纳米技术的用处篇1
本文对GB/t22925—2009《纳米技术处理服装》标准进行理解和分析，针对检测中的问题提出了自己的观点和建议。
关键词：纳米；服装；标准
消费者对“纳米”两个字越来越熟悉，近几年来，“纳米材料”、“纳米技术”在广告中成为产品具有高科技属性的代名词，而纳米技术的产品在社会上一直处于无序和混乱状态，如市场上出现的各种各样纳米服装，有的说能防水，有的说能防紫外线，甚至有些把“三无”产品也宣传成纳米产品。因此，为了保护消费者利益，标准GB/t22925—2009《纳米技术处理服装》。
1纳米技术处理服装含义
标准对纳米技术处理服装的定义是指在产品或其特定部位的生产加工过程中使用了纳米技术，而具有了防水、防油、易去污、抗菌、防紫外线等一种或几种功能的服装。标准在定义中明确了三个方面的内容，一是标准适用于在生产加工过程中使用了纳米技术的服装产品，二是经过了纳米技术处理后的产品具有了某些特定的功能，三是纳米技术的使用不能影响产品的服用性能，同时还要符合服装产品的其他有关规定。
2纳米服装鉴定
纳米技术的运用使普通的服装具有了特殊的功能性，GB/t22925—2009《纳米技术处理服装》标准中只针对具有防水、防油、易去污、抗菌、防紫外线这几种功能性进行检测，其他特殊功能的纳米技术还未建立相关标准。
在标称的功能性项目检测之前，要确认该服装产品是否真的经过纳米技术处理。标准采用了定性的方法，即随机取样多点观测的办法，用电镜上的标尺比较视场中的各种结构单元，简单地通过直观判断确定纳米结构单元与非纳米结构单元的数量，只要纳米结构单元总数大于非纳米结构单元总数，就符合标准要求，该服装就可以被认定为是纳米技术处理服装。经过检测确定是纳米技术处理服装之后，再对其功能性项目分别进行检测。
3功能性鉴定
纳米技术鉴别过程还需求证功能性与纳米技术的关系。比如生产商声称该服装应用了纳米技术处理，按纳米结构单元大于非纳米结构单元总数来判定是使用了纳米技术，但是生产商标称的某种功能并不一定就是使用了该技术而得到，还有可能来自其他的有机处理剂或染料等，因此，这就需要将功能性的变化和纳米结构单元数的变化结合起来检测。
该标准中各个功能性指标是按照各自相应的要求进行测定，但本文认为还缺少将功能性、服用性能和纳米结构单元的含量结合起来考虑。此外，标准在功能性指标的要求中，也只是对各个等级的洗涤前和洗涤15次后进行了规定，并没有明确的指标说明洗涤前后纳米结构单元含量的变化情况及具体要求。
4结束语
纳米技术的用处篇2
关键词：纳米技术;纳米材料
前言
自从1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议上，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支开始，纳米技术便一步一步进入人们的生活。纳米科技是研究由尺寸在0.1-100nm之间的物质组成的体系运动规律和相互作用，以及实际应用中的技术问题的科学技术。从材料的结构层次来说，它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。纳米技术不是一门单一的新型学科或者技术，它广泛应用于各类学科中，其中在机械工程中的应用对于机械工程学科的技术变革起到了不可估量的作用。纳米技术运用到机械方面尤其是产生了微型机械技术已经成为21世纪研究的核心技术，很多国家在纳米技术上开始了越来越多的研究。
1.关于纳米技术
所谓的纳米技术就是指用单一的分子、原则制造物质的一种科学技术，纳米科学技术已经成为了将很多现代的先进科学技术作为了基础科学技术，并且成为了现代科学和现代技术进行组合的重要产物之一，现代科学主要包括分子生物学、介观物理、量子力学和混沌物理，现代技术主要包括核分析技术、扫描隧道显微镜技术，微电子技术以及计算机技术，纳米技术一定会引发起一系列的全新的科学技术，比如纳米机械学、纳米材科学以及纳电子学等等。
2.微型纳米轴承
在没有纳米技术之前，轴承的体积都很大，因此会有较大的摩擦力，一般都是依靠油减少摩擦力，但减少并不意味着可以避免摩擦力。运用纳米技术开发的微型纳米轴承几乎没有摩擦力，美国科学家研制的这种微型轴承具有两个明显的特点，首先是非常小，该轴承的直径仅有一根头发的万分之一，而运用在机电系统中的其直径更是只有1nm。仅有微型机械的千分之一。其次，几乎没有摩擦力，这种纳米微型轴承的摩擦力比起以往研制的微型轴承，纳米微型轴承的摩擦力都不到其最小值的千分之一。
3.纳米材料运用
合肥大学研制成功了纳米新型陶瓷刀具，这标志着利用纳米材料制作新型金属陶瓷刀具的问世。这项研究史载金属弹词中加入了纳米氧化钛从而细化品粒。因为对于品粒的细化可以增加材料的硬度和甚至断裂任性。同时，这种纳米技术的应用也大大优化了其力学性能，纳米材料加入到传统的金属陶瓷中对其力学性能来说是个很大的提供，刀具的寿命也提高到2倍以上。
4.纳米耐磨复合涂层的应用
由于纳米材料的颗粒之间往往都存在着库仑力、范德华力，有些颗粒甚还与化学键结合，这也就导致了陶瓷的颗粒极其容易团聚，并且颗粒之间越小其进行的团聚就越紧，也就使其应有的性能很难得到充分的发挥，这个问题也就能够通过施加机械能和化学作用这两种力式来进行解决，但是，硬团聚的颗粒之间紧密结合，仅仅通过化学作用是远远不够的，必须要对其辅助很大的机械力，这些机械力主要包括剪切力和撞击力。
5.纳米技术马达
纳米技术马达的最新一代是由一家美国公司生产的，manomuscle公司生产这款纳米技术马达首先亮世于中国的深圳，从体积方面测量，新一款的纳米技术马达仅有传统电磁马达体积的二十分之一。其功率能够负载大约四千克的重量，使用寿命更是达到了100万次，性能如此良好，但其长度却不到一根火柴杆的长度。该马达通过采用纳米技术制造的智能材料，将传统的铜、铁、磁等材料替代，因此，新一代的马达相比于传统马达具有许多优点。重量更轻，几乎没有噪音，而制造成本也更低。目前这种微型马达在机械中的运用并不是很广泛，主要运用于汽车的电动车窗方面。
6.纳米磁性液体用于旋转轴的动态密封
通常静态的密封都是采用橡胶、塑料或金属等材料制成的“o”形环作为密封元件。旋转条件下的动态密封一直是未能解决的问题，无法在高速、高真空条件下进行动态密封。纳米技术的出现促进了磁性液体密封技术的产生。南京大学已试制成水基、烷基、二脂基、硅油等多种类型的磁性液体。在电子计算机的硬盘转处已普遍采用磁性液体的防尘密封，除此之外磁性液体还可于制造新型剂，巧妙利用磁场原理改善效果。纳米技术在机械工程中的应用举不胜举，通过以上这些新型技术的产生，我们不难看出纳米技术对于机械工程的发展有着深远影响。同时，相对于传统机械工程来说，也正是因为纳米技术有很多优势才能取得这样显著的成果。
6.1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。
6.2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。
6.3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。
7.结语
纳米材料在机械工程中改变甚至颠覆了传统模式的运转，显示了其强大的科技含量，但是在其运用中，我们仍有很多方面亟待解决：如何准确表征纳米材料的各种精细结构;怎样从结构上分析、解释纳米材料的新特性;能否利用某种标准来预测微区尺寸减少到多大时，材料表现出特殊的性能等等。对于这些问题，我们仍需深入研究，以便纳米技术更好地服务于机械工程领域。
参考文献：
纳米技术的用处篇3
关键词：纳米，中医药，经济，技术
引言：通过现在的问题反映，首先提出一些纳米技术的需求，再而阐述了纳米中医药的现状接着提出纳米中药化的好处和现在存在的一些问题，通过笔者的分析，一步一步的摄入了纳米技术在当前中国的国情来说要发展，提出一些相对的解决方法。引入纳米技术是社会的要求。最后说明自己的观点（总结）。
随着经济的发展，环境问题变得越来越严重。从而导致发病率变得越来越高。如果还是单靠过去的一味中药很难把病情完全治好。加上现在环境问题的特为严重和社会的需求量增多。很多中药材都是靠人工培育，但人工培育的功效始终比不上天然的。虽然实行了中医药的政策，解决了老百姓的看病难，看病贵的问题。但始终是不能从根本解决问题。加上纳米技术的进一步发展，因此将纳米技术融入中医药是社会的要求，社会的主流。纳米技术使中医药的药效得到更好的发挥。
那先由我们看看纳米中医药的发展
纳米中药制备技术的研究现状
医学上的发展就目前来说，提出最多的是中西合作和中医药现代化，但我们在中医药的现状中发现很多问题，例如上面所提的民生问题，为此我们要想一下有没有更好的方案解决目前的问题，随着经济的发展我，我国的纳米技术已达到一定的程度，并取得一定的成效，为使中药面向世界，并形成医学科新的经济增长点，应将现代的高新技术引入到中药制剂之中。随着科学技术的飞速发展，中药的现代化生产已成为现实。纳米技术的出现使得超微粉碎成为全世界各个生产领域的先进技术，日益显现出它强大的生命力和蕴藏的无穷财富。对于中国的国药—中草药尤为如此。可以说中药超微粉碎是中药的一次飞跃性革命。如果中国能胜利的打完这场“革命”，在医学生又是一个新的焦点。纳米技术是如何引进中医药中呢？首先注意的是纳米粒制备的关键是控制粒子的粒径大小和获得较窄且均匀的粒度分布，减小或消除粒子团聚现象，保证用药有效、安全和稳定。
根据目前的科技情况。纳米药物粒子的制备技术可以分为三类，机械粉碎法、物理分散法和化学合成法。通过宏观到微观的转型，实现了微观世界的并且是医学界的狂飙式发展。
中医药的理论基于对宏观的自然界，而纳米技术科研研究则是微观技术，现在把宏观与微观技术的有机组合能不能在医学上形成一们崭新的“宏微”中医理论学科呢？至于宏观中医药大家对它有了一定的了解，现在我只是对微观进行阐述。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的引入是医学微观化，一方面由于纳米技术的引入为携带提供了一定的方便，以前，无论什么看一次病总要大袋小袋的提着，这只是对病者，如果像医院或一些医护机构，当他们想购买大量药物时不是很麻烦。引入纳米技术在这里就起了相当重要的作用，比如运输大量的药物，现在只须小盒便能搞定；另一方面，害怕吃药吗？害怕打针吗？不用怕，纳米技术中药话可以帮助你，把纳米级药物制成药膏然后贴于患处，可以通过皮肤直接接受不需要注射。由于纳米技术是对药物的微观化，比如将药物磨成粉状，加大了与病菌的接触面积，例如中药超细后的产品除用于散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂、中药口服散剂、胶囊剂、微囊外，把药物微化，这样可以提高药物在体内的生物利用度。增强中药的疗效，再者，纳米技术在中药加工方面的应用能保持中药原有成分的基础，使药效充分析出。另外，纳米粒子包裹的智能药物进入人体后，可主动搜索并攻击癌细胞或修复损伤组织。在人工器官移植领域，只要在器官外面涂上纳米粒子，就可以预防器官移植的排异反应。使用纳米技术的新型诊断仪，只需检测少量的血液，就能通过其中的蛋白质和Dna诊断出各种疾病。在抗癌的治疗方面，德国一定医院的研究人员将一些极其细小的氧化铁纳米颗粒，注入患者的癌瘤里，然后将患者置于可变的磁场中，使患者癌瘤里的氧化铁纳米颗粒升温到45-47摄氏度，这温度足以烧毁癌细胞，而周围健康组织不会受到伤害。同时，配合使用纳米药物来阻断肿瘤血管生成，饿死癌细胞。纳米中药化不知那些好处，据了解，纳米中药化将药物加工成纳米级的微细粒子，病人服药时，首先减轻病人的痛苦，有些病人怕吃药，如果制成了粒子状，病人一般是比较易接受，药物的真对性特别的强，药物就可能针对性地直达病灶，激活中药细胞活性成分，直接攻击病毒、细菌、重金属、毒质，细胞壁或细胞膜等障碍将不复存在，这样中药疗效可大大速率，尽快的减轻病人的痛苦，如治疗消化道疾病的药品“思密达”经纳米化处理后其药效提高了3倍。中药药效的加大、加快，使中药可与西药相媲美，为今后中药的发展创造了条件。使中药具有新的功能将中药加工至纳米尺寸之后，其细胞内原有不能被释放出来的某些活性成分由于破壁而被释放出来，有可能使纳米中药具有新的功能。此外，由于其给药途径，药物吸收方式等的改变，可能在药代动力学、药效学、药理学、药物化学等方面产生新的作用。并且中药有没有西药那样很多副作用，发展纳米中医药看来是必然的事了。特别的，一些科学家预言：由于纳米微粒的尺度一般比生物体内的细胞、红血球小得多，所以，有可能把含有计算机功能、人机对话功能和有自身复杂能力的纳米机器人送入体内而又不严重干扰细胞的正常生理过程。通过体外控制操作，获取体内多种生化反应的连续的动态信息，从而破解中药复杂的作用机制。
纳米中医药也存在一定的问题，那是值得我们深虑：
1.成分的混乱；由于纳米中药化加大了药的效用，但同时也是所需药的成分难以把握，例如你本来是需要的是5两a药材6两B药材4两C药材，但当你纳米化时，你会使药用发生了变化，使得吸收的药的分量不同，可能导致a多了或少了。纳米技术中药化使得生物利用度、溶出度较低等得以纠正，疗效得以增强。这种改变性质的作用使得传统中药所含的有效成分及其药效变得面目全非。严重的会造成安全隐患。为此对研究和发展纳米中药化造成了巨大的压力。
2.由于纳米技术是一种微观的世界，如果科学家对药物不是有充分的了解，当实行微观处理时可能会导致一些药物的分量不够或减少了别的分量，另外，需要谨慎地掌握纳米粒度与相关中药所含有效成分分子组成和分子量的关系，以防为获得纳米微粒而损坏了药物的有效成分。纳米级的研究并不像宏观的研究那么简单，如果一些技术错误了，结果可能要重做。
3.纳米中药因其粒度超细，表面效应和量子效应显著增加，使得药物的有效成分获得了高能级的氧化或还原潜力，从而影响药物稳定性，增加了保质和储存的困难。
4.加大了鉴别的难度，即超细状态下的中药是否还具有普通粉碎时所有的显微特征？如果原有的显微特征发生了改变，则又应建立何种更精细的鉴别方法？这是个重大的问题，对于纳米级的研究，考的是先进的技术。
5.纳米尺度的物质存在着生物安全性威胁问题，如果不能够有效地防止纳米尺度物质的接触或者摄入，可能会引起多系统的复杂病变。
所谓万物都有双面性，纳米中医药的引入一定上给我们带来了很多好处，但也有一些负面的影响，综合中国现在的情况，许多专家都认为发展纳米中医药是利大于弊。那就根据我国的国情出发，如何将纳米技术中医药引入。何如加大对纳米技术中医药的发展呢？
1.由于各级的懒散性比较强，如果国家不统一制定完全的行业技术标准，可能会导致某些地方的药用不高或某些地方的纳米中药技术只是一个梦想。如果国家有了一定的机构管理，一定的技术标准，那样可以使纳米药物统一化，安全化。所以国家应成立你执迷中医药的研究中心，一方面集中科研相关的技术连接，另一方面可以组织协调科研机构，高校试验室以及产业界的公共参与，进行重点攻关。
2.国家政府必须认真重视纳米医药的发展，毕竟市场是一个充满“利润”式的社会，很多时候，如果国家不重视药物的安全管理，可能不导致药物市场混乱，同时国家有必要组织一定实力和特色的中药类高校与纳米研究机构进行强强联合，通过集大家之智慧来进行纳米中医药化。这就是国家要加强宏观调控对纳米药物的管理。
3.由于纳米中药化是刚刚引进来的一个新学科，很多方面还没有完善，特别是纳米对技术的要求高，所以国家应增加国内纳米重要的博士研究站，在较高会议上培养和吸引综合性的科研人才投身到这个领域中去
4.加强国内研究基地的建设。改善基础设施条件，增加专项的投入，并重视知识产权的保护，加大纳米中医药的财政支出，因为外国对这方面有了一定的认识，由于他们的技术含量高，纳米技术早就名噪一时，所以，国家可以加大中外的合作，另外还有派人到外国学习先进的技术，通过只是的交流，国与国的合作，进一步提高中医药的纳米技术的发展。
总结：纳米技术是2l世纪最具发展前景的领域之一，它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。通过对比中国的利弊，实行纳米中药化的转型不但可以促进经济的发展和提供取药的方面，在历史上也是一次伟大的改革，在一定的程度上提高了医学家纳米中医药的定位，而且在国外也是中医的地位提得更高。科学技术的迅猛发展，中医药也逐步走向世界，面临着前所未有的机遇和巨大的发展空间—纳米技术中药化，然而，基于其独特的理论体系，现代科学技术尚难与之有机地结合起来，这也成为阻碍中医药发展的最主要因素。随着纳米技术在中药研究开发领域的一些应用基础研究上获得突破，它必将极大地促进中药现代化的进程。在中医理论的指导下，中药纳米化技术作为实现中药现代化的关键技术，必将推动我国的中药尽可能快地走向国际市场。
参考文献：
1杨祥良基于纳米技术的中药基础问题研究[J]．华中理工大学学报，20一104—105
2赵宗江，胡会欣，张新雪．中药归经理论现代化研究[J]．北京中医药大学学报，2002年25
3.徐辉碧,杨祥良,谢长生,等.纳米技术在中药研究中的应用[J].中国药科大学学报,2001年32
纳米技术的用处篇4
纳米技术主要是在一定的物质世界范围之内，针对一些特定的研究对象进行研究的一门学科。而运用纳米技术研制出的纳米材料主要由纳米粒子组成，纳米粒子又称超微颗粒，其尺寸一般在一百纳米以下。纳米材料因其物质颗粒的特性而使其具备了一定的效应和性能，换言之，纳米材料因其特性而与传统材料截然不同，其在辐射、吸收等方面具备了新的特性。运用这些新特性，不仅可以研制出自然界本身不存在的新型材料，还可以在很大程度上促进社会经济的快速发展。
2纳米技术在环境污染防治中的应用探讨
2.1在汽车尾气净化方面的应用
在目前汽车尾气处理方面，三效汽车尾气催化转换器运用得最为广泛，而遗憾的是，尽管其在汽车尾气处理方面发挥一定的作用，但其在汽车尾气处理方面也存在着诸多缺陷与不足。例如，这种催化转换器在使用时对燃油及发动机的设计有着较为严苛的要求；此外，随着贵金属价格的上涨，这种催化转换器的价格也将进一步上涨，这无疑将会在一定程度上提高厂家的生产成本，进而给厂家带来一定的压力；最后，这种贵金属转换器的使用也将会对环境造成一定的污染，进而给环境带来更大的压力。而要使这种状况得到进一步的改善，我们可以选用通过纳米技术研发的复合稀土化合物粉体作用净化汽车尾气的催化剂。这种纳米粉体较强的氧化还原性能不仅可以更为彻底地解决汽车尾气排放中有害气体对空气环境的污染，同时其在氧化有害气体的同时还能对这些有害气体进行还原，使之最终转化成对环境无害的相关气体再进行排放。另外，与其他催化剂相比，纳米粉体这种催化剂的吸附能力更强。
2.2在燃料脱硫方面的应用
燃料油使用过程中所产生的二氧化硫一直都是造成环境污染的重要因素之一，这些二氧化硫的排放主要来源于燃料油中的含硫化合物。为此，要进一步降低燃料使用过程中二氧化硫的排放量，在石油的提炼过程中我们就应采取一定的措施来降低其含硫比例和数量。而运用纳米技术研制出的纳米钛酸锌等粉体就可以在很大程度上实现脱硫的目的，可以说，这种粉体是一种较好的石油脱硫催化剂。经过这种纳米粉体的催化作用，燃料油中硫含量将不超过百分之零点零一，也就是说，经过纳米粉体的催化作用之后，燃料油中硫含量将符合相关国际标准。此外，在煤使用过程中，如果其得不到充分的燃烧，不仅会在一定程度上造成资源的浪费，同时还会产生二氧化硫等有害气体，进而造成空气环境的污染，而如果在煤燃烧过程中加入相应的纳米助燃催化剂就可以在很大程度上改善这种现状。
2.3在室内空气净化方面的应用
随着房屋装饰的蓬勃发展，室内涂料及油漆的用量越来越多，室内污染也随之越来越严重。为此，近年来，室内污染越来越受到人们的关注及重视。有关调查及研究证实，刚装修过的房屋内的有机物含量远远超过室外有机物含量，更有甚者超过工业区有机物的含量，而这些有机物含量大多数都会对人体造成一定的伤害，甚至一些有机物可能引发癌症的产生。而运用纳米技术研发的合成稀土光催化剂在降解这些有害物质方面则有着较为突出的表现，这其中有些纳米光催化剂可以使有害物质的降解程度达到百分之百。这种纳米光催化剂的运用原理主要是在光照环境下通过对室内有害物质的有效分解进而达到去除有害气体、改善室内空气质量的效果与目的。此外，这种纳米光催化剂的运用不仅可以在保持原有大气状态的前提下去除掉空气所含有的有害物质，同时还可以在一定程度上使得室内空气中的含氧量得到一定的提升。
2.4在净化水方面的应用
纳滤技术作为在环境污染水处理中一种较为成熟的技术，其在净化水方面发挥着不可替代的作用和功效。纳滤膜因其分离时所达到的渗透压低于发渗透膜，又被称为低压反渗透。纳滤膜使用的优点主要表现在其能够对大分子有机物和多价离子进行有效截留，同时实现小分子有机物和单价离子的顺利通过，这一特性主要得益于其膜表面或膜中间含有一定量的带电基团，进而使得其在某种程度上具备了荷电膜的相关特性。纳滤膜这些鲜明的特性使其在污水处理中具备了不可多得的优势，为此，其在工业污水处理中一直发挥着重要的作用，可以说，纳滤膜的研制及使用为环境污染的治理做出了突出的贡献。
2.5在固体废弃物处理方面的应用
与传统固体废弃物污染处理相比，纳米技术在固体废弃物处理方面的优势显而易见。首先，就分解速度而言，纳米处理剂对于固体废弃物的降解更为迅速，也就是说，运用纳米处理剂对固体废弃物进行分解将更加节约时间。有关实验证明，一些纳米材料降解固体废弃物的速度可以达到传统材料降解固体废弃物速度的十倍，由此可想而知纳米材料在固体废弃物分解方面的巨大优势。此外，运用纳米技术不仅可以将一些固体废弃物的杂质除去，同时还可以将其转换为一些可重复和循环利用的较细粉末。为此可以说，纳米技术在改善固体废弃物给环境造成污染方面发挥着积极的作用。
2.6在控制噪声方面的应用
尽管噪声污染一直不被人们所重视，但有关研究证明，一定的噪声污染将会在很大程度上给人体造成一定的伤害，更为严重地，甚至导致死亡现象。依据噪声污染的来源，我们可以运用纳米技术降低机械设备在运转过程中所产生的摩擦及撞击声。具体而言，我们可以通过对纳米剂的研制及运用使得相关机械设备的表面形成一种较为光滑的保护膜，在机械设备进行运转时发挥一定的作用，进而使得相应的摩擦系数进一步降低，从而达到减少摩擦力、降低噪音的目的，同时还使得相应机械设备的使用寿命在某种程度上进一步延长。
3结语
纳米技术的用处篇5
[关键词]纳米二氧化钛光催化氧化
中图分类号：X703文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）18-0128-01
1前言
水资源的严重污染和匮乏是困扰当今世界经济发展，人类生存的重大国际性问题，尤其是难降解有毒有害废水的处理一直来制约着我国精细化工、制药、造纸、印染等行业的快速发展，研究开发新的高效治理难降解有毒有害废水的技术是我国科技工作者面临的紧迫任务。
光催化氧化技术是在二十世纪八十年代后期开始运用于环境污染控制领域的。其中纳米tio2光催化氧化技术因其可利用太阳能、能耗低、操作简单、反应条件温和、使用条件少、极少产生二次污染等突出有点而成为当今环保科技工作者的研究热点。
2.1光催化氧化技术概述
所谓光化学反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，之后才会发生化学变化到一个稳定的状态，或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中，光电转换以及光化学转换一直是十分活跃的研究领域。1972年Fujishima和Honda发现光照的tio2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此推进了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。
2.2二氧化钛光催化氧化机理和特点
纳米ti02材料光催化氧化技术应用在处理有毒、难生物降解废水中，是基于纳米材料的巨大的比表面积和表面自由能原理。其原理是，在紫外光照射下，纳米ti02表面会产生氧化能力极强的羟基自由基（Ho・），使水中的有机污染物氧化降解为无害的Co2和水。纳米tio2光催化氧化技术的优点是：（1）降解速度快；（2）降解无选择性；（3）氧化反应条件温和，投资少，能耗低，用紫外光照射或阳光下即可发生光催化氧化反应；（4）无二次污染，有机物彻底被氧化降解为Co2和H2o；。
2.3纳米材料的特点
广义上，纳米材料是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围或以它们为基本单元所构成的材料。首届国际纳米科技大会上宣告了纳米技术的诞生，并由此出现了纳米电子学、纳米化学、纳米材料、纳米生物学等纳米科技群。由于该技术研究的对象在纳米的尺度下，具有十分显著的量子尺寸效应，使得纳米体系出现了与常规材料不同的机械、光、热、电、磁等物理性质。纳米颗粒的粒径极小，具有巨大的比表面积和表面自由能。纳米技术的发展和应用将会给环境污染治理、工业水处理技术的发展开创新的领域。
2.4纳米tio2的特点及功能
在近几年中，二氧化钛作为一种很在运用前景的环保材料，人们对其进行了广泛的研究。这主要是因为它有很好的光催化活性。大量的研究表明，二氧化钛独有水中光降解功能，可以降解水中的有毒成分，如苯酚类，除草剂，杀虫剂，染料和表面活性剂等等。然而，在二氧化钛粉光催化过程的实际运用中，存在一些缺陷：（1）从水中分离出二氧化钛十分困难；（2）悬浮的二氧化钛容易产生聚合，特别是在浓度较高时更易发生。因此许多学者致力于研究固定二氧化钛从而克服这些缺陷。
2.5纳米tio2在水处理中的应用探索研究与前景
纳米tio2光催化氧化技术在彻底降解水中的有机污染物和可以利用太阳能等方面有着突出的优点。近年来，高效率的光催化剂、纳米粒子负载和金属掺杂、光电结合的催化方法以及太阳能技术的研究开发，使纳米tio2光催化氧化应用于水处理领域有着良好的应用前景。
2.5.1有机磷农药废水
目前对有机磷农药废水的处理多用生化法，处理后废水中有机磷的质量浓度仍然高达30mg/L，迄今尚无理想的解决办法。据文献[4]报道，采用纳米tio2、Sio2负载复合光催化刘，利用其光催化活性及高效吸附性，能使有机磷农药在其表面迅速富集，随光照时间的延长，有机磷农药的光解率逐渐升高，光照80min实验，可使敌百虫完全降解。
2.5.2处理毛纺染整废水
把表面涂覆有纳米tio2膜的玻璃填料填充于玻璃反应器内，通过潜水泵使废水在反应器内循环进行光催化氧化处理。由于纳米tio2具有巨大的比表面积，与废水中的有机物接触更为充分，可将它们最大限度地吸附在其表面，并迅速将有机物分解成Co2和H20，处理效果优于生物处理和悬浮光催化氧化处理，CoD去除率和脱色率均较高。催化剂能连续使用，不需要分离回收，便于工业应用。
2.5.3氯代有机物废水
日本东京大学野口真用纳米tio2光催化剂与臭氧联合进行水的净化处理。在模拟废水处理的实验中，以质量浓度为16mg/L的3―氯酚的水溶液为模拟废水，分别采用纳米tio2光催化剂与臭氧联合，单独用光催化剂纳米tio2和单独用o3三种方法对其进行处理。纳米tio2光催化剂与臭氧联合处理2h后，3―氯酚的残留质量浓度已为0，效果明显高于其他两种方法。用内表面涂覆纳米tio2光催化刘的陶瓷圆管处理质量浓度为5.5mg/L苯酚和三氯乙烯水溶液的实验表明，苯酚在1.5h后完全分解，三氯乙烯也在2h内完全分解。
2.5.4含油废水
含油废水中所含的脂肪烃、多环芳烃、有机酸类、酚类等有机物很难降解，使用纳米tio2利用其光催化降解功能，可以迅速的降解这些有机物。
2.6目前所取得的成就
吴海宝[2]等采用开放式悬浮相光催化反应器，以太阳光激发染料污水悬浮中的tio2产生・oH自由基将染料氧化脱色。实验结果表明：经过2h太阳光照射后，阳离子蓝X―GRRL染料脱色率在80%～93%之间。Kikuchi[3]利用tio2为光催化剂将硒酸钠还原为硒化氢。在实验中，以含100×101mol/L硒的硒酸钠溶液为处理对象，在该体系中加入0.10～0.11gtio2粉末及2.5mol甲酸，光照1h后硒的含量降低到0.02～0.04×10mol/L。李晓红[4]等采用tio2/Sn02为复合光催化剂，对敌敌畏进行光催化降解研究。结果表明，包覆型的tio2/Sn02光催化活性得到明显提高。崔玉民[5]等先后采用wo3/a-Fe203/w、wo3/CdS/w、w03/a-Fe203/w、Bi203为悬浮相光催化剂分别对含硫化物的废水、印染废水、造纸废水、含亚硝酸盐废水处理进行了研究，经过处理后的废水达到国家排放标准。
参考文献
[1]吴海宝.ti02光催化降解染料废水的研究[J]中国环境科学，1997，17（1）：93.
[2]Kikuchie，magriniw.improvingcatalystperformanceforthesolar―basedphotocatalyticreducingna2Se04[J].ShigentoKankyo，1997，6（2）：173.
[3]李晓红，颜秀茹，张月萍，等.ti02/Sn02复合光催化剂的制备及光催化降解敌敌畏[J].应用化学，2001，18（1）：32.
纳米技术的用处篇6
一、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划
由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了部级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。
（1）发达国家和地区雄心勃勃
为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了部级的纳米技术计划（nni），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。
日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。
欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。
（2）新兴工业化经济体瞄准先机
意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。
中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。
（3）发展中大国奋力赶超
综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行指导与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。
二、纳米科技研发投入一路攀升
纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。
美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。
日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。
在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。
中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。
就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDp的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。
另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。
三、世界各国纳米科技发展各有千秋
各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。
（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下
根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCi）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。
2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。
在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。
另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。
（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头
据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。
专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。
（3）就整体而言纳米科技大国各有所长
美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。
虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。
日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。
在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。
日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。
日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。
欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。
中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。
四、纳米技术产业化步伐加快
目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。
美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。
美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。iBm、惠普、英特尔等一些it公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。
日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。
欧盟于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出：建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战，把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域，生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品，同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。
纳米技术的用处篇7
关键词：纳米技术；机械工程；微型
机械工程在人们的生产与生活中承担着非常重要的作用，人们在这一方面进行了一次又一次的探索与研究，目的就是进行不断地革命，然后不断地突破现阶段面临的问题。长期以来人们在加工手法，设备等等方面进行了改革，从中取得了不晓得成就，但是人们探索一直没有停止，纳米技术就是现阶段人们的又一大突破。纳米技术改变了传统的机械加工，出现了微型机械技术，在很多的研究机构在不断地把这一方面选入课题，进一步的进行研究探索。下面这篇文章就是在很多方面的运用，以及一些方面的问题展开了讨论，能够很好地促进大家走进纳米机械领域，对于以后行业发展而言非常的重要。
1.微型纳米轴承
轴承是机械工程中必不可少的配件，在通常的轴承体积比较大，功能不是很好，一般会借助剂，寿命也不是很长。纳米技术走进了轴承领域，纳米由于密度比较高，自身的摩擦力非常的小，体积非常的小，安装起来不占空间。在使用寿命方面非常的长，能够借助于任何的剂，对于轴承领域来说是一次非常了不起的革命。纳米轴承在很多的地方已经开始使用，收到了良好的效果，普及需要一定的时间，需要人们的认识与认可，但是大的趋势是不会变得，在不久的将来一定会普及开来。
2.纳米技术马达
纳米技术马达,无论在体积和性能上都比传统马达更为优越。纳米技术马达只有传统电磁马达体积的二十分之一，能够承载大概四千克的重量，而且纳米技术马达的使用寿命也延长到了100万次，但是纳米技术马达的总长度却只有一根火柴杆的长度，同时纳米技术马达改变了传统电磁马达在材料上的限制，将铜、铁、磁等材料用纳米材料进行代替，纳米技术马达在使用噪音上几乎为零，体积小，重量较轻，在制造费用上也远远低于传统电磁马达，目前市场上对于纳米技术马达应用还不是很广泛，主要是针对一些电动玩具和汽车的车窗进行应用。
3.纳米材料刀具
纳米材料刀具是最近几年被研发的，更多地研究根据物理学的原理，通过力学进行设计，能够更好地运用力学，正是因为设计的合理，以及材料方面的因素其使用寿命远远高于其他的刀具。刀具在人们的传统观念里使用寿命非常的低，对于整个发展史来说有着跨时代的意义，未来的刀具在不断地更加的精密多样化。
4.纳米耐磨符合图层的运用
纳米材料是以多分子的形式存在，在纳米材料颗粒中还具备了范德华力、库仑力等，并且部分颗粒中存在与化学键结合的情况，所以让陶瓷颗粒团聚的机率增大，在颗粒越小的情况下，团聚就会更紧实，通常在这种状况下，纳米材料所具备的优点将会被限制，只有部分发挥作用。一般会处理方法有两种，分别是机械能施压和化学作用，这两种方法还是不能够直接的做到颗粒的分离，因为颗粒比较小直接的采用化学的方法很难进行彻底的分离，针对于这一情况人们通过研究表明进行一定的机械力可以进一步的帮助分离，像是碰撞，离心等等方式，这样更好地进行分离，打破原有的组织结构。
5.纳米磁性液体在旋转轴中的应用
5.1纳米磁性液体在旋转轴中应用的材料以及多元化
纳米技术在旋转轴方面的应用主要是通过改变原材料的基础性能，让原材料通过特殊形式进行分解，增强其性能。随着纳米技术的出现，更多新型材料开始出现，磁性液体在旋转轴密封方面不仅增强了其密封性，与此同时改变了控制特性，正是处于这样的状态人们通过技术对于相关的元素进行组合，组合的过程可以根据需求进行有针对性的组合，这样能够满足后续的需求，以便达到预期的目的。多元化材料在今天的使用过程中的地位非常的重要，开发的力度在不断地加强，大量的资金注入这方面的研究与开发，目的就是更好地替代相关的材料，以及发挥更好地功能以及质量效果。
5.2纳米磁性液体在旋转轴中应用的摩擦性能
传统机械制造中，尤其是大型机械在连接处都是由轴承连接的，在经过高速长期的高负荷运转，在接触的部位必然出现磨损等状态，这样导致了寿命大大的降低，一旦更换部件就会增加成本的投入，纳米技术的引入，生产出来的工件都是颗粒比较细密，接触的部位非常的细腻，不用就可以使用，其使用寿命得到了很大的提升，大大的节约了投入的成本，以及后续的维护与保养。
6.专业性人才匮乏
纳米技术是一个新兴产业，专业性人才稀缺，之前没有相关的人员从事，大学专业毕业生非常的少，高精尖人就更不用说了。很多的企业对于少之又少的人才进行高薪挖墙脚，但是人才的数量非常的有限，面对于企业不道德竞争总会跳槽，那么就导致企业人员不稳定，很难开发新的产品，以及保密措施。这样的问题是所有企业面临的难题。一些企业已经开始行动起来了，在相关的高校以及有资质的的机构聘请专业的讲师，对于企业的相关人员进行培训，培训的过程中更多地针对于企业的发展状况。对于培训的员工进行定期的考核，针对于成绩优异的筛选出来，进行进一步的培训，作为企业的骨干力量，为了留住人才，企业一定要做好相关的工作，培训之前签好相关的培训协议，一旦离职提供相应的赔偿，对于长期接受培训合格的人员进行相应的奖励。经常组织一些比武活动，这样能够更加激化大家对于相关知识的自学，与此同时，针对于相关技术成熟的企业组织交流研讨会，这样能够更好地了解一些先进的知识，对于企业的长期发展非常的重要。人才是未来发展的一个总要的环节，怎样做好这个环节是我们需要考虑的，储备人才就是为了明天能够在行业内能够占有一席之地，现阶段的投入在不久的将来会收到回报。
小结
高科技在慢慢的接下神秘的面纱，慢慢的走入我们的生活服务与我们每个人，科技的发展其实就是为了不断改变生活，然后融入到我们的生活当中。纳米技术就是非常具有代表性的一个领域，之前人们感觉离自己很远，慢慢的人们对其感觉不再神秘，慢慢的运用到生活当中，现阶段还处于一个发展的阶段，在很多方面遇到了问题，问题的提升还有很长的路要走，只要我们一步一个脚印走下去，问题也将一个个的迎刃而解。上文介绍的很多的方面我们已经看到了，在未来的发展必然会取得很好的发展前景，坚定不移的向前发展，在不久的将来一定会去的更好地发展。
参考文献：
纳米技术的用处篇8
【关键词】纳米；科技发展；纳米科技
1.何谓纳米科技
所谓纳米尺度是指十亿分的一米，约为人类头发直径的八万分的一，相当于十个氢原子的直径长。纳米科技涵盖材料、微电子、计算机工程、化工、化学、物理、医学、航天、环境、能源以及生物等各领域。而纳米科技一般系指利用数个纳米至数十个纳米的观察与操作技术，制作出具有该尺度的各种功能新颖的构造体，将其制作成各种不同领域与制程整合并加以利用的技术。
2.纳米材料的特性
当材料结构小到纳米尺寸时，材料中的晶粒大小介于一到十纳米范围的间。一般定义晶粒或颗粒直径小于1 0 0纳米的粒子称为纳米晶。当超威粉粒直径、薄膜厚度或孔隙直径从微米减小至纳米等级，具有与一般固体晶相或非晶质结构不同的原子结构；且有与传统晶粒或非晶质材料不同的性质，这些材料结构已小于可见光的波长，其表面原子所占全体原子的比例将快速增加，故其表面未饱和键数很多，使得纳米具有极高的表面活性，因此表面能量占全体总能量的比例也快速增加，其具有大表面积的特殊效应，又因其固体表面原子的热与化学稳定性比内部的原子要差得多，造成此表面原子有催化剂的作用。目前我们所使用的材料结构尺寸已经缩小到器件所利用的物理原理即将失效的阶段，科学家们预测这些物理原理的适用性再撑不过十年，由于纳米结构材料，仍有很多的新化学性质及物理性质，例如材料强度、模数、延性、磨耗性质、磁特性、表面催化性以及腐蚀行为等，会随着粒径大小不同而发生变化，也就是说如果我们想要利用纳米材料结构，不只需要找出更好的材料、更简便和可信度高的生产方法，同时也必须了解其新物理和化学性质，想出新运用的原理，并且可以做出特定大小、形状，或有可区分出不同尺寸与形状的纳米制造技术。
3.半导体纳米组件
目前电子产品组件中的晶体管和链接尺寸都已经缩小到0.13微米（百万分的一米） 以下，在计算机内两公分平方的中央数据处理器，英特尔（ intel） 的最新商用微处理器pentium 4，系使用0.18微米制程，于一个微处理器内包含4700万个晶体管，若使用0.02微米制程，则每一个微处理器几乎可容纳10亿个晶体管。当我们从0.13微米发展到0.10微米将会面对棘手的技术障碍。为进一步的发展，需要材料、非光学微影制程、蚀刻、沈积和低温退火等多方面的突破。除此的外，设计、检验、测试和封装技术都需要艰难的技术革新。英特尔的创办人的一、摩尔博士于1965年曾谓微处理器的晶体管密度，每十八个月会增加一倍，此即为摩尔定律，业界要维系摩尔定律，就必须不断的提升制程技术，其中的关键技术即为微影，例如传统微影制程使用的365纳米、近紫外光，其解像度大约在0.30-0.35微米间，而目前4 ～ 5年内的主要曝光技术则是深紫外光光学微影（DUV），2000年全球微影设备出货量中，D U V设备占6 2％，9 9年时为57％，在D U V曝光技术中， 193纳米氟化氩（arF） 雷射为深紫外光光学微影的主要光学光源，其解像度为0.13-0.10微米。更多的工作将会集中于如何在更少的基底损坏和更高选择率的前提下净化和蚀刻芯片。我们会努力将阻抗更低的材料、导电性更高的薄膜、新型金属或金属化合物和导电性更低的隔层材料应用到新的生产线中。除此的外，许多的专家将会投入大量时间研究原子级检验、超高速芯片级测试和高效可靠的封装。台湾有不少硅晶圆制造公司已经成功地发展出小于0.11微米的组件。
4.扫描探针微影术在纳米科技的应用
扫描探针微影术是利用扫描探针显微镜（如原子力显微镜及扫描穿遂显微镜等） 来进行纳米级微影的新技术。可用以针对材料表面特性的检测，近年来更利用微小的探针头尖端靠近材料表面以产生局部的强电场或低能电子束，用于改变表面特性的扫描探针微影术，即由相关参数的调整，而发展出多种扫描探针显微加工技术。而其运用的范围已扩及表面物理、固态物理、生物物理、生命科学、材料科学、纳米科学等学术研究，以及纳米量测、半导体检测、超精密加工、生物技术与纳米技术等工程研究与实际运用。扫描探针显微镜由于可达到原子级或纳米级的分析能力，而且进行测量与加工所需旳能量差别不大，因此同一系统几乎可同时进行纳米量测与纳米加工，是未来纳米技术最重要的基础关键技术的一。其中，使用导电探针以产生场致阳极氧化作用的方法更被应用于制造纳米尺寸的组件，如场效晶体管、单电子晶体管、单电子内存、高密度数据储存媒介等。
5.纳米碳管的研究
纳米材料的研究为目前科学技术发展的先驱之一，其中，近年来被发现的纳米碳管更是因其优异的性质而备受瞩目，并拥有许多潜在的应用。纳米碳管有很高的化学稳定性、热传导性和机械强度，尤其是独特的电子性质，使其可应用在场发射平面显示器上，有极大的发展潜力。自1991年被S. iijima发现以来，已逐渐成为科学界的主流研究课题的一，纳米碳管主要是由一层或多层的未饱和石墨层（ graphene layer） 所构成，在纳米碳管石墨层中央部分都是六圆环，而在末端或转折部份则有五圆环或七圆环，每一个碳原子皆为s p2构造，基本上纳米碳管上石墨层的构造及化学性质与碳六十相似。制备方法大致可分为三种：第一种为电浆法，由二支石墨棒在直流电场及惰性气体环境下，火花放电而生成。第二种方法为激光激发法，由聚焦的高能量激光束于120℃高温炉中挥发石墨棒而生成。第三种方法为金属催化热裂解法，在高温炉中（＞700℃） 由铁、钴、镍金属颗粒热裂解乙炔或甲烷而生成。由于上述三方法对于量产纳米碳管依旧有一段距离。
6.生物科技在纳米技术的应用
纳米科技不只可以应用在电子信息工业上，在生物和医学上也一样有用。当我们有一天能区分出健康和患病者D na基因内码排列的差异性时，也许可利用纳米技术来加以修正；生物芯片因为结构微小，其侦测灵敏度特别的高，只需要极少量分子即能检验出病因，现在我们生病时所做生理检查总是避免不了验血、验尿、验一大堆东西，有些检验还得等好几天的细菌培养，生物芯片一旦发展成功，小小的一片，从分子生物学出发，一次便可做多种检验，且不到几分钟或几秒钟便能全部完成；当然制造小医疗器件，把它注入体内做长期医疗工作也是发展方向之一，器件小会减少对其他器官正常作用的干扰。另外在基础生物医学方面，生物分子如何作用也可用纳米技术做非常细微的分析，即以了解其作用机制，预料利用纳米技术，有一天科学家可以测量单一分子的光谱和键能，也可切割或连结某一特定的分子键，一个分子马达如何的旋转，还有一个蛋白分子如何的松缩等现象也都可利用原子力显微镜等显微技术直接观察研究。
纳米技术的用处篇9
abstract:nanotechnologyresearchanddevelopmentisamajorbreakthroughfortechnologydevelopmentandhasbeenappliedinallareasofsociety.Usingnanotechnologyinmechanicalengineeringisitscore.itsperformanceareinmanyaspects.thisarticleattemptstoshowofftheapplicationofnanotechnologyinthisareafromexamples,andcomestothechangeoftraditionalmechanicalengineering.
关键词:纳米技术;纳米材料;摩擦性能
Keywords:nanotechnology;nano-materials;frictionproperties
中图分类号:tH16文献标识码:a文章编号:1006-4311(2010)29-0143-01
0引言
自从1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议上,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支开始,纳米技术便一步一步进入人们的生活。纳米科技是研究由尺寸在0.1~100nm之间的物质组成的体系运动规律和相互作用,以及实际应用中的技术问题的科学技术。从材料的结构层次来说,它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。纳米技术不是一门单一的新型学科或者技术,它广泛应用于各类学科中,其中在机械工程中的应用对于机械工程学科的技术变革起到了不可估量的作用。纳米技术运用到机械方面尤其是产生了微型机械技术已经成为21世纪研究的核心技术,很多国家在纳米技术上开始了越来越多的研究,在机械工程方面对于纳米技术的应用主要有以下几方面。
1微型纳米轴承
传统的轴承体积较大,摩擦力也只能靠来减少,但仍不可避免。美国科学家研制的这种几乎没有摩擦的微型纳米轴承主要有两个特点:第一是微型,他的直径只有一根头发的万分之一,应用在机电系统的微型轴承更是只有1nm,是微型机械的千分之一大小。第二是极小的摩擦力。若轴承体积小,那么套在一起的管子之间的摩擦力便会暴露出微型轴承的弱点,摩擦力大时甚至无法使用。这种纳米轴承与通常制造的微型机械的轴承相比,摩擦力仅为其最小值的千分之一。
2纳米材料运用
合肥大学研制成功了纳米新型陶瓷刀具,这标志着利用纳米材料制作新型金属陶瓷刀具的问世。这项研究史载金属弹词中加入了纳米氧化钛从而细化品粒。因为对于品粒的细化可以增加材料的硬度和甚至断裂任性。同时,这种纳米技术的应用也大大优化了其力学性能,纳米材料加入到传统的金属陶瓷中对其力学性能来说是个很大的提供,刀具的寿命也提高到2倍以上。
3纳米技术马达
新一代的纳米技术马达是由美国nanomuscle公司生产,这种微型马达首次在深圳面世,该产品体积只有传统电磁马达体积的二十分之一,长度甚至比火柴杆还短,却能负载四千克的重量,寿命可达100万次。这种马达主要是用纳米技术制造的智能材料代替传统的铜线圈和磁铁,因而比传统马达更轻、成本更低,同时噪音很低,可以成为世界上最静音的马达。这种微型马达在机械中运用不多,主要用于玩具和汽车的电动车窗,这项研究也已在深圳进行研发和生产。
4纳米磁性液体用于旋转轴的动态密封
通常静态的密封都是采用橡胶、塑料或金属等材料制成的“o”形环作为密封元件。旋转条件下的动态密封一直是未能解决的问题,无法在高速、高真空条件下进行动态密封。纳米技术的出现促进了磁性液体密封技术的产生。南京大学已试制成水基、烷基、二脂基、硅油等多种类型的磁性液体。在电子计算机的硬盘转处已普遍采用磁性液体的防尘密封,除此之外磁性液体还可于制造新型剂,巧妙利用磁场原理改善效果。纳米技术在机械工程中的应用举不胜举,通过以上这些新型技术的产生,我们不难看出纳米技术对于机械工程的发展有着深远影响。同时,相对于传统机械工程来说,也正是因为纳米技术有很多优势才能取得这样显著的成果。
第一,纳米技术的尺寸效应。纳米技术的主要效果之一便是缩小了传统尺寸的单位,将毫米进化为纳米,一纳米相当于十亿分之一米。纳米技术应用在机械中,可以大大降低机械的体积,从而形成了新型机械――微型机械。这种不是传统机械单纯地在尺度上微小型化,而通常是指可以成批制作的集合微机构、微驱动器、微能源以及微传感器和控制电路、信号处理装置等于一体的微型机电系统。他们大部分都是运用纳米技术的成果,因而它远远超出了传统机械的概念和范畴,而是基于现代科学技术,并作为整个纳米科技重要组成部分和用一种崭新的思维方式与技术路线指导下的产物。
第二,纳米技术使材料多元化,应用多元化。纳米技术是原材料形成更微小的形态,功能也更加强大,不仅能改良传统材料,又能源源不断地产生出新的材料。磁性液体密封技术便是证明,利用磁性液体可以被磁场控制的特性,将纳米单位的液体置于磁场之内,从而达到密封的效果。同时在材料运用中可将微量的元素融入到基础材料中,达到更好的效果。纳米复合氧化锆是成功应用在工业上的纳米材料,这种材料提高了材料的耐高温性能和导氧及储氧功能,因此广泛运用于汽车发动机系统中。
第三,纳米材料摩擦性能。纳米技术最显著的特性就是其擦性能,在机械中,各种轴承等都存在着摩擦,但是纳米材料的出现,使得各类机械结构尺寸便小,同时对于过小的零件,摩擦力便显的尤为重要,摩擦力如果相对较大,则零件便会造成磨损。但是纳米技术也同样克服了这一问题,现已出现纳米材料几乎无摩擦的状态。美国科学家研制的这种微型纳米轴承可在运动是无磨损和撕裂,达到了理想的效果。
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。
纳米材料在机械工程中改变甚至颠覆了传统模式的运转,显示了其强大的科技含量,但是在其运用中,我们仍有很多方面亟待解决:如何准确表征纳米材料的各种精细结构;怎样从结构上分析、解释纳米材料的新特性;能否利用某种标准来预测微区尺寸减少到多大时,材料表现出特殊的性能等等。对于这些问题,我们仍需深入研究,以便纳米技术更好地服务于机械工程领域。
参考文献:
纳米技术的用处篇10
就在业界为摩尔定律即将失效而担忧时，英特尔工程师们用最新发明证明了它还具有长久的生命力。
11月16日下午，英特尔在北京、广州同步向中国市场正式推出基于45纳米工艺制程的penryn平台和16款商用处理器。英特尔提供的资料显示，45纳米处理器因为采用了一种新型的材料“铪”而有效地解决了芯片的漏电问题，使得晶体管的密度更高、功耗更低从而性能也更加的强大。甚至摩尔定律发明者、英特尔联合创始人戈登・摩尔都认为这是晶体管40年发展史上的最大进步。
基于此，为了体现公司内部对该处理器的高度重视，英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理帕特・基辛格特意从美国飞到北京，与英特尔公司销售与市场营销事业部副总裁兼中国大区总经理杨叙一起督战。同时，其在中国的合作伙伴也相当给面子，微软、iBm和联想、方正、海尔等齐聚一堂共同为这家芯片巨头助阵。
帕特・基辛格告诉《it时代周刊》，英特尔45纳米晶体管采用的最新技术，再次打破了处理器的极限，未来英特尔将会继续保持制成工艺两年一更新的发展速度。他乐观地估计摩尔定律在未来10年内将依然有效。
英特尔的“45”
从65纳米的制程工艺演进到45纳米，英特尔只用了1年时间。而相比采用65纳米技术构建的处理器芯片，45纳米（1纳米=10亿分之1米）处理器的晶体管密度几乎翻了一番，这就相当于四核处理器上装载了8.2亿个晶体管（每个晶体管都采用了英特尔的最新技术）。仅此而言，他们又走在了业界的前面。
端点技术联合会的分析师罗杰凯表示:45纳米处理器的面世，将继续使英特尔在X86市场上保持领先，巩固其市场领导者形象。
随着英特尔新平台的出现，国内服务器厂商表现出了极大的热情。浪潮、宝德、联想、海尔等企业纷纷表示已经或者即将推出基于该处理器的相关产品。
浪潮集团高级副总裁王恩东告诉本刊记者，浪潮在同环境下测试发现45纳米处理器比65纳米处理器性能提升了20%，这个产品既有明确的象征意义，也有很强的实际意义。目前浪潮已经推出了基于45纳米处理器的相关产品，相信在不久的将来45纳米产品将占据市场主流。而宝德科技集团股份有限公司常务副总裁马竹茂也表现得比较兴奋。据他介绍，早在英特尔45纳米处理器之前，他们就组织了国内20多家知名门户网站的Cio和Cto召开关于45纳米处理器的研讨会，讨论新平台下的可行性，结果同样令人振奋。
“现在宝德已经做好了支持45纳米处理器的所有准备，就等英特尔的CpU到货。因为民营企业的运作速度快，库存量也不大，而我们主要的客户对45纳米处理器都非常关心，所以我们就更加的积极，估计我们会冲到前面。”马竹茂说。
据悉，为了批量生产45纳米处理器以迅速抢占年底市场，英特尔投资80亿美元用于建设或者改造升级原有的工厂。根据之前制定的45纳米处理器的生产计划，位于美国的俄勒冈州D1D号工厂与亚利桑那州Fab32号工厂都已经开始生产45纳米制程的处理器，而明年位于美国新墨西哥州的Fab11和位于以色列的Fab28两家工厂也会切换至45纳米制程。
对此，英特尔（中国）有限公司华南区总经理方粤生表示：“这是业界第一款45纳米的产品。实际上也有其他厂家在研究，也宣称自己有45纳米的产品了，但是我想要强调，不仅仅要有，而且要量产，这样才能真正实现产品化。”
不甘示弱的amD
英特尔的竞争对手amD并没有闲着。
11月20日，在英特尔45纳米penryn处理器之后的一周内，amD迫不及待地了其四核“羿龙”处理器，与以往不同的是此次amD还搭配了业界首款55纳米高端显卡GpU“蜘蛛”，这也是amD自收购ati以来整合双方产品后全套平台的首次亮相。
amD发言人向本刊介绍，其新的“蜘蛛”平台将具备更强的图形显示处理能力，能够提供更出色的高清内容和高清游戏。而“羿龙”处理器尽管在制造工艺方面落后于英特尔新近推出的45纳米处理器，但整体性能要超过后者。
amD大中华区计算机产品部产品市场总监唐志德也曾公开表示说，“用户买的是性能，并不是纳米。架构的先进性是决定性能的重要因素。amD拥有领先的真四核架构，将带给用户先进的计算体验。”
一位不愿具名的业内人士告诉记者，英特尔虽然在制造工艺和产能上都领先于竞争对手amD，但是后者采取了CpU+GpU的组合模式，将其并购ati后的优势展示出来，并在价格和真假四核的问题上牵制对手。
事实上，amD日前的动作也的确说明了这一点。在公司羿龙四核处理器及蜘蛛平台前一天的小型媒体沟通会上，唐志德老调重弹：amD的四核处理器为“真四核”，因为四个内核之间可以通过高带宽的总线交换数据，而英特尔的四核只是把两个双核粘在一起，会影响CpU的性能，更像是两路的双核CpU。
赛迪顾问半导体产业研究中心副总经理、高级分析师宋宇认为，因为近两年amD采取了与英特尔不同的竞争策略，不直接与对手拼线宽、速度，而是采用了多核处理器，从近两年的市场表现看，它的策略还是很有效的，而英特尔也推双核产品，则验证了这一策略的正确。
激烈的竞争
此次英特尔的16款产品多为服务器和高端pC采用的高端处理器。有消息透露，这家芯片巨头两月后还将再7款低价45纳米处理器。英特尔之所以这么频繁地推自己的新产品，主要是为了缓解其最大的竞争对手amD所带来的压力，其实是在弥补架构短板。
唐志德指出，英特尔之所以把生产工艺改进为45纳米，主要是为了降低处理器的功耗和价格，性能上并没有明显提升，而amD目前65纳米生产工艺下的处理器的价格和功耗都不会输给对手。
随着科技的进步和目前海量数据的处理，CpU的进化和升级的速度变得越来越快。在amD成功收购ati之后，在图形处理、消费电子等各个芯片领域都有了更强的优势，其平台战略也显出雏形。相信45纳米芯片技术只是英特尔和amD在新平台下的又一个战场，今后的竞争将越发的激烈。
杨叙告诉《it时代周刊》，45纳米处理器将在今年年底量产，到明年第二季度末它的市场占有率将超过65纳米处理器。
而就在上周，amD发言人也公开表示，amD与iBm合作开发的45纳米工艺处理器的研发顺利，已经完成了纸上谈兵阶段，首批45纳米产品将在2008年投产，在2008年年中大规模上市。amD在芯片制程上稳步前进，2007年，将在CpU产品上全面采用65纳米制造工艺，2008年将大规模量产45纳米处理器，2010年投产32纳米处理器。amD的跟进此前曾并不被看好，随着阿联酋abuDhabi投资公司以6.22亿美元入股这家公司，它开始重新活跃了起来，没有了资金的掣肘，加上比英特尔更完善的带GpU的平台，在稍后重新翻盘也尚未可知。