有富勒烯（C60）、無定型碳和單壁或多壁的碳納米管。通過控制催化劑和容器中的氫氣含量，可以調(diào)節(jié)幾種產(chǎn)物的相對產(chǎn)量。使

用這一方法制備碳納米管技術(shù)上比較簡單，但是生成的碳納米管與C60等產(chǎn)物混雜在一起，很難得到純度較高的碳納米管，并且得到的往往都是多層碳納米管，而實際研究中人們往往需要的是單層的碳納米管。

激光燒蝕法：在一長條石英管中間放置一根金屬催化劑/石墨混合的石墨靶，該管則置于一加熱爐內(nèi)。當爐溫升至一定溫度時，將惰性氣體沖入管內(nèi)，并將一束激光聚焦于石墨靶上。在激光照射下生成氣態(tài)碳，這些氣態(tài)碳和催化劑粒子被氣流從高溫區(qū)帶向低溫區(qū)時，在催化劑的作用下生長成CNTs。

固相熱解法：令常規(guī)含碳亞穩(wěn)固體在高溫下熱解生長碳納米管的新方法，這種方法過程比較穩(wěn)定，不需要催化劑，并且是原位生長。但受到原料的限制，生產(chǎn)不能規(guī)?；瓦B續(xù)化。

聚合反應(yīng)合成：在碳納米管制備方法中，聚合反應(yīng)合成法一般指利用模板復制擴增的方法。

科學家近期發(fā)現(xiàn)，在強酸、超聲波作用下，碳納米管可以先斷裂為幾段，再在一定納米尺度催化劑顆粒作用下增殖延伸，而延伸后所得的碳納米管與模板的卷曲方式相同。

于是科學家設(shè)想，如果通過這種類似于DNA擴增的方式對碳納米管進行增殖，那么只需找到少量的扶手椅式納米管或鋸齒形納米管，便可在短時間內(nèi)復制、擴增出數(shù)量幾百萬倍于模板數(shù)量的、同類型的碳納米管。這可能會成為制備高純度碳納米管的新方式。

作為納米技術(shù)的重要研究課題，碳納米管的制備是我最感興趣的部分。不僅讓我認識了這種新型材料，還讓我了解了許多前沿科技。雖然納米技術(shù)這門課就要結(jié)束了，但我對納米技術(shù)的興趣不會削減，日后在先下的時間里我想我會嘗試

著升入了解納米技術(shù)。

參考文獻：

王敏煒, 李鳳儀, & 彭年才.(2002).碳納米管——新型的催化劑載體.新型炭材料, 17(3), 75-79.肖靜.(2008).碳納米管.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用, 20(1), 15-15.胡平, and 范守善.“碳納米管/UHMWPE 復合材料的研究.” 工程塑料應(yīng)用 26.1(1998): 1-3

第五篇：“納米材料與納米技術(shù)”課程論文

課程名稱：納米材料與納米技術(shù)

論文題目：納米材料與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

學院：材料與能源學院

姓名：夏國東

學好：3110006707

納米材料與技術(shù)的反轉(zhuǎn)現(xiàn)狀與趨勢

21世紀前20年，是發(fā)展納米技術(shù)的關(guān)鍵時期。由于納米材料特殊的性能，將納米科技和納米材料應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都能帶來產(chǎn)品性能上的改變，或在性能上有較大程度的提高。利用納米科技對傳統(tǒng)工業(yè)，特別是重工業(yè)進行改造，將會帶來新的機遇，其中存在很大的拓展空間，這已是國外大企業(yè)的技術(shù)秘密。英特爾、IBM、SONY、夏普、東芝、豐田、三菱、日立、富士等具有國際影響的大型企業(yè)集團紛紛投入巨資開發(fā)自己的納米技術(shù)，并到得了令世人矚目的研究成果。納米技術(shù)在經(jīng)歷了從無到有的發(fā)展之后，已經(jīng)初步形成了規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)。歐盟、日本、俄羅斯、澳大利亞、加拿大、中國、韓國、以色列、新西蘭等國在納米材料領(lǐng)域的投資較大。日本國會提出要把發(fā)展納米技術(shù)作為今后數(shù)十年日本的立國之本，政府機構(gòu)和大公司是其研究資金的主要來源，中小企業(yè)的作用很小。

中國在上世紀80年代，將納米材料科學列入國家“863計劃”、和國家自然基金項目，投資上億元用于有關(guān)納米材料和技術(shù)的研究項目。但我國的納米技術(shù)水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50 多個大學20多家研究機構(gòu)和300多所企業(yè)從事納米研究，已經(jīng)建立了10多條納米技術(shù)生產(chǎn)線，以納米技術(shù)注冊的公司100多個，主要生產(chǎn)超細納米粉末、生物化學納米粉末等初級產(chǎn)品。

目前納米材料與技術(shù)在各方面的應(yīng)用越來越廣泛，小到日常使用的刀具，大到航空航天，都遍布納米材料的身影。

1、納米技術(shù)在建筑涂料中的應(yīng)用

涂料是建筑物的內(nèi)衣（內(nèi)墻涂料）和外衣（外墻涂料），國內(nèi)傳統(tǒng)的涂料普遍存在懸浮穩(wěn)定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光潔度不高等缺陷。納米復合涂料就是將納米粉體用于涂料中所得到的一類具有耐老化、抗輻射、剝離強度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材（特別是建筑涂料）方面的應(yīng)用已經(jīng)顯示出了它的獨特魅力。

2、納米技術(shù)在混凝土材料中的應(yīng)用

隨著社會工業(yè)化的深入發(fā)展和我國基礎(chǔ)建設(shè)的廣泛開展，水泥混凝土作為一種傳統(tǒng)的建材，其產(chǎn)量和用量都在不斷地增加，高性能混凝土已成為水泥基復合材料領(lǐng)域中的研究熱點。同時，許多特殊領(lǐng)域要求水泥混凝土具有一定的功能性，如希望其具有吸聲、防凍、高強且高韌性等功能。納米材料由于具有小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面及界面效應(yīng)等優(yōu)異特性，因而能夠在結(jié)構(gòu)或功能上賦予其所添加體系許多不同于傳統(tǒng)材料的性能。利用納米技術(shù)開發(fā)新型的混凝土可大幅度提高混凝土的強度、施工性能和耐久性能。

3、納米技術(shù)在陶瓷材料中的應(yīng)用

二十世紀90年代初，日本Nihara首次報道了以納米尺寸SiC顆粒為第二相的納米復相陶瓷具有很高的力學性能，并具有很多獨特的性能。含有20%納米鈷粉的金屬陶瓷是火箭噴氣口的耐高溫材料。氧化物納米材料在這方面都優(yōu)于同質(zhì)傳統(tǒng)陶瓷材料，在陶瓷基中添加其他納米微粒的效果也正在研究。利用納米粒子特殊的光電磁特性制成太陽能陶瓷、遠紅外陶瓷等，用于建筑物飾面，可開發(fā)太陽能，調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，促進人們身體健康。納米技術(shù)在陶瓷上的應(yīng)用潛力不可估量。

4、在國防科技上的應(yīng)用

納米技術(shù)將對國防軍事領(lǐng)域帶來革命性的影響。例如：納米電子器件將用于虛擬訓練系統(tǒng)和戰(zhàn)場上的實時聯(lián)系；對化學、生物、核武器的納米探測系統(tǒng)；新型納米材料可以提高常規(guī)武器的打擊與防護能力；由納米微機械系統(tǒng)制造的小型機器人可以完成特殊的偵察和打擊任務(wù)；納米衛(wèi)星可用一枚小型運載火箭發(fā)射千百顆，按不同軌道組成衛(wèi)星網(wǎng)，監(jiān)視地球上的每一個角落，使戰(zhàn)場更加透明。而納米材料在隱身技術(shù)上的應(yīng)用尤其引人注目。在雷達隱身技術(shù)中，超高頻段電磁波吸波材料的制備是關(guān)鍵。納米材料正被作為新一代隱身材料加以研制。

5、納米醫(yī)學和生物學

從蛋白質(zhì)、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范圍，從而納米結(jié)構(gòu)也是生命現(xiàn)象中基本的東西。細胞中的細胞器和其它的結(jié)構(gòu)單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機械”，細胞就象一個個“納米車間”，植物中的光合作用等都是“納米工廠”的典型例子。納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細胞、紅血球還要小，這就為醫(yī)學研究提供了新的契機。

經(jīng)過幾十年對納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學家已經(jīng)能夠在實驗室操縱單個原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。納米技術(shù)的應(yīng)用研究正在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤4大領(lǐng)域高速發(fā)展?？梢灶A測：不久的將來納米金屬氧化物半導體場效應(yīng)管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復合物、納米光子晶體將應(yīng)運而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學組裝計算機將投入應(yīng)用；分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機器人、集成生物化學傳感器等將被研究制造出來。

新產(chǎn)物的出現(xiàn)總是伴隨著優(yōu)點與缺點，納米材料的發(fā)展也不是一帆風順的，隨著人們對納米材料的認識不斷加深，一些存在的問題也不斷被發(fā)掘出來。

1、職業(yè)暴露人群，包括納米技術(shù)的研發(fā)人員和工人的健康安全問題。根據(jù)現(xiàn)有的毒理學研究，納米粉塵和顆粒有可能通過呼吸和皮膚接觸進入人體。這就給長期暴露在納米材料氛圍中的一線工人和研發(fā)人員的健康帶來潛在威脅。此外，納米材料還有一個特點就是易燃易爆。萬一因為操作不當?shù)葞砘馂?zāi)或者爆炸，后果不堪設(shè)想。因此，如何切實保護在納米材料生產(chǎn)場所中暴露人員的健康，以及實驗室和工作場所納米材料的管理、納米材料運輸過程中的安全措施以及一旦發(fā)生危險的危機處理問題等應(yīng)該成為勞動保護法和工業(yè)環(huán)境法研究和關(guān)注的對象。

2、消費者的權(quán)益問題。隨著納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度的提高，目前，在化妝品和食品中納米技術(shù)的應(yīng)用越來越多。市場上的化妝品和體育用品有許多是納米材料產(chǎn)品，比如說防曬霜和口紅。食品包裝中的聚合物基納米復合材料(PNMC)的應(yīng)用、作為食品機械的潤滑劑、納米磁致冷工質(zhì)和食品機械原材料中橡膠和塑料的改性等等都用到納米材料。毫無疑問這些材料具有獨特的優(yōu)點。但是在安全上也具有不確定性。但目前進行標識的納米材料還微乎其微。從知情同意的倫理原則出發(fā)，消費者和相關(guān)人員有權(quán)知道自己所接觸的材料的內(nèi)容及其風險程度。

3、環(huán)境保護問題。研究證明，不僅在納米技術(shù)的工作場所的環(huán)境問題關(guān)系到相關(guān)人員的健康，而且廢棄的納米材料進入空氣、土壤、水體等環(huán)境后，可以產(chǎn)生一系列環(huán)境過程，最終對人和整個生物鏈產(chǎn)生負面影響。由于納米材料具有強烈的吸附能力。在擴散、遷移過程中，還能吸附大氣、土壤中存在的一些常見化學污染物如多環(huán)芳烴、農(nóng)藥、重金屬離子等。因此，環(huán)境法應(yīng)該研究納米材料的環(huán)境問題，尤其必須加強廢棄納米材料的管理。

4、隱私權(quán)的保護問題。隨著納米器件的微型化，納米技術(shù)在醫(yī)學、社會治安和國防方面具有廣泛的作用，但同時也構(gòu)成對個人隱私的威脅。比如，通過將納米設(shè)備嵌入對象物(身體或者物件)中，可以監(jiān)視和跟蹤目標，搜集個人信息和行為習慣。而可以儲存一個人的全部基因和疾病信息的納米芯片有可能成為被利用的工具，在勞資關(guān)系方面，成為企業(yè)用人歧視的理由或者成為保險公司限制患者自由的砝碼。面對高新技術(shù)的應(yīng)用如何保護個人的隱私權(quán)，是擺在我們法律工作者面前的一個重要問題

在技術(shù)和經(jīng)濟全球化的今天，納米技術(shù)的許多前沿問題亦如能源問題、環(huán)境問題以及生物技術(shù)的問題一樣，不是基于一個國家的力量所能解決的。一旦國家之間與納米技術(shù)相關(guān)的法律框架存在不同，就不可避免地會導致國際間合作研究的障礙，以及全球納米技術(shù)風險與利益分配不公等問題，因此，有必要在一定的國際法體系下就納米技術(shù)發(fā)展中的某些基本的標準、原理達成一致意見，實現(xiàn)各國相關(guān)法律體系的協(xié)調(diào)。在此基礎(chǔ)上，制定全球性的指導納米技術(shù)發(fā)展的基本原則框架，促進成員國和公眾對于納米技術(shù)的關(guān)注，真正推動納米技術(shù)風險的“善治”。而如果沒有一個全球治理的框架協(xié)議，將導致納米技術(shù)發(fā)展中的惡意競爭，從而最終阻礙納米技術(shù)的健康發(fā)展。

納米材料作為一種新型高科技材料，毫無疑問會引起一系列強烈的變革，中國對與納米材料的研究與重視程度仍然落后于西方國家，在未來，如何在納米材料領(lǐng)域更進一步不單是前人的責任更是我們大學生的責任，只有不斷的自強不息，才能讓祖國在未來高科技時代中不落于人后！

關(guān) 鍵 詞：納米材料，納米科技，進展，應(yīng)用，前景，問題

摘 要： 納米材料是21世紀的新型發(fā)展領(lǐng)域，在各個方面都有重大的應(yīng)用，帶來很多技術(shù)改革和創(chuàng)新，但是也存在一些不用忽視的問題，未來的發(fā)展需要靠我們的努力。

參考文獻：國家新材料行業(yè)生產(chǎn)力促進中心、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會和北京麥肯資訊有限公司聯(lián)合編輯出版的《中國新材料發(fā)展報告》

倪星元 姚蘭芳 沈軍 周斌 編著 《納米材料制備技術(shù)》 化學工業(yè)出版社 張立德，牟季美，納米材料和納米結(jié)構(gòu)，科學出版社，2001