简介在“十三五”规划中,高分子材料已被作为新兴产业的重要组成部分,被纳入到“十三五”国家战略性新兴产业发展规划之中,目前,高分子材料逐步实现纳米复合化,相比宏观或微米级高分子材料,其力学性能、阻隔性能、阻燃...
在“十三五”规划中,高分子材料已被作为新兴产业的重要组成部分,被纳入到“十三五”国家战略性新兴产业发展规划之中,目前,高分子材料逐步实现纳米复合化,相比宏观或微米级高分子材料,其力学性能、阻隔性能、阻燃性能、热性能、电性能及生物性能等都有显著提高,甚至还表现出全新的性能。
随着科学技术的发展及对纳米相关技术的研究,越来越多的纳米技术由理论转为实践。在日常生活中,从新闻媒体关于前沿纳米科技和纳米概念产品的报道,到各大商场的所谓的纳米产品,纳米这个词也越来越多的出现在公众视野中。
纳米材料以其独特的性能在各个领域都有广泛的应用,成为现代社会生活中衣、食、住、用各个方面不可缺少的一部分。
一、衣——传统的衣服一般是满足人们御寒、遮羞和散热等功能,而添加了纳米材料的衣物其功能就会完全不同:
1)添加纳米级的紫外线反射剂(二氧化钛、氧化锌、氧化亚铝、炭黑)和改善纺织物本身品质,可制造出抗紫外线纤维。
2)在纺织物中加入接触性抗菌剂,如金属元素、金属离子,光催化剂,如纳米二氧化钛,纳米氧化锌、纳米氧化硅可制造出抗菌、抑菌、除臭型化纤织物。
3)在纤维中加入一些远红外纳米陶瓷粉,可制造保温保健纺织品,吸收人体或外界的红外辐射并产生远红外,以促进血液循环,屏蔽红外线,起到保暖保健功效。
4)在纤维中添加超微细导电剂(炭黑、二氧化锡、氧化锌、二氧化钛)制成抗静电纤维,能避免在穿着中由静电引起的不舒适,并应用在特殊工作场合。
5)有机物纤维中的聚酚醛纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯二甲酰间苯二胺纤维都能经受高能射线的辐射,可以作为抗辐射纤维。
二、食——纳米材料在饮食方面也发挥着其独特的作用,相比于传统食材和厨具,具有巨大的优势:
1)用纳米技术对食物进行分子、原子的重新编程,某些结构会发生改变,从而能大大提高某些成分的吸收率,加快营养成分在体内的运输,延长食品的保质期。纳米食品具有提高营养、增强体质、防止疾病、恢复健康、调节身体节律和延缓衰老等功能.目前的纳米食品主要有钙、硒等矿物质制剂、维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶和各种纳米功能食品等
2)用抗菌性纳米材料可以制作抗菌冰箱。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装已经面世。
3)利用纳米粉末(比如二氧化钛),可以使废水彻底变成清水,完全可以饮用,实现水的净化处理。
三、住——纳米材料广泛应用于建筑材料以及装修涂料等方面,可显著提高人们的住宿水平。
1)将纳米三氧化二铁、纳米二氧化钛、纳米氧化锌加入到涂料中,可以使墙面涂料的耐刷性能提高近十倍并且使涂料有一定的自洁能力。
2)玻璃和瓷砖表面涂上一层纳米薄膜,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦。
3)含纳米微粒的建筑材料还可以吸收对人体有害的紫外线。
4)使用纳米碳化硅可以制造防火建筑材料。
5)纳米二氧化钛及一些纳米金属材料加入到混凝土中,可以制造出功能性的电磁屏蔽混凝土。
四、行——纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。
1)纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机发动机部件的理想材料,大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。
2)汽车制造中应用的塑料数量将越来越多。增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、碳酸钙、二氧化硅等,这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升,使塑料的物理性能得到明显改善
3)纳米卫星可以随时向驾驶员提供交通信息,帮助其安全驾驶。而且,由于纳米技术将使现代人不可想象的星际旅行变为现实
五、用——在电子信息领域,纳米技术应用广泛。
1)可从硬盘上读取信息的纳米级磁读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米级存储器都已投入生产。
2)纳米电子学使量子元件代替微电子器件,“深蓝”、“银河”等巨型计算机就能装入口袋。
3)在商品包装方面,科技人员把我国原材料比较丰富的陶土制成纳米尺度添加到聚合物中,制成了神奇的纳米塑料,这种塑料耐高温、耐磨,像金属、塑料、陶瓷共同的优点,用它制成的啤酒瓶烤不坏,摔不碎而且比玻璃瓶轻一半以上。
4)未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快,效率更高。
小结:
由以上可见,纳米材料已经渗透到人们生活中的各个方面并提高着我们的生活质量水平。随着科技发展和市场运作纳米产品必然会朝着物美价廉的方向发展,必然会受到广大人民的热爱。就目前而言,纳米材料产业的优势已经非常明显,但这还是远远不够的,我国的纳米技术水平依旧不够尖端,纳米材料功能的发挥依旧不够完善,我们应加快纳米材料科学的创新与研究,发挥出纳米材料对新兴产业的兴起与发展的支撑作用,实现纳米材料的可持续发展。
材料是一切技术发展的物质基础,这也正是国家在“十三五”规划中,着重关注材料产业的创新与研发的主要原因,纳米材料作为一种高端材料,它的出现本身就是材料领域的一次重大改革,在国家政策的扶持下,纳米材料必然会成为材料行业未来发展的重要研究方向!
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