纳米技术特征精选(九篇)

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第1篇：纳米技术特征范文

关键词： 纳米技术意义展望

一、纳米技术的内涵

纳米技术是一门在0.1―100nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工、制造具有特定性能的产品，或对物质进行研究、掌握其原子和分子的规律和特征的高新技术学科，被认为是“今后十年最可能使人类发生巨大变化的十项技术”之一。

纳米技术包含下列四个主要方面：（1）纳米材料。当物质到纳米尺度以后，即0.1―100nm这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，又不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。（2）纳米动力学。主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统，用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等。用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺，特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百μm，而宽度误差很小。（3）纳米生物学和纳米药物学。如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，dna的精细结构，等等。纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，用于定向杀癌细胞。（4）纳米电子学。包括基于量子效应的纳米电子器件，纳米结构的光/电性质，纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装，等等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。更快，是指响应速度要快。更冷，是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度，纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。

二、研发纳米技术的重要意义

在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术、新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方英寸400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉。高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。

研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（0.1―100nrn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，因而纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，又不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。

纳米技术作为一门新兴的学科，被誉为21世纪最具有发展前景的技术，是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术。纳米技术在社会上的应用前景非常广阔，纳米技术不仅会推动新产品的开发，而且将为改善人们的生活环境，提高生活质量作出不可估量的贡献。纳米技术将成为21世纪新型技术的发展新方向，相信在不久的将来，我们将跨入一个全新的时代。

三、对纳米技术未来发展的展望

纳米技术将从根本上改变未来制造的两种基本类型方式――连续制造和离散制造。连续制造是指批量物质或材料的生产，例如化学品或金属卷材。离散制造是指单个配件的生产，例如螺栓或元件（集成电路）或组装系统（计算机）。对于纳米尺度制造来说，原子、分子与团簇都是生产“原料”。因此，纳米尺度制造的生产工艺和设备与目前应用于大于100nm的微制造工艺与设备将会有很大不同。纳米制造未来的研究方向包括以下几个。

1.材料开发

了解和模拟纳米尺度物质合成、操控及监测的现象和工艺，这是开发新型纳米制造技术所需的；开发表征、监测、筛选、分离和控制纳米结构大小/形状/多分散性和表面或体积特征的方法。

2.制造纳米系统的材料操控与控制

分子、大分子、纳米颗粒及纳米尺度组件的定位、定向、分散、集群和导向自我组装，非共价键和信息内容是不可或缺的；纳米材料的包装和输运，如通过超声和纳米流化床；纳米自组装结构融入功能器件和系统。

3.与微观和宏观系统相结合

把自下而上和自上而下的制备技术融入低本高效的优化生产制造中；制造技术的尺度放大、并行和集成能力，如平行探针或束阵列等方法。

4.制造工具

改造和控制表面组成/结构，以确保随后组装的稳定性和功能性；开发可支撑的、用户与环境友好、廉价而高产的制图技术；开发和运用纳米结构复制方法；纳米制造结构和性能的低本高效清除/修复/接缝技术，等等。

5.测量和标准工具

纳米颗粒与结构的化学和结构表征技术（除几何形状特征外）；开发三维加工和非破坏性表面下探测技术；把在线传感与监测技术同制造方法融合在一起；远程制作和远程表征设备和仪器，等等。

参考文献：

第2篇：纳米技术特征范文

中药现代化的核心是中药的“有效、安全、可控”。现阶段将纳米技术应用于中药的研发是中药现代化发展的重要方向之一。

1 纳米技术

纳米技术(Nanotechnology)是一门在0.1～100 nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工、制造具有特定性能的产品，或对物质进行研究、掌握其原子和分子的规律和特征的高新技术学科［1］。被认为是“今后十年最可能使人类发生巨大变化的十项技术”之一。现代研究表明，药物在生物体内的起效时间、作用强度和持续时间除了与药物本身的化学结构有关外，还与药物的物理状态密切相关。而改变药物的单元尺寸是改变其物理状态的有效方法，当药物粒子的粒径在纳米尺寸分布时，粒子的表面积和化学式将显著增大，呈现出新奇的物理、化学和生物学特性［2］。因此，在中药研究中应用纳米技术，可能使药物活性和生物利用度提高，甚至产生新的特性，有利于新产品的开发，改变中药剂型过于老化、单一的现状，从而实现中药现代化。1998年徐辉碧等学者率先提出了“纳米中药”的概念［3］，并在这方面进行了卓有成效的探索和研究。纳米中药是指运用纳米技术制造的粒径小于100 nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方。

2 在中药研究中的优势

2.1 提高药物生物利用度

从药物学原理来说，药物的溶出速度与药物的颗粒比表面积呈正相关，而比表面积与颗粒粒径成反比。因此，药物的粒径越小，则其表面积越大，越有助于药物有效成分的溶出。采用纳米技术加工中药，其颗粒达到超细粉末的水平，比表面积显著增强，药物在胃肠道里的溶解度明显增加，从而增加药物的生物利用度，并加快药物起效时间［4］。此外，由于纳米粒的黏附性及小的粒径，既有利于延长局部用药时滞留性的增加，也有利于延长药物与肠壁接触时间，加大接触面积，从而提高药物口服吸收的生物利用度［5］。采用纳米技术加工，可使植物的细胞壁破碎，易于有效成分的渗出［6］。

2.2 增强组织靶向性，降低毒副作用

通过选用对机体组织或病变部位亲和力不同的载体制作载药纳米微粒，使药物能够输送到期望治疗的特定部位，实现药物的靶向给药。纳米级的载药微粒进入机体后，大部分被单核—吞噬系统(MPS)摄取，分布在淋巴、血液、肝、脾、骨髓等器官中。有研究证实，毫微粒(1～1000 nm)载药系统可使给药量的80%集中于肝脏，并进入肝细胞，对肿瘤和肝病的治疗有重要意义。而且，载药纳米微粒迅速聚集于肝、脾等网状内皮系统的主要器官，还使由于治疗药物的非特定聚集而引起的毒性被降低［7］。

2.3 运载药物通过生物屏障

纳米载体可以增加药物对生物膜、不同种类的黏膜和细胞膜的通透性，使其可以通过某些生理屏障，到达重要的靶位点，治疗一些特殊部位的病变［8］。例如纳米粒子经过适当的修饰，可以通过血脑屏障，把药物定向地输送到中枢神经系统而发挥作用。

2.4 缓释功能

一些半衰期短的药物因需要每天重复给药，可能会因患者的顺应性较差或无意识的漏服而影响治疗效果。中药的纳米制剂可以延长药物的体内半衰期；并还具有缓释功能，甚至可根据人体需要控制释放速度及释放部位［9］。

2.5 改变中药药性，发现新功能

中药纳米化后可能导致升级物的理化性质、生物活性及药理性质发生重要变化，甚至改变中药药性，产生新的功效。周云中等观察到普通的牛黄有清热解毒、熄风止痉、化痰开窍的作用，但是牛黄加工到纳米级水平，其理化性质和疗效发生了惊人的变化，并具有极强的靶向作用，甚至可以治疗疑难绝症［10］。

2.6 改变给药途径，丰富中药剂型

中药的给药途径主要是口服，应用纳米微粒作为载体，将打破传统的给药方式，目前在一些合成药制剂领域已逐渐使用的与纳米概念有关的制剂技术，如固体分散技术、包合技术、乳化技术、脂质体制备技术、聚合体纳米制备技术等。纳米技术在中药制剂中的应用，将极大地丰富中药的剂型。如将中药制成毫微囊，或制成纳米粉针剂，或将水溶性小及难溶的药物加工成纳米颗粒，还可将中药制成高效透皮释放制剂、口服控释剂、含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌下速溶片，以及植入制剂和微乳剂、脂质体等多种剂型［10］。丰富的剂型选择，可大大提高中药的稳定性和疗效，降低毒副作用。

3 结语

纳米技术是一门新兴的、多学科交叉的技术领域，在中药现代化中引入纳米技术是时展的需要。尽管纳米中药尚处于起步阶段，其研制开发存在许多问题，但是我们相信，随着纳米技术在各个领域中的应用不断取得成功，在中医药学领域中的应用也会逐步呈现蓬勃发展的态势。纳米技术将中药研究提升到探讨物理性状，化学结构和生物活性三者之间关系的高度，为中药发展提供新的动力，带来全新的中药加工方法和工艺，从而加速传统中药向产业化、现代化、国际化发展，必将产生极其深远的影响。

参考文献

［1］白吉庆，王昌利.纳米技术在中药制剂研究中的应用［J］.现代中医药，2005，25(6):4850.

［2］刘金洪，张冰冰，郝永龙.纳米技术在中药研发中的应用前景展望［J］.四川中医，2004，22(4):2425.

［3］徐辉碧，谢长生.纳米技术在中药研究中的应用［J］.中国药科大学学报，2001，32(8):161165.

［4］方 琴.纳米技术在医药领域中的应用［J］.贵州医学，2002，26(11):1 040.

［5］张文萍，张志耘.我国纳米技术在药学领域中应用现状［J］.天津药学，2002，14(5):17.

［6］阮 鸣.纳米技术及其在中药研究中的进展［J］.内蒙古中医药，2004，(4):2729.

［7］韩 静，巴德纯，唐 星.纳米技术在中药制剂中的作用与意义［J］.中医药学刊，2004，22(3):575576.

［8］王 勇，胡 坪，刘清飞，等.纳米技术在载药系统及中药研究中的应用［J］.中成药，2007，29(1):112117.

［9］周长江，崔黎丽.生物可降解聚合物及其在药物纳米控释系统中的应用［J］.药学服务与研究，2002，2(2):112115.

第3篇：纳米技术特征范文

    [论文摘要]科技的发展,使我们对物质的结构研究的越来越透彻。纳米技术便由此产生了,主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述。 

    一、纳米的发展历史

    纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。

    1959年,着名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。

    二、纳米技术在防腐中的应用

    纳米涂料必须满足两个条件:一是有一相尺寸在1~100nm;二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括:第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响,如纳米SiO2用于建筑涂料,可防止涂料的流挂;第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性,如利用纳米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等;第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力,可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。

    纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径,目前用于涂料的纳米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高,粒子之间极易团聚,纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多,性能各异,不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能,需要经过大量的实验研究工作,才有可能得到真正的纳米涂料。

    纳米涂料虽然无毒,但由于改性技术原因,性能并不理想,加上价格太贵,难以推广;而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin-williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料,性能不错,甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家,仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重,对人体的伤害很大,目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用;磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展,也可以生产纳米漆。

    我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测,同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析,结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势,是防锈涂料领域划时代产品,复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。

    三、纳米材料在涂料中应用展前景预测

    据估算,全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前,发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心,2001年年初把纳米技术列为国家战略目标,在纳米科技基础研究方面的投资,从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元,准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心,把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点,将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域,全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际,纳米科学技术的发展,对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说,21世纪将是一个纳米世纪。

    由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高,所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级,产业化市场前景极好。

    在纳米功能和结构材料方面,将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品,以及对传统材料改性;将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团,将对国民经济产生重要影响;纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域,将产生新的经济增长点。

    纳米技术在涂料行业的应用和发展,促使涂料更新换代,为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。

    纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品,展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解,消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能,使室内空气更加清新。经测试,对各种霉菌的杀抑率达99%以上,有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料,实际上是高级的卫生型涂料,适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料,利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理,较低的表面张力,具有高强的附着力,漆膜硬度高且有韧性,优良的自洁功能,强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力,疏水性极佳,容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小,能深入墙体,与墙面的硅酸盐类物质配位反应,使其牢牢结合成一体,附着力强,不起皮,不剥落,抗老化。其纳米抗冻性功能涂料,除具备纳米型涂料各种优良性之外,可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10%以下的规定,使建筑行业施工缩短了工期,提高了功效,又创造出高质量。

    四、结语

    由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段,技术、工艺还不太成熟,需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明,纳米改性涂料的市场前景是非常好的。

    参考文献:

    [1]桥本和仁等[J]. 现代化工. 1996(8):25~28.

第4篇：纳米技术特征范文

关键词：纳米技术，机械工程，应用

中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：

前言

纳米技术从材料的结构层面而言,其属于宏观物质欲微观层面的原子、分子的中间领域。这项技术目前已广泛应用于各学科，使机械工程领域发生了翻天覆地的变化。运用纳米技术，在机械工程领域出现了微机械技术，它已成为新世纪的核心技术，世界上有许多国家都推出了更多的纳米技术研究，机其在械工程中更是一个热点领域。

1、纳米材料刀具

这项技术的研制成功是由安徽合肥大学实现的。合肥大学成功研制了纳米新型陶瓷刀具,该成功具有着标志性意义,表明了运用纳米材料制作新型金属陶瓷刀具问世。纳米技术在其中的运用,使得刀具的力学性能大大优化,而且刀具的使用寿命也提高了2倍以上。

2、纳米耐磨符合图层的运用

纳米材料颗粒之间都存在着范德华力、库仑力等,甚至有些颗粒还会和化学键结合,结果导致了陶瓷颗粒很容易出现团聚,而且颗粒愈小,团聚就越紧,在这种情况下,纳米材料应有的良好性能就比较难以充分发挥出来。就解决方式而言,一般通过施加机械能,或者引发化学作用这两种途径进行解决,不过硬团聚由于颗粒之间结合的比较紧密,单纯的通过化学作用是远不能够实现目标的,所以还需要另外施加一个比较大的机械力,例如剪切力、撞击力等。通过这些里对材料的结合力进行破坏。

3、纳米磁性液体在旋转轴中的应用

一般而言,对于静态的密封比较容易解决,通常可以采用塑料、金属、橡胶等材料制作的O型环当做密封的元件,将其密封。但对于动态的密封,特别是旋转条件下的密封则一直没有好的解决方式。在高速、高真空条件下一般不能进行动态密封,而纳米磁性液体则带来了一种新的解决方式。纳米技术对磁性液体在旋转轴中的应用取得了很大的促进作用。我国南京大学已经成功进行了多种磁性液体的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液体的应用方面,电子计算机的硬盘在防尘密封方面就普遍采用了磁性液体。而在剂的制造方面,对新型剂的制造也起到了较大的促进作用。

(1)纳米磁性液体在旋转轴中应用的尺寸效应

在纳米技术领域,其显著成果之一就是在旋转轴中,对传统的尺寸单位进行了缩小,以前的计量单位级为毫米,而今则是纳米级,而1纳米仅相当于1毫米的百万分之一,如果运用在机械工程之中,那么机械的体积会因为纳米技术的应用而极大的降低,在此基础上就有了微型机械为代表的新型机械的诞生和生产。实际上,这种微型化并不仅仅是单纯意义上的尺度上发生了重大变化,而更多的是指可以成批进行制作生产微传感器、集合微结构、微驱动器、微电路等处置装置于一体的微型机电系统。系统中的大部分都运用了纳米技术成果,因此,从某种意义上说,其已经远远超出了传统机械的概念和范畴。可以说微型机械是以现代科学技术为基础,在整个纳米科技中具有重要地位,采用崭新技术路线和思维方式的具有划时代意义的产物。

(2)纳米磁性液体在旋转轴中应用的材料以及多元化

纳米技术的应用使原材料能够以一种更加微小的形态出现,而且性能强大。其首先不仅改良了传统的材料,同时通过采用纳米科技,更多更新的新材料也不断涌现。磁性液体密封技术证明了磁性液体能够能够被磁场控制的特性,另外在材料的应用过程中,通过向其添加一定的微量元素,还能够使材料获得更好的效果。第四，纳米技术节能效果。纳米技术实现了“小材大用”，带来的又一优势便是节能和环保。在纳米技术的应用中，产生了很多新型材料，它们减少了很多不必要的消耗，使得传统的机械工程中需要的大量材料迅速降低，对于原材料的节约起到了惊人的效果。德国不莱梅应用物理所已研制成功并且申请了一项专利，即用纳米Ag代替微米Ag 制成导电胶，可节省Ag 粉50%，用这种导电胶焊接金属和陶瓷，涂层不需太厚，而且涂层表面平整，效果理想。

(3)纳米磁性液体在旋转轴中应用的摩擦性能

纳米技术最为显著的一个特征就是其摩擦性能,在机械工程中,特别是结构和尺寸比较大的机械,由于摩擦力的影响,各种轴承对会因摩擦出现损伤,对机械的磨损非常严重。而纳米材料,则几乎处在一种无摩擦的状态,非常好的克服了摩擦的问题。

4、纳米减摩与自修复技术在机械工程中的应用

传统的减摩添加剂主要有两大类: 一类是化学( 活性) 减摩添加剂, 该类添加剂大部分具有极性或含有活性元素的油溶性有机化合物。该类添加剂在摩擦过程中, 与摩擦表面发生摩擦化学反应, 生成摩擦化学保护膜, 从而起到抗磨减摩作用。该类添加剂的缺点是消耗性和耐高温性能较差; 另一类是机械减摩, 这类添加剂是非油溶性的悬浮于油中的固体微粒。该类添加剂能在摩擦过程中, 沉积并填平凹凸不平的磨损表面, 阻碍部件的直接接触而起到减少摩擦磨损作用。该类添加剂的主要缺点是摩擦系数较高, 固体微粒的分散性能差。全军装备维修表面工程研究中心在上述减摩添加剂研究的基础上, 利用先进的纳米技术, 研制了纳米减摩与自修复油添加剂。减摩与自修复是指在摩擦过程中, 由于介质及环境的摩擦物理、化学作用, 对磨损表面具有一定补偿的“修复”现象。减摩与自修复型添加剂的作用机理与常见的活性添加剂不同, 它不是以牺牲添加剂和表面物质为条件, 而是在摩擦条件下,在摩擦表面上沉积、结晶、铺展成膜, 使磨损得到一定补偿, 具有一定减摩与自修复作用。目前, 自修复型添加剂的作用机理大致可分为两类, 一类是铺展成膜理论: 添加剂分子与金属表面具有亲和作用, 在摩擦过程中表现出极性, 并扩散到摩擦微观表层, 形成一层具有减摩与自修复作用的铺展膜;另一类是共晶成膜理论: 即在边界、混合状态下, 局部的摩擦高温促使添加剂微粒与磨损微粒化合成微小的共晶微球, 在表面形成具有滚动性功能的保护层膜, 填充摩擦表面微观沟谷, 改善摩擦表面的性能, 以降低摩擦阻力, 延长使用寿命。纳米减摩与自修复添加剂作用机理可在某种程度上体现共晶成膜机理。在一定温度、压力、摩擦力作用下, 表面产生剧烈摩擦和塑性变形, 纳米材

料在摩擦表面沉积, 并与摩擦表面作用。当摩擦表面的温度高到一定值时, 纳米材料粒子强度下降,即与金属表面摩擦的微观颗粒产生共晶, 填补表面微观沟谷, 从而形成一层具有抗磨减摩作用的修复膜。

结语

纳米材料在机械工程中被广泛使用，它的应用将改变传统的机械的操作模式，以促进机械工程的发展，透露出强烈的科技实力。另外, 在机械工程，纳米技术的例子不胜枚举，通过新兴技术的应用，我们可以清楚地感受到在机械工程中纳米技术将会对其产生非常深刻的影响。

参考文献

[1]樊东黎.纳米技术和纳米材料的发展和应用[J].金属热处理.2011(02).

[2]闫超.纳米技术在机械工程中的应用浅谈[J].价值工程.2010(29).

第5篇：纳米技术特征范文

1．1纳米材料的鉴别和表征

目前，由于不断有研究工作揭示出与纳米材料相关的风险。企业为规避监管，可能不会宣称其产品使用了纳米材料或者在产品的生产过程中应用了纳米技术。因为国家食品药品监督管理总局早在2006年就将纳米产品从Ⅱ类升级为Ⅲ类，并对其安全性和有效性进行审慎的考察。因此，企业并不以纳米技术作为其产品的主要宣传点，在这类情况中，由于纳米物质具有某些优异性能，或者在生产工艺中需要采用纳米技术，从而可能产生一批没有贴纳米标签的，实质上的纳米产品。对于此类产品，在技术审评工作中，首先要求审评人员具备一定的专业知识，能够从企业递交的注册资料中准确判断产品中是否有纳米物质成分，或者在生产中采用了纳米技术。为了准确鉴别医疗器械中是否使用了纳米材料，证明等同性非常重要。化学成分的相似性并不足以证明纳米材料的等同性，因为纳米材料是否呈现出特定性质可能取决于纳米材料的化学成分和形状，和(或)纳米材料的来源(供货方)。当判定了产品确实是纳米产品之后，对于其安全性和有效性的把握，需要具备必要的纳米表征手段知识。对含有纳米材料的医疗器械的生物学效应的试验和评价要求对纳米材料进行全面表征。因为纳米材料的毒性，不仅取决于其化学成分，也与其粒度(粒度分布)、长径比、形状、表面形貌、表面电势、表面化学、亲水(疏水性)、团聚(聚集)态等因素密切相关。因此，对于某些产品，可能需要根据扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、电感耦合等离子质谱等表征手段所获得的图像和数据来判断其安全性和有效性。应该根据纳米材料的类型和形式，以及器械的预期用途来选取表征方法。对特定物理化学参数的表征通常可采取多种方法。单一的表征方法可能无法提供对于参数的准确评估(例如:粒度分布、表面成分)。在该类情况下，如果可行，可能需要采取补充方法来对需要表征的性质进行充分评估，即采用两种独立的表征方法。需要特别注意的是，用不同的方法获取的有关特定性质的结果不能直接进行对比。例如，正如指导性文件所指出的，对于粒径测定，应至少采用两种显微镜技术(例如:透射电镜和激光扫描共聚焦显微镜)。为了对使用纳米技术的医疗器械进行可靠的表征，需要毒理学、物理学、化学、工程学和其他专业领域的专家之间的跨专业合作。

1．2纳米材料剂量

用于毒理学研究的剂量水平通常是以质量浓度为基础。然而，纳米材料的多个属性可能会影响其毒理性质。普遍认为，除了质量浓度以外，还应使用包括表面积和数量浓度在内的其他参数来充分表征纳米材料剂量。在确定用于纳米材料体外研究的毒理学相关的剂量时，应该考虑可分沉淀物的可能性。小纳米颗粒(例如:水动力学直径＜40nm)与培养细胞层之间的接触主要取决于扩散和对流力。由于沉降力的额外影响，在细胞培养基中形成的稍大的纳米材料和纳米材料聚集体的沉淀速度更快。这些因素，以及与蛋白质和培养基其他成分的相互作用，可能会影响直接接触培养细胞的颗粒的数量。应该根据具体情况评价可分沉淀物出现的可能性。若有必要，应开展对于体外细胞剂量的分析性或计算性评估。目前，对介质中的剂量(分散/溶液浓度)或实际的纳米颗粒细胞摄入/接触量是否应该被用于剂量本身的表达还存在争议。

1．3纳米材料参照样品

试验结果的可靠性在一定程度上取决于是否可获得适合的参照样品。参照样品指拥有一项或多项特性参数、具有足够可重复性的已经确认的材料。可利用该材料或物质对仪器进行校准，评估测量方法或为材料赋值。纳米尺度参照样品的最初研发重点在于将其用于校准试验仪器，而不是作为生物响应基准进行参照样品研发。开发一种广泛接受的参照样品，包括在适合不同的试验系统的阳性对照与阴性对照纳米颗粒方面达成共识，已经成为纳米材料风险评估的一个关键性要求。虽然参照样品对于评估医疗器械中应用的纳米材料至关重要，但是因为存在实际困难，研发进度还是很慢。认识到纳米材料代表性样本的可用性对于纳米物质安全试验的可重复性和可靠性至关重要。ISO/TC229nm技术委员会已提出使用“代表性试验材料”，并且正对其进行讨论。代表性试验材料的拟议定义为“来自同一批的物质，在其一个或多个特定性质方面具有同质性和稳定性，被认为适合于开发用于针对除已表现出的同质性和稳定性以外的性质的试验方法”。目前这种方法已被应用于OECD人造纳米材料工作组的纳米材料安全性试验合作项目，该项目使用欧洲委员会联合研究中心代表性纳米材料库中的代表性纳米材料来进行。

1．4纳米材料样品制备

纳米材料体积小，并且其物理化学特性可能发生改变，这使得与宏观(非纳米尺度)颗粒或化学物质的试验相比，纳米材料的样品制备会遇到重大的挑战。带来挑战的因素包括能加强纳米材料反应性的表面性质;聚集或团聚颗粒的形成;纳米颗粒在通过水合作用，部分溶解或其他过程的分散中发生的转变;以及低浓度水平污染物对纳米材料的物理化学性质和毒理性质的强烈潜在影响。如同其他类型的试验样品，纳米物体有可能吸附到容器表面。因此，确认标称浓度非常重要。对于研发针对含有纳米材料的医疗器械的可靠的样品制备方案来说，必须认识到这些问题。相比于使用常规材料的医疗器械，解决这些问题也许需要极大提高直接针对样品制备的研发力度，并制定处理策略。由于其独特的表面性质，纳米材料对用于样品制备的技术表现出极强的敏感性。颗粒之间以及颗粒与周围环境之间的相互作用会影响颗粒的分散。分散的纳米材料不一定呈现单分散颗粒的形式。呈聚集形式的单分散颗粒(由强结合或强融合的颗粒组成的颗粒)和呈团聚形式的非单分散颗粒(弱结合颗粒，聚集体，或两者的混合体)可以出现在以液体、粉末和气溶胶形式出现的纳米材料中，除非通过表面电荷或立体效应进行稳定化处理。因此，样品中纳米材料的分散状态和粒度分布可能随时间变化。这一属性对于制备浸提液和(或)储存溶液和剂量分散溶液有着非常重要的意义，pH值、离子强度或分子成分的轻微调整就可能显著改变颗粒分散度。基于该原因，受试品的稳定性对于在生物评价中获取具有代表性的和可重复性的结果来说显得尤为重要。纳米材料的样品制备可能包含对于制造商生产的或供应商提供的材料的表征，以及制备用于动物试验或体外实验的储存溶液和剂量溶液。制备细节可能根据给药途径和递送方法的不同而有所差别。

1．5纳米材料对于生物相容性研究试验的影响

将纳米材料用于试验系统时，必须认识到需要测定的一些性质可能会受到周围环境的影响，并且在很大程度上依赖于周围环境(例如:组织培养基、血液/血清、蛋白质存在)。与环境的相互作用可能导致纳米材料本身发生暂时性改变，如通过获得/脱落蛋白涂层，形成纳米颗粒团聚/聚集，或纳米材料其它方面的变化。由于这样的变化可能会影响纳米材料的特性，因此会影响纳米材料的毒性特征。因此，纳米材料应完全根据制造出来的形态/组成，以及最终用户所接收的形式(如果该形式包含自由纳米材料)进行表征。最后，还应该对最终产品中的纳米材料进行评价。对于生物安全性评价，需要将纳米材料分散在适当的介质中进行评价。这些介质与纳米材料之间的相互作用可严重影响到纳米材料在试验系统中的表现。应该在试验过程和试验结果评价过程中考虑该因素。纳米物体在生物环境中很容易将蛋白质迅速吸附在其表面，形成所谓的蛋白质“冕晕”。据报道，冕晕是由两层结构组成，内层是由强结合的蛋白质组成，而外层是由快速交换的分子组成。蛋白质冕晕并不是静态的，可能根据纳米材料所处环境的不同而发生改变。作为有机体内的异物，纳米材料的归宿为从被吸收、分布、代谢到排泄/消除。众所周知，纳米材料表现出与其对应的常规材料不同的物理化学特性(力学、化学、磁学、光学或电学特性)，因此，可以合理的期望纳米尺度材料会影响生物学行为，并且生物学行为会引发在细胞、亚细胞和生物分子层面(例如:基因和蛋白质)包括细胞摄取的各种不同反应。因此，与由常规材料引发的毒理学反应所不同的各种毒理学反应可能在接触到纳米材料后才会显现。应该注意的是，不仅蛋白质会以冕晕形式参与这个过程，而且脂质也会参与这个过程。因此，毒物动力学研究应被视作针对含有纳米材料的医疗器械开展的毒理学风险评估的一个部分。当接触到生物环境的时候，纳米材料会与蛋白质发生相互作用，这种相互作用的定量和定性水平取决于生理环境的性质(例如，血液、血浆、细胞质等)和纳米材料的特性。同样，当接触到试验介质的时候，纳米材料也会与周围环境发生相互作用并且/或者也会对环境产生干扰，这取决于其本身的性质和所接触的条件;跟相应的常规材料相比，它们可能会有不同的表现。因此，对于任何被设计用来对医疗器械进行生物学评价的试验方法，对其进行专门的验证是十分有必要的。试验方法的选择将取决于纳米材料的特性。在纳米材料的毒性试验中，有几个已知的风险因素应该避免。对纳米材料的毒性和最终结局了解的还不多，所以一些未知的隐患还会在将来逐渐显露出来。由于纳米材料的毒性试验存在许多不确定性，所以公开透明变得至关重要。潜在的生物相互作用不是直接取决于分子的浓度或数量，而是取决于纳米颗粒本身。在纳米毒理学中，剂量反应关系的单位可能不是传统意义的质量单位，而可能是以纳米颗粒的数量或者他们的总表面积来表示剂量。除了表征以外，还应该以文件的形式记录下实验条件的详细情况。

2纳米材料标准化工作

第6篇：纳米技术特征范文

关键词：纳米复合包装材料；应用优势；安全性；研究；应用进展

前言

纳米包装材料通常是指利用纳米技术对材料进行纳米级的合成、改性、添加，使材料具备某一功能或特性的一种包装材料。经过合成、改性、添加后的材料分别称为复合、改性、纯纳米包装材料。文章所提的复合包装材料是采用纳米颗粒和其他材料进行复合制作出来的新型材料。目前国内外主要的研究是聚合物的纳米复合材料，也就是将纳米材料通过超微粒子或10nm级的分子水平融入到高柔性的聚合物内形成的材料。目前常用聚合物有PP、PE、PVC、PET、PA、LCP等，常用纳米颗粒有金属氧化物、金属以及无机聚合物等。目前多种复合材料在食品包装上得到了广泛应用，得到了很好的应用效果。

1 纳米复合包装材料的特点

随着科学技术的不断发展，包装材料的制造技术与实际应用也取得了巨大的突破，目前通过在传统制造工艺中添加纳米颗粒，可以得到纳米复合包装材料，不仅使传统的包装材料在质量及功能上有了显著的提升，同时也促进了制造工艺的发展。纳米技术作为一种先进的技术手段，通过与传统的包装材料制造技术相结合，通过将纳米技术的优越性能在材料包装制造中予以体现，尤其是纳米颗粒的属性特征，不仅结构稳定，同时可塑性较强，使得新型包装材料韧性较强，增加了新型包装材料的可靠性，扩大了包装材料的使用范围，促进了制造业的发展。另外，纳米技术具有较强的清洁功能，不仅生产工艺不会对环境产生危害，同时纳米技术还可以实现重复利用的功能。因此，将纳米技术与传统包装制造技术相结合，使得新型包装材料具有可降解的功能，不仅减少了对环境的破坏，同时也增加了资源的利用率，符合我国生态发展的要求。另外，纳米复合包装材料密度较强，能够有效的阻挡细菌的侵入，避免细菌的滋生，同时还具有保鲜的特点[1]。

2 纳米复合包装材料的应用优势

2.1 食品保鲜包装上的应用

第一，纳米银材料，果蔬食品在成熟后会释放乙烯，在对其包装时，会造成乙烯浓度增加，这会加速果蔬食品的腐烂，导致产品品质降低，造成经济损失，而当前时期所利用乙烯吸收剂对食品进行保鲜，不能取得较好的效果。在运用纳米银包装材料能够提升果蔬的保鲜效果，在包装材料中添加纳米级的银粉，可以催化乙烯进行氧化，来对乙烯含量进行降低，从而达到保鲜目的。经过实验研究表明，PE/Ag2O材料制成的包转材料对水果的保鲜效果很好，而且其纳米银存在稳定，可以安全的用于果蔬保鲜[2]。第二，纳米分子筛材料，由于其具有较高的比表面积以及多孔结构，拥有选择透过性，使其成为很好的气调包装材料，可用于食品保鲜。应用纳米分子筛材料对水果保鲜进行实验，可以很好的抑制果树的呼吸作用，从而达到对果树的保鲜，延长了果蔬的保鲜时间。第三，纳米TIO2材料，纳米二氧化钛具有杀菌、自清洁、阻隔性好、吸收紫外线等特性，纳米二氧化钛可将果蔬中的乙烯氧化为水和二氧化碳，从而延长保鲜时间[3]。目前国内外大量公司的包装材料均添加有Ag或ZnO的纳米颗粒，使包装材料拥有杀菌能力，从而提高食品的保鲜时间。

2.2 食品阻隔包装上的应用

包装阻隔性是指对于二氧化碳、氧气等气体的阻隔性以及对水蒸气的阻隔性。纳米聚合物/蒙脱土复合材料拥有极强的阻隔性，这是因为蒙脱土剥离后与薄膜方向平行，使黏土片层对液体或气体的阻碍能力得到了提升，使气体或液体通过膜的路径被大大的演唱，使其渗透率被很好的降低。经过大量的实验研究表明，含有纳米材料的复合包装材料与不含纳米材料的包转材料进行对比，复合包装材料的气体阻隔性得到了明显的提高，对水蒸汽的透过率降低约为50%。目前国际上对于如何改进聚对PET内的纳米材料组分，使其更加适合于啤酒或其他食品包装对气体阻隔的需求，是当前时期聚对PET包装材料的一个研究方向。有的技术对于耐受紫外线的能力有着很大的提高，有的技术可以实现涂层水分离，材料回收便利，成为了良好的绿色包装[4]。美国和韩国均有公司将MMT-多层聚合物包装薄膜运用到对啤酒以及碳酸饮料的包装中，以此来对啤酒或饮料中的CO2阻碍扩散和防止O2的进入，从而保证食品的风味以及延长保质期。

2.3 食品抗菌包装上的应用

纳米复合材料是一类有着极强抑菌能力的新型包装材料，由于其自身具有抗菌性能，可以保证包括真菌、细菌、酵母菌、藻类甚至病毒等的繁殖与生长水平处于相对较低的状态。利用纳米复合材料制作的各类制品，拥有自洁卫生功能，可以很好地放置微生物的传播。当前时期使用较广的抑菌薄膜便是以聚烯烃薄膜为基础，对其添加纳米级无机抑菌剂以及增效剂。借助重金属离子以及光催化作用来使微生物蛋白质发生变形和沉淀。同时在实际生产过程中不需要对工艺、设备进行改变，只需在原工艺的基础上向其添加规定量的无机纳米抗菌剂便可生产。经过大量研究性试验表明，在聚合物中添加银系抗菌剂或ZnO纳米粒子可以有效地提高抗菌性能，虽然添加银系抗菌剂的材料的机械强度以及透气性有所减低，但是可以满足生产标准以及性能要求[5]。

3 安全性分析

由于纳米颗粒具有较强的清洁功能，且无毒无害，结构稳定，密度较强，能够有效的隔绝细菌，延长食物的保质期，因此，纳米复合包装材料在食品包装方面有着广泛的应用，主要起到了食品保鲜、食品密封以及食品抗菌的作用。以纳米涂炭技术为核心的新型包装材料能够在食品包装的表面形成一层聚合物积层，能够有效的加强对事物气体的密封，同时也有效的阻挡了外界气体对食物的影响，由于纳米技术具有可降解的性能，因此，以纳米涂炭技术为核心的新型包装材料能够实现绿色包装。无机纳米抗菌技术具有较强的稳定性，使得以无机纳米抗菌技术为核心的新型包装材料具有较强的杀菌、抑菌的效果，如抗菌薄膜等，不仅能够有效的抑制细菌的滋生，还可以隔绝紫外线，在食品抗菌方面有着重要的应用。

4 结束语

随着科技的不断进步的，使得纳米材料所具有的高强度、高稳定性以及诸多新特性，在食品包装领域上得到了很好的应用。在今后的发展将会有更多的纳米级的材料被应用于更多的领域，来对人们的生活方式以及环境加以改变。所以，纳米包装材料有着非常广阔的发展与应用前景。

参考文献

[1]陈志昌，陈思浩，王继虎，等.石墨烯纳米复合材料在光催化应用中的研究进展[J].材料导报，2015，10（19）：146-151.

[2]丁琪，李明熹，杨芳，等.含银微纳米复合材料在生物医学应用的研究进展[J].中国材料进展，2016，1（1）：10-16+48.

[3]杨阳，张琳琳，赵聪.食品包装中纳米复合材料的应用[J].中国包装工业，2016，2（2）：21.

第7篇：纳米技术特征范文

关键词：现代制造技术；特征；趋势

摘要制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%～55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。

随着高新技术和知识经济的迅猛发展，生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现。以计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的先进制造技术应运而生，对传统的制造业产生了巨大的影响和冲击。目前，世界各国尤其是工业发达国家都非常重视制造技术的开发研究和应用，在这一领域的国际竞争日趋激烈，我们要想在新一轮的较量中立于不败之地，就必须大力发展制造技术。

一、现代制造技术的主要特征

随着通讯和网络的发展，全球性的贸易壁垒正在逐步消失，制造技术已发展成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科且高度复杂的集成技术。制造的概念和内涵得到大大扩展，它是一种涵盖面很广的广义制造概念，是“大过程”、“大制造”，包括光、机、电产品的制造，工艺流程设计，通用产品和高精尖产品的制造以及材料制备；不仅包括机械加工方法，而且还包括高能束加工方法、硅微加工方法、电化学加工方法等；它不但包括从毛坯到成品的加工制造过程，而且还涉及产品的市场信息收集与分析、产品的选型决策、产品的设计制造过程、产品的销售和售后服务、报废产品的处理以及产品的疲劳强度和全寿命过程的预估等产品整个生命周期的全过程。

经济的发展和社会的进步对制造科学提出了新的要求与期望，它与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学等不同学科之间的交叉融合更为紧密，形成了多学科交叉、多方位立体发展的模式。一方面，制造技术为信息科学、生物科学和材料科学提供观察、实验、检测、制造的装备和技术支持；另一方面，信息科学、生物科学、材料科学的最新成果也会应用于制造业，进一步丰富制造科学的内容，同时，它们的发展也给制造业不断提出新的使命和挑战，从而促进制造科学的进一步提高。制造生产模式对制造过程、制造系统和产品的优质将起着关键的作用，而制造生产模式是管理科学、社会人文科学与制造科学的交叉、融汇和发展而成的结果，有着统率生产过程、加速高新技术的发展、决定产品质量和市场竞争能力的作用。

先进制造技术的发展与信息技术的发展密不可分。信息技术，特别是计算机技术，极大地改变着制造的面貌，是先进制造技术的发展与制造科学形成的客观条件。信息这一要素已成为现代制造业中最重要的资源和最宝贵的竞争要素。制造技术不仅加工、处理信息，而且将制造信息录制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之转化为产品。现代制造业，尤其高科技、深加工企业，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知识；其所创造的社会财富实际上也是某种形式的信息，即产品信息和制造信息。未来的产品一般应是基于信息或知识的产品。未来的制造技术将向数字化、智能化、网络化发展，信息技术将贯穿整个制造业。

二、制造技术的发展趋势

21世纪，制造业日趋全球化，先进制造技术向着自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展。总的来看，纳米技术、超精密加工技术和可持续制造技术是今后发展的关键。

扫描隧道显微镜的发明与应用使人们对世界的认识进入纳米尺度，从宏观转向微观扩展。纳米技术和纳米制造技术是当前竞相研究的最前沿领域，它将使人们在生产方式和生活方式上有更大的改观。纳米技术包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术和纳米机械学等。纳米技术对制造业已经产生了很大的影响，对传统制造方法、制造工艺与手段带来了巨大冲击；同时，纳米技术的发展带动了微型系统制造技术的发展。微型系统是机械技术和电子技术在微/纳米尺度上相融合的产物，发展极其迅速，有可能对世界各国的科技、经济发展和国防建设产生重大影响。其覆盖领域十分广泛，从1959年科学家提出微型机械的设想，到第一个硅微型压力传感器问世，以及微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计，直至2000年重仅200多克的微卫星上天，微型系统受到了世界各国越来越多的青睐，其应用领域将不断扩大。

制造技术的全球化和中国加入WTO给我国的制造业带来了前所未有的发展机遇，同时也面临着巨大的挑战。当前，人类社会已进入信息时代和知识经济时代，国际经济合作与交往日益紧密，全球产业结构进入大调整的重要时期，世界正在形成一个统一的大市场。世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷，人们对于产品的个性化和服务的要求越来越强烈，产品的生命周期越来越短，只有采取积极的应对措施，才能逐步缩短我国在制造领域与工业发达国家的差距。

进入21世纪，用户的消费观念有了很大改变，对企业和产品提出了更新、更高的要求，产品的交货时间、新产品的开发时间和上市时间，甚至产品的整个生命周期都显著缩短 产品的开发周期缩短，对市场的响应已经成为企业竞争力的关键所在。谁能在最短的时间内交货，开发出新产品并打入市场，并在产品整个生命周期之内提供最好的服务，谁就能够占领市场。同时，原来对于产品质量、成本要求的内涵也有所改变，质量除了指对产品本身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求外，更重要的是指如何在产品整个生命周期之内全面地满足客户的要求，包括各种服务，顾客对产品及其服务的满意程度是衡量产品质量和企业竞争力的重要指标。成本也不是指单一的产品制造和销售成本，而且是指包括产品的运行成本、维护成本及报废后的处理成本在内的全部成本。为了降低成本，要求企业的产品和制造系统均具有高度的柔性，以响应快速变化的市场，增强企业竞争力。

第8篇：纳米技术特征范文

1.1自动化与智能化

人性化、智能化是目前电子信息技术在实际的生产生活中的发展方向，像电子信息智能化、云技术、自动导航等都能充分的节省人力，有效的利用资源，使各种信息融合或其安全得到保障。将电子信息技术与从前的信息获取技术相比较，电子信息技术要更加省时省力。智能传感器是电子信息技术中的一种，它可以在最短的时间内获得信息，再快速的传递到下一个程序。比如：输送信息给人或者机器人，这是电子信息技术十分重要的特点之一。计算机技术在应用的时候逐渐走向自动化和智能化，从根本是行革新了电子技术，实际应用中也机器也显示出自动化和智能化等特点。

1.2网络化与数字化网络化和数字化的应用特点

现如今的网络技术，是通过在全世界范围内构建一个强大的数字网络结构，从而将光纤、无线通信等相对高端的科学信息技术有效融合在一起，进一步采用数字化的储存方式，而这些技术与方式的完美配合，便使得电子信息技术在传输中具有与生俱来的优势，比如说，可靠性高、分布范围广、速度较快。除此之外，数据保存时间长、内容安全不易损坏、存储的信息量大也是数字存储技术不可忽视的有力竞争力。计算机快速发展，网络化和数字化成为了其代表性特征，工业生产的时候计算机技术逐渐频繁，使得网络化和数字化逐渐成为数据传输的主要特征。通过网络和数字化数据实现了快速传输，同时在传输过程中保证更加安全稳定。

2电子技术未来的发展方向

2.1多核方向发展的计算机

如今，作为计算机核心系统的处理器的发展正在趋向多核的方向处理器的运算速度越来越快，但是体积却越来越小。计算机的核心技术是处理器技术，而这项技术也已经过了很长时间的发展，自第一台计算机诞生至今，这些年的发展历程已经旗帜鲜明地表示出计算机的处理器也会以速度越来越快，体积越来越小的特点作为它未来持续发展的方向。除此之外，处理器还会实现由多核取代单核，多核心取代单核心的转变，计算机本身的多媒体技术也越来越趋向于人工智能技术，而识别语言和处理图像的技术可以让计算机与人进行面对面的沟通与交流。在未来，智能电脑将会更加的人性化，它也将不可思议地出现在我们日常生活的每个角落，也将会在我们的生活中扮演各种角色。云技术的发展，将会成为智能技术让计算机的品质得到提升的一种表现。

2.2微电子技术的高集成化发展

现在，集成电路的加工已经迎来了纳米时代，处理器的制造商如intel和amd等已经采用纳米级的技术来生产CPU了；不仅如此，在其他的电子产品上他们也使用了纳米技术，利用纳米技术可以使产品达到高集成化。纳米技术在不断成长，如今45nm和65nm是纳米技术中最为常见的，32nm技术已经逐步进入了实用阶段，相信过不了多久22nm或是更加微小的也能在实际生活中应用，在集成电路方面，纳米技术正朝着极限化发展。虽然这方面的技术的发展速度仍然十分缓慢，但是这种发展的趋势是不会静止的，因为纳米技术已经深入到了我们生产生活中的各个方面。现在，一些嵌入式的产品如arm、fpga也在电子邻域中得到了应用。集成电路技术在世界经济的发展道路上有着重要的作用，它是未来电子信息技术向新高度冲刺的主要方向。

2.3光电子技术是未来发展的重点

我们常说的卫星通信、光纤传输技术、无线接入技术等都属于通信技术。低轨道的卫星已经开始进入试用阶段，虽然，人们现在的生活中还没有大规模的使用低轨道的卫星通信技术，但是在不久的将来它一定会落户在每个家庭中。卫星导航技术的发展日新月异，许多的产品已经走向成熟化，我国也已经开始着手开发专属于本国家的卫星导航。传输速度在光纤技术的领导下，三个月就可以翻上一番，光纤已经逐步取代了传统铜缆的地位，在介质中占有主流的地位。我国已经开始向全国范围内推广、部署传统铜缆的替代。不仅如此，我国的移动通信技术也在迅速的发展，如宽带的覆盖面积越来越大，接入技术在不断发展；模拟移动通信已近被数字移动通信取代；GPRS在定位领域中的作用越来越大等等。

3结论

第9篇：纳米技术特征范文

纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

1. 在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。

2. 在涂料方面的应用

纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。

3. 在其它精细化工方面的应用

精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。

4. 在医药方面的应用

21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前发展，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗，已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器，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，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。

微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。

纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。