纳米技术的概念精选(九篇)
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第1篇：纳米技术的概念范文
从单纯的纳米材料结构来看，纳米材料主要在微观分子、原子和宏观物质中间的领域，我们只有详细的认识什么是纳米材料以及现阶段纳米技术发展的成果，才能更好的去分析和探究纳米技术在机械工程领域的实际应用。我们可以简单的认为纳米材料科学是材料学的分支之一，我们也不能否认纳米技术在人们日常生活中的广泛应用和重要地位。这一科技突破成果的广泛应用，改变了我国传统机械工程的生产模式，为我国的机械工程发展和进步带来了翻天覆地的变化。
1.1纳米技术的定义
首先，我们必须明确的一点是，纳米是一个长度单位，它的原称是“毫微米”。我们通常所指的纳米科技就是指研究结构尺寸在一至一百纳米范围内材料的性质和应用。这门学科不是独立的、单一的存在，纳米科学与技术和众多的科学学科有着十分密切的关系，可以说，纳米技术一直走在学科交叉领域的前沿。我们通常将纳米科技分为三个研究方向，即纳米材料、纳米器件和纳米尺度，这三个研究领域都是进行科技研究的重要领域。纳米科技的根本目的就是利用纳米的特殊性能去制造具有特殊功能的产品。纳米技术在机械工程方面的应用意义重大，微型机械技术已经成为二十一世纪纳米技术运用的核心，很多国家开始对纳米技术进行了更深入的研究，旨在为机械工程的发展做出更大的贡献。
1.2纳米技术的主要内容
首先，纳米材料主要包括制备和表征。我们通常希望通过利用纳米尺度的结构，在不改变物质化学成分的前提下，去实现对材料基本性质的控制。其次，纳米动力学主要是微型电动机械系统，它的英文简称是MEMS，即主要包括微机械和微电机。这种技术实际上是一种类似于集成电器设计和制造的新型工艺。它的最主要特点就是部件很小，虽然刻蚀的深度要求范围在数十至数百微米，但是它的宽度误差很小。这种技术有着很强的科研潜力，一旦研究的更加成熟，就会在实际的应用中带来更好的经济价值和利用价值。第三，纳米生物学和纳米药物学，这种纳米技术的应用也很广泛，可以用自组装的方法在细胞内放入零件以构成新的材料。最后，还有纳米电子学，它主要包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光或者电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。这项技术可以满足当前电子技术发展的主要趋势。
1.3纳米技术在机械行业中的发展前景
我们认为，纳米技术作为科学研究中一项很重要的突破性成果，如果合理加以利用，能够在机械行业中展示出很强的利用潜力，为企业的生产带来更高的经济价值。纳米技术在机械行业中的应用范围和应用程度有待扩大和加深，它的发展前景是十分广阔的，我们必须看到纳米技术的科研潜力和经济价值，结合当前我国机械行业发展的现状和在实际利用中出现的问题，不断的进行研究和创新，深入的促进纳米技术和机械行业的紧密结合。我们可以在机械行业的各个领域去应用纳米技术，如：机械及汽车工业的滑配原件、射出成型时发生的粘模以及塑胶流道的低粘应用等。
2纳米技术在机械工程中的应用
随着科学技术的发展和社会经济的不断进步，纳米技术在机械方面的应用最重要的一方面就是微型机械技术，许多国家对此进行了深入的研究，我们可以看到，纳米技术在机械工程中的应用主要存在于微型纳米轴承方面。这种技术深深的改变了传统机械工程的发展模式。由于传统轴承的体积较大，它的摩擦力只能够靠来进行减少，但是这种方式并不能够从根本上避免摩擦力带来的问题。美国科学家通过研究，利用纳米技术很好的解决了这一问题，他们研制出了一种微型纳米轴承，这种轴承最大的优势就是几乎没有摩擦并且其直径仅仅是一个头发直径的万分之一。安徽的合肥大学通过研制，成功发明了纳米材料刀具，这标志着运用纳米材料制作的新型金属陶瓷刀具问世，这种刀具不仅仅品质十分优化，并且使用寿命也得到了极大的提高。另外，纳米耐磨符合图层的运用也是十分广泛的，实际上，这种微型化的大力运用已经从根本上改变了传统机械生产的模式，颠覆了传统机械的概念和范畴，这种微型机械的基础是现代科学技术，这种创新性的思维方式也是时展的重要产物。除此之外，纳米技术马达、纳米磁性液体以及纳米技术在食品机械领域的应用，都展示了纳米技术给机械工程带来的重大改变。
3结论
第2篇：纳米技术的概念范文
关键词：纳米技术；食品科学；应用
一、纳米技术
自从上个世纪90年代出现纳米技术后，在纳米技术领域的新概念、新名词、新材料不断涌现，使得人们对纳米技术的理解不够透彻，对其研究也处于初级阶段。其实，纳米技术是一门基础研究与应用研究多学科交叉的科学，不管是在原子、分子或者是在超分子角度上对其分析，纳米技术都堪称是一项新的、空前的技术创新，对今后物理学的发展起着重要作用。纳米技术的目标主要是根据纳米结构所具有的特性和功能，结合人们的需求，对材料进行加工，并制造具有特定功能的产品，给人们带来全新的技术革命。此外，在设计过程中在原子、分子的水平上运用纳米技术进行材料设计，进而制造出具有全新性质和各种功能的材料，从而满足人们日益增长的生活需求。
二、纳米食品的概述
所谓纳米食品，指的是在食品加工、生产或包装过程中采用了纳米技术手段的食品。但是，纳米食品不仅仅是采用纳米技术将食品的尺寸加工至纳米级别，也涉及到通过纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。从而使经过纳米技术加工的食品在营养、吸收等方面会很大的提高，在这方面应用最广泛主要有维生素制剂、钙、硒等矿物质制剂、豆奶与纳米添加营养素的钙奶茶等。但是，由于人们对纳米技术研究的局限性决定了纳米食品也存在一些问题，从而使得纳米食品的安全日益受到人们的关注。因为，在纳米食品生产过程中主要采用球磨法使食品的尺寸变小而达到纳米级别，从而不可避免地产生粉料污染，同时，纳米技术给食品所带来的危害与不利影响等，目前我们还无法预测，难以判断纳米材料是否对人体有害。目前，我国乃至国际上的纳米食品行业还没有形成一个统一的、有效的标准，无法对纳米食品进行安全性评价，也不利于食品健康的管理与监控。此外，据研究部分纳米食品存在一些有害成分，采用球磨法对食品进行加工，所制备得到的纳米粉末更容易进入细胞甚至细胞核内，进而对人体所产生的危害也没有研究清楚。
三、纳米技术在食品科学中的应用分析
1.微乳化技术和纳米胶囊制备技术
所谓的微乳液，就是通过将两种互不相溶的液体形成的吉布斯自由能最小、状体均匀并且稳定，各向同性、粒径大小为l～100纳米、外观透明或半透明的分散体系，而制备该微乳液的技术也称为微乳化技术。自从上个世纪末以来，人们加大对微乳理论和应用的研究，并将微乳化技术已应用于纳米颗粒、微胶囊和纳米胶囊的制备。采用纳米技术，将微胶囊制备成具有粒径大小在10～1 000纳米尺寸的新型材料。由于纳米胶囊颗粒微小，形成胶体溶液，易于分散和悬浮在水中，并形成清澈透明的液体，从而使所载的药物或食品功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组织，进而有利于提高疗效的目的，增加药品生产效率。
在食品包装行业，纳米技术的应用最为普遍，并且该技术能给人们带来极大的利益。因为，在包装材料过程中，只需加入一定的纳米微粒就能够有效地增加包装材料的抗菌性能与密封效果，从而更好地为食品包装提高质量安全保障。同时，在冰箱制造行业也能看到纳米技术的应用情况，通过纳米技术能够有效地生产出一些抗菌性的冰箱，从而满足人们日常生活需求。此外，由于纳米材料的尺寸微小（纳米级别），并体现出特殊的功能，在食品包装过程中加入一定的纳米微粒有利于改变对现有包装材料的性能，从而进一步保证食品的安全。甚至已有不少人研究纳米技术在玻璃和陶瓷容器等领域的应用，通过加入纳米颗粒，可以有效地增加了脆性材料的韧性与强度，还可以有效地吸收紫外线防止塑料包装由于时间过长而出现老化、变质等现象，进而增加食品包装的使用寿命，促进食品包装行业的发展。
2.纳米技术在超细微粒和纳米粒子制备中的应用
在当今的高新技术研究领域中，超细微粒尤其是纳米粒子已经成为人们研究的热门方向，并是当今急需加大研究投入的领域。经过超细化处理后的物质，粒子之间的接触面积增大，比表面积也大大增加，界面能显著提高，表面能会发生巨大变化，从而显现出独特的物理与化学性能。通常情况下，制备超细粒子的方法为超细碾磨法，例如市场上比较普遍的具有强抗氧化性的超细绿茶粉与具有强结合水能力的超细面粉等。研究表明，粒子越小越有助于人体的吸收消化，约1 000纳米的超细绿茶粉呈现出较好的营养消化和吸收率，其营养价值大大超出普通的绿茶粉。又近年来迅速发展起来的新技术――超临界流体制备超细微粒技术，也属于纳米技术制备超细粒子的范畴，该技术可以较准确地控制结晶过程，对粒子尺寸进行精确的控制，从而生产出的超细微粒粒径小且粒度分布均匀，该技术在医疗药物制造行业较为普遍，具有诱人的应用前景。
3.纳米技术在食品检测中的应用
随着计算机技术的飞速发展，使得纳米传感器技术也得到了惊人的发展，并已在食品安全监测中得到广泛的应用。所谓纳米生物传感器技术，采用选择性结合靶分子的生物探针，对食品进行安全监测的技术。因为，纳米材料本身就是非常敏感，对于不均匀的生物与化学物质反应灵敏，将纳米技术与生物学、计算机技术、电子材料相结合，可以制备新型的传感器件，并提高食品安全监测效率。例如与生物芯片等技术结合，可以使分子检测更加简便、高效的纳米生物传感器。近年来，人们通过纳米生物传感器技术可以实现对食品安全、临床诊断与治疗的快速、有效、灵敏地检测。例如，在传统的检测领域，尤其是监测微量细菌时需要扩增或富集样本中的目标菌，从而无形中增加监测步骤，同时过程繁琐而费时费力，然而，利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器，不仅能够大大减少检测所需的时间，还可以提高检测的灵敏度，进而提高监测效率与精确度。
四、结语
综上所述，由于纳米材料发展比较晚，各方面的研究还不够完善，纳米技术也存在一些不足和缺陷。但是，这并不影响纳米技术在食品工业中的应用，随着人们对纳米技术研究的不断深入，我相信在不久的将来纳米技术将会引发一场新的食品科学的革命，为食品行业带来巨大的经济效益与发展空间，也会使人们的饮食结构和生活方式发生巨大的变化，引领人们走进一个全新的食品行业，进而提在很大程度上提高人们的生活水平。
参考文献：
第3篇：纳米技术的概念范文
【关键词】纳米材料；纳米技术；口腔内外学科
1 纳米的概念
纳米（符号为nm）是长度单位，1nm=1×10-9m。“纳米材料”的概念是20世纪80年代初形成的，是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。
纳米材料具有以下主要特点：纳米粒子大小在1～100nm；有大量的自由表面或界面；纳米单元之间存在着相互作用，作用或强或弱。纳米材料与组成相同的微米晶体材料比较具有其许多优异的性能，主要表现在催化、磁性、光学、力学等许多方面。
2 纳米材料在口腔内科中的应用
2.1纳米复合树脂
复合树脂的基本组成部分是无机填料，根据填料的粒径大小分为大颗粒型、超微颗粒型和混合填料型。混合填料型树脂填料粒径近几年不断向纳米级发展。使复合树脂的强度增强的纳米粒子包括纳米二氧化硅、纳米氧化锆、纳米羟基磷灰石等。为使材料发生聚合时不收缩或收缩减小，在光化聚合丙烯酸脂或异丁烯酸脂基的向列液晶单体中，加入二氧化硅纳米微粒和较高含量的金属氧化物，使形成高分子量的聚合物粘结性增强，体积收缩减小。二氧化锆用于口腔科具有X射线阻射性高、强度高和硬度高等优点。纳米氧化锆复合树脂光学透明性极高，是理想的口腔科复合树脂增强材料。将氧化锆纳米粒子通过运用纳米技术填充入树脂材料中，材料的物理强度会得到增强。而将氧化锆纳米粒子加入玻璃离子材料中，能使材料克服容易溶解的不足，同时强度增强，与一般的复合树脂相比，具有更好的耐磨性。研究人员在口腔科复合树脂中加入熔附了纳米硅颗粒的晶须和纳米二钙或四钙磷酸盐，可达到自修复的目的。
2.2纳米粘结材料
随着纳米技术的日益发展，将纳米杂化树脂作为基质，用它与硅基纳米材料发生共聚，从而得到高强度、热稳定、耐久性的高粘结性材料。这种材料不仅能很好地克服酸蚀过程中造成的牙本质小管闭合问题，而且能在牙体和材料之间发挥较高的粘结性，使粘接技术和粘接材料达到一个更高更新的水平。牙本质过敏是口腔内科临床上常见病多发病，是牙齿上暴露的牙本质在受到外界刺激，如温度、化学性、机械性刺激后，引起牙齿的酸、软、疼痛症状，这主要是牙本质暴露后，牙本质小管内的液体，即牙本质液对外界刺激产生机械性反应所引起。临床主要是通过在暴露的牙本质表面涂布粘结剂来缓解敏感症状。在临床口腔常用的光固化粘结剂中加入一些纳米材料，主要是利用纳米粘结材料来封堵牙本质小管，可以使牙本质过敏得到迅速和永久的治愈。
2.3纳米根管充填材料
随着纳米羟基磷灰石生物材料的出现，能很好解决填充材料存在的关于生物相容性的难题。经过大量临床研究，发现纳米羟基磷灰石的结构与天然骨的无机成分很相似，均有良好的生物相容性，两者可以紧密结合，结合后周围组织未见有炎症和细胞毒性的发生，其对骨组织还有良好的诱导性。材料的组成和构造与脊柱动物硬组织相似，生物相容性良好。研究指出，用纳米羟基磷灰石根充与传统氧化锌丁香油糊剂根充两者相比较，在根管壁密合度方面，前者明显优于后者。纳米羟基磷灰石具有良好的根尖封闭特性，用其作根管封闭剂可减少微渗漏的出现。纳米羟基磷灰石材料本身无杀菌作用，将碘或其他抗生素加入其中可以使该材料的抑菌和抗菌效果提高。对难治性根尖周炎应用无机抗菌剂作为根管充填剂进行根管治疗，取得很好临床疗效。本身没有成骨性的纳米羟基磷灰石，可为新生骨的沉积提供合适的生理基质，引导牙骨质不断沉积来封闭根尖处的根尖孔。
3 纳米技术与纳米材料在口腔外科中的应用
3.1纳米技术在拔牙麻醉上的应用
随着纳米技术的发展，口外医生可将纳米粒子活性麻醉剂悬液直接涂布在牙龈和牙龈沟内，在声学信号或程序化的化学反应链的指引下，经牙齿的薄弱区牙颈部，药物通过牙本质小管到达牙髓腔，达到无痛麻醉，给患者减少疼痛和恐惧感。
3.2纳米复合体材料修复骨缺损
羟基磷灰石作为新兴的材料，可大量用于口腔骨组织缺损的修复，如牙槽骨再造、牙周骨组织缺损、颌骨囊肿等。纳米羟基磷灰石的晶体无细胞毒性，生物相容性好，故认为其是多种口腔疾患造成天然骨质缺陷最好的替代物。纳米羟基磷灰石材料既可作为骨形成的支架，而且还对骨细胞有引导的作用。有学者用纳米羟基磷灰石复合胶原植入术，对牙周病造成骨组织缺损的患者进行临床治疗及疗效观察，取得令人满意的临床效果。羟基磷灰石复合胶原与周围组织相容性好，其组成和构造跟天然骨相似，本身无细胞毒性，对牙周膜细胞的生长和新生骨的形成有促进作用，故认为它是一种良好的组织工程支架材料。
3.3纳米控释系统在肿瘤治疗中的应用
纳米控释系统包括纳米粒子和纳米胶囊，它们直径在10～500nm之间。药物可以通过吸附作用、附着作用位于粒子表面或者通过溶解、包裹作用位于粒子内部。在外磁场的引导下，将磁性纳米颗粒作为药剂载体引导到肿瘤患者的患病部位，对病变部位进行定位治疗这样可以减少治癌药的毒副作用，提高药物疗效。作为抗恶性肿瘤药物的输送系统，纳米控释系统被认为是最有发展的应用之一。大量研究显示，具有纳米级的一些抗肿瘤药物，延长在肿瘤内停留时间，肿瘤生长缓慢，同时减少对组织器官的毒性和副作用，减少药物剂量。纳米脂质载体在肿瘤造影和成像等方面具有较好的优势，因为其对药物、基因、成影剂有较好的包封率。
4 结论
由此可见，纳米技术的快速发展，为口腔材料学的研究提供了一种全新的方法。使我们能以全新的思维模式在纳米水平来重新探索和研究材料的成份与结构，从而为口腔医学领域研制出更好更理想的口腔材料。
参考文献：
[1] 陈治清：口腔生物材料学 化学工业出版社 2009
[2] 刘秀丽，刘曦.复方羟基磷灰石充填根管临床疗效观察 西安医科大学学报 2010
第4篇：纳米技术的概念范文
关键词：物联网技术；关键技术；进展；应用
0引言
物联网技术的不断发展，逐渐从原来的计算机、无线通信过渡到远程控制和人工智能等多个技术领域，物联网技术已经成为一个跨越多行业推动社会发展的力量。目前，世界上主要的发达国家都对物联网发展计划高度重视，国外发达国家相继推出了和物联网相关的技术和产业战略布局。因此，研究物联网技术的进展以及应用前景，能够为我国在全球信息化发展阶段，提供一定的借鉴和参考价值。
1物联网技术的概述
物联网技术是在互联网发展的应用的基础上，不断延伸扩展形成的网络技术，和互联网技术不同的是，物联网是利用互联网的架构，来实现物与物相连的技术，因此，物联网的核心和基础是互联网。物联网的定义在世界上比较公认的是：利用无线传感器和无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备，利用互联网架构搭建的能够进行定位、跟踪和追溯管理的网络。因此，物联网的技术关键就在于通过无线传感器和无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备获取物品的各种信息，然后利用互联网进行数据交互，因此，物联网技术进展，就里不开无线传感器、无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备的发展。
2物联网技术的进展
从物联网的概述以及定义，可以看出物联网的发展和物联网技术传感设备的发展息息相关，因此，本文探讨了无线传感技术、无线射频识别技术、纳米技术和智能技术这4种关键技术的发展。
2.1无线传感技术
无线传感技术是连接物理世界、数字虚拟世界和人类社会的桥梁，物联网的应用的基础，就是无限传感技术，利用无线传感技术，能够更好地对物品进行监测、感知和数据采集，同时也能够和互联网平台进行数据交互。因此无线传感技术的发展，直接关系到物联网技术落地和实际应用的领域。目前，低成本、微型化、低功耗以及灵活的组网方式、铺设方式是无线传感技术的发展方向。
2.2无线射频识别技术
无线射频识别技术（RFID）是一种利用无线射频信号及其空间耦合的传输特性，通过非接触对附有标签的物体进行辨别的自动识别技术，无线射频识别技术的3个重要部分分别是天线、阅读器和标签，其优势在于能够可实现高速运动下对特定物品的识别，且能够实现同时对多个附有标签的物体的识别的目的。已经广泛应用到生产制造、物流管理和公共安全等各个领域。
2.3纳米技术和智能技术
随着互联网技术的不断发展，物联网技术的应用，也逐渐形成了以物体为核心，将物与物之间进行智能化关联，而纳米技术优势非常明显，利用纳米技术，能够让物联网更智能地互联，且进行数据交互，纳米技术的应用方向为纳米电子技术、纳米力学技术和纳米材料技术等，而智能技术则是通过对物体内植入智能芯片，将智能赋予相关的物体，并通过互联网与物体、人之间进行主动、被动交互，机器人技术将成为未来智能技术的发展方向。
3物联网技术应用研究
目前，物联网技术的应用还属于初级阶段，预计物联网技术的未来会迅速地发展和长远地应用，本文从与人生活相关的吃穿住行方面，介绍了物联网的应用方向和前景。
3.1生活相关的智慧城市物联网
在城市中应用物联网技术，能够让城市的规划更加科学，城市功能更加完善，城市的各项服务更加便利，能够让城市更好地适应人们的生活，将城市生活与经济社会实现可持续发展完美结合，同时智慧城市建设，也能够让城市更加方便管理。
3.2出行相关的交通物联网
目前，城市道路拥堵已经越来越普遍，将物联网技术应用在交通上，将公交车、公交站点和城市道路结合起来，同时利用传感器和监控中心数据交互，能更方便人们的出行。
3.3农业生产相关的农业物联网
物联网技术在农业生产上的应用，能够让农业有更好的发展，节省人工，提高农业生产的效率，例如在大棚农业种植的时候，就可以通过物联网将实时对监测蔬菜大棚的温度、湿度以及土壤盐碱度等数据，便于对大棚的管理，同时也可以远程控制大棚的温度调节装置，大大提高大棚管理的效率。同时物联网的应用发展，也为绿色农业的发展提供了应用基础，能够更好地对农产品追根溯源，提高农产品的生产的科学化和规范化。
3.4建设医疗服务物联网
建设新的医疗互联网，将病人和医院的数据库系统相结合，能够对人体的各类数据进行采集，传输到医院的大数据库系统中进行分析，进而掌握病人的生活数据，能够在就医时，更方便医生对病人进行会诊，同时也能够为人提供更好的就医和健康咨询服务。
4结束语
目前，物联网技术的发展及应用备受人们的关注，在吃穿住行方面，物联网的发展都有着巨大的前景，物联网技术的发展将会是世界经济发展的驱动力。但是，物联网技术仍处于研究和实验性应用阶段。因此，在未来的发展过程中，还需进行深层次的研究，发挥政府的引导和支持力量，加大专项研究力度，更好地推动物联网的发展。
参考文献
[1]杨明.浅谈物联网技术在小区安防中的应用[J].中国安防，2010，（6）：24-26.
[2]盛魁祥.浅谈物联网技术发展及应用[J].现代商业，2010，（14）：153-154.
[3]唐爽，刘颖.浅谈物联网技术的发展及应用[J].信息与电脑（理论版），2010，（9）：140.
[4]由.浅谈物联网技术及应用[J].科技成果纵横，2010，（4）：55-57.
第5篇：纳米技术的概念范文
科学文化视角的科学
与公众关系研究
科学信息时代的发展要求科学、社会、文化之间广泛而深入的交流和传播,民主社会中的科学发展和技术进步需要公众的理解,以获得公众的支持与社会的认可。从国家角度讲,大幅度地提高公民的现代科学素质是国家增强综合国力的基础,而提高公民素质最重要的途径要依靠科学传播。
1982年11月,英国皇家学会发表了一份题为《英格兰和威尔士11-18岁少年的科学教育》报告,建议皇家学会理事会应该创建一个小规模的特别小组来专门研究提高公众理解科学的方法。皇家学会理事会接受了这一建议,并成立专门小组由英国皇家学会会员博德默(Walter Bodmer)博士任主席进行调查研究。其成果就是得到皇家学会理事会认可的关于科学传播理念的报告,称为博德默报告。在这个报告的影响下,公众理解科学被纳入到政府所考虑的问题之内,而政府也宣布了它在促进公众对科学、工程与技术的正确认识和理解中的责任。
随着20世纪工业文明和进步,广播、电视、电话等信息技术广泛应用,通过新的信息技术传播科学,引起科学传播学者的关注,1987年的关于电视科学传播的公众理解科学研究应运而生。③电视作为20世纪最伟大的发明之一,逐渐成为人们依赖的主要传播媒介,新的电子媒体为科学传播拓宽渠道,使之成为不仅仅是小范围、内部的交流与传播,而是与公众的直接对话。公众与科学的关系变得更加紧密,科学更需要公众的理解和支持。
由此展开的科学与公众关系研究主要出现在20世纪90年代以后,一些学者将目标转向对缺失模型的批判,认为公众与科学的关系应该建立在反馈和民主的基础上,公民有了解和认知科学的权利,可以根据自己的需求提出特殊的科学传播要求。2000年到2008年,公众理解科学与技术研究集中在公众获取科学知识、公众和科学文化等方面。研究者将公众与科学的关系置于文化理解的背景中进行探索,他们认为,对科学的信赖感和可信度是公众理解科学的核心。公众对科学的信任与对科学机制、政治机制的信赖问题有着紧密联系,公众的信任成为重要的社会资源,如果对科学的信任消失,将导致社会的不稳定。部分学者强调,传播和培育科学文化是科学传播的重要任务,任何科学活动都有一种文化建设活动的定位,科学传播需要从知识导向转到文化导向,重点传播以科学思想、科学方法和科学精神为内涵的科学文化。④如果只把目光放在科学知识的传播上,那么双向互动的科学传播将无法实现。
先进技术视角的
应用技术传播研究
技术传播(Technical Communication)的概念理解在目前学术界还未达成共识。国内的技术传播概念多指科学技术传播的狭义理解。而国际的技术传播概念分两个层面:一是技术在社会中的扩散、交流与共享活动;二是起源于技术写作,关注传播实践技术的“技术传播”。“技术传播”在这里作为科学传播学的基本结构,主要是指先进技术视角的应用技术传播研究。
技术传播是科学技术发展的推动器。向公众传播先进技术已经成为科学传播非常重要的组成部分,因为只有传播先进技术,并促进其在社会中的应用,才能使技术迅速转化成生产力,为社会和人类创造更多财富,改善人类生活。以纳米技术的传播为例,纳米技术经历了从诞生到应用于市场、获取经济利益的重大转型和发展,纳米技术成为各国纷纷投巨资抢占的战略高地,在这个过程中,技术传播的力量不容忽视。一项新技术必须得到广泛大众的认可才能应用于市场销售,因此,关于纳米技术的传播开始了它的使命,如何将纳米技术传播给受众,如何在市场中利用纳米技术,以及让更多的人知道纳米技术可以改变人类生活等等,这些都是科学家、记者等科学传播者们努力向受众传播的内容,更是科学传播研究者们共同关注的话题。1999年,纳米技术逐步走向市场,全年纳米产品的营业额达到500亿美元,科学传播功不可没。
技术传播的最初形式发源于农业技术推广的实践中。20世纪以前,世界农业产量的增长几乎全靠耕种面积的扩大而实现,农业产出的增长率有时甚至低于需求的增长率。20世纪20年代,美国首先推行农业技术推广系统,把科学种田方法、病虫害的防治等直接推广到农场和农户,农业技术进步的方向逐渐由单纯追求机械化转向对生物技术的重视。伴随之后的以杂交玉米为代表的生物技术的产生,耕地单产开始增加,20世纪40年代,美国学者开始对农业技术推广模式进行传播学研究。农业技术推广的传播学研究逐渐成为国际研究者关注的焦点。20世纪70年代,美国的技术传播学会成立,如今它已发展成为会员分布在全球100多个国家和地区的、庞大的国际性学术团体。从美国技术传播学的发展看,正是业界实践的需求引发推动了理论的研究,扩大了技术传播的内涵,促进了技术传播学科的成熟。⑤科学传播研究者把美国技术传播学会的成立看作是科学传播学作为独立于传播学的一门新学科而被学界承认的标志。
案例分析视角的经验
和模型方法研究
科学传播研究具有一个重要特性,即它可以反映和回应社会现实发展的诉求,科学传播研究的最终目的是指导科学传播的实际工作,而不是仅仅在纯学术探讨和纯概念演绎的范围内自我封闭。科学传播研究必须考虑社会背景,必须让理论研究与社会现实形成良好的互动,社会实践中的需求引发研究领域的扩展,而科学传播研究的拓展成为实际传播活动的指向标。于是,案例实证分析视角的经验与模型方法研究被提到科学传播研究的重要日程。
科学传播研究的实证分析主要以调查研究科学传播效果为主,这类研究采用调查的形式分析科学传播中各要素对于传播效果的影响和作用,从而及时调整和进一步发展科学传播。网络科学传播和知识扩散研究主题主要是通过案例实证研究进行深入分析,介绍和探索在新的传播环境和媒介中,科学传播的新经验和新问题,为今后的科学传播提供借鉴。由于互联网技术是在20世纪90年代后期,随着个人电脑的普及和计算机技术的发展而逐渐发展起来的。互联网可以生动、具体、快速地展现科学活动过程,其传输具有人性化特征,不仅声像并举,时态上同步传播,而且造就了比生活中人际传播更为自由的虚拟交流空间,以往建立在阅读基础上的科学传播,从价值观到文字的阅读习惯都发生了改变。
科学传播环境也因此发生了变化,科学传播也必须依赖和适应新的互联网特征。互联网的出现和发展,不仅改变了科学传播环境,还改变了科学传播行为以及人们对待科学知识和科学传播的态度。接受科学知识和信息时,成年与童年之间的界限越来越模糊;电子媒介使科学传播的复杂程度可以伸缩,简单科学信息与复杂科学信息在电子媒介时代得到了融合。与此同时,互联网的出现和发展为科学传播带来了具有革命性意义的冲击,网络传媒中的道德缺失以及网络游戏等负面效应干扰着正常的科学传播。
科学传播研究还将科学计量方法成功引入,通过采用科学计量的方法,对科学传播效果、方法、内容以及对公众产生的影响进行研究。
社会发展视角的
科学传播内容研究
科学传播研究的社会发展视角,建立在对科学传播内容的广义理解基础上,针对科学交流、科学教育以及科学普及进行的内容研究。
随着传播技术的进步,从面对面的交流扩大到面向特定受众的科学教育,再到面向公众的科学普及,传播对象范围不断扩大,科学传播的内容层次也不断深入。社会发展视角的科学传播内容层次研究,强调对科学传播进行社会性研究,它把科学传播看作一种社会现象,学者们关注的不是科学传播技术方法,而是关注科学传播的社会功能、社会过程与结构的认知与理解。社会发展视角的科学传播研究对科学传播的结构、类型、媒介、模式、科学传播产业等进行研究,立足于社会这个大系统、大背景中认识和理解科学传播的过程和行为,以便在深入研究的基础上,对其进行有效的改进、管理和规划,发挥最佳功能,满足社会需求。
科学传播的基本结构包括科学文化视角的科学与公众关系研究、先进技术视角的应用技术传播研究、案例分析视角的经验研究与模型方法以及社会发展视角的科学传播内容研究四大方面。这四大基本结构确立了科学传播学的一个开放性理论框架,有利于整合和吸收相关的研究力量和成果,促进学科内部的对话和问题解决。
(作者单位:大连电视台)
参考文献:
①孙宝寅:《科技传播导论》,清华大学出版社,1997。
②张 婷:《科学传播研究的可视化分析》,大连理工大学博士学位论文,2009。
③迈诺尔夫・迪尔克斯,格罗特,田 松译:《公众、科学与技术――在理解与信赖之间》,北京理工大学出版社。2006。
第6篇：纳米技术的概念范文
实际上,“纳米”尺度的粒子早已存在。比如,中国古代的徽墨粒子,出土铜镜涂层中的粒子,已在轮胎中使用了100年用作增强剂的炭黑颗粒等,我们用于疾病预防的疫苗产品(常含有一种或数种纳米尺度的蛋白质)也都可以挤身于纳米之列。
那么,究竟什么是纳米世界呢?
从人类历史的发展角度看,科学的发展导致了人类改造世界的一次又一次新飞跃,纳米技术的兴起也是科学发展的结果。
我们知道,是宏观世界与微观世界的结合构成现在丰富多彩、五光十色的自然界。从以牛顿等科学家为核心所取得的经典物理、化学、力学的巨大成就,到目前的计算机网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等宏观世界的科学成就彻底改变了人们的生活方式。到目前为止,人类可以进行研究的宏观物质世界的最大尺度是1025 m,约10亿光年,这也就是人类目前已观测到的宇宙大致范围。
在微观世界,科学家把物质的运动都还原到原子、分子这一层面上进行研究。从玻尔的原子理论到普朗克、爱因斯坦等的量子力学,微观世界的研究和应用都取得了巨大的成功,从原子弹和氢弹的爆炸,到物质有机合成、转基因食品和克隆羊出现,从原子光谱和激光、几何光学到光纤通讯的出现。在目前为止,人类所研究的微观物质世界的最小尺度达到了10-19m,也就是人们常常说的夸克(组成中子、质子这一类强子的更基本的单元)水平。
那么,微观世界和宏观世界之间是如何连接的,一直以来是个谜。随着人类科技的进步,我们现在知道它们不是直接而简单的联结,而是存在一个过渡区,这一过渡区域科学家把它叫做介观世界或介观领域,纳米世界(0.1-100纳米)就是介观世界的一个组成部分。因为在这个区间物理上有很多新的现象和新的效应产生,所以它给科学家和人类带来了很多原始的创新机会和商业机会。
现在市场上出现了“纳米概念”的产品。例如,纳米洗衣机和纳米冰箱就是洗衣机和冰箱的内胆涂上一种纳米材料,它们就具有了普通洗衣机和冰箱所没有的可以抑制霉菌生长的功能;纳米领带,将普通领带的表面经物理、化学两种纳米方法处理后,领带便具有很强的自洁能力,不沾水、不沾油;经过纳米化处理的陶瓷,不仅拥有陶瓷现有的光彩和硬度,同时还具有一定的弹性,而不用担心不小心被摔坏。
为什么目前会有那么多人看好纳米技术的前景?
除了它能促进人类认知领域的革命外,第二个原因就是它会引发一场新的工业革命,给企业带来新的商业机会。具有关资料预计,目前微米级的信息技术开始走到尽头,就是说其发展受到了物理的局限。因此美国半导体协会曾提出,需要将用于信息技术关键芯片的尺度缩小到100纳米以下,当芯片尺寸小于100纳米时,量子效应就会起作用,这时纳米领域的全新理论和方法就会成为构建新的纳米芯片的基础。这样的纳米芯片计算速度会更快、存储密度会更高、能耗大大减少……一场新的工业革命就会到来。就如美国前总统克林顿所说的,到那时候,全部美国国会图书馆的资料就可以储存在一个芯片里。
科学界预计纳米技术是21世纪可能会取得重要突破的三个领域之一,美国甚至认为纳米科技会成为21世纪经济发展的发动机。所以,从欧洲到日本,发达国家纷纷制定自己国家的发展战略,投入很多的人力和物力,再加上企业的投入,形成了今天的纳米热。
中国现在已有几百家纳米技术企业,几十条纳米生产线,这是否意味着纳米时代已经成熟了?纳米时代已经到来?一项科学技术应用是否成熟的很重要的标志,一个是理论研究的深入程度;另一个就是其产品的工业化水平。
尽管,目前解释纳米现象的理论五花八门,但真正能够像经典力学解释宏观世界,量子力学解释微观世界那样的理论仍未出现,这是其一。
其二,相对于纳米时代,我们现在还处在一个后微米技术时代。微米技术时代的特征在信息技术及其应用上反映的较为明显。例如,计算机大规模集成电路的设计、加工、信息存储单元的大小,目前还都是在微米尺寸上进行的。尤其是器件,现在线条的宽度虽然到了深亚微米,但是器件本身还都是微米级的。
微电子技术因为发展得比较成熟,利用现有的技术还可以不断地缩小、改进,但是研制成本会呈指数增加,另外在什么程度上量子效应会占多大比例,如何克服量子效应,这些都是需要解决的问题。
在现实生活中,哪些东西已经是纳米技术的产品了? 要实现纳米技术的诱人前景,最关键的技术就是纳米材料。目前,往往是做成粉体掺进某个东西中去,看看它是否具有不同于以往的性能,然后把这个材料推出去,我国这几百家企业虽然都有自己的产品,但绝大部分目前基本处于这样一个水平,就是把材料做成纳米级的非常小的颗粒,再把粉体做成材料供大家使用,这显然是非常初级的。
我们现在可以在实验室制备出强度和韧性都比原有的材料(比如钢)强10倍以上而重量又轻的材料,这种新材料会带来很多的工业应用和革命。目前就碳管而言可以达到这个程度,但是要想批量生产并降低成本还有问题。
同样,我们也可以在实验室制备出效力高于普通疫苗的纳米佐剂疫苗,但想要批量生产,进行实际应用就需要解决很多关键的技术问题。
物质的结构决定它的性质,结构是单一的,那么性质也基本是均衡的。如何用纳米技术做成大物体时,在宏观尺度物体还保留纳米尺度的特性。这是纳米技术工业化需要解决的一个最关键的问题。例如晶体材料,它的晶格有序,是由于原子排列从微观到宏观都是以同样的方式排列,所以整体的性质和一颗纳米微粒的性质差别并不大。例如,金刚石,其晶格是呈四面体排列,距离、角度都一样,如果无限延伸到宏观上其性能也都是一样的,这就是一块完美的钻石。但自然界的晶体不会是完美的,纳米技术的应用就可以出现完美的金刚石。
另外,我们还需要警惕出现的“伪纳米现象”,例如说将来的纳米武器比核武器要厉害,纳米炸弹爆炸过的地方,整个区域都会变成同一种物质。这在科学理论上就没有什么依据了,完全是信口胡说。
展望未来,全球的纳米科技发展会呈现出以下趋势:一是纳米的科技投入会由原来主要集中在基础研究领域,逐步向应用研究及产业化并举方向转变;二是由单一物理学研究向多学科交叉融合和边沿学科的方向发展;三是由单独的独立部门向集成化和国际化方向发展;四是更加重视关键技术和装备的研发;五是以材料制备为基础的单一生产方式向生物医学和专业器件的具体应用的产业发展。
为了实现纳米科技的可持续发展,保持并加强我国在纳米科技领域的国际竞争能力,除了需要继续开展面向国家重大需求的战略性基础研究外,在纳米材料、器件和系统、测量表征、生物医学等方面的原创性基础研究也是我国未来发展的目标。相信纳米技术在重要和关键技术领域的普及和应用会不断促进相关产业的快速发展。
作者简介
李映波
李映波,男,研究员,1963年10月出生,1984年毕业于昆明医学院临床医学专业,获医学学士学位,1987年昆明医学院研究生班毕业,1990年获中国协和医科大学(现北京协和医学院)医学硕士学位。1998年赴荷兰参加世界银行贷款的中国疫苗项目开发,1999年批准为中国协和医科大学(现北京协和医学院)硕士研究生导师。历任疫苗生产研究室室主任助理、副主任,生产开发处副处长、国有资产管理办公室主任、中心实验室主任、学术委员会委员、职称评审委员会委员、学位评定委员会委员。现为云南省科技专家库成员、国家自然基金委评审专家、国家教育部专家库成员、中国微生物学会临床专业委员会委员、云南省细胞生物学会理事、云南省行为科学学会理事、中国微生物学会永久会员,中华医学会遗传分会会员。
第7篇：纳米技术的概念范文
观点新颖
作者认为互联网草根革命带来了信息革命的第三次浪潮。该书通过对大量实际案例的剖析，构建了一种新的概念框架，探讨了新的问题。作者试图在传统产业革命理论的基础上提出了一种解读产业革命的新理论――三浪理论，将每次产业革命的过程划分为技术革命、商务革命和草根革命三次浪潮。在此框架下，从技术、商务和社会三个方面重点阐述了信息革命的第三次浪潮。
作者认为，互联网已经发生了草根革命。“草根”(grassroots)是从西方引进的一个词，意思是处在地方和基层远离权力中心的民众，该词当形容词用时，即“普通民众参与的，自上而下的”意思。书名《互联网草根革命》意思是千千万万的互联网用户在新一代互联网技术的支持下所推动的社会变革。在这本书中，作者提出西方世界已于2003年前后进入了信息革命的第三次浪潮――互联网草根革命时期。作者探讨了互联网草根革命时期的关键技术、商务模式以及有关的社会问题，同时分析草根革命在未来发展中面临的问题，并对草根革命的前景做出了展望。
作者将草根革命与蒸汽机、铁路、电力、汽车、信息技术、电子商务革命相提并论，是一种颇有新意的观点。目前学术界公认的观点是，历史上发生过多次科技革命，比较有代表性的说法主要有四种，即二次说、三次说、四次说及多次说。二次说认为，第一次科技革命是18世纪起源于英国的工业革命，标志是在牛顿力学和热力学基础上发展起来的蒸汽技术及其广泛的应用；第二次科技革命是第一次科技革命之后至今仍在进行的革命，其标志是电力的应用以及现代科技革命。三次说对第一次科技革命的认识与前者是相同的。而第二次科技革命是指19世纪末以电的应用为标志而发展起来的电机、电讯及汽车等一系列的新技术。二次大战后期至今则是第三次科技革命，标志是原子能技术、空间技术、电子计算机技术、通信技术及生物技术等的发展。此外，三次说还有另一种观点，即第三次科技革命开始于20世纪70年代，并不是开始于二次大战后期即20世纪40年代。四次说关于第一次、第二次科技革命的认识与上述基本一致，其区别在于进一步提出第四次科技革命，认为第三次科技革命是从20世纪40年代开始的原子能技术、电子技术及空间技术为中心内容的科技革命。第四次即现在正在进行中的科技革命，时间及标志是70年代以来以微电子技术及通信技术为核心的新兴技术群引起的当代技术领域的巨大变革。作者的草根革命说是对现有理论的一种突破，可以说是自成体系。
剖析深刻
作者重点从技术、商务模式、社会影响、用户等角度分析了这场草根革命，并对前景进行了展望。
作者试图用马克思历史唯物主义原理解释互联网草根革命。互联网草根革命发生的时候，信息革命已经开始了半个多世纪，最初掀起信息革命的新技术已经渗透到了社会的每一个角落，此时，新技术早已不再激动人心，原来的高技术已经成了人们司空见惯的常规技术了。但是，技术进步的步伐其实一直都没有停止，相反，不论从性能还是成本的角度去考察，互联网草根革命时期的技术水平都达到了信息革命以来的巅峰状态。按照马克思历史唯物主义原理，生产力决定生产关系，反映生产关系的经济基础再决定上层建筑。将这一观点应用到对产业革命的分析上，就是技术水平决定商务模式，商务模式决定生活方式，但是，作者认为并非技术可以决定一切，因为技术水平也是被决定的，被科学发展的内在逻辑决定，也被人类社会生活的需要所决定，因此，技术、商务、生活构成了一个循环的链条。作者首先在技术这一环节打开链条，研究互联网草根革命浪潮中技术的特征，然后再去探讨互联网草根革命浪潮中的商务模式与生活方式。
作者深入地解剖了互联网草根革命的特征。即：面向整个世界的开放性，在草根革命时期，学习和消化吸收已有技术的能力就是最重要的能力；面向工薪阶层的廉价特性，草根革命时期技术的最大特征就是能以极其低廉的代价大量复制已有的产品；面向市井百姓的易用性，自己动手做的DIY(do it yourself)运动之所以能风靡全球就是因为此时的技术已经具备了面向市井百姓的易用性；让人侧目的可见性，高度的可见性对于产品的快速传播非常有利；无处不在的普及性，PC革命曾经使个人计算机进入到寻常百姓的家里，移动通讯技术的发展则使人们可以随时随地接入互联网。在草根革命时期，产品被普及到了家庭妇女、儿童、老人这样接受新事物的能力往往比较弱的群体；面向历史遗产的兼容性，草根革命时期的技术是对技术革命和商务革命时期技术的继承和发展。
作者指出草根革命要走向深入，人们就需要联合起来向妨碍草根革命的种种弊端开战。草根革命的发展虽然不会一帆风顺，但终会在曲折中不断前行。互联网草根革命是信息革命的一个光辉的顶点，但它不是社会发展的最后阶段。互联网草根革命后，人类将迎来下一轮产业革命的技术革命阶段。
草根的不足
当然这本书也存在美中不足。
首先是是否真正存在所谓的草根革命?或者说是否夸大了草根的社会价值?
草根与精英并非对立或取代关系，而是相互补充、依托关系。例如，在新闻传播领域，博客新闻只是主流的网络新闻、传统媒体的有益补充，并非取代关系。真正的精英与广大的草根民众，在利益上也应该是一致而没有矛盾的。草根的大量存在，固然打破了精英们对话语权的垄断，但是也造成了海量的信息垃圾。草根们突破了传播中的“把关人”束缚，在带来自由的同时也带来了不少负效应。
Web2.0使互联网世界开始分化：1％的人制造内容，9％的人传播并共用，另90％的人仅仅在消费内容。这意味着，互联网对于大多数上网者而言，只是一种获取资讯的方式而己。因此，我们也不能夸大互联网、互联网草根的社会价值。
其次，对草根革命面临的问题的分析与解决对策的研究，尚可以进一步深入。
书中提到草根革命面临的问题，即数字鸿沟、政府管制、过度民主、青少年问题，其实这些问题是整个互联网、甚至是整个新媒体发展中的问题，而不是草根革命面临的特有问题。在前景展望中，提出了草根革命的终结者是纳米技术，这种观点值得商榷。从迄今为止的研究看，关于纳米技术分为三种概念：第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。第三种概念是从生物的角度出发而提出的。显然，纳米技术与新媒体的关联度并不高。
作者在书中提到了草根革命的成功，也谈到了草根的商务模式、长尾理论、Web 2.0的赢利模式。但是作者并没有为Myspace等Web 2.0网站找到理想的经营策略。
播客(视频分享)与博客的发展，共同勾勒出中国Web2.0发展的主脉。播客颠覆了被动收视的方式，使用户成为主动参与者，同时又让用户对视听内容和收视时间拥有更大的选择，与博客一样，这也是典型的Web2.0方式。但是，网站单独靠草根赚钱很难，甚至专业博客网站并不清楚自己还能从哪里赚到钱。而在中国，Web 2.0社区网站只能想办法自己养活自己，盈利能力已被视为Web 2.0社区网站能否生存的标尺。
第8篇：纳米技术的概念范文
论文摘要：本文介绍了纳米技术、纳米材料的基本概念、原理、特征和各种纳米材料在涂料领域的应用；阐述了纳米材料在应用中所存在的技术问题，以及纳米技术在涂料领域的发展前景。
1 纳米技术及纳米材料
1.1纳米技术
纳米技术是20世纪80年代末诞生且正在崛起的新技术，主要是在0.1-100nm尺度范围内，研究物质组成的体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用，其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子，研制出人们所希望的、具有特定功能的材料和制品。纳米科技将成为21世纪科学技术发展的主流，它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力，而且因其具有独特的物理、化学、生物特性为涂料等领域的发展提供了新的机遇。
1.2纳米材料
纳米材料主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成，其晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组成后有大量的界面（6×1025m3/10nm晶粒尺寸），晶界原子达15%～50%，且原子排列互不相同，界面周围的晶格原子结构互不相关，使得纳米材料成为介于晶态与非晶态之间的一种新的结构状态[1]。 狭义上，纳米材料是指粒径在0.1-100nm范围内的或具有特殊物理化学性能的材料。广义上，纳米材料是指在三维空间中至少有一维长度在0.1-100nm范围内的或具有纳米结构的材料。按化学组成可分为:纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料等。由于纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁等性能，将其用于涂料中后，除了可以改性传统涂料外，更为重要的是可以制备各种功能涂料，如具有抗辐射、耐老化、抗菌杀菌、隐身等特殊功能的涂料。
2 纳米材料在涂料领域中的应用
现阶段纳米材料在涂料中的应用主要为两种情况[2]：（1）纳米材料经特殊处理后，添加到传统涂料中分散后制成的纳米复合涂料（Nanocomposite coating），使涂料的各项指标均得到了显著的提高。将纳米离子用于涂料中所得到的一类具有抗辐射、耐老化、具有某些特殊功能的涂料称为纳米复合涂料。（2）完全由纳米粒子和有机膜材料形成的纳米涂层材料，通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料。目前，用于涂料的纳米粒子主要是某些金属氧化物（如TiO2、Fe2O2、ZnO等）、纳米金属粉末（如纳米Al、Co、Ti、Cr、Nd等）、无机盐类（CaCO3）和层状硅酸盐（如一堆的纳米级粘土）[3]。
2.1纳米TiO2在涂料中的应用
2.1.1随角异色效应
由于纳米二氧化钛晶体的粒径大约是普通钛白粉的1/10，远远低于可见光的波长，本身具有透明性，又对可见光具有一定程度的遮盖，透射光在铝粉表面反射与在纳米二氧化钛表面反射产生了不同的视觉效果。到1991年，全世界已有11种含超细二氧化钛的金属闪光漆。目前，福特、克莱斯乐、丰田、马自达等许多著名的汽车制造公司都已使用含有超细二氧化钛的金属闪光漆[4]。
2.1.2抗老化性能
提高材料抗老化性能的传统方法是添加有机紫外线吸收剂，纳米TiO2粒子是一种稳定的、无毒的紫外光吸收剂。因为用作涂料基料的高分子树脂受到太阳中紫外线的长期照射会导致分子链的降解，影响涂膜的物理性能，因此若能屏蔽太阳光中的紫外线，就可大幅提高漆膜的耐老化性能。郭刚[5]等研究发现利用金红石型纳米TiO2优异的紫外线屏蔽性能改性传统耐候型聚酯——TGIC粉末涂料可以大幅度地提高其耐老化性能。
2.1.3抗菌杀毒
纳米TiO2有抗菌杀毒作用，用于涂料是涂料发展中的一个重大成就。纳米二氧化钛具有高的光催化性，在紫外光的照射下能分解出自由移动的带负电的电子e-和带正电的空穴h+形成电子——空穴对， 该电子——空穴对能与空气中的氧和 H2O发生作用，通过一系列化学反应形成原子氧（O）氢氧自由基（OH）， 这种原子氧和氢氧自由基具有很高的化学活性，能与细菌中的有机物反应生成二氧化碳和水，从而达到杀灭细菌的作用。[6]
纳米TiO2的抗菌杀毒作用已成为国内外关注的焦点。日本已有不少企业开发出纳米TiO2光催化涂料并实现了商业化生产。目前，由于国内对于纳米TiO2的研究大多还处于实验阶段，在涂料性能的提高和完善方面还有大量的工作要做，因此，对纳米涂料的研究要不断深入，以提高我国涂料的工业水平，推动纳米涂料的发展和应用。
2.2纳米SiO2在涂料中的应用
纳米SiO2具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，表现出极大的活性，能在涂料干燥时形成网状结构，同时增加了涂料的强度和光洁度，而且还提高了颜料的悬浮性，能保持涂料的颜色长期不变。在建筑内外墙涂料中，若添加纳米SiO2，可明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施工性能良好等优点，尤其是抗沾污性能大大提高，具有优良的自清洁能力和附着力。纳米SiO2还可与有机颜料配用，可获得光致变色涂料。
欲使纳米SiO2材料在涂料中真正地得到广泛应用，须解决纳米SiO2在涂料中的分散稳定性问题。通常的做法是加入表面活性剂包裹微粒或反絮凝剂形成双电层的措施。同时在分散时可配合使用超声波分散。
2.3纳米ZnO在涂料中的应用
纳米ZnO等由于质量轻、厚度薄、颜色浅、吸波能力强等优点而成为吸波涂料研究的热点之一。在阳光的照射下纳米ZnO在水和空气中具有极强的化学活性，能与多种有机物发生氧化反应（包括细菌中的有机物），从而把大多数细菌和病毒杀死。 ZnO也具有良好的紫外线屏蔽作用，粒径60nm的ZnO对波长300-400nm的紫外线有良好的吸收和散射作用，因此可以作为涂料的抗老化添加剂。日本已经开发出用树脂包覆的片状ZnO紫外线屏蔽剂[7]。在涂料中添加纳米ZnO可改善它的抗氧化性能，使其具有抗菌性能。
2.4纳米氧化铁在涂料中的应用
纳米氧化铁作为颜料无毒无味，具有很好的耐温、耐侯、耐酸、耐碱以及高彩度、高着色力、高透明度和强烈吸收紫外光的优良性能，可广泛用于高档汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、粉末涂料，是较好的环保涂料。紫外线分解木材中的木质素而破坏细胞结构导致木材老化，纳米氧化铁颜料分散于涂层中，由于颗粒直径小不会散射光线、涂层成透明状态且吸收紫外线辐射，起到保护木材的作用。左美祥[8]等研究发现:在树脂中掺入纳米级的TiO2（白色）、Cr2O3（绿色）、Fe2O3（褐色）、ZnO等具有半导体性质的粉体，会产生良好的静电屏蔽性能。日本松下电器公司研究所据此成功开发了适用于电器外壳的树脂基纳米氧化物复合的静电屏蔽涂料。与传统的树脂基碳黑复合的涂料相比，树脂基纳米氧化物复合涂料具有更为优异的静电屏蔽性能，而且后者在颜色选择方面也更为灵活。用纳米级Fe3O4与树脂复合制成了磁性涂料，目前这方面的制备工艺已有所突破而进入产业化阶段。
2.5纳米CaCO3在涂料中的应用
纳米CaCO3作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点，随着纳米碳酸钙的粒子微细化，填料粒表面的原子数目占整个总原子数目的比例增大，使粒子表面的电子结构和晶体结构都发生变化，到了纳米级水平。填料粒子将成为有限个原子的集合体，表现出常规粒子所没有的表面效应和小尺寸效应，使纳米材料具有一系列优良的理化性能。它添加到涂料胶乳中，加强了透明性、触变性和流平性。触变性是纳米CaCO3改善胶乳涂料各项性能的主要因素。同时能对涂料形成屏蔽作用，达到抗紫外老化和防热老化的目的和增加涂料的隔热性。
杜振霞[9]等研究表明:在纳米CaCO3改性的涂料中，如果CaCO3固相体积分数达到20%时，涂料的粘度曲线存在低剪切稀化幂律特征区和高剪切牛顿两个区域，而且有明显的触变性。当乳胶漆聚合物乳液的粒径为10-100nm，表面张力非常低，有极好的流平性、流变性、润湿性与渗透性，表现超常规的特性。
2.6其它新型纳米涂料
纳米隐身涂料（雷达波吸收涂料）系指能有效地吸收入射雷达波并使其散射衰减的一类功能涂料。当将纳米级的羧基铁粉、镍粉、铁氧体粉末改性的有机涂料涂到飞机、导弹、军舰等武器装备上，可使这些装备具有隐身性能，使它们在很宽的频率范围内可以逃避雷达的侦察，同时也有红外隐身作用。美国研制的超细石墨纳米吸波涂料，对雷达波的吸收率大于99%，其他金属超细粉末如Al，Co，Ti，Cr，Nd，Mo等，也具有很好的潜力。法国研制出一种宽频微波吸收涂层，这种吸收涂层由粘结剂和纳米材料、填充材料组成，具有很好的磁导率，在50MHz-50GHz范围内具有良好的吸波性能。我国也有相关的研究，如不同粒径的Fe3O4在1-1000 MHz频率范围对电磁波具有吸收性能，随着频率的增加，纳米Fe3O4吸收能效增加，且纳米粒径越小，吸收效能越高。
3 纳米涂料研究中存在的技术问题
首先是纳米材料在涂料中的稳定分散问题。由于纳米粒子比表面积和表面张力都很大，容易吸附而发生团聚，在溶液中将其有效地分散成纳米级粒子是非常困难的。寻找合适的分散剂来分散纳米材料，并采用合适的稳定剂将良好分散的纳米材料粒径稳定在纳米级，是纳米技术在涂料改性中获得广泛应用必须解决的最关键问题。其次， 纳米材料加入量的适度问题。一般而言，纳米材料的用量与涂料性能变化之间的关系曲线近似于抛物线，开始时随着纳米材料添加量的增加，涂料性能大幅度提高，到一定值后，涂料性能增幅趋缓，最后达到峰值：之后，随着纳米材料添加量的进一步增加，涂料的性能反而呈迅速下降的趋势，同时也增加了成本。因此，做好对比试验，选好纳米材料添加量也十分关键。最后，必须开展纳米涂料施工工艺的研究。纳米涂料就本身而言只是一个半成品，只有施工完毕后才真正成为最终产品，而现实情况是人们大都将注意力集中在纳米涂料产品本身，而忽略了施工工艺的研究，致使纳米涂料无法达到其应有的效果。
4 纳米技术在涂料领域的应用展望
今后纳米涂料的发展主要将体现在以下几个方面:（1）新的纳米原材料的开发和商品化。即根据不同材料的物理化学性能，开发研制出新纳米改性材料，使之具有更多更新的功能。（2）研究纳米材料在涂料中的分散和稳定性。即探索纳米材料颗粒与涂料间的相互作用和混合机理，并根据纳米粉体在涂料中分散成纳米级和保持分散稳定性的原理，开发新的表面改性剂和稳定剂，以提高纳米材料在涂料中的改性效果。（3）加强纳米材料表征方法和测试技术的研究。即为了能更好地利用纳米材料的特殊性能，必须研究新的测试手段对纳米材料进行研究，并将传统纳米材料的测试方法进一步完善和标准化。降低成本，并逐渐实现纳米技术的工业化、商品化，从而改变我国高档、高性能涂料大量依赖进口的状况，是将来的研究重点。
参考文献
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第9篇：纳米技术的概念范文
Design, Modeling and
Characterization of
Bio-Nanorobotic Systems
2011
Hardcover
ISBN 9789048131792
纳米机器人的研制属于分子仿生学的范畴，是根据分子水平的生物学原理为设计原型，在纳米尺度上应用生物学原理，研制可编程的分子机器人，是纳米机械装置与生物系统有机结合的产物。在生物医学上，科学家们利用纳米技术制造纳米机器人，让它在人的血管网络中漫游，进行巡逻和检查，尽早发现异常细胞，而且可以对人体内细胞组织进行修复。它不仅可以完成早期诊断工作，更重要的是可以充当微型医生而发挥治疗作用，解决传统医生难以解决的问题，如：杀死癌细胞、疏通血栓、清除动脉脂肪沉积物等。纳米机器人发展到现在大致分成三代：第一代，是把生物系统和机械系统有机结合的新系统；第二代，是由原子或者分子装配成的具有特定功能的纳米尺度的分子装置；第三代，可能是包含有纳米计算机的一种可以进行人机对话的装置。
纳米机器人代表了一种纳米级器件。在这个器件中诸如DNA的蛋白质和碳纳米管可以充当马达、机械接头、传动元件或传感器。当这些不同的组件组合在一起时，它们可以形成多度自由的纳米机器人，能够在纳米世界中对对象施加力以及进行操纵。本书重点讲述了两种纳米机器人的研究方法。第一种方法：结合虚拟现实的先进技术的多尺度建模工具（量子力学，分子动力学，连续介质力学）。为了设计和评估分子机器人的特点，本书提出了互动基于纳米物理的仿真。这种仿真允许在分子动力学模拟时带有实时力反馈和图形显示的操纵分子、蛋白质和工程材料。第二种方法：使用一种新的协同原型方法，具体表现为纳米机器人的多尺度模型与实验测量的耦合。本书通过5章来说明上述两种方法，1.纳米机器人组件与设计发展现状，主要介绍了纳米机器人设备结构、生物纳米技术设计的虚拟现实技术、建模和表征方法；2.生物纳米器件和纳米机器人设计和表征方法，主要讲述了生物纳米器件的设计和表征方法、纳米机器人结构的协同原型；3.生物纳米机器人结构的设计和计算分析，主要讲述了基于蛋白质的纳米弹簧的表征，基于蛋白质的纳米机械的多尺度设计和建模、DNA纳米机器人、用DNA激励的线性纳米管马达的设计和计算分析、药物输送中应用的多尺度平台的表征；4.纳米结构的表征与原型，基于直线轴承的NEMS表征，基于主管到主管碳纳米管梭旋转马达的设计， 通过碳纳米管的阿克物质传输和汽化；5.结论和展望，对本书的内容进行了总结，对纳米机器人的发展进行了展望。
本书以实现在纳米机器人系统内的最优纳米级运动为目标，研究了生物和人造分子结构的设计、组装、仿真以及原型，提出了一个新的基于DNA的纳米机器人、生物纳米执行器和基于碳纳米管的旋转纳米器件的概念，所提出的平台有助于表征新型药物输送系统和细胞膜之间的相互作用，是从事纳米机器人学研究的相关科研人员与工程师的很好的参考书。
作者Mustapha Hamdi和 Antoine Ferreira在法国布尔日国立高等工程师学校工作，主要从事机器人及医学成像技术研究。
杜利东，助理研究员
（中国科学院电子学研究所）
