納米粉體的應(yīng)用前景

《納米粉體的應(yīng)用前景》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、納米粉體的應(yīng)用前景由于對納米材料的研究,尤其是制備大塊的納米材料還處于實(shí)驗(yàn)室階段,所以納米材料大量投入實(shí)際生產(chǎn)還需要一段時(shí)間,不過還是有一部分已走出實(shí)驗(yàn)室,應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),而且產(chǎn)品已投入市場,以其優(yōu)質(zhì)的性能深受消費(fèi)者的歡迎。經(jīng)過科研工作者們的長期研究,發(fā)現(xiàn)納米材料在以下方面很具潛力。1磁性材料中的應(yīng)用磁性納米微粒由于尺寸小,具有單磁疇結(jié)構(gòu)，矯頑力很高的特性,用它制作磁記錄材料可以提高信噪比,改善圖像性質(zhì),如日本松下電器公司已制成納米級微粉錄像帶,具有圖像清晰、信噪比高、失真十分小的優(yōu)點(diǎn)。還可制成磁性信用卡、磁性鑰匙、磁性車票等。將磁性納米微粒通過界面活性劑均勻分散于

2、溶液中制成的磁流體在宇航、磁致冷、顯示及醫(yī)藥中已廣泛應(yīng)用。2在陶瓷材料中的應(yīng)用隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，納米陶瓷隨之產(chǎn)生，以此來克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有象金屬一樣的柔韌性和可加工性。由于納米陶瓷具有優(yōu)良的室溫和高溫力學(xué)性能、抗彎強(qiáng)度，使其在切削刀具、汽車發(fā)電動(dòng)機(jī)部件等諸多方面都具有廣泛的應(yīng)用，并在許多超高溫、強(qiáng)腐蝕等苛刻的環(huán)境下起著其它材料不可替代的作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前這方面已有不少實(shí)驗(yàn)成果。高強(qiáng)度鋁基陶瓷中添加0.01%～5%的NiO納米粉，可提高材料的彎曲強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。用于磁性滑動(dòng)觸頭的非磁性陶瓷中，添加5%～50%的NiO的納米粉體，可使陶瓷具

3、有與磁性薄膜相同的熱膨脹系數(shù)和選擇性。3光學(xué)材料中的應(yīng)用納米材料微粒由于小尺寸效應(yīng)使它具有常規(guī)大塊材料不具備的光學(xué)特性，如出現(xiàn)寬頻帶強(qiáng)吸收、吸收帶藍(lán)移、發(fā)光現(xiàn)象和丁達(dá)爾效應(yīng)等，因而在光學(xué)材料中應(yīng)用十分廣泛。如用納米微粒制成的光纖材料可以降低光導(dǎo)纖維的傳輸損耗；紅外線反射膜材料可用于節(jié)能方面的應(yīng)用等。納米Al2O3粉體對250ｎｍ以下的紫外光有很強(qiáng)的吸收能力，如把幾個(gè)納米的Al2O3粉摻和到稀土熒光粉中，可以利用納米紫外吸收的藍(lán)移現(xiàn)象吸收掉有害的紫外光，而且不降低熒光粉的發(fā)光效率。4催化劑材料中的應(yīng)用納米微粒由于尺寸小,比表面積大,表面的鍵態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同,表

4、面原子配位不全導(dǎo)致表面的活性位置增加,這就使它具備了作為催化劑的基本條件。而且隨著粒徑的減小,表面光滑程度變差,形成凸凹不平的原子平臺(tái),這就增加了化學(xué)反應(yīng)的接觸面。并且納米微粒具有粒徑小、密度小、比表面積大、反應(yīng)活性高、選擇性強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)。如Ni或Cu-Zn化合物的納米顆粒對某些有機(jī)物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑,可代替昂貴的鉑催化劑,納米鉑催化劑,可以使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降到室溫。雖然納米級的催化劑仍處于實(shí)驗(yàn)室階段,尚未在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,但人們預(yù)計(jì),隨著對納米微粒催化劑的深入研究,它很可能成為新世紀(jì)催化反應(yīng)的主角。5作為潤滑油添加劑的應(yīng)用據(jù)報(bào)道,俄羅斯科

5、學(xué)家將納米銅粉末或納米銅合金粉末加入潤滑油中,可使?jié)櫥阅芴岣?0倍以上,并能顯著降低機(jī)械部件的磨損,提高燃料效率,改善動(dòng)力性,延長壽命。俄羅斯采用納米金剛石作為潤滑油的添加劑生產(chǎn)出了牌號為Ｎ-50Ａ磨合潤滑劑,專門用于內(nèi)燃機(jī)磨合。這種潤滑劑可使磨合時(shí)間縮短50%～90%。烏克蘭科學(xué)院的研究及其產(chǎn)品再次驗(yàn)證了納米金剛石作為添加劑的潤滑油在性能上的優(yōu)越性。在國內(nèi),王示德的高級潤滑油專利采用了納米添加劑與傳統(tǒng)潤滑油的性能比較試驗(yàn),說明納米添加潤滑油具有更好的性能。6傳感器材料中的應(yīng)用納米微粒隨著粒徑的減小,比表面積的增大,表面原子數(shù)的增多及表面原子配位不飽和性導(dǎo)致大量的

6、懸鍵等,使得它表面積巨大、表面活性高與氣體相互作用強(qiáng)、對周圍環(huán)境(溫度氣氛、光、溫度等)敏感度高、同時(shí)檢測范圍擴(kuò)大。這些特性使它滿足了傳感器功能上所要求的靈敏度、響應(yīng)速度以及檢測范圍等指標(biāo)。因而可望利用超微粒制成敏感度高的超小型、低能耗、多功能傳感器。如溫度傳感器、紅外檢測傳感器、氧敏感傳感器、汽車排氣傳感器。7在醫(yī)學(xué)及生物工程上的應(yīng)用由于納米粒子一般比生物體內(nèi)的細(xì)胞小得多,10ｎｍ以下的顆?？稍谘苤凶杂梢苿?dòng),因此可以用來檢測身體各部分的病變并進(jìn)行治療,如表面包敷的磁性粒子(Fe3O4)可作為治療藥物的載體,進(jìn)入人體后在外加磁場的導(dǎo)航下到達(dá)指定的病變部位,達(dá)到定向

7、治療的目的。納米粒子作為顯影劑可發(fā)現(xiàn)微小癌變,有利于癌癥的早期診斷和治療。磁性超微粒子還可用于癌細(xì)胞分離技術(shù),如英國倫敦的兒科醫(yī)院已利用磁性超微粒子分離癌細(xì)胞,成功的進(jìn)行了人體骨髓液內(nèi)癌變細(xì)胞的分離。一些具有生物活性的納米材料,還可用于人造骨、人造牙、人造人體器官等。納米CaCO3作為保健食品和藥物成分，可提高人體對鈣質(zhì)的吸收和利用；納米花粉由于破壞了花粉的細(xì)胞壁而提高了人體對花粉中有效成分的吸收和利用；含納米羥基磷灰石的牙膏具有比氟更好的防齲齒功效；預(yù)計(jì)納米材料在21世紀(jì)將會(huì)作為生物醫(yī)用的核心材料，在細(xì)胞分離和細(xì)胞染色中發(fā)揮重要作用，將制成特殊藥物或新型抗體對