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納米技術(shù)的特性范文第1篇

[論文摘要]科技的發(fā)展，使我們對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究的越來(lái)越透徹。納米技術(shù)便由此產(chǎn)生了，主要對(duì)納米材料和納米涂料的應(yīng)用加以闡述。

一、納米的發(fā)展歷史

納米（nm）是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對(duì)宏觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，納米是一個(gè)很小的單位，不如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細(xì)胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級(jí)；對(duì)于微觀物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來(lái)表示，1埃相當(dāng)于1個(gè)氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。

1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德。費(fèi)曼預(yù)言，人類(lèi)可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后實(shí)現(xiàn)根據(jù)人類(lèi)意愿逐個(gè)排列原子、制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米科技最早的夢(mèng)想。1991年，美國(guó)科學(xué)家成功地合成了碳納米管，并發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量?jī)H為同體積鋼的1/6，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，因此稱之為超級(jí)纖維.這一納米材料的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志人類(lèi)對(duì)材料性能的發(fā)掘達(dá)到了新的高度。1999年，納米產(chǎn)品的年?duì)I業(yè)額達(dá)到500億美元。

二、納米技術(shù)在防腐中的應(yīng)用

納米涂料必須滿足兩個(gè)條件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因?yàn)榧{米相的存在而使涂料的性能有明顯提高或具有新功能。納米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用納米粒子粒徑對(duì)流變性的影響，如納米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流掛；第二、耐候性的改善。利用納米粒子對(duì)紫外線的吸收性，如利用納米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墻涂料、汽車(chē)面漆等；第三、力學(xué)性能的改善。利用納米粒子與樹(shù)脂之間強(qiáng)大的界面結(jié)合力，可提高涂層的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐刮傷性等。納米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隱身涂料、靜電屏蔽涂料、隔熱涂料、大氣凈化涂料、電絕緣涂料、磁性涂料等。

納米技術(shù)的應(yīng)用為涂料工業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了一條新途徑，目前用于涂料的納米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于納米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之間極易團(tuán)聚，納米粒子的這種特性決定了納米涂料不可能象顏料、添料與基料通過(guò)簡(jiǎn)單的混配得到。同時(shí)納米粒子種類(lèi)很多，性能各異，不是每一種納米粒子和每一粒徑范圍的納米粒子制得的涂料都能達(dá)到所期望的性能和功能，需要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，才有可能得到真正的納米涂料。

納米涂料雖然無(wú)毒，但由于改性技術(shù)原因，性能并不理想，加上價(jià)格太貴，難以推廣；而三聚磷酸鋁也因價(jià)格原因未能大量應(yīng)用。國(guó)外公司如美國(guó)的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德國(guó)的Hrubach、法國(guó)的SNCZ、英國(guó)的BritishPetroleum、日本的帝國(guó)化工公司均推出了一系列無(wú)毒納米防銹顏料，性能不錯(cuò)，甚至已可與鉻酸鹽相以前我國(guó)防銹顏料的開(kāi)發(fā)整體水平落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴(yán)重，對(duì)人體的傷害很大，目前已被許多國(guó)家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅防銹顏料雖比。我國(guó)防銹涂料業(yè)也蓬勃發(fā)展，也可以生產(chǎn)納米漆。

我國(guó)自主生產(chǎn)的產(chǎn)品目前已通過(guò)國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心車(chē)輛檢驗(yàn)站、機(jī)械科學(xué)院武漢材料保護(hù)研究所等國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析和檢測(cè)，同時(shí)還經(jīng)過(guò)加拿大國(guó)家涂料信息中心等國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析，結(jié)果表明其具有目前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品無(wú)可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，是防銹涂料領(lǐng)域劃時(shí)代產(chǎn)品，復(fù)合鐵鈦粉及其防銹漆通過(guò)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的鑒定后已在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

三、納米材料在涂料中應(yīng)用展前景預(yù)測(cè)據(jù)估算，全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家政府和大的企業(yè)紛紛啟動(dòng)了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國(guó)將納米技術(shù)視為下一次工業(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術(shù)列為國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，在納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資，從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元，準(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料中心，把納米技術(shù)列入新五年科技基本計(jì)劃的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，將以納米技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國(guó)也把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域，全國(guó)有19家機(jī)構(gòu)專門(mén)建立了納米技術(shù)研究網(wǎng)。在人類(lèi)進(jìn)入21世紀(jì)之際，納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和生存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說(shuō)，21世紀(jì)將是一個(gè)納米世紀(jì)。

由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)品、以及對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級(jí)，產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)前景極好。

在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面，將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開(kāi)發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品，以及對(duì)傳統(tǒng)材料改性；將重點(diǎn)突破各類(lèi)納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。各類(lèi)納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響；納米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開(kāi)創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。

納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對(duì)空氣中有毒氣體有強(qiáng)烈的分解，消除作用。對(duì)甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能，使室內(nèi)空氣更加清新。經(jīng)測(cè)試，對(duì)各種霉菌的殺抑率達(dá)99％以上，有長(zhǎng)期的防霉防藻效果。納米改性內(nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級(jí)的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表面張力，具有高強(qiáng)的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優(yōu)良的自潔功能，強(qiáng)勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力，疏水性極佳，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，抗紫外線能力極強(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附著力強(qiáng)，不起皮，不剝落，抗老化。其納米抗凍涂料，除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外，可在10℃到25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

由于目前應(yīng)用納米材料對(duì)涂料進(jìn)行改性尚處在初級(jí)階段，技術(shù)、工藝還不太成熟，需要探索和改進(jìn)。但涂料的各種性能得到某些改進(jìn)的試驗(yàn)結(jié)果足以證明，納米改性涂料的市場(chǎng)前景是非常好的。

參考文獻(xiàn)：

[1]橋本和仁等［J］.現(xiàn)代化工.1996(8):25～28.

納米技術(shù)的特性范文第2篇

關(guān)鍵詞：納米技術(shù);納米材料

前言

自從1990年7月在美國(guó)召開(kāi)的第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議上，正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個(gè)新分支開(kāi)始，納米技術(shù)便一步一步進(jìn)入人們的生活。納米科技是研究由尺寸在0.1-100nm之間的物質(zhì)組成的體系運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用，以及實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。從材料的結(jié)構(gòu)層次來(lái)說(shuō)，它介于宏觀物質(zhì)和微觀原子、分子的中間領(lǐng)域。納米技術(shù)不是一門(mén)單一的新型學(xué)科或者技術(shù)，它廣泛應(yīng)用于各類(lèi)學(xué)科中，其中在機(jī)械工程中的應(yīng)用對(duì)于機(jī)械工程學(xué)科的技術(shù)變革起到了不可估量的作用。納米技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械方面尤其是產(chǎn)生了微型機(jī)械技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)研究的核心技術(shù)，很多國(guó)家在納米技術(shù)上開(kāi)始了越來(lái)越多的研究。

1.關(guān)于納米技術(shù)

所謂的納米技術(shù)就是指用單一的分子、原則制造物質(zhì)的一種科學(xué)技術(shù)，納米科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為了將很多現(xiàn)代的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)作為了基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)，并且成為了現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行組合的重要產(chǎn)物之一，現(xiàn)代科學(xué)主要包括分子生物學(xué)、介觀物理、量子力學(xué)和混沌物理，現(xiàn)代技術(shù)主要包括核分析技術(shù)、掃描隧道顯微鏡技術(shù)，微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，納米技術(shù)一定會(huì)引發(fā)起一系列的全新的科學(xué)技術(shù)，比如納米機(jī)械學(xué)、納米材科學(xué)以及納電子學(xué)等等。

2.微型納米軸承

在沒(méi)有納米技術(shù)之前，軸承的體積都很大，因此會(huì)有較大的摩擦力，一般都是依靠油減少摩擦力，但減少并不意味著可以避免摩擦力。運(yùn)用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)的微型納米軸承幾乎沒(méi)有摩擦力，美國(guó)科學(xué)家研制的這種微型軸承具有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)，首先是非常小，該軸承的直徑僅有一根頭發(fā)的萬(wàn)分之一，而運(yùn)用在機(jī)電系統(tǒng)中的其直徑更是只有1nm。僅有微型機(jī)械的千分之一。其次，幾乎沒(méi)有摩擦力，這種納米微型軸承的摩擦力比起以往研制的微型軸承，納米微型軸承的摩擦力都不到其最小值的千分之一。

3.納米材料運(yùn)用

合肥大學(xué)研制成功了納米新型陶瓷刀具，這標(biāo)志著利用納米材料制作新型金屬陶瓷刀具的問(wèn)世。這項(xiàng)研究史載金屬?gòu)椩~中加入了納米氧化鈦從而細(xì)化品粒。因?yàn)閷?duì)于品粒的細(xì)化可以增加材料的硬度和甚至斷裂任性。同時(shí)，這種納米技術(shù)的應(yīng)用也大大優(yōu)化了其力學(xué)性能，納米材料加入到傳統(tǒng)的金屬陶瓷中對(duì)其力學(xué)性能來(lái)說(shuō)是個(gè)很大的提供，刀具的壽命也提高到2倍以上。

4.納米耐磨復(fù)合涂層的應(yīng)用

由于納米材料的顆粒之間往往都存在著庫(kù)侖力、范德華力，有些顆粒甚還與化學(xué)鍵結(jié)合，這也就導(dǎo)致了陶瓷的顆粒極其容易團(tuán)聚，并且顆粒之間越小其進(jìn)行的團(tuán)聚就越緊，也就使其應(yīng)有的性能很難得到充分的發(fā)揮，這個(gè)問(wèn)題也就能夠通過(guò)施加機(jī)械能和化學(xué)作用這兩種力式來(lái)進(jìn)行解決，但是，硬團(tuán)聚的顆粒之間緊密結(jié)合，僅僅通過(guò)化學(xué)作用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要對(duì)其輔助很大的機(jī)械力，這些機(jī)械力主要包括剪切力和撞擊力。

5.納米技術(shù)馬達(dá)

納米技術(shù)馬達(dá)的最新一代是由一家美國(guó)公司生產(chǎn)的，Mano Muscle公司生產(chǎn)這款納米技術(shù)馬達(dá)首先亮世于中國(guó)的深圳，從體積方面測(cè)量，新一款的納米技術(shù)馬達(dá)僅有傳統(tǒng)電磁馬達(dá)體積的二十分之一。其功率能夠負(fù)載大約四千克的重量，使用壽命更是達(dá)到了100萬(wàn)次，性能如此良好，但其長(zhǎng)度卻不到一根火柴桿的長(zhǎng)度。該馬達(dá)通過(guò)采用納米技術(shù)制造的智能材料，將傳統(tǒng)的銅、鐵、磁等材料替代，因此，新一代的馬達(dá)相比于傳統(tǒng)馬達(dá)具有許多優(yōu)點(diǎn)。重量更輕，幾乎沒(méi)有噪音，而制造成本也更低。目前這種微型馬達(dá)在機(jī)械中的運(yùn)用并不是很廣泛，主要運(yùn)用于汽車(chē)的電動(dòng)車(chē)窗方面。

6.納米磁性液體用于旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)密封

通常靜態(tài)的密封都是采用橡膠、塑料或金屬等材料制成的“O”形環(huán)作為密封元件。旋轉(zhuǎn)條件下的動(dòng)態(tài)密封一直是未能解決的問(wèn)題，無(wú)法在高速、高真空條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封。納米技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了磁性液體密封技術(shù)的產(chǎn)生。南京大學(xué)已試制成水基、烷基、二脂基、硅油等多種類(lèi)型的磁性液體。在電子計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)轉(zhuǎn)處已普遍采用磁性液體的防塵密封，除此之外磁性液體還可于制造新型劑，巧妙利用磁場(chǎng)原理改善效果。納米技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用舉不勝舉，通過(guò)以上這些新型技術(shù)的產(chǎn)生，我們不難看出納米技術(shù)對(duì)于機(jī)械工程的發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響。同時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械工程來(lái)說(shuō)，也正是因?yàn)榧{米技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)才能取得這樣顯著的成果。

6.1納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的尺寸效應(yīng)

在納米技術(shù)領(lǐng)域，其顯著成果之一就是在旋轉(zhuǎn)軸中，對(duì)傳統(tǒng)的尺寸單位進(jìn)行了縮小，以前的計(jì)量單位級(jí)為毫米，而今則是納米級(jí)，而1納米僅相當(dāng)于1毫米的百萬(wàn)分之一，如果運(yùn)用在機(jī)械工程之中，那么機(jī)械的體積會(huì)因?yàn)榧{米技術(shù)的應(yīng)用而極大的降低，在此基礎(chǔ)上就有了微型機(jī)械為代表的新型機(jī)械的誕生和生產(chǎn)。實(shí)際上，這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發(fā)生了重大變化，而更多的是指可以成批進(jìn)行制作生產(chǎn)微傳感器、集合微結(jié)構(gòu)、微驅(qū)動(dòng)器、微電路等處置裝置于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。

6.2 納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的摩擦性能

納米技術(shù)最為顯著的一個(gè)特征就是其摩擦性能，在機(jī)械工程中，特別是結(jié)構(gòu)和尺寸比較大的機(jī)械，由于摩擦力的影響，各種軸承對(duì)會(huì)因摩擦出現(xiàn)損傷，對(duì)機(jī)械的磨損非常嚴(yán)重。而納米材料，則幾乎處在一種無(wú)摩擦的狀態(tài)，非常好的克服了摩擦的問(wèn)題。

6.3 納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的材料以及多元化

納米技術(shù)的應(yīng)用使原材料能夠以一種更加微小的形態(tài)出現(xiàn)，而且性能強(qiáng)大。其首先不僅改良了傳統(tǒng)的材料，同時(shí)通過(guò)采用納米科技，更多更新的新材料也不斷涌現(xiàn)。磁性液體密封技術(shù)證明了磁性液體能夠能夠被磁場(chǎng)控制的特性，另外在材料的應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)向其添加一定的微量元素，還能夠使材料獲得更好的效果。

7.結(jié)語(yǔ)

納米材料在機(jī)械工程中改變甚至顛覆了傳統(tǒng)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示了其強(qiáng)大的科技含量，但是在其運(yùn)用中，我們?nèi)杂泻芏喾矫尕酱鉀Q：如何準(zhǔn)確表征納米材料的各種精細(xì)結(jié)構(gòu);怎樣從結(jié)構(gòu)上分析、解釋納米材料的新特性;能否利用某種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)預(yù)測(cè)微區(qū)尺寸減少到多大時(shí)，材料表現(xiàn)出特殊的性能等等。對(duì)于這些問(wèn)題，我們?nèi)孕枭钊胙芯浚员慵{米技術(shù)更好地服務(wù)于機(jī)械工程領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

納米技術(shù)的特性范文第3篇

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；食品工業(yè)；應(yīng)用

Abstract： The application of nanotechnology on food and food industry is introduced. Recent advances of the nanotechnology application in food processing， food packaging， food analysis is elaborated. The developing prospect of the technology in food industry is given.

Keywords： Nanotechnology； Nanofood； Food industry； Application

中圖分類(lèi)號(hào)：TB383 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

納米技術(shù)也稱毫微技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在（0.1nm～100nm）內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的一種技術(shù)。物質(zhì)在納米范圍內(nèi)具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)以及體積效應(yīng)等普通粒子不具有的特性，這使納米技術(shù)在許多新型功效的食品、具有特殊功能的保健食品和食品包裝材料得到廣泛應(yīng)用。目前許多國(guó)家和食品生產(chǎn)企業(yè)每年投入大量的人力和物力對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，這也使得納米技術(shù)近年來(lái)在食品工業(yè)的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。

1 納米技術(shù)在食品包裝中的應(yīng)用

納米粒子表面效應(yīng)即物質(zhì)粒徑變小，比表面增大，對(duì)促進(jìn)物質(zhì)腐敗的氧原子、氧自由基和其他異味分子吸附增大，使包裹在其中的物質(zhì)保質(zhì)期增長(zhǎng)。這一特性使納米技術(shù)在保鮮、抗菌膜及納米級(jí)可食性膜的制備方面取得了較快的發(fā)展。

具有納米復(fù)合高分子材料食品包裝具有低透氧率、低透濕率、阻隔二氧化碳和具有抗菌表面等特性，這能有效阻止食品腐敗變質(zhì)。美國(guó)的安姆科（Amcol）公司研制出了能夠有效吸附啤酒中香氣成分和阻止外界空氣的侵入，使啤酒保質(zhì)期延長(zhǎng)至6個(gè)月的啤酒瓶。甘瑾等用添加了納米SiOx的紫膠復(fù)合膜用于嶄癱O剩能增加氣體透過(guò)性，保持水分和營(yíng)養(yǎng)成分。馬李一等用添加了納米SiOx涂膜水晶梨，能使水晶梨失重率降低，營(yíng)養(yǎng)成分流失少。在棗包裝膜中添加納米Ag、納米TiO2等，棗的軟化、失重及褐變均得到顯著抑制。高艷玲等發(fā)現(xiàn)添加了納米級(jí)ZnO的薄膜，對(duì)常見(jiàn)污染菌有明顯的抑制作用，可廣泛用于食品包裝。曹雪玲等發(fā)現(xiàn)納米銀膠對(duì)牛奶、饅頭和西瓜變壞后產(chǎn)生的微生物有一定的抗菌作用。黃凌燕等發(fā)現(xiàn)用納米抗菌材料包裝能有效抑制馬鈴薯呼吸強(qiáng)度，降低失重率，減少營(yíng)養(yǎng)成分流失、抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。蒙桂娥發(fā)現(xiàn)添加了SiOx的殼聚糖可食用膜能使橘子的保鮮期延長(zhǎng)到40天。劉賀等研制了一種添加了中性納米SiO2的可食用大豆分離蛋白膜，對(duì)豆腐干具有較好的保鮮和抑菌效果。

2 納米技術(shù)在食品分析中的應(yīng)用

近年來(lái)，食品安全問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，快速、靈敏地檢測(cè)食品中有毒、有害成分是目前需迫切解決的問(wèn)題。納米技術(shù)在食品品質(zhì)分析檢測(cè)等方面取得了很大的進(jìn)展，主要體現(xiàn)在納米傳感器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面。盧福廣結(jié)合新型納米材料制備了四種高性能的分子印跡化學(xué)發(fā)光傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)苯丙氨酸樣品高靈敏、高選擇性的檢測(cè)。Bhattacharya S研制的納米傳感器可將微生物檢測(cè)時(shí)間降低至幾小時(shí)甚至幾分鐘。汪學(xué)英等研制的納米功能化修飾膜能在1h內(nèi)檢測(cè)出牛奶細(xì)菌濃度。白麗娟研制的碳納米管和石墨烯電化學(xué)適體傳感實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種蛋白同時(shí)檢測(cè)的高特異性和高靈敏度。韓樂(lè)通過(guò)構(gòu)建納米微懸臂梁傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)牛奶中李斯特細(xì)菌的特異性檢測(cè)。諶志強(qiáng)研制的納米壓電免疫傳感器能在4h內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)大腸桿菌O157：H7高靈敏度檢測(cè)。Kirchhofer等篩選出能調(diào)節(jié)綠色熒光蛋白（GFP）構(gòu)象及光譜性質(zhì)的納米抗體，利用納米抗體增強(qiáng)熒光強(qiáng)度來(lái)提高食品檢測(cè)的靈敏性，有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 納米技術(shù)在保健食品中的應(yīng)用

納米技術(shù)在保健食品的應(yīng)用主要集中在把營(yíng)養(yǎng)元素及功能物質(zhì)微細(xì)加工到100nm以內(nèi)，形成納米級(jí)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或功能性成分。食品中的礦物質(zhì)和維生素等營(yíng)養(yǎng)成分納米化后，比表面增大，易缺乏、不易吸收的鈣、鐵、鋅等營(yíng)養(yǎng)元素與小腸充分接觸而容易被吸收，極大地提高了人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和利用。譚翔文等發(fā)現(xiàn)納米鈣是一種良好的鈣源，喂食納米碳酸鈣的大鼠血鈣、肱骨長(zhǎng)和重明顯高于喂食傳統(tǒng)鈣。陳鴻武等發(fā)現(xiàn)給糖尿病小鼠補(bǔ)充一定量的納米硒，小鼠心肌細(xì)胞凋亡率下降。趙成萍等認(rèn)為納米級(jí)維生素能增加與胃腸道細(xì)胞的有效接觸面，使納米維生素的吸收率和生物利用率都得到很大提高。王璇制備的番茄紅素納米分散體能提高荷瘤小鼠體內(nèi)抗氧化能力，直接損傷腫瘤細(xì)胞。

采用納米包覆還可以將多種功能性成分結(jié)合形成復(fù)合型保健食品。維生素C納米脂質(zhì)體經(jīng)果膠包覆后，橘子汁的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和生物利用性明顯提高，且具有了明顯的抑菌效果。柴云等采用納米包覆方法將退黑激素包覆于環(huán)糊精納米環(huán)狀孔中，再與豆粕提取物復(fù)配，既可增加退黑激素的化學(xué)穩(wěn)定性，又能結(jié)合大豆異黃酮特性，使二者起到互補(bǔ)的積極作用。

4 展望

納米技術(shù)的發(fā)展大大推動(dòng)了食品工業(yè)的進(jìn)步，但是我們不能忽視任何事物都具有的兩重性質(zhì)。因此，我們?cè)谘芯考{米食品加工工藝、營(yíng)養(yǎng)學(xué)特性等方面問(wèn)題時(shí)，有必要對(duì)納米食品對(duì)人類(lèi)的潛在性影響問(wèn)題給予足夠的關(guān)注和探討，同時(shí)利用與納米技術(shù)相關(guān)的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)以及食品包裝技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)食品安全的控制與監(jiān)控，為人類(lèi)在食品工業(yè)中合理應(yīng)用納米技術(shù)提供科學(xué)參考。

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納米技術(shù)的特性范文第4篇

1人工納米材料對(duì)環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)

1.1人工納米材料為生物大分子結(jié)合人工納米材料是基于納米技術(shù)而言之上成功的，其在組成上以高分子和膠體構(gòu)成，在尺度上界定在lnm～100nm范圍內(nèi)。人工納米材料是人工制造的化學(xué)用品，種類(lèi)很多，在環(huán)境中所表現(xiàn)的特征是建立在其組合形式基礎(chǔ)上的。人工納米材料生物成分居多，具有許多生態(tài)特征。由于其具有生物大分子的強(qiáng)烈結(jié)合性，會(huì)與生命物質(zhì)強(qiáng)烈結(jié)合，并以其顯著的親脂特性、配位特性和體現(xiàn)出來(lái)的極性效應(yīng)而滲入到體內(nèi)。從人工納米材料的化學(xué)組成來(lái)看，其比表面積大，眾多的原子吸附在粒子表面的周?chē)?，使得相鄰原子缺少而?dǎo)致許多空鍵存在。這就意味著人工納米材料化學(xué)活性極強(qiáng)，特別是吸附能力非常強(qiáng)。人造納米材料的這些物化性質(zhì)對(duì)于人體和環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生不良影響。這部分對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的人工納米材料被稱為“納米污染物”。隨著納米時(shí)代的到來(lái)，這些人工制造的納米污染物必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此要做好防護(hù)工作。

1.2人工納米材料可以產(chǎn)生高級(jí)生物的毒性效應(yīng)人工納米材料的污染物以納米級(jí)存在，主要在于其強(qiáng)大的吸附性而導(dǎo)致其吸附被大量的污染物而被掩蓋，因此具有潛伏性。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的化學(xué)結(jié)合而在合適的環(huán)境條件下就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，所釋放出來(lái)的化學(xué)物質(zhì)就會(huì)污染到環(huán)境。納米污染物在特定的環(huán)境狹隘，會(huì)滲入到器官內(nèi)且濃度不斷增大，使得毒性效應(yīng)顯性化。如果納米污染物進(jìn)入到生物鏈中，特別是進(jìn)入到食物鏈環(huán)境，經(jīng)過(guò)高位富集后，就會(huì)使納米的生物性發(fā)生毒性效應(yīng)。納米污染物不僅具有組合復(fù)合性，而且還具有遷移性和擴(kuò)散性。在任何的環(huán)境中，都會(huì)存在著多種化合物，它們以各種形體存在，相互之間協(xié)同，對(duì)環(huán)境不斷地改變，以使環(huán)境成為符合化合物生存的環(huán)境，由此而成為復(fù)合污染體系而難以控制。納米級(jí)的物質(zhì)尺度小而吸附力極強(qiáng)，具有較強(qiáng)的遷移性，特別是小分子化合物，具有極大的擴(kuò)散力。從物理性質(zhì)上來(lái)看，這種擴(kuò)散的形成是基于布朗運(yùn)動(dòng)和介質(zhì)渦流而促成的。如果在納米分子的表面所吸附的顆粒物攜帶有生命體，就可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，發(fā)生擴(kuò)散性的污染效應(yīng)。

1.3人造納米材料具有廣泛的應(yīng)用性而導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，人類(lèi)掌握了納米技術(shù)而將其在生活中普及。基于經(jīng)濟(jì)理念而運(yùn)用納米技術(shù)所生產(chǎn)的各種消費(fèi)品，使得越來(lái)越多的人有機(jī)會(huì)接觸納米材料，納米污染物也開(kāi)始接近人體，威脅到人體健康。納米污染物融入到生態(tài)環(huán)境中，很容易與人類(lèi)的皮膚接觸。皮膚對(duì)于宏觀的顆粒物具有阻擋性，但是納米級(jí)的材料粒徑僅為頭發(fā)絲直徑的1‰，已經(jīng)納米碳的直徑僅為0.5nm，這么小的顆粒通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散，就會(huì)穿過(guò)皮膚屏障和肺血屏障而滲透到人體中。納米顆粒之小，對(duì)于人類(lèi)的呼吸系統(tǒng)具有強(qiáng)大的侵襲力。當(dāng)納米污染物進(jìn)入到人體的肺部，就會(huì)在肺泡上逐漸沉積下來(lái)，透過(guò)細(xì)胞而擴(kuò)散到人體的全身，對(duì)人體的各項(xiàng)機(jī)能具有極大的威脅力。納米污染物具有較高的毒性，美國(guó)著名的毒物學(xué)家歐博德瑞斯特(0berdorster)經(jīng)過(guò)研究提出，在一些聚四氟乙烯材料中，直徑低于20nm的顆粒性物質(zhì)會(huì)在空氣中漂浮，嚴(yán)重污染環(huán)境，并直接或者及間接性地滲入到生物體中。歐博德瑞斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明納米污染物的危害，將實(shí)驗(yàn)用的小白鼠放置在懸浮著納米顆粒物的環(huán)境中，大約15min后，小白鼠就會(huì)死亡。但是如果環(huán)境中的納米顆粒物直徑超過(guò)120nm，實(shí)驗(yàn)小白鼠就沒(méi)有產(chǎn)生發(fā)病效應(yīng)，依然存活。

2解決納米環(huán)境安全問(wèn)題的途徑

目前運(yùn)用納米技術(shù)制作的人造納米材料還沒(méi)有在社會(huì)中普及，但是其對(duì)環(huán)境安全的威脅已經(jīng)引起關(guān)注。納米技術(shù)的運(yùn)用是為了能夠使人類(lèi)更好地生活，對(duì)于其對(duì)人體健康和環(huán)境的影響，則需要從學(xué)術(shù)角度以技術(shù)性評(píng)估，并做出安全評(píng)價(jià)，這就需要對(duì)納米技術(shù)以及人造納米材料在應(yīng)用領(lǐng)域所產(chǎn)生的負(fù)面影響以認(rèn)識(shí)。納米材料研究的學(xué)科覆蓋面廣泛，除了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)外，包括電子學(xué)以及交叉學(xué)科也會(huì)有所涉及，在對(duì)人造納米材料進(jìn)行安全性評(píng)估中，就要材料的納米負(fù)面效用進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，以具有針對(duì)性地提出安全措施。在納米材料生產(chǎn)中，處于工業(yè)環(huán)節(jié)就要把好環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)關(guān)，以防止納米污染物泄露于環(huán)境中。建立納米風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，并制定出泄露風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)、安全操作條例，在納米材料的運(yùn)輸上也要按照規(guī)定執(zhí)行。此外，還要注重納米材料的回收，在生產(chǎn)人造納米材料的同時(shí)，要發(fā)展納米材料綠色處理技術(shù)，以避免人造納米材料在環(huán)境中造成二次污染。對(duì)于納米材料的使用要予以控制，強(qiáng)化納米廢棄材料的處理，大力開(kāi)展納米材料的防護(hù)研究，以提升納米材料在應(yīng)用領(lǐng)域中的安全性。

3結(jié)論

納米技術(shù)的特性范文第5篇

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，微電子在人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦械膽?yīng)用愈加廣泛，微電子產(chǎn)品的核心便是芯片，而隨著IC設(shè)計(jì)與半導(dǎo)體加工工藝技術(shù)水平的不斷提高，電子元件的尺寸越來(lái)越小，集成電路的規(guī)模越來(lái)越大，其復(fù)雜程度也越來(lái)越高，對(duì)半導(dǎo)體芯片的尺寸、性能及穩(wěn)定性等有了更高的要求，如何生產(chǎn)出尺寸更小、功耗更低、性能穩(wěn)定性更好的半導(dǎo)體芯片成為微電子技術(shù)發(fā)展的瓶頸。與此同時(shí)，納米技術(shù)的飛速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，為微電子技術(shù)的突破性發(fā)展提供了機(jī)遇和條件。

納米電子技術(shù)

納米（nanometer）是一個(gè)長(zhǎng)度計(jì)量單位，一納米等于10億分之一米，納米技術(shù)是指在納米空間內(nèi)，通過(guò)特定的技術(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)原子或分子在納米例子表面的排列組成，從而制造出具有特定性能的材料或器件的一門(mén)高新技術(shù)。納米微粒的獨(dú)特結(jié)構(gòu)能使其產(chǎn)生小尺寸、宏觀量子隧道、量子尺寸等多種效應(yīng)，其材料表現(xiàn)出光、電、熱、反射、吸收及生物活性等許多特殊的功能，作為介質(zhì)擴(kuò)散氣體的速度極快，顆粒與生物細(xì)胞的物化作用很強(qiáng)，能很容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，且在使用時(shí)用量小、附加值極高，能夠賦予材料意想不到的高性能。近年來(lái)，隨著納米材料和納米技術(shù)的發(fā)展，其在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有了較為廣泛的應(yīng)用。而隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子元件的尺寸不斷縮小，集成電路的集成程度要求也越來(lái)越高，為了生產(chǎn)出能夠適應(yīng)電子元件及集成電路發(fā)展要求的半導(dǎo)體芯片，有著諸多特殊功能的納米技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用于電子領(lǐng)域，納米電子技術(shù)由此而生。

納米電子技術(shù)是納米技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是在微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟的條件下產(chǎn)生的，從某種意義上來(lái)說(shuō)，納米電子學(xué)是微電子學(xué)繼續(xù)向更微小的世界的延伸。

納米電子技術(shù)是以納米粒子的量子效應(yīng)為理論基礎(chǔ)建立并發(fā)展起來(lái)的，也即是當(dāng)電子元件的尺寸小到納米量級(jí)時(shí)，其加工技術(shù)、運(yùn)行機(jī)理等都與微電子器件有了極大差異，采用納米技術(shù)研制出來(lái)的分子器件，不僅能夠克服半導(dǎo)體加工工藝中的存在的問(wèn)題和困難，與基于硅集成電路上的器件相比，其在傳感、靈敏度、集成度等多方面都有更好的性能。

納米電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

納米電子技術(shù)雖然興起的較晚，但其發(fā)展極為迅速，經(jīng)過(guò)近些年來(lái)的發(fā)展，已經(jīng)取得了一定的成果，當(dāng)前，這些成果集中體現(xiàn)在納米電子材料和納米電子元件的應(yīng)用上，同時(shí)這一技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中也有了較為廣泛的應(yīng)用。

1. 納米電子材料

當(dāng)前常見(jiàn)的納米電子材料有納米半導(dǎo)體陶瓷材料、納米硅材料和納米硅薄膜，其中基于納米技術(shù)的硅電子材料一起能耗低、運(yùn)行時(shí)間短、反應(yīng)速度快及運(yùn)行可靠穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，較為完美地契合了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電子技術(shù)的發(fā)展需求，與同等材料相比有著絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，且隨著科研技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其成本也有所降低，在電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用前景十分廣闊。

2. 納米電子元件

納米電子元件是在集成元件和超大規(guī)模集成元件的發(fā)展基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)研制出來(lái)的，當(dāng)前利用納米電子學(xué)已經(jīng)研制成功了包括單電子晶體管、納米發(fā)光二極管及超微磁場(chǎng)探測(cè)器等在內(nèi)的各種納米器件。

3. 納米電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

電子學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)包括生物學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)學(xué)科的貢獻(xiàn)，而現(xiàn)代電子科技產(chǎn)品在基礎(chǔ)學(xué)科中的應(yīng)用，也推動(dòng)了基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米電子技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，彩色多普超聲診斷儀、伽馬刀、磁共振成像（MRI）等高科技醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的問(wèn)世及應(yīng)用，都極大地推動(dòng)了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展。而應(yīng)用了納米技術(shù)的電子學(xué)與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合將會(huì)把人們對(duì)于微小生物體的研究帶入到一個(gè)全新的階段。

納米電子技術(shù)發(fā)展前景

1. 碳納米管

碳納米管是由石墨碳原子層卷曲而成的，其自身的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)及極好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，使其在光學(xué)、機(jī)械性能和電子特性上都有著明顯的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用碳納米管可以推動(dòng)單電子器件和納米量子器件的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用，其本身也是當(dāng)前世界科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)研究的重點(diǎn)。

2. 納米硅薄膜

硅在當(dāng)前的半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用十分廣泛，目前世界上的半導(dǎo)體器件有95%以上都是由硅做成的，納米硅薄膜的工藝程序與硅器件及集成電路是相容的，其發(fā)展將為量子功能的進(jìn)一步研制提供基礎(chǔ)，并推動(dòng)納米電子技術(shù)向更高層次的發(fā)展。

3. 納米生物電子

將納米技術(shù)、電子技術(shù)與生物芯片相融合，其研制出的最大成果是納米機(jī)器人，這種基于納米電子技術(shù)的機(jī)器人能夠進(jìn)入到人體的血管中，成為人體內(nèi)的清潔器，清除體內(nèi)對(duì)人體有害的物質(zhì)，保證人體新陳代謝，為人體健康提供了更高的保障。

結(jié) 語(yǔ)