浅谈纳米材料与生活摘要：人类迈着欢快的步伐轻松地进入二十一世纪。

二十世纪是计算机技术革命蓬勃发展的时期，计算机技术得到了卓越的发展。

现在人类进入了又一世纪，在这个日新月异的新的世纪里，科学家通过运用的发达的计算机技术，为我们奏起了“纳米技术”发展的号角。

“纳米技术”主要是围绕开发纳米材料为核心而发展的技术，它有着广阔的发展前景，随着纳米技术的发展纳米材料也不断有着新的开发。

“纳米材料”的有效发掘及其利用必定会给人们的生活带来又一翻天覆地变化，给人们的衣、食、住、行、医疗卫生事业带来极大便利。

本文主要是通过给大家说明纳米材料的本质这一基点，向大家普及纳米材料的特性，以使更多的人能对纳米材料有整体的认识。

除此之外更重要的就是联系生活实际，向大家说明纳米材料是如何影响人们生活的。

到目前为止，它的发展的确已经给我们生活带来了很多便利，我相信在纳米技术不断进步、发展的未来，纳米材料一定有更广阔的空间。

关键词：纳米、纳米技术、纳米材料、应用现如今，科学界普遍认为，纳米技术是21世纪经济增长的一台主要发动机，他将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，并将成为最有前途的材料，它所见具有的独特物理和化学性质，可以节省资源、合理利用能源并且能够净化生存环境，它的发展研究会对化工行业带来新的机遇。

纳米材料的特性：纳米材料是英文“napometer”的译音，是一个物理学上的长度单位。

1纳米是1米的十亿分之一，用我们能看见的最小微粒院子来表示的话，相当于45个远在啊排列起来的长度。

自然界只有生物具有纳米尺度，遗传基因DNA螺旋结构的半径约1纳米左右，一个典型的病毒大约100纳米长，相当于万分之一的头发丝的粗细。

纳米科技就是一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学。

作为尺度单位的纳米，并没有物理内涵，当物质到纳米尺度后，物质性能就会发生突变，出现特殊性能，这种既具有不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观物质的特殊性能构成材料，极为纳米材料。

纳米材料具有以下独特性：小尺寸效应。

当微粒光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相近或更小的时候，符合周期性的边界条件受到破坏，因此光、热、电、声、磁、等物理性能方面都会出现一些新的效应，称为小尺寸效应。

纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体就是根据纳米所具有的小尺寸效应特性而发展的新技术。

纳米粉末是开发时间最长，技术最为成熟的纳米材料。

纳米粉末粒度在100纳米以下，因为又被称为超微粉或超细粉。

它是一种介于原子、分子与宏观物体之间的处于中间物态的固体颗粒材料。

可用于高密度磁记录材料、磁流体材料、单晶硅与精密光学器材抛光材料、人体修复材料与抗癌制剂等。

纳米纤维是指直径为纳米尺度，长度较长的线性材料。

可用于微导线、微光纤材料、新型激光或发光二级管材料等。

纳米膜可分为颗粒膜和致密膜。

颗粒膜指的是纳米颗粒粘合在一起，中间有极为细小的缝隙的薄膜。

致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。

可用于：气体化材料、过滤器材料、平面显示材料、超导材料等。

纳米块体指将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。

主要用途为超高强度材料、智能金属材料等。

表面与界面效应。

纳米微粒的表面积很大，在表面的原子数目所占比例很高，大大增加了纳米粒子的表面活性。

表面粒子的活性不仅英气微粒表面原于输运和构建的变化，同时也会英气表面电子自旋构象和电子能谱的变化。

量子尺寸效应。

当粒子尺寸降低到某一值时，费米能级附近的电子能级有准连续变为离散能级的现象，当能级间距大于热能、磁能、静磁能、静电能、光于能量或超导态的凝聚能时，量子尺寸效应能导致纳米粒子的磁、光、电、声、热、超导等特性显著不同。

宏观量子隧道效应，指的是微观粒子具有贯穿势垒的能力。

纳米材料的应用1、技术在日常生活中的运用。

根据“荷叶效应”，我们可以运用纳米材料于生活中。

我们可以用防水防油的纳米材料做衣服, 从而人们就不用洗衣服了, 而且这种衣服穿着很舒服, 不是像雨衣那样不透气；用这种材料做成的红旗, 即使下雨在室外也依然会高高飘扬。

利用纳米技术可以在产品中添加特殊性能的材料或在产品表面形成一层特殊材料膜从而使产品表现出新的性能, 电视机的荧光屏上涂上纳米涂料, 都会具有防污、防尘的效果, 而且耐刮、耐磨。

用纳米材料制成的茶杯等餐饮具将不易碎裂, 掺入硅质纳米颗粒的水泥抗冻性提高20 倍, 耐钢筋锈蚀提高10 倍, 耐除冰盐侵蚀能力提高8 倍以上。

若将抗菌物质进行纳米处理, 在生产过程中加进去就能制成抗菌的日常用品, 如现在市场上已出现的抗菌内衣和抗菌茶杯等, 把纳米技术应用到化妆品中, 护肤、由于颗粒微小易于渗透, 美容的效果就会更佳。

居家生活离不开家用电器, 而家用电器外壳多数是由树脂加碳黑的涂料喷涂而成的光滑表面, 由于有导电作用, 因而其表面的涂层就有静电屏蔽作用。

如果不能进行静电屏蔽, 电器的信号就会受到外部静电的严重干扰, 采用纳米材料对家用电器有良好的静电屏蔽特性, 而且克服了碳黑静电屏蔽涂料只有同一颜色的单调性。

2、技术在能源、交通等方面也将大有作为。

近年来开发的可用于煤和油料燃烧的纳米净化剂、助燃剂以及利用纳米技术提取粉煤灰中的有用物质的工作都已获得初步结果。

将来用纳米材料做成的电池, 体积很小却可容纳极大的能量, 届时汽车就可像目前的电动玩具一样, 以电池作为动力在大街上奔驰了。

用纳米材料做成的轮胎, 将更耐磨、防滑, 以减少交通事故。

用纳米材料制造出的小型飞机, 将使飞机更加普及, 交通阻塞可能得到进一步的改善。

纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品，它不对任何润滑油系列添加剂、处理剂、稳定剂、发动机增润剂或减磨剂等产生作用。

只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层保护膜，由于这些极微小的烃类分子间的相互吸附作用，能完全填充金属表面的微孔。

它们如液态的小滚珠，最大可能地减少金属与金属间微孔的摩擦。

与高级润滑或固定添加剂相比，其极压可增加3~4 倍，磨损面减少16倍。

由于金属表面得到了保护，减了磨损，耗能大大减少，使用寿命成倍增长，而且无任何副作用。

3、在涂料方面的应用纳米涂料利用其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，有长期的防霉防潮效果；纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用，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。

4、材料在医学上的应用。

在纳米技术的参与下, 生命将不再神秘。

不久的将来通过纳米计算机和可以进行人机对话的高智能机器人( 这种机器人比正常细胞小得多, 它可以自由地进出细胞壁, 可以在血液中自由运动。

) 如果利用这种机器人, 装上特殊的手术刀, 注入人体血管内, 就可以对人体进行全身健康检查和治疗,疏通脑血管中的血栓, 清除心脏动脉脂肪沉积物等, 还可吞噬病毒, 并且可以到DNA 链中去除有害基因片段或把正常的基因片段安装在DNA 链中, 使机体正常运行, 使癌症的DNA 突变逆转而延长寿命。

如美国能源部运用激光纳米技术研制出癌症智能手术刀, 每秒扫描10 万个细胞, 将信息输入计算机, 把“错杀”健康细胞的数量减到最小; 德国科学家采用分子医学纳米技术, 明新抗癌疗法, 通电后肿瘤部位的温度达47℃, 在杀死癌细胞的同时不损害健康细胞。

在医药方面, 纳米级粒子将使药物在人体内传输更加方便, 智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织; 在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应。

新型纳米疫苗的研究。

麻省理工大学工程人员设计出一种新型纳米粒子，可安全高效地传送抗艾滋病病毒(HIV)和疟疾等疾病的疫苗，并能更有效地激发机体免疫反应。

纳米粒子中有一个脂质球，能携带人工合成的蛋白质，这些合成粒子能引发强烈的免疫反应。

在治疗HIV,时，虽然人工疫苗安全性高，但是却不能很好的调动T细胞的反应。

因此我们要研制一种纳米粒子，能把多种脂粒聚集在一起。

一旦脂质体聚集，相邻的脂质体壁就会通过化学作用粘在一起，使整体结枸曼稳定，注射之后短期内很难裂开。

一旦纳米粒子被细胞吸收，它们就会很快分解，释放出疫苗引发T细胞反应，从而改善治疗效果。

纳米技术还可以与生物技术相结合，发展成为纳米生物技术。

例如，更加复杂的生物芯片技术，是将纳米技术引入生物芯片主要包括两方面：一方面是纳米复合材料在生物芯片制备方面的应用增强核酸、蛋白质与片基之间静态与动态的粘附力促进小型化、高分辨率与多功能化另一方面拓宽生物芯片的应用范围如植物药有效成分的高通筛选癌症等疾病的临床诊断还可作为细胞内部信号的传感器结合微电子磁技术生物芯片已应用于单细胞分离、单基因突变分析、基因扩增与免疫分析。

在微小的硅材料表面制造出能够对微量样品进行变性、分离、纯化、电泳、PCR 扩增、加样检测等微小结构把过去在一个实验中的各个步骤微缩于一个芯片上。

5、材料在电气化学生物传感器中的应用。

生物传感器是用固定的生物活性成分为敏感元件与适当的能量转换器件结合而成的传感装置，用以测定一种或几种分析物的含量。

生物传感器是多学科交叉的产物，是一种全新的检测技术，存在于生命科学、临床诊断、环境监控以及过程控制等各个领域。

在生物传感器的研制中，人们尝试用多种新方法来固定酶，以期达到实用的要求，纳米颗粒的表面积大、吸附能力强，可以很牢固的吸附酶等生物大分子，增加酶的吸附置和稳定性，且蛋白质等物质吸附在纳米金属颗粒的表面仍能保持生物活性，纳米金可与巯基结合，形成牢固的共价键，增加了其固化GOD的稳老性而不影响其活性：纳米颗粒增加了三维电极的有效固定而积，可以结合更多的GOD，使得检测下限延长：同时纳米金的存在加快了GOD活性中心FDA／FDAH2与金电极表面的氧化还原反应，因此制成了高灵敏度的生物传感器。

并且经研究分析，在纳米铜修饰的金电极上以邻胺基苯酚聚合物固载GOD制成的电极，纳米铜加入后对葡萄糖的检出线低2倍，最大响应电流高3倍，灵敏度提高f2．5倍。

6、技术在环境保护方面的应用。

随着社会的不断进步，人类对环境保护也越来越重视。

纳米技术的发展与纳米材料的运用对于我们面临的严峻环境形势而言，有着极为重要的意义。

近年来人类制造出的大量有机物垃圾如塑料制品、快餐盒等如不进行特殊处理, 光靠自然分解则需要几十年甚至上百年才能分解, 运用纳米技术在塑料制品以及泡沫盒中掺入一定的纳米材料可大大减少其降解时间。