纳米技术

纳米材料

当物质达到纳米尺度以后大约是在0.1纳米至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。这种拥有特殊性能的材料,即为纳米材料。纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的,后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。

纺织方面

在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布非常结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。真丝和羊毛在不改变其性能的情况下能防水和防污,而且能够使衣服更长时间地保持清洁和鲜艳。衣料表面带有大小在100纳米以内的微型结构,能吸收空气分子并形成覆盖层,使衣料防水防油。

建材方面

纳米技术的运用,可使墙面涂料的耐洗刷性提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料还可以吸收对人体有害的紫外线。由于纳米超细粉末尺寸非常小,而且具有吸收电磁波的性能,对不同波长的雷达波和红外线具有很强的吸收作用。因此,被纳米颗粒改性后的涂料可成为军事上使用的隐身涂料。

食品方面

纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。人工制造的纳米粒子可用作包裹食物配料和食物添加剂,以掩盖食物配料和食物添加剂的不良气味和味道,防止包封的食物配料变质等。

医疗方面

利用纳米技术制成的微型药物输送器,可携带一定剂量的药物,在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位,有效地起到治疗作用,并减轻药物引起的不良反应。用纳米制造成的微型机器人,其体积小于红细胞,通过注射进入血管中在人的操控下能疏通脑血管的血栓。用纳米技术制成的新型诊断仪器,只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。利用纳米级荧光微粒接上抗体,就能进行免疫学的间接凝集试验。

0.5克金便可制备10000毫升纳米金溶胶,作为妊娠试剂可验孕10000人次,诊断快速可靠。

纳米级测量技术

新的测量技术能够将纳米材料的电气和机械特性表示为施加探针压力的函数,为人们揭示之前无法看到的纳米现象,包括纳米级精度的尺寸和位移的测量,纳米级表面形貌的测量。纳米级测量技术主要有两个发展方向,一是光干涉测量技术;二是扫描探针显微测量技术。

纳米测量工具主要包括原子力显微镜、多模式扫描探针显微镜、各种参数测试仪、高灵敏度纳伏/毫欧表、各类高精度分析仪和微阵列等。

纳米组装技术

是通过机械、物理、化学或生物的方法,把原子、分子或者分子聚集体进行组装,形成有功能的结构单元。组装技术包括分子有序组装技术,扫描探针原子、分子搬迁技术以及生物组装技术等。纳米组装技术的发展,将会使纳米机械、纳米机电系统和纳米生物学产生突破性的飞跃。我国在纳米领域的科学发现和产业化研究有一定的优势,目前同美、日、德等国位于国际第一梯队的前列。

纳米生物学

是以纳米尺度研究细胞内部各种细胞器的结构和功能,研究细胞内部、细胞内外之间以及整个生物体的物质、能量和信息交换。纳米生物学发展到一定技术水平时,可以用纳米材料制成具有识别癌细胞能力的纳米生物细胞和能吸收癌细胞的生物医药,杀死癌细胞。