纳米材料发展趋势

一：纳米技术简介，用途与发展前景？

纳米技术是一门高新技术，它对21世纪材料科学和微行器件技术的发展具有重要影响。为了解纳米技术的发展状况，记者走访了英国牛津大学材料系纳米材料专家保尔·华伦博士。

华伦说，纳米技术是当前全球都在谈论的热门话题。所谓纳米技术，是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术。纳米技术涉及的范围很广，纳米材料只是其中的一部分，但它却是纳米技术发展的基础。牛津大学材料系目前研究的纳米技术项目有40多个，其中主要的有超细薄膜、碳纳米管、纳米陶瓷、金属纳米晶体和量子点线等。

超细薄膜的厚度通常只有1纳米－5纳米，甚至会做成1个分子或1个原子的厚度。超细薄膜可以是有机物也可以是无机物，具有广泛的用途。如沉淀在半导体上的纳米单层，可用来制造太阳能电池，对开发新型清洁能源有重要意义；将几层薄膜沉淀在不同材料上，可形成具有特殊磁特性的多层薄膜，是制造高密度磁盘的基本材料。碳纳米管是由碳60分子经加工形成的一种直径只有几纳米的微型管，是纳米材料研究的重点之一。与其它材料相比，碳纳米管具有特殊的机械、电子和化学性能，可制成具有导体、半导体或绝缘体特性的高强度纤维，在传感器、锂离子电池、场发射显示、增强复合材料等领域有广泛应用前景，因而受到工业界的普遍重视。目前，碳纳米管虽仍处于研究阶段，但许多研究成果已显示出良好的应用前景。陶瓷材料在通常情况下具有坚硬、易碎的特点，但由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性，有的可大幅度弯曲而不断裂，表现出金属般的柔韧性和可加工性。

纳米技术在现代科技和工业领域有着广泛的应用前景。比如，在信息技术领域，据估计，再有10年左右的时间，现在普遍使用的数据处理和存储技术将达到最终极限。为获得更强大的信息处理能力，人们正在开发DNA计算机和量子计算机，而制造这两种计算机都需要有控制单个分子和原子的技术能力。

传感器是纳米技术应用的一个重要领域。随着纳米技术的进步，造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。比如，将微型传感器装在包装箱内，可通过全球定位系统，可对贵重物品的运输过程实施跟踪监督；将微型传感器装在汽车轮胎中，可制造出智能轮胎，这种轮胎会告诉司机轮胎何时需要更换或充气；还有些可承受恶劣环境的微型传感器可放在发动机汽缸内，对发动机的工作性能进行监视。在食品工业领域，这种微型传感器可用来监测食物是否变质，比如把它安装在酒瓶盖上就可判断酒的状况等。

在医药技术领域，纳米技术也有着广泛的应用前景。如用纳米技术制造的微型机器人，可让它安全地进入人体内对健康状况进行检测，必要时还可用它直接进行治疗；用纳米技术制造的"芯片实验室"可对血液和病毒进行检测，几分钟即可获得检测结果；科学家还可以用纳米材料开发出一种新型药物输送系统，这种输送系统是由一种内含药物的纳米球组成的，这种纳米球外面有一种保护性涂层，可在血液中循环而不会受到人体免疫系统的攻击，如果使其具备识别癌细胞的能力，它就可直接将药物送到癌变部位，而不会对健康组织造成损害。

除此之外，纳米技术在工业制造、国防建设、环境监测、光学器件和平面显示系统等领域也有广泛的用途，对21世纪的科技发展具有重要作用。

为了对纳米技术有一个较全面的印象，华伦博士带记者参观了纳米材料实验室。由于纳米材料的结构很小，在自然光下肉眼无法看到，所以需要借助显微镜来观察和操作。走进实验室，首先看到的是一台被称作"纳米刀"的仪器。参观时，研究人员正在用它在一个电子器件材料表面上......余下全文>>

二：纳米技术的发展趋势

高级纳米技术，有时被称为分子制造，用于描述分子尺度上的纳米工程系统（纳米机器）。无数例子证明，亿万年的进化能够产生复杂的、随机优化的生物机器。在纳米领域中，我们希望使用仿生学的方法找到制造纳米机器的捷径。然而，K Eric Drexler和其他研究者提出：高级纳米技术虽然最初会使用仿生学辅助手段，最终可能会建立在机械工程的原理上。 美国国家科学委员会（National Science Board）于西元2003年底批准“国家纳米科技基础结构网络计划”（National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network，简称NNIN），将由美国13所大学共同建构支持全国纳米科技与教育的网络体系。该计划为期5年，于公元2004年一月开始执行，将提供整体性的全国性使用技能以支持纳米尺度科学工程与技术的研究与教育工作。预估5年间至少投资700亿美元的研究经费。计划目的不仅在提供美国研究人员顶尖的实验仪器与设备，并能训练出一批专精于最先进纳米科技的研究人员。1.美国发展最新纳米细胞制造技术纳米技术可制造出粒子小于人类血管大小的物体，美国国家标准与科技协会（NIST）指出已研究出一种生产一致的，且能够自行组合的纳米细胞（Nanocells）的方法，以应用在封装压缩药物的治疗工作上。这种技术当前可被运用在药物的包装技术上，可以更精确地确保药物的用量，未来将运用在癌症化学治疗的相关技术上作更进一步的研究。纳米计划是公元2005年联邦跨部会研发预算的主轴，达9.8亿美元。2.DNA检测芯片的进展公元2004年一月，美国HP正式对外发表其用来快速进行DNA检测的纳米级芯片。2004年在DNA检测上采以光学原理为基础的“基因微芯片法”（DNA microarrays）繁复的检测步骤，HP团队改由将此繁复步骤交由电路芯片处理；制作上，DNA检测芯片的传感元件是一条利用电子束蚀刻法（electron-beam lithography）与反应性离子蚀刻法（reactive-ion etching）所制成粗细约50纳米的纳米线。然就商业上考量，成果却过于高昂，因此研究团队正发展利用较便宜的光学蚀刻法（optical lithography）以制成DNA检测芯片元件的技术。3.地下水污染改善之研究地下水污染是现代被广泛讨论的一项重大议题，现代，美国发表了一种纳米微粒（nanoparticles）技术，在此微粒中心为铁芯（iron）而其外则由多层聚合物加以包覆，其中，内层是由防水性极佳的复合甲基丙烯酸甲脂（poly methl methacrylate;PMMA）包覆，而外层则由亲水的sulphonated polystyrene进行包覆。由于亲水性外层使纳米微粒溶于水，内层防水层则能吸引污染源三氯乙烯（trichloroethylene）。纳米微粒中的铁芯使得三氯乙烯产生分裂，进而使得此项污染源逐渐分裂成无毒的物质。4.启动癌症纳米科技计划为广泛将纳米科技、癌症研究与分子生物医学相互结合，美国国家癌症中心（NCI）提出了癌症纳米科技计划（Cancer Nanotechnology Plan），并将透过院外计划、院内计划与纳米科技标准实验室等三方面进行跨领域工作。计划设定了六个挑战：预防与控制癌症：发展能投递抗癌药物及多重抗癌疫苗的纳米级设备。早期发现与蛋白质学：发展植入式早期侦测癌症生物标记的设备，并发展能收集大量生物标记进行大量分析的平台性装置。影像诊断：发展可提......余下全文>>

三：纳米材料的应用前景

随着我国对纳米材料的持续政策支持和研发投入，以及下游需求对纳米材料的持续拉动，未来我国纳米材料行业将保持快速发展态势。据前瞻产业研究院《中国纳米材料行业发展前景与投资预测分析报告》中根据我国纳米材料的历史发展规律，结合当前的政策支持和纳米材料发展状况，预测未来5年我国纳米材料的市场规模将出现较大幅度的增长，年均增幅在15%以上，到2017年纳米材料的市场规模将超过70亿元。

从各国对纳米材料和纳米科技的部署来看，当前世界各国纳米科技战略是：以经济振兴和国家实力的需求为目标，牵引纳米材料的基础研究、应用研究；组织多学科的科技人员交叉创新，做到基础研究、应用研究并举，纳米科学、纳米技术并举，重视基础研究和应用研究的衔接，重视技术集成；重视发展纳米材料和技术改造传统产品，提高技术含量；重视纳米材料和纳米技术在环境、能源和信息等领域的应用，实现跨越式发展。我国的纳米材料发展也呈现相同的趋势，同时结合环境、能源环保、生物医药等行业重点发展相关纳米技术。

四：关于纳米技术纳米技术有何用，未来的前景如何

一、纳米技术的概念

纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。

纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等

二、纳米技术的应用

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。

三、纳米技术的前景

美国：

1、美国发展最新纳米细胞制造技术

2、DNA检测芯片的进展

3、地下水污染改善之研究

4、启动癌症纳米科技计划

欧盟：

1、欧盟的国际纳米科学研究政策

2、创新接继中心

日本：

1、日本理研的纳米科学研究现况

2、日本提高纳米科技预算与产业合作

韩国：

1、韩国的纳米科技策略

2、韩国预测国际市场对纳米纺织品的需求将快速增加

3、韩国在纳米科技的发展几乎完全集中在微电子产业

中国：

1.“中国实验室国家认可委员会”是负责实验室和检查机构认可及相关工作的认可机构，为规范纳米产品市场、推动制定相关纳米材料及产品的标准，“国家纳米科学中心”和“中国实验室国家认可委员会”会商多次，联合成立“纳米技术专门委员会”，挂靠在“国家纳米科学中心”。

2. 中国政府透过中国科学院主导众多纳米科技研发计划，多数强调半导体制造技术和发展以纳米科技为基础的电子元件，另一是利用纳米材料保存考古文物。

已成功发展出的产品包括新式冷气机，其特点为利用创新的纳米材质。另估计约有两百家企业积极从事纳米科技产品的商业化。

五：纳米材料系列，哪个方向应用比较好

纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。

在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。 1研究形状和趋势纳米材料制备......余下全文>>

六：有一应用前景广阔的纳米材料甲

题干信息可知，测得丙在标准状况下的体积为0.896L，物质的量=0.896L22.4L/mol=0.04mol，丙能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明丙气体是氨气，乙是含A的含氧酸盐，乙能溶于水，加盐酸产生白色胶状沉淀，盐酸过量沉淀不溶解，判断是生成的硅酸沉淀由此推断A为Si元素，B为N元素，结合元素化合价，甲由A、B两种短周期非金属元素组成，熔点高，硬度大，难溶于水，判断为Si3N4，；（1）上述分析可知甲为Si3N4，依据熔点高，硬度大，难溶于水性质分析可知是原子晶体，氨气是氮原子和氢原子形成共价键形成的共价化合物，电子式为：；故答案为：Si3N4，原子，；（2）工业上制备甲的方法之一是用A的氯化物为SiCl4，与丙为NH3在高温下反应生成Si3N4和HCl，则其化学反应方程式为：3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl，反应前后元素化合价都不变属于非氧化还原反应；故答案为：3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl，非氧化还原反应；（3）乙为Na2SiO3，水溶液露置在空气中容易变质是和空气中二氧化碳反应生成硅酸和碳酸钠，反应的离子方程式为：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-；故答案为：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-；（4）①流程分析可知，铜和氯气反应生成氯化铜，加入铜、氯化钠和盐酸还原得到产物为Na[CuCl2]，结合原子守恒配平书写化学方程式为：CuCl2+2NaCl+Cu═2Na[CuCl2]；制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl的原因是CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行；故答案为：CuCl2+2NaCl+Cu═2Na[CuCl2]；CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行；②氯化铜溶液中通入二氧化硫具有还原性，还原得到白色的CuCl沉淀，二氧化硫被氧化为硫酸，反应的离子方程式为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O △ . 2CuCl+4H++SO42-；故答案为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O △ . 2CuCl+4H++SO42-；

七：磁性纳米材料的发展前景和应用有哪些

Soloe2010(站内联系TA)1. 防盗标签中的磁性材料用的是非晶薄带材料；1. 防盗标签中的磁性材料用的是非晶薄带材料；呵呵，有遇到你了，就我所知主要是用在NMR上，主要是肿瘤的早期诊断和成像，还有的也用来作为载体，或者靶向的，归根结底用在医学上，尤其是肿瘤领域。 呵呵。。谢谢再次来访，是啊，磁性材料在生物领域的靶向给药方面的应用还是很热门的，前边说的肿瘤的早期诊断和成像感觉不太好研究，生物方面的东西感觉很难弄得格格LI(站内联系TA)Originally posted by Soloe2010 at 2011-04-12 09:22:08:1. 防盗标签中的磁性材料用的是非晶薄带材料；呵呵，有遇到你了，就我所知主要是用在NMR上，主要是肿瘤的早期诊断和成像，还有的也用来作为载体，或者靶向的，归根结底用在医学上，尤其是肿瘤领域。 嗷，说不定我以后要搞肿瘤了，学习了。shiningx(站内联系TA)说实话，目前基本上没有大规模的生产应用如果想应用，还是做成块体或者薄膜吧joey11(站内联系TA)主要是药物的靶向给药还有就是生物蛋白方面，比如蛋白质等大分子的分离纯化说实话，目前基本上没有大规模的生产应用主要是药物的靶向给药还有就是生物蛋白方面，比如蛋白质等大分子的分离纯化呵呵 还有就是关于 磷酸化蛋白组学上也有很多应用 哦，还是不懂，呵呵