納米以及納米技術(shù)
發(fā)布日期:2007-07-14 09:16:21 閱讀數(shù):10290
“納米”是英文nanometer的譯名，是一種度量單位，1納米為百萬分之一毫米，也就是十億分之一米，約相當45個原子串在一起的長度。納米結(jié)構(gòu)通常是指尺寸在100納米以下的微小結(jié)構(gòu)。1982年掃描隧道顯微鏡發(fā)明後，便誕生了一門以0.1至100納米長度為研究物件的前沿科學，這就是納米科技。
納米技術(shù)以空前的解析度為人類揭示了一個可見的原子、分子世界，它的**終目標是直接以原子或分為來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。因此，納米技術(shù)其實就是一種用單個原子、分子製造物質(zhì)的技術(shù)。納米技術(shù)是指在納米範圍內(nèi)研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律，並應用於生產(chǎn)生活之中的技術(shù)。納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子（nano particle），納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，從通常的關(guān)於微觀和宏觀的觀點看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型人介觀系統(tǒng)，它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒（納米級）後，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質(zhì)和大塊固體時相比將會有顯著的不同。
納米技術(shù)研發(fā)與應用
納米技術(shù)這個辭彙出現(xiàn)在1974年。由於納米微粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等使得它們在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)常規(guī)材料不具備的特性。因此納米微粒在磁性材料、電子材料、光學材料、高緻密度材料的燒結(jié)、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應用前景。
納米科學、納米技術(shù)是在0.10到100納米尺度的空間內(nèi)研究電子、原子和分子運動規(guī)律及特性。納米材料是納米技術(shù)的重要的組成部分，也是國際上競爭的熱點和難點。碳納米管自從1991年被發(fā)現(xiàn)以來，就一直被譽為未來的材料。碳納米管在強度上大約比鋼強100倍，其傳熱性能優(yōu)於所有已知的其他材料。碳納米管具有良好的導電性，在常溫下導電時，幾乎不產(chǎn)生電阻。納米陶瓷材料在1600攝氏度高溫下能像橡皮泥那樣柔軟，在室溫下也能自由彎曲。從1998年世界上**隻納米晶體管制成，到1999年100納米晶片問世，使20世紀**後10年世界上出現(xiàn)的“納米熱”進一步升溫。
世界上一些發(fā)達的工業(yè)國家，投入重金對納米材料進行開發(fā)研究，在２０多年中，納米材料從問世至今，已經(jīng)基本上完成了材料製備和性能開發(fā)階段，步入了全面應用和完善工藝階段，重視納米科技發(fā)展的國家都得到了實惠。
納米技術(shù)之所以重要，是因為當金屬或非金屬被製成相當於100納米的物質(zhì)時，其物理性能和化學性質(zhì)會發(fā)生出乎意料的變化，主要表現(xiàn)在強度、韌度、比熱、導電率、擴散率、磁化率以及對電磁吸收性發(fā)生巨大變化等。因此，利用納米技術(shù)選定原子構(gòu)成分子，製造出各種各樣具有“特異功能”的新材料，將這些功能特異的新材料添加到產(chǎn)品中，從而使產(chǎn)品表現(xiàn)出意想不到的新性能�，F(xiàn)在，納米材料已經(jīng)在電子、化工、通信、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應用。
科學家們普遍認為，納米技術(shù)是一項劃時代和革命性的技術(shù)。目前，對納米技術(shù)的研究還剛剛起步，而在已經(jīng)形成的產(chǎn)品，納米技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮出了神奇的力量。預計在今後二三十年中，納米技術(shù)將一直是科技領(lǐng)域**熱的課題。
納米技術(shù)的廣闊前景
我國在納米科技領(lǐng)域的研究起步較早，基本上與國際發(fā)展同步；經(jīng)過近20年的努力，我國已經(jīng)初步具備開展納米科技的研究條件，形成了一支研究隊伍；近年來，我國在納米材料與技術(shù)的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了一些國際領(lǐng)先的成果。這些都為實現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了可能。
2004年全球納米新材料市場規(guī)模達22.3億美元，年增長率為14.8％。2004年，中國納米新材料市場總體規(guī)模達到29.2億元，年增長率為18％，已經(jīng)連續(xù)5年保持了15％以上的增長速度。其中，納米粉體材料市場達到27.4億元，占總體市場規(guī)模的93.8％，納米複合材料市場1.8億元，占總體納米材料市場規(guī)模的6.2％。
2004內(nèi)～2008年，世界納米複合材料市場的年均增長率為18.4％，納米複合材料市場將從2003年9080萬美元增長到2008年2.11億美元。世界聚合物納米複合材料市場中，熱塑性材料市場將從2003年7000萬美元增長到2008年1.75億美元，熱固性材料市場將相應從2000萬美元增長到2800萬美元。
市場成長迅速；國家對高科技新材料產(chǎn)業(yè)的重視；我國的納米材料技術(shù)水準的進一步突破；納米材料與日常起居結(jié)合緊密，納米與人們的生活日益接近等等這些因素必將使我國的納米產(chǎn)業(yè)未來更加光明。
我國在納米技術(shù)領(lǐng)域佔有一度之地，處於國際先進行列。已成功製備出包括金屬、合金、氧經(jīng)化物、氫化物、碳化物、離子晶體和半導體等多種納米材料，合成出多種同軸納米電纜，掌握了製備純淨碳納米管技術(shù)，能大批量製備長度為2至3毫米的超長納米管。合成的**細的碳納米管的直徑只有0。33納米，這不但打破了我國科學家自已不久前創(chuàng)造的直徑只為0。5納米的世界紀錄，而且突破了日本科學家1992年所提出的0。4納米的理論極限值�！兜静葑凕S金──從四氯化碳製成金剛石》的文章高度評價。**近又研製成功新型納米材料──超雙疏性介面材料。這種材料具有超疏水性及超疏油性，製成紡織品，不染油污，不用洗染。
納米技術(shù)應用前景十分廣闊，經(jīng)濟效益十分巨大，美國權(quán)威機構(gòu)預測，2010年納米技術(shù)市場估計達到14400億美元，納米技術(shù)未來的應用將遠遠超過計算機工業(yè)。納米複合、塑膠、橡膠和纖維的改性，納米功能塗層材料的設(shè)計和應用，將給傳統(tǒng)產(chǎn)生和產(chǎn)品注入新的高科技含量。專家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設(shè)備等領(lǐng)域，將免不了一場因納米而引發(fā)的“材料革命”現(xiàn)在我國以納米材料和納米技術(shù)註冊的公司有近100個，建立了10多條納米材料和納米技術(shù)的生產(chǎn)線。納米布料、服裝已批量生產(chǎn)，象電腦工作裝、無靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問世。加入納米技術(shù)的新型油漆，不僅耐洗刷性提高了十幾倍，而且無毒無害無異味。一張納米光碟上能存幾百部，上千部電影，而一張普通光碟只能存兩部電影。納米技術(shù)正在改善著、提高著人們的生活品質(zhì)。
