纳米技术的了解篇1
关键词：纳米技术与纳米材料；教学改革；教学实践
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2012）12-0029-02
纳米科技是继信息技术之后，人类的又一次技术革命，在人类未来的生活中有着非常重要的影响，纳米科技包括纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米机械学、纳米加工学、纳米检测与表征等多种学科，是21世纪飞速发展的一门新兴学科，[1]它涉及到物理、化学、生物、电子、机械等多个学科，一个交叉性综合性学科。而纳米材料是整个纳米科技的基础，纳米技术则是整个纳米科技的灵魂，两者在纳米科技中相互交织，一起构成了纳米科技的主体，将会带动整个纳米科技发展。认识纳米技术与纳米材料将会是学生能够了解并跟上未来科技的发展，使学生能够对纳米这种新的科学技术有较为全面认识，开拓视野，扩展知识，从而能够让学生在今后从事纳米方面的工作打下良好的技术，所以很多高校在本科生中开设了《纳米技术与纳米材料》课程。《纳米技术与纳米材料》是一门交叉性综合性学科，涉及到物理、化学、电子、生物等学科的基础知识，而授课所面向的学生在这些技术知识方面存在不同程度的不足，在教学方面存在很大的难度；同时纳米科技发展迅猛，需要不断地更新纳米科学技术的最新进展。如何让学生能够全面地了解纳米科技，理解纳米科技中的一些基本原理，对纳米科技产生兴趣，并培养学生的创造能力和思考能力，这是授课中需要思考的问题。针对上述问题，需要对课程的内容安排，教学的方式方法，教学形式以及考核方面做出一些改进和补充。
一、教学内容的安排与更新
《纳米技术与纳米材料》这门课基本涵盖了纳米科技的整个领域，具有内容多，更新快，范围广等特点，且需要在规定的时间内将整个纳米领域讲授给学生，这就需要教学内容条理清晰，重点突出，逻辑性强，结合纳米科技的特点具有较强的创新性和启发性。在我校这门课所选用的教材为国防工业出版社的《纳米技术与纳米材料》（张志焜，崔作林著），该书主要以纳米材料为中心，介绍了纳米材料的制备、特性以及纳米材料的加工、表征手段，内容丰富，知识面广，介绍详细且深入，是一本较为全面的图书。但对于课程的授课对象——本科生以及学校的实际授课课时来说，这本书的还存在一定的问题，如学时较少，涉及的知识面较宽，书中涉及到的理论较为深奥，而学生的基础知识较为薄弱，且授课课时受限，因此导致学生很难接受教材中的知识，全面地理解书中内容。为此，需要将整个教材的内容重新规划，根据纳米科技领域中所涉及到的学科，故将这门课分为纳米基础及概况、纳米材料的应用、纳米材料的制备、纳米材料加工、纳米电子学、纳米机械学，纳米生物学，纳米的发展前景八个部分，这八个部分既相互独立，也相互联系。以这八个部分为主线，将纳米材料的制作，性能，原理以及应用通过总体介绍、分类介绍、综合讲述，全面地介绍纳米科技以及纳米材料的总体以及两者的相互联系。并且在实际授课中，需要言简意赅，重点突出，条理分明，前后贯通，对于纳米科技所涉及的知识尽量深入浅出，对于抽象的知识，通过比喻等方法，将其形象化，易于让学生接受。如讲授纳米电子学的时候，就需要将纳米材料有哪些特殊的电子学特性及优越性明确指出来，以提起学生的兴趣，随后介绍出为什么纳米材料以及纳米结构会出现这种特性，通过比喻等方法，形象化介绍纳米电子机理、机制。针对本科生基础知识薄弱，所以要尽量减少一些不必要的理论知识，并且重点介绍纳米科技中的方法以及思路，从而能够让学生既能够了解纳米科技，又能从纳米科技的发展中学习到纳米科技的创新思路，从而能够培养学生的创新精神和科学素养。同时针对纳米科技这一新兴学科不断发展的特性，适时、适当地开展专题课程介绍目前纳米科技发展的最新动态，从而能够让学生更多地了解目前纳米科技的科研动态，引导学生关注纳米科技的最新动态。希望能够通过这些内容的学习，从而能够使学生真正的了解纳米科技，掌握其中的基础知识，以及其中的一些实用基础，并拓宽知识面，养成科学、严谨、创新的基本素质。
二、课堂教学方式方法的改变
课堂讲授在教学中是一个非常重要的环节，如何有效地利用课堂时间，激发学生的兴趣、注意力，提高学生的学习能力在教学中一直是一个至关重要的问题。这就需要通过启发、诱导、提问、互动等方式，引起学生的注意力，让学生能够参与到课堂中，培养学生的学习自学能力。[2-7]在讲授方面需由浅入深、深入浅出，务必让学生能够理解课堂所讲述的内容，并根据学生的兴趣，引入一些相关感兴趣的内容，激发学生的学习热情和兴趣。这就需要在教学方式，以及教学方法上，根据课程自己的特点和学生的特点对课程的教学进行一些改革，充分利用多媒体教学，通过影像、板书、图片等方法将一些抽象的知识以丰富多彩的方式讲授给学生，同时，这种课堂的互动，通过提问，自发提问，以及课堂小讲演等方法，激发学生的学习兴趣以及自学能力，培养学生的基础素质。首先针对纳米科技教学内容的特点，其中第一部分纳米的基础及概况即导论将介绍整个课程大体情况，是一门课的开篇，这部分将总体介绍课程的特点，课程的结构，以及教学大致内容，纳米导论部分的讲授将直接影响学生对这门课的印象以及日后学习的兴趣。纳米科技已成为人们普遍关注的一个热点领域，并且已经有一部分纳米产品已经在军事，医疗以及日常生活中出现，并且展示出其独特的魅力，如在军工已经应用的雷达波隐身涂层，纳米衣物，纳米灭菌涂层等，由于纳米科技诞生不久，这些只是纳米科技在未来应用的冰山一角，而目前很多性能奇特的纳米材料以及纳米科技还在科学工作者的研究中，所以很多同学对于纳米科技的了解很浅，知其名而不解其意。针对这个现状，就要通过导论的讲授，让学生了解纳米科技的整体轮廓以及纳米科技的长远意义，使学生能够对纳米科技产生较为浓厚的兴趣。为此，对于导论的讲述需要分为四个部分，第一部分，首先要介绍什么是纳米，以及纳米材料和纳米科技的定义，并举一些纳米材料特例，第二部分介绍纳米材料与纳米技术所研究的范围以及构成，从而让学生能够了解纳米科技的整体雏形以及纳米材料与纳米技术在整个纳米中的关系，以及与传统学科之间的关系。第三部分为纳米科技的发展历程，第四部分为纳米科技的研究热点以及研究现状，结合科技和生活实例，并且配合丰富多彩的图像，引领学生进入纳米领域，让学生对纳米科技有一个直观全面的了解，同时激发学生的学习兴趣。同时在课堂上让同学举出自己所了解的一些纳米科技以及纳米材料，进行互动式讨论。让学生对纳米科技有一个较为深刻的印象。其次，利用多媒体教学中丰富的图片以及影像，直观地让学生了解纳米科技中的一些内容。图片以及视频以直观形象的讲授，让学生更容易了解纳米科技中的一些抽象难懂的内容。利用多媒体教学，可以通过文字讲解，配合形象的图片以及视频可以以多种方式相互配合，让学生了解纳米科技，并对其产生兴趣，同时丰富了教学内容。纳米科技日新月异，在纳米领域，不断有新的科技成果出现。针对这一个特点，对于纳米科技的授课，就需要不断地给学生介绍一些最新的具有价值的科技成果，从而能够对学生有所启发，培养学生的创新精神。同时通过学生参观纳米科技相关的科学仪器，组织学生进纳米材料实验室自己动手制备一些纳米材料，培养他们的科研和创新能力。另外，在教学中需要学生能够积极参与，通过讨论、上台讲解的方式将学生的思维、思想引入课堂，以互动的方式进行教学，能够让学生更加深入地了解纳米科技。
三、考核方式的改变
与基础知识课程不同，纳米科技是一门新兴的且实践性较强的课程，所以通过传统的闭卷或者开卷考试，让学生了解知识点对于纳米科技这门课不是非常适合。对于这门课程，需要注重学生的学习效果，学生的平时表现，平时成绩，学习态度，以及独立创新的素质养成，避免学生为应试而死记硬背，所以需要取消考试，以出勤（10），课堂表现（10），平时作业（20），书面调研报告（30），口头报告（30）的考查形式考核学生，培养学生良好的学习习惯。综上所述，在教学工作中教师应有效地掌握所学知识，激发学生的学习热性，引导学生养成良好的学习习惯，培养学生实事求是的科学素养，以及用于探索的创新精神。
参考文献：
[1]翟华嶂，李建保，黄勇.纳米材料和纳米科技的进展、应用及产业化现状[J].材料工程，2011，（11）：43-48.
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[3]李进才，孙超.教学方法改革的关键在于教育思想观念的转变[J].中国大学教学，2009，（11）：55-57.
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纳米技术的了解篇2
【关键词】纳米抗菌材料；环境保护；应用
1.前言
现代科技快速发展，把抗菌剂添加到各种材料中制成抗菌复合材料以求达到抗菌、清洁的目的，成为世界上的热门课题。“抗菌”就是指在一定时间内抑制细菌生长、繁殖、存活。“抗菌材料”是指在材料中添加抗菌剂，使制品具有抗菌性，可以把粘污在材料上的细菌杀死或抑制其繁殖。传统的抗菌剂大致可以分为两大类：有机和无机系列。有机系列又可以分为合成系列及天然系列。无机系列根据其作用于微生物的原理可以分为三类：第一类是银系抗菌剂；第二类是二氧化钛光催化系抗菌剂；第三类是具远红外辐射功能抗菌剂。纳米抗菌剂根据其对微生物的作用原理分为两类：一类是光催化半导体材料；另一类为抗菌活性金属材料。纳米材料原子排列介于固体和分子之间的“介态”，因此纳米微粒的活性极强，抗菌能力也就超强。粒子粒径到达纳米，就有纳米粒子特有的表面界面效应，在抗菌效果方面表现为：纳米粒子的表面原子数远大于传统粒子表面的原子数，具有很高能量，提高了纳米抗菌剂与细菌的亲和力，提高抗菌的效率。纳米材料比普通材料具有很多优点，用纳米技术研制出来的纳米抗菌剂，抗菌效果比所有的传统抗菌剂都要好，且安全性也很高，能够长效抗菌。纳米抗菌材料在当下的运用范围越来越广，在环境保护方面，就被广泛应用到污水处理、空气净化、建筑涂料等领域之中，本文就纳米抗菌材料在环境保护方面应用进行探讨。
2.纳米抗菌材料在污水处理中的运用
2.1对有机污染物的处理
纳米在处理浓度低，降解难的有机物方面效果很明显。纳米膜光催化在降解水中的卤代烃，降解的效率可以达到99%。这个降解率已经非常高。
不同的pH值、光强、类型对于处理的效果也是不相同的。在运用紫外氧化法分解水溶液中的2-氯酚中得知：在酸性溶液中的去除效果更为有效。在采用薄膜状和粉末状两种不同类型的对敌敌畏的光催化降解中发现：薄膜催化剂的效果比粉末催化剂效果要好一点。采用多孔纳米膜在阳光照射下处理溶液中的敌敌畏发现：纳米薄膜中的气孔增加了光催化活性，孔的大小和膜的厚度对光降解率有显著的影响。制备漂浮负载型光催化剂，在对水面石油污染物光催化降解实验中结果表明：经汞灯照射1h，水面原油可降解75%；太阳光光照32h后，约有85%的原油被降解，光照64h后，95%以上的原油被降解。
2.2对无机污染物的处理
一般是处理废水中的铬和氰。Zno/纳米材料在处理废水中的铬和氰效果非常的明显，戴假明等人在这一方面的研究取得了良好的成绩。
3.纳米抗菌材料在空气净化中的运用
空气中的污染物主要是汽车尾气与工业废气中的氮氧化物和硫氢化物。纳米的光催化作用可空气中的氧化物氧化成蒸汽压比较低的硝酸和硫酸，在降雨的过程而除去。纳米催化剂对室内的主要有害气体物甲醛、甲苯、乙醛、氨等的讲解作用很明显，当污染物浓度较低的时候，在降解过程中还没有中间产物生产，这样的降解很清洁。
4.纳米抗菌材料在防辐射中的运用
纳米具有很强的散射性，以及吸收紫外线的能力。在吸收对人体伤害比较的大的中长波紫外线方面能力更加显著。氧化锌的吸收能力也很强。把纳米运用到防辐射方面对于人健康方面有很大的帮助。
5.纳米抗菌材料在处理固体废物中的运用
纳米技术在处理固体废物方面具有以下的优点：利用纳米材料处理固定废弃物的速度非常快，纳米材料处理废弃物的速度一般是普通材料的速度的10倍左右。纳米技术的运用可以很大成程度上缓解固体废弃物对与环境污染的压力，传统的埋地处理固体废弃物的缺点很多，使用纳米材料处理可以避免这些缺点对环境的危害。
6.纳米抗菌材料的发展趋势
那么材料的运用现在已经很广泛了，技术也很成熟了，但是还是存在一些问题需要在未来的发展中解决：
（1）用于公共设施方面的纳米抗菌技术的开发与运用。
（2）光催化剂的回收利用，寿命，中毒等问题。
（3）在制取和使用纳米抗菌剂方面的分散技术，特别是规模分散。
（4）纳米抗菌材料与其他材料（非纳米抗菌材料以及纳米抗菌材料）的复合添加技术，例如表面包覆后更好地应用于抗菌、消毒等领域，例如抗菌塑料及制品、厨房用品、家电制品、医疗卫生、电子通讯等。
（5）那么材料的涂层技术。不同的那么材料的涂层要求是不同的，要根据材料的固有特性，设计出合理的涂层。
值得注意的是，纳米在运用中也存在着一些亟待解决的问题：
（1）固定纳米光催化剂的技术要完善；
（2）纳米材料的催化剂二氧化钛的催化效率要进一步的提高。
（3）二氧化钛催化剂的光谱可利用范围拓宽技术。
7.总结
纳米抗菌材料是一种比较好的，对环境危害也很小的材料，在对环境保护方面的运用技术要不断的探索。那么抗菌材料在相对于传统的的材料优势非常的明显，适合当下的环境问题处理的要求。纳米抗菌材料在环境保护方面的运用会越来越广泛，技术也会越来越成熟。解决纳米抗菌方面的问题对环境保护有更为重要的意义。
参考文献：
[1]李一凌.纳米抗菌材料应用研究进展[J].科技创新导报.2009，17（03）：190-193.
[2]张晨，吴赞敏.纳米抗菌材料在抗菌整理中的应用[J].针织工业.2007，18（01）：120-124.
[3]胡伟武，冯传平.纳米材料和纳米技术在环境保护方面的应用[J].化工新型材料.2007，19（S1）：135-138.
纳米技术的了解篇3
微细加工技术微细加工技术主要包含超精密机械加工技术、iCY工艺、能量束加工等很多方面和方法。如果是一些较为简单的加工，比如面、线轮廓等的加工，采用的难点金刚石和立方氮化硼刀具就能完成切削、抛光等技术。对于一些稍微复杂的结构，机械加工的方法是无法完成的，所以还需要工艺硅的加工技术。纳米机械技术和加工技术纳米机械技术是一个很广泛的领域，研究的方面有纳米加工过程中的动力学方面、纳米摩擦学方面和纳米构件工程等，本文所讲的纳米机械技术只是纳米机械实现纳米尺寸的一些方面的功能，比如纳米尺度的移动和定位等。纳米加工技术主要在两大方面发展，即：传统的超精度加工技术的完成，比如完成机械加工中及其极限的精度加工等；新的加工方法，比如使用可操纵的原子和分子的表面刻蚀等。这些加工工艺一般的加工是很难完成的。
2纳米技术在机械中的应用
随着现代的机械制造业大力发展，纳米的加工技术包含的方面也越来越广泛，越来越受到各国的关注。微型机械的纳米加工技术总体可以归结为以下几个方面：第一，微加工技术，此项技术对于环境的要求较高，需要较为清洁的环境，主要是微型机械的零件刻蚀技术上的应用。第二，控制方面，比如微型传感器的应用，驱动器和控制器在传感器的作用下，可以协调的进行工作。第三，微装配技术，这项技术主要是把微型机械所用到的微型机构、微型执行机构等结合起来，成为一个有机的整体。下面是一些纳米技术在机械应用方面的例子。无摩擦微型纳米轴承最新的世界纳米技术成果是美国科学家研究出的接近无摩擦的纳米轴承，它的直径仅为头发的直径大小。这种新技术下的轴承在进行使用时基本上实现了无磨损和无撕裂，这将被投入到微型装置的原件使用中。微型机械本身的尺寸就相当于头发的直径，而纳米几点系统的尺寸更小，接近1nm，是普通微型机械的千分之一。在微型的机电中摩擦问题是一大难题，新型的纳米轴承基本上解决了这一难题，达到了最小摩擦的极限。纳米陶瓷刀具我国某工业大学材料学院就完成了我国地方重大的纳米项目，研究出了金属陶瓷刀具的制作技术，并且这一技术已经通过认定，这将是一项利用纳米技术进行材料制作的新标志。纳米磁性液体密封磁性液体是一种新型的材料，它同时具有磁性和流动性，是世界上很多发达国家目前使用较多的一种密封技术.普通的材料根本无法达到同时具有这两种性质。这种新型的材料满足了一些高硬度物料超细粉体的密封要求，在密封时利用磁场将磁性的液体固定在要密封处，此时就会形成一个磁液圈，这样不仅使得污染和浪费都减少了，还提高了效率。
3纳米材料在阀片上的应用
我国中科院上海硅酸盐研究所同上海电瓷厂共同研究出的特殊功能的阀片，主要应用于功能陶瓷材料中，这里可以提高阀片的绝缘强度，也即提高了阀片大电流耐受力。这也是我国纳米技术的一项在机械方面的应用。纳米发动机材料纳米复合氧化锆是纳米材料中应用于工业方面比较成功的材料之一。纳米复合锆材料能够实现导氧及储氧的功能，同时它的耐高温性也很强，主要被应用到最新的汽车发动机及尾气排放等的系统中。纳米技术马达纳米技术马达是由美国研制，在中国首次面世的一项纳米技术。纳米技术马达体积很小，是传统电磁马达的0.05倍，长度是平常使用火柴的3/4，负载能力是4kg以上，与传统的马达相比，寿命也高了很多。主要用在玩具和汽车的一些电动设施中。纳米燃油装置我国的专家成功的研制出具有世界先进技术水平的纳米燃油装置。这种装置与传统的装置相比，燃油更加充分。主要应用到了极地车辆中。纳米剂技术的产生很好地解决了摩擦和机械磨损。纳米剂的发明使得很大一部分零件不再需要频繁的更换，同时这些机械的使用寿命有了很大程度的提高。
4纳米技术在机械应用中的优势
与传统的机械工程相比，纳米技术在机械应用中体现出了很多方面的优势，在不断的发展中获得了明显的成果。纳米技术的尺寸效应优势纳米技术使传统的一些使用部件的尺寸缩小了很多，将过去的毫米级别的进化到了纳米级别。纳米技术在机械应用中，降低了机械体积，这也促进机械方面形成一种心动的机械：微型机械。微型机械不仅仅是在尺寸上减小了很多，在微机构、微驱动器、微能源以及微传感器等装置都有了改进，形成了一整套微型机电系统。这些微型机电构置都是纳米技术的研究成果。这种技术远远超出了传统机械的范畴，是现代的一种创新思维下的科技纳米技术成果。纳米技术的多元化应用纳米材料的特殊性，使得纳米技术的应用多元化。纳米材料在纳米技术下形成的产品，不仅形态更加微小，而且功能更加强大。对于传统材料无法完成的功能，纳米材料产品可以完成，而且还在不断的发明出更多新型的材料。纳米材料可以将微量元素融入到基础材料当中，从而达到更好的功能效果。纳米材料摩擦性能的提升纳米技术在机械应用中最为突出的应用是解决机械摩擦的性能。再继续额运动中，轴承间的摩擦是无法消除的。过去的轴承在使用当中摩擦问题是一个难题。当纳米技术出现后，一方面使得各类机械结构尺寸减小了很多，零件尺寸越小摩擦力的影响越大，如果摩擦力过大，那么更严重的还会磨损到零件，影响到正常的使用。但是纳米技术也解决了这一问题，纳米材料实现了机械的最小摩擦极限，达到了理想的运行状态。纳米技术节能效果纳米技术不仅实现了体积上的减小、功能上的强大，还能实现环保节能，真正实现了集功能、实用、环保于一体。随着纳米技术的不断发展，很多新型的材料也被研发出来，这些新型的材料实现了材料的节约目标，所以传统的机械工程中有些需求量较大的材料使用率大大降低了，对于原材料的节省，起到了很大的节约作用。
5纳米加工技术与微型机械
纳米加工技术的出现和不断发展为微型机电系统的发展提供了条件，使微型机电系统进入了一个全新的领域。微型机械现在世界上的微型机械的研究已经发展到了一个很高的水平，已经能够制造出很多类型的微型机构和微型零部件。在三维的机械构件上已经有了很多研制品，比如微齿轮、微轴承、微弹簧等。其中微执行器是相对较为复杂的微型器件，但是也研制出了微开关、微电动机、微泵等器件。微型机电系统微型机电系统就是相对比较复杂的机电系统，比如微型机器人，它可以用于搜集情报、窃听等。微型机电系统在医学上也有荷藕使用的意义，比如微型医学机器人可以进入人体的血管进行一些操作。总之这些微型机电系统越来越接近实用化，接近人的生活。在航空航天上微型机电系统也有很重要的使用，比如惯性仪表，它具有体积小，重量轻、精度高等优点。现在微型器件的发展也有了一定的应用水平，加上微电子的工业集成电路的经验可以应用到这个新的方面，所以纵观各方面的技术和经验，现在memS的发展条件已具备。
6总结
纳米技术的了解篇4
凯里学院 贵州省凯里市 556000
【摘 要】随着纳米技术的应用与发展，人们对微观世界的认知更加清晰；而医学领域纳米技术的运用，给人类战胜疾病提供了更加有力的武器。本文将结合当前纳米技术应用与发展现状，对纳米技术在医学领域诊断、治疗及医学材料中的运用进行具体探究。
关键词医学领域；纳米技术；医学诊断；临床治疗；生物材料
当前，纳米技术已在我国医学领域广泛应用，它是将纳米技术与医药技术相结合，运用日益成熟的纳米技术理论与应用方法，对医学技术、临床治疗方法等加以综合研究。随着纳米医学的不断深入，一些纳米药物制剂也被研发出来并投入医疗市场。将纳米技术与医学技术相结合，夯实了临床诊断与治疗的基础，促进我国医学研究又上一个新水平。
1纳米技术在医学诊断中的应用
1.1病理诊断
目前，在临床病理诊断中，免疫组织化学虽然发挥了一定作用，但是在定量诊断方面仍存在不足。如果引入纳米级粒子，则既能定性检测又能定量检测，适应性良好，可提高诊断的敏感性，也减少了处理标本的繁琐过程，诊断结果更快捷、更准确。
1.2癌症诊断
纳米技术应用于恶性肿瘤的早期诊断，便于癌症的早发现、早治疗。当恶性肿瘤仅有约4个细胞大小时，利用纳米微型温度计就能够检测到人体内部的癌变温度，筛选正常细胞和已经癌变的细胞，诊断后可利用高温将细胞杀死[1]。再如，中国医科大学研制并使用了超顺磁性氧化铁超微颗粒脂质体，能够检测到3mm以下直径的肝脏肿瘤，有效避免病情恶化。
1.3血液异常识别
利用纳米技术进入血流中进行探测，能够及时发现细菌、病毒等，以此诊断传染性疾病并及早治疗。例如，在电场的作用下，细胞芯片能够实现自动寻址，精准定位蛋白质亚细胞，便于人体基因功能研究。
2纳米技术在医学治疗中的应用
2.1药物治疗
纳米技术在医学药物治疗中的应用较为普遍和广泛，其主要具备如下优势和作用：其一，有利于药物的快速吸收，能够提高诊治效果。纳米转释方法应用于药物中，由于适用的表面积较大，因此加快了药物的溶解，更利于药物吸收；再加上纳米粒径的药物能够较快穿透组织的间隙，分布范围更广，增强了药物利用效率；其二，利用纳米技术进行控制与释放，如应用于纳米胶囊中，可更好地保证药物作用时间，增大药物效果，同时也能减少患者对药物的摄入量，降低副作用及不良反应发生率，同时纳米技术对提高药物稳定性也具有良好作用；其三，药物定向释放。将药物传递到人体内指定的部位，精准定位治疗，是纳米技术应用于医学领域的主要方面之一[2]。通过靶向用药方式，将药物作用于人体某一部位，以提高治疗效果、降低不良反应。如目前使用靶向药较多应用于肝脏、卵巢、心脏等部位；其四，采用全新给药途径，如临床使用多肽类药物较多、效果良好，但是这种药物成分极易被蛋白水解酶降解，而采用纳米技术，则避免了此类问题。
2.2基因治疗
纳米技术在基因疾病方面的治疗，是纳米生物技术的一大亮点，其中包含了基因改性与基因仿生两大方面。在基因改性方面的应用，主要作用在显微镜获取的蛋白质、核算分子等图像中，在微小的环境中，利用纳米技术实现了碱基序列的重新排列，改变了Dna分子变构；同时，有关Dna纳米仿生制造的应用，主要利用了Dna在复制过程中会遵循碱基互补法则这一特性，再加上遗传信息的多样性，对单个原子和分子进行操作，创造出与人体生命功能类似的纳米有机-无机复合机器。
2.3纳米机器人
诺贝尔奖得主理查德·费曼最先提出将微型机器人应用于医疗领域，即纳米机器人。按照医生事先制定好的运作程序，通过血管将纳米机器人注入患者体内，可以将血液中含有的氧气、葡萄糖等转化为能量，清除动脉中的脂类沉积物，清理血管，杀死细菌和癌细胞，同时也可反映人体内病变情况。另外，人体器官修复也可应用纳米机器人技术，对基因进行装配，清除有害的Dna基因，置入正常的Dna基因，或者修复大脑及人体脏器的冻伤，在低温环境下使人复活；经纽约大学研制使用的纳米机器人，设计了两个使用Dna制作的手臂，可以在指定的位置旋转，适用范围更广、更灵活[3]。
3纳米技术在医学材料中的应用
3.1人工血红细胞
纳米材料制成人工血红细胞主要应用于肺功能损伤、贫血、人工呼吸等治疗中，在约1000个大气压的条件下，将高压氧充入100mm内径的球体中，让氧气在球中释放浓度，此时充当人体天然红细胞的作用，且输送氧能力优于人体红细胞，能够有效维持生物炭的活性。
3.2介入性治疗
当纳米微粒子材料与人体或者动物体内的物质产生反应时，就会发光。利用这一原理，将光导纤维深入到人体血管中，利用光谱分析物质的特征、性质等要素，这种方法多用于检测人体的血糖值，用于糖尿病的临床诊断与治疗。
3.3医用敷料
在医用敷料中选用纳米级银粒子，主要利用其选择性与吸附性良好的特征，能够穿透人体内的细菌细胞壁，对细胞内特殊结构加以改变，破坏酶活性。一旦纳米银粒子遇到水分，其中粒子将更快地析出，扩散到四周，效果更加明显。因此，即使在湿润的环境中，该种材料仍能够起到抗菌、抗感染的作用。
总之，纳米技术的应用给人类生存与发展带来积极影响，目前已在医药、生物等诸多领域采用，未来人们战胜各种疾病的美好愿望将得以实现，各种疑难杂症将迎刃而解。因此，加快对纳米技术的研究，客观分析利弊两方面，改进不利因素，发挥有利优势，实现纳米技术在医学领域的全面应用，具有重要意义。
参考文献
[1]张晓玲.纳米材料和纳米技术在生物医学中的应用[J].职业技术,2013(02).
纳米技术的了解篇5
摘要纳米技术是指在1―100nm尺度上研究和应用原子和分子的现象,由此发展起来的多学科的、基础研究与应用研究紧密联系的、新的科学技术。大气污染一直是各国政府极力需要解决的难题,空气中超标的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体。纳米材料和纳米技术的应用为解决产生这些气体的污染源问题提供了新的最有效的方法。
关键词纳米材料纳米技术大气污染环境保护大气净化
目前,随着社会经济的发展,大气污染日益加剧,空气中超标的Co、nox、CmHn与So2等是严重危害人类健康的有害气体,受到人们极大的重视。环境中的有害气体可分为室内有害气体和大气污染气体。室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛以及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢、氨气等,这些气体在其浓度为几个ppm时就会使人产生不适感,较高浓度时还会引起中毒;大气污染气体主要是汽车尾气与工业废气等排出的氮氧化物和硫化物。它们不仅危害人类健康,还会导致酸雨和温室效应。
旧有的环保技术与材料已远远不能满足人们的需要,因此要求开发新型的高效环保材料。一般把晶粒尺寸在1―100nm范围的材料称为纳米材料。纳米材料一般分为:纳米颗粒、纳米薄膜(多层膜和颗粒膜)和纳米固体。广义地说,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米技术就是在1―100nm尺度范围内,研究电子、原子和分子内在规律和特征,并用于制造各种物质的一门崭新的综合性科学技术。
纳米材料因其特有的颗粒尺寸和表面特性及其纳米材料特有的光催化剂性质及其抗菌、除臭、消毒等性质,在环保领域具有十分重要的应用前景。
一、纳米材料在室内空气净化中的应用
国际上流行的室内空气清洁技术,主要有三种:负离子发生技术,活性炭过滤吸收技术和眼下最尖端的纳米材料光催化分解污染物质技术。前两种技术,虽然能够分别增加负氧离子密度、过滤部分有害物质,但都不如光催化技术,无痕无迹自然分解,没有介质饱和的顾虑。纳米材料光催化新技术,将广泛应用于室内空气改善领域,给追求健康生活的中国人带来一片“都市森林”。
国内首批将纳米技术应用于空调机生产的上海欧臣纳米稀土空调就借其空气净化和水处理的国际技术背景,掀开了21世纪健康空调的篇章。用作空气净化过滤的纳米材料由多种稀土金属、稀有金属、多种氧化物通过高科技方法合成,其中加入了特殊的纳米材料。在纳米材料与多种稀土金属稀有金属联合作用下,便构成了对各种有机污染物有良好去除效果的微引活动中心。
二、纳米材料在治理有害气体方面的应用
空气中超标的二氧化硫、一氧化碳、和氮氧化物是影响人类健康的有害气体,纳米材料和纳米技术的应用能够最终解决产生这些气体的污染源问题。工业生产中使用的汽油、柴油以及作为汽车燃料的汽油、柴油等,由于含有硫的化合物在燃烧时会产生So2气体,这是So2的最大污染源。所以石油提炼工业中有一道脱硫工艺以降低其硫的含量。纳米钛酸钴(Cotio3)是一种非常好的石油脱硫催化剂。以55-70nm半径的钛酸钴作为催化活体多孔硅胶或a1203陶瓷作为载体的催化剂,其催化效率极高。经它催化的石油中硫的含量小于0.01%,达到国际标准。工业生产中使用的煤燃烧也会产生So2气体,如果在燃烧的同时加入一种纳米级助燃烧催化剂不仅可以使煤充分燃烧,不产生一氧化碳气体,提高能源利用率,而且会使硫转化成固体的硫化物,而不产生二氧化硫气体,从而杜绝有害气体的产生。
最新研究成果表明,复合稀土化物的纳米级粉体有极强的氧化还原性能,这是其它任何汽车尾气净化催化剂所不能比拟的。它的应用可以彻底解决汽车尾气中一氧化碳和氮氧化物的污染问题。以活性碳作为载体、纳米Zr0.5Ce0.5o2粉体为催化活性体的汽车尾气净化催化剂,由于其表面存在Zr4+/Zr3+及Ce4+/Ce3+,电子可以在其三价和四价离子之间传递,因此具有极强的电子得失能力和氧化还原性,再加上纳米材料其表面大、空间悬键多、吸附能力强,因此它在氧化一氧化碳的同时还原氮氧化物,使它们转化为对人体和环境无害的气体――Co2和n2。而更新一代的纳米催化剂,将在汽车发动机汽缸里发挥催化作用,使汽油在燃烧时就不产生Co和nox,无需进行尾气净化处理。
实验研究发现纳米级稀土钙钛矿型复合氧化物aBo3对汽车尾气所排放的Co和no具有良好的催化转化作用。把它作为活性组份负载于蜂窝状堇青石载体上制成的汽车尾气催化剂三元催化效果较好,价格便宜,可以替代昂贵的贵金属催化剂。近年来,很多稀土钙钛矿型复合氧化物已经投放市场应用于汽车尾气的治理。
三、结语
纳米技术为彻底改善环境和从源头上控制新的污染源产生,创造了有利条件。纳米技术与环境保护和环境治理的进一步有机结合,将会有助于许多环保难题的解决,诸如大气污染等问题的解决。可以预言,在不久的将来,纳米技术的进一步发展将有可能推行“纳米环保”,我们将充分享受纳米技术给人类带来的洁净环境。
参考文献:
[1]张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构.北京:科学出版社.2001(6):59-62.
纳米技术的了解篇6
【关键词】纳米技术；生物医学；药学领域；应用；展望
纳米技术是由西方国家提出来的一种新型的技术，这种技术的研究不仅会对物理学以及化学领域带来极大的影响，而且也会对生物医学以及药学领域产生极大的影响。这种能够在极小的空间中对分子和院子进行操纵，能够实现对原材料更为精细的加工，以生产出具有特殊功能的产品和物质，从而满足人们更高层次的需求，而随着研究的深入开展，纳米技术在未来的社会发展中，所能够应用的范围将更加的广泛。
1.纳米材料的特性
当一种物质被不断切割至一定程度，其粒子小至纳米量级，即为纳米材料。科学家发现纳米材料有许多鲜为人知的性质，比如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限效应等。而出现许多特性：光学性质、催化性质、化学反应性质、硬度高、可塑性强、高比热和热膨胀、高导电率和扩散性、高磁化率和高矫顽力等。正由于纳米材料具有诸如上述的性质，为生物医学、药学等许多领域带来新的生机。
2.纳米技术在生物医学中的应用
2.1生物兼容性物质的开发
在生物医学中应用纳米技术，可以使得材料生物的相容性得到最大限度的提升，同时还能够降低生物的毒性、增强生物的传导性从而使得材料生物可以最大限度的满足生物组织的需求，达到生物组织规定的标准。纳米技术应用到生物医学中，衍生出各种纳米材料，如纳米无机金属生物材料，这种材料不具有毒副作用，其与人体的组织具有相容性，有利于人体相关组织的生长。同时纳米具有较强的生物活性，能够对人体的血液进行有效的净化处理，将人体中的有毒物质排出人体的体外，从而使得人体的抵抗力得到进一步的提升，降低人体患病的可能性。
另外，相关的生物医学研究学者利用纳米技术已经研制出一种新型的骨骼亚结构纳米材料，这种材料在实际的临床应用中应用较为广泛，现如今已经成功的取代了原有的合金材料，并且其他成功研制的纳米材料也在临床中得到了应用，可以说，在生物医学领域中，纳米技术无处不在。
2.2Dna纳米技术
Dna纳米技术主要是依据Dna的理化性质来实现对纳米技术的合理设计和应用，这种Dna纳米技术在实际的应用中，主要是用来实现对分子的组装，在对Dna进行复制的过程中，也能够应用这种技术实现对碱基各种特性的体现，同时也能够使得遗传信息的多样性得到最大限度的体现，在纳米技术进行设计的过程中，所遵循的原理也包括这几方面的特性和内容。
3.纳米技术在药学领域中的应用
3.1纳米控释系统改善药动学性质
将药物制成纳米制剂后，不但达到缓控释效果，而且改变其药物动力学的特性。比如有人以环抱素a为模型药物，以硬脂酸制备了纳米球以市售CYa微乳型口服液为对照，测得口服CYa-Sa-np在大鼠体内相对利用度接近80%，达峰时间推迟，具有明显效果。还有人以链脉霉素糖尿病大鼠为模型，皮下注射胰岛素纳米囊实验，其结果降糖作用持续3天，且在药物吸收相具有明显的量效关系。本品3天一次与一天3次的常规胰岛素疗效相当。
3.2纳米释药系统增强药物靶向性
纳米材料生物相容性好，采用可生物降解的高分子材料作药物载体制成纳米释药系统，可增强抗肿瘤药物靶向性，就相关的阿霉素免疫磁性毫微粒的体内磁靶向定位研究可以了解到，aimn具有超顺磁特性，在给药部位近端和远端磁区均能产生放射性富集，富集强度为给药量的60%-65%，同时其在脏器的分布显著减少，从而证实了aimn具有较强的磁靶向定位功能，为靶向治疗肿瘤奠定了结实的基础。
3.3纳米技术在药理学研究上的应用
在药理学研究上，人们可以利用尖端直径小到可以插入活细胞内而又不严重干扰细胞正常生理过程的超微化传感器或纳米传感器用以获得活细胞内大量的动态信息，反映出机体的功能状态并深化对生理及病理过程的理解，为药理学研究提供精确的细胞水平模型。
4.展望
纳米技术属于一种新型的学科技术，在未来的社会发展中，这种技术将会对生物医学以及药学领域带来更为积极的影响，在未来的社会中，这种技术的应用会使得生物医药与药学领域之间的联系性得到进一步的加强，就这方面来说，这项技术在生物医学以及药学领域中的应用主要包括以下几个方面：
（1）在未来的生物医学以及药学领域中，对于分子的研究会更加的深入，而其对于分子的要求也会进一步的提升，而纳米技术的应用就会进一步的提高分子之间相互的作用效果，从而实现对分子的有效组装，而且其在未来的社会发展中，主要的应用方向会是细胞器结构细节以及自身装配机理上等方面。
（2）随着纳米技术的深入发展，这种技术在应用于生物医学以及药学领域中后，会使得诊断以及检测技术的水平更上一层楼，同时这种技术的应用也会在微观上以及微量上实现有效的应用，并且在未来的发展中，这种技术也会逐渐向着功能性以及智能化的方向发展，以实现生物医学以及药学领域各项技术功能水平的提升，还会使得生物医学以及药学领域在管理上实现智能化和数字化，从而对生物医学以及药学领域的发展形成有效的推动作用。
（3）纳米技术在未来的生物医学中以及药学领域中会实现靶向性的转变，纳米技术会将药物的作用进行有效的转向处理，在一定程度上可以将药物的药效得到最大限度的提升，同时也能够对药物的成本进行有效的降低，从而推动生物医学以及药学的发展。
5.结语
纳米技术可以说是一向较为高端的技术，这种技术的出现和研究，使得科学技术出现了重大的转变，其的出现可以说是实现了一次技术革命。其在未来的产业中将会得到广泛的应用，从而推动产业的创新和转变。可以说，纳米技术的发展前景相当的光明，其能够与其他的各项学科形成有效的相容，从而衍生出一个新的学科，从而推动我国经济的发展，对我国国力的提升具有积极的影响作用。
【参考文献】
[1]肖建伯，邓红兵.基于纳米技术的发动机性能实验研究[a].十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C].2009.
纳米技术的了解篇7
一、近似计算在静态分析中的应用
在电子技术中应运中,近似计算贯穿其始终。然而,没有近似计算是不可想象的。而精确计算在电子技术中往往行不通,也没有其必要。尽管近似计算会引入一定的误差,但这个误差控制得好,不会对分析其它电路产生大的影响。所以关键在于我们如何掌握,特别是如何应用近似计算。
在工作点稳定电路中的应用要进行静态分析,就必须求出三极管的基电压,必须忽略三极管静态基极电流。这样,我们得到三极管的基射电子的相关过程及结论。
二、纳米电子技术急需解决的若干关键问题
由于纳米器件的特征尺寸处于纳米量级,因此,其机理和现有的电子元件截然不同,理论方面有许多量子现象和相关问题需要解决,如电子在势阱中的隧穿过程、非弹性散射效应机理等。尽管如此,纳米电子学中急需解决的关键问题主要还在于纳米电子器件与纳米电子电路相关的纳米电子技术方面,其主要表现在以下几个方面。
(1)纳米Si基量子异质结加工
要继续把现有的硅基电子器件缩小到纳米尺度,最直截了当的方法是采用外延、光刻等技术制造新一代的类似层状蛋糕的纳米半导体结构。其中,不同层通常是由不同势能的半导体材料制成的,构建成纳米尺度的量子势阱,这种结构称作“半导体异质结”。
(2)分子晶体管和导线组装纳米器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线,但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个非常棘手的难题。一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜把分子元件排列在一个平面上;另一种组装较大电子器件的可能途径是通过阵列的自组装。尽管,purdueUniversity等研究机构在这个方向上取得了可喜的进展,但该技术何时能够走出实验室进入实用,仍无法断言。
(3)超高密度量子效应存储器
超高密度存储量子效应的电子“芯片”是未来纳米计算机的主要部件,它可以为具备快速存取能力但没有可动机械部件的计算机信息系统提供海量存储手段。但是,有了制造纳米电子逻辑器件的能力后,如何用这种器件组装成超高密度存储的量子效应存储器阵列或芯片同样给纳米电子学研究者提出了新的挑战。
(4)纳米计算机的“互连问题”
一台由数万亿的纳米电子元件以前所未有的密集度组装成纳米计算机注定需要巧妙的结构及合理整体布局,而整体结构问题中首当其冲需要解决的就是所谓的“互连问题”。换句话说,就是计算结构中信息的输入、输出问题。纳米计算机要把海量信息存储在一个很小的空间内,并极快地使用和产生信息,需要有特殊的结构来控制和协调计算机的诸多元件,而纳米计算元件之间、计算元件与外部环境之间需要有大量的连接。就现有传统计算机设计的微型化而言,由于电线之间要相互隔开以避免过热或“串线”,这样就有一些几何学上的考虑和限制,连接的数量不可能无限制地增加。因此,纳米计算机导线间的量子隧穿效应和导线与纳米电子器件之间的“连接”问题急需解决。
(5)纳米/分子电子器件制备、操纵、设计、性能分析模拟环境
当前,分子力学、量子力学、多尺度计算、计算机并行技术、计算机图形学已取得快速发展,利用这些技术建立一个能够完成纳米电子器件制备、操纵、设计与性能分析的模拟虚拟环境,并使纳米技术研究人员获得虚拟的体验已成为可能。但由于现有计算机的速度、分子力学与量子力学算法的效率等问题,目前建立这种迅速、敏感、精细的量子模拟虚拟环境还存在巨大困难。
三、交互式电子技术手册
交互式电子技术手册经历了5个发展阶段,根据美国国防部的定义:加注索引的扫描页图、滚动文档式电子技术手册、线性结构电子技术手册、基于数据库的电子技术手册和集成电子技术手册。目前真正意义上的集成了人工智能、故障诊断的第5类集成电子技术手册并不存在,大多数电子技术手册基本上位于第4类及其以下的水平。需要声明的是,各类电子技术手册虽然代表不同的发展阶段,但是各有优点,较低级别的电子技术手册目前仍然有着各自的应用价值。由于类以上的电子技术手册在信息的组织、管理、传递、获取方面具有明显的优点。
简单的说,电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便,数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式,电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。
四、电子技术在时间与频率标准中的应用
时间和频率是描述同一周期现象的两个参数,可由时间标准导出频率标准,两者可共用的一个基准。
纳米技术的了解篇8
关键字：纳米技术；园艺植物；应用
纳米科技是20世纪80年展起来的交叉、前沿的新兴学科领域，将对未来的科技、经济和社会发展产生重大影响。纳米技术，是指在1～100nm尺度上，研究物质的结构和性质的多学科交叉的前沿技术，其最终目标是用分子、原子以及物质在纳米尺度上的特性，制造具有特定功能的产品，实现生产方式的革命。近年来，纳米技术正在向生物医药、信息、能源和环境、航天航空、海洋、国防等高科技领域渗透，显现了其广泛的应用性和较强的市场潜力。因此，各国政府和企业都不惜投入巨资研究并开发纳米技术，占领战略制高点，抢占世界市场[1]。
纳米微粒自身具有特殊的性质，有着广阔的应用领域，因此纳米微粒的制备引起了广大的关注。纳米技术与生物技术相结合，并应用于生物领域，便形成了一种新的多学科交叉技术，即纳米生物技术。纳米生物技术是一个正逐渐发展的新兴领域[2]。近年来，纳米技术在园艺上的应用主要是植物生长调节剂、温室大棚薄膜、温室保温毡、生物微肥、果蔬保鲜、高效杀菌剂抑菌剂。
1纳米技术在调节植物生长方面的应用
植物生长调节剂是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质，用于调节植物生长发育的一类农药，包括人工合成的化合物和从生物中提取的天然植物激素。经过纳米生物技术处理后，植物生长调节剂颗粒粒径减小，因此可以更有效地被作物吸收，提高它的利用率。
三十烷醇（ta）纳米制剂处理后，对幼苗生长促壮效应更明显，表现在增加苗高、根长、根数以及增加叶片鲜重、提高叶绿素含量、增加酶活性。以相同浓度的ta原剂为对照，ta纳米制剂均在不同程度上比原剂的作用效果好[3]。
2纳米技术在园艺产品保鲜方面的应用
当前，园艺产品保鲜方面存在以下问题：一是果实的代谢很旺盛，释放乙烯等气体，容易导致果实后熟加快；二是产品易于失水；三是易被微生物侵蚀引起腐烂。因此，保鲜的主要难题应是防后熟、防失水、防腐等方面。
在模拟园艺产品冷藏环境中，tio2/aCF-pt光催化降解乙烯。活性炭纤维（aCF）表面先溅射沉积纳米pt，再进行tio2附着，能提高降解乙烯的能力。活性碳纤维（aCF）独特的孔隙结构和表面特性，在较高湿度下低浓度气相物质的吸附方面具有明显的优势。纳米光催化技术在消除有机气体时具有能耗低、反应条件温和、可减少一次污染等优点。其中纳米二氧化钛（tio2）以其活性高、价格便宜、对人体无害等特征被认为最佳的光催化剂。因此，纳米ti02光催化降解乙烯技术具有良好的应用前景。把aCF的高吸附性与纳米tio2良好的光催化性优势结合，以aCF为载体负载纳米ti02（ti02/aCF），一方面，解决纳米ti02负载问题；另一方面，aCF的吸附能力使低浓度气相物质在纳米ti02附近聚集，能提高光催化反应速率。对有效地清除园艺产品冷藏环境中乙烯是有利的。贵金属铂（pt）具有较高催化活性、优异电化学性能而备受关注[4]。
甘肃省农科院农产品贮藏加工研究中心研制成功一种新型纳米硅基氧化物（纳米SioX）保鲜果蜡，可在果蔬表面形成一种天然可食性蜡膜，能满足不同果蔬和不同涂蜡方法的需要。这种新型保鲜果蜡以天然动植物蜡为成膜剂，加入纳米硅基氧化物等天然材料，主要用于果蔬采后上光打蜡。该果蜡涂于果蔬表面后形成一层光亮、透明的可食性蜡膜，可食性涂膜的保鲜功能主要表现在：具有良好的气体选择透过性，使果蔬呼吸强度下降和乙烯释放量降低，从而推迟生理衰老，减少营养成分的损失。采收后果蔬水分损失很大，涂膜处理使果蔬表面形成一层均匀透明的薄膜，可阻止水分蒸发；封闭果蔬表面的微小损伤，同时又是杀菌剂和保鲜剂的有效体，从而减少致病菌的侵染，延长贮藏期和货架期，提高果蔬档次和市场竞争力。经甘肃省医学科学研究院卫生安全毒理学检验，这种果蜡属无毒产品[5]。
通过用纳米分子筛保鲜膜对白菜型油菜进行气调保鲜研究，得出以下结论：用纳米分子筛保鲜膜包装后，可以有效抑制小油菜的呼吸作用，延长保鲜期。室温下保鲜期可达3d，结合冷藏（6℃）保存时，保鲜期可达13d以上。由于纳米分子筛具有独特的气体选择性，因此是一种具有广阔前景的气调包装添加改性剂[6]。
3纳米技术在防治病虫害方面的应用
园艺上，病虫害的防治日趋重要。在各种植物中，草坪植物遭受病害危害仅次于果树、蔬菜和少数经济作物。病害降低了园艺植物的实用价值和观赏价值。目前，纳米技术在灭菌抑菌方面的应用主要有：光半导体材料本身没有抗菌功能，它所具有的光催化特性赋予其抗菌性能（matsunagaetal，1985）ti02的光催化作用能破坏Dna双链结构；同时许多无机化合物或无机离子也能被ti02光催化降解成毒性较小或无毒的产物。
纳米ti02具有以下优点：[7]①对紫外光的吸收率较高，可直接利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光，激发生成电子一空穴对；②具有良好的抗光腐蚀和化学稳定性；③具有较深的价带能级，氧化还原能力强，具有较高的光催化活性；④对很多有机污染物有较强的吸附作用；⑤具有广谱、长效的抗菌特点；⑥安全无毒。
王芳、谭洁文关于硅制剂对草坪草四种病原真菌的抑制作用研究表明，纳米硅对立枯丝核菌致病性的抑制作用较强，抑制率为6.19%。经过硅处理的叶片对禾炭疽刺盘孢菌具有较明显的抗性，其抑制率为37.02%[8]。
t.K.Barik.B.Sahu.V.Swain关于纳米硅对害虫的控制实验表明，纳米硅制剂可以有效的杀死害虫。通常，在虫体的表皮存在多种脂质作为水屏障，使害虫免遭干燥环境的影响。而纳米硅制剂能够被虫体表面的脂质吸附，使脂质丧失其作用，然后达到杀虫的目的。这种制剂涂在茎和叶的表面，不会影响植物组织的光合作用和呼吸作用，也不会影响基因的表达[9]。
70%纳米欣可湿性粉剂是一种高效、低毒、低残留、广谱、内吸性苯并咪唑类杀菌剂，具保护和治疗双重作用。其作用机理是喷施于植物表面被植物体吸收后，经一系列生化反应，被分解为甲基苯并咪唑-乙氨基甲酸酯，干扰病菌有丝分裂中纺锤体的形成，使病菌孢子萌发长出的芽管扭曲异常，芽管细胞壁扭曲，从而使病菌不能正常生长而达到杀菌效果[10]。
m.K.Sarmast等关于纳米银胶体在araucariaexcelsaR.Br组织培养中能够降低细菌感染的实验证明，将离体的植物组织或浸泡在纳米银胶体的溶液中或将适量的纳米银直接加入培养基中，均能降低植物组织培养中的细菌污染，而且对植物以后的生长没有任何副作用[11]。
4纳米技术与纳米肥料
以“盐肥柱撑”技术为核心，重点研究现代微生物技术，结合纳米插层技术、植物种植技术和化学工程技术等多学科的技术制成纳米生物有机肥。实验表明，使用该肥料后，植株根系发达，生长速度超常，反季节能力强，作物果实饱满，品质明显提升，成熟收获期提前，与常态种植相比平均增产幅度不低于15%[12]。
此外，2007年华龙肥料技术有限公司首次将纳米碳应用到农用肥料中。研究结果表明，在肥料中添加纳米碳，可使谷类作物增产10%～20%，蔬菜作物增产20%～40%。在增产的基础上，可使小麦籽实脂肪含量增加，蛋白质含量减少。同时该技术也在花卉上进行了不同品种的试验，均得出有突破性的结论。现主要研究花卉生产中。纳米碳粉的加入，对降低肥料用量，以及提高花卉观赏特征的影响，为今后探索纳米碳在改善花卉品质方面的深入研究打下基础[13]。
5展望
纳米微粒自身具有特殊的性质，有着广阔的应用前景，纳米微粒的制备引起了广大的关注。相信在不久的将来，纳米技术的发展将日新月异，其在生命科学领域的发展应用将非常迅速。
（收稿：2013-05-16）
参考文献
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[8]王芳，谭洁文.硅制剂对草坪草四种病原真菌的抑制作用第四届全国农药交流会论文集
[9]t.K.Barik.B.Sahu.V.Swain.nanosilica—frommedicinetopestcontrol.parasitolRes.2008，103：253258.
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[11]m.K.Sarmast.nanosilvertreatmentiseffectiveinreducingbacterialcontaminationsofaraucariaexcelsaR.Br.var.glaucaexplants[J]actaBiologicalHungarica.2011，62：477-484
[12]张建军.正光纳米生物有机肥在现代农业中的应用与未来展望[J].四川农业科技.2011，（2）：45-46
纳米技术的了解篇9
关键词3D打印技术；纳米材料；应用优势；影响
中图分类号tp3文献标识码a文章编号2095—6363（2016）17—0056—01
众所周知，在科学技术不断发展的当代，3D打印技术的出现无疑是科技领域的又一次革新，它被誉为“第三次工业革命重要标志之一”。与此同时，纳米材料近几年的发展也是不容小觑，纳米材料成功应用在人类的衣食住行等方面，更是被预言为是当今世界最有发展前景的决定性技术材料。但纳米材料的应用存在着单一性、数量少等局限性。因此，3D打印技术以其多样性、丰富性弥补了这一缺陷。二者完美契合，必定会为技术产品带来新面貌。
13D打印技术的概况
1.1概念及原理
简单来说，3D打印技术是一种快速成型技术，在国外它被称为“增材制造”。其原理是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体，并且可以把复杂的三维制造转化为一系列的二维制造的叠加。
1.2发展及特点
据了解，3D打印技术的发展历程大致如下：1984年的数字资源打印成三维立体模型技术、1993年创造出的7三维打印技术（3Dp）、1996年第一次使用“3D打印机”、2005年世界上第一台离精度彩色3D打印机——Spe。3D打印技术与传统打印技术最大的区别在于适应的材料上，传统的打印机使用的无外乎是墨水等原料，而如今的高科技3D打印技术依赖于基于计算机科学的CaD技术，通过预先的CaD设计，继而在打印过程中完成一系列的数字切片程序；再将这些信息传入到计算机，其次在打印机中进行分层打印，最后将这些分层打印出来的薄片传送给打印机直至其堆叠出来一个成型的物体。
2什么是纳米材料
纳米材料就是在100nm以内的空间内从微观粒子的角度对材料进行加工和修饰，这些粒子包括分子、原子和离子等，这种材料与传统宏观意义上的材料不同。近些年来，纳米材料如雨后春笋般地涌现出来，广泛地应用于医疗等领域。而这都归功于纳米技术的高速发展，纳米技术的发展“刷新”了人们对物质世界的传统认知。纳米材料具有表面效应、小尺寸效应以及量子隧道效应等，融合了物理学中力、光以及电磁等技术，具备催化的性能。由此不难看出，纳米材料在21世纪将有着最广阔的应用前景。
33D打印技术应用在纳米材料中的优势
1）精细性。3D打印技术依托于计算机，将复杂的三维设计转化为实物模型。纳米材料中的细微粒子正是基于其自身的小尺寸特点产生巨大效应，3D打印技术融入其中，可增加纳米材料的光、电、热等独特功能，从精准细微出发，可有效缩短产品研发周期。
2）多样性。3D打印技术拥有多样化的材料，可以满足纳米材料在发展中的复杂要求，从而使纳米材料获得更多如反射、催化等意想不到的高性能特点，增加了其附加值。
3）循环性。3D打印技术中的可循环利用特性为纳米材料带来了福利。据了解，纳米在抗菌、保鲜、除臭等方面有着重要功效，而3D打印技术利用循环性，正好可以延长纳米材料的使用寿命，增加其使用值，为社会生活做出更多贡献。
4）环保性。3D打印技术在环保方面最主要的表现为节能、毒素排放量少且功耗消耗较少。由于3D打印技术来自于电力供电，又因为其精确度高。所以在能耗的使用上，能够最大程度地优化资源，避免浪费和污染环境。近年来，运用纳米技术研发的复合稀土化合物，其粉体作用可以净化汽车尾气。可见在这一点上纳米材料与3D打印技术不谋而合。二者的融合会进一步减少污染气体排放量，有效地优化资源，避免资源浪费带来的环境污染。由此不难看出，二者结合非常完美。
43D打印技术对纳米材料的影响
1）3D打印技术促进了纳米材料成本的降低。纳米材料在诸多方面运用得十分广泛，而细微纳米粒子虽小但能量大。3D打印技术因其自身的精准度可以大大避免材料浪费，从而使每一颗纳米粒子都得以成功发挥作用。例如利用纳米材料，在玻璃或墙面涂上纳米薄层，进行白洁，且还可有效吸收对人体有害的紫外线。3D打印技术在最开始计算玻璃或墙的精确度，使测量精准，不浪费每一颗纳米粒子，从而降低成本。
2）3D打印技术促进了纳米材料设计技术的革新。3D打印技术的运用加快了纳米材料的设计进程，使得纳米材料在设计技术领域不断发展与完善。简单举个例子来说，纳米材料制成的納米陶瓷对汽车、飞机等交通工具的发动机部件有着重要作用，可有效提高发动机的功率。将3D技术应用于纳米材料的设计中，更是将高科技与制造业设计的结合推向了一个新的高度，加快了纳米技术产品制造的发展与创新。
3）3D打印技术有利于缩短纳米材料制作周期。3D打印技术本身具有快速性、精准性，在纳米材料制成品中更是大有益处。通过3D打印技术准确地计算所需模型材料，并且大大地缩短了纳米材料的制作周期。与传统的材料设计相比，3D打印技术下往往将信息输入进去，一个“回车”发送指令，就可以在很短的时间内完成纳米材料的制作。例如纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品，将其结合3D打印技术，既可以有效缩短生产周期，又可以物尽其用，有益于资源合理配置。
4）3D打印技术促进纳米材料应用的人性化发展。由于3D打印技术可以通过模型的设计转化为实物模型，以此来最大程度上满足纳米材料应用的设计者及使用者的需求，改变了一般意义上的死板设计。例如，利用纳米材料技术制成的微型机器人，首先运用3D打印技术勾勒三维模型，精准机器人的一切尺寸，通过计算机转化为实物模型。并且此纳米机器人可疏散病人脑血管中的血栓，清除其心脏动脉内的脂肪和沉淀杂质物，成为人类健康生活的小助手。
5结论
纳米技术的了解篇10
关键词：纳米技术材料生物能源环境
人类对自然界的认识长期以来一直沿着宏观宇宙的大尺度和基本粒子的微观尺度两个方向发展。从20世纪中期开始，人们逐渐发现，介于宏观和微观之间的尺度——介观尺度也具有重要意义，它是一个人类远未深入了解的尺度范围，纳米科技就是处于这一介观世界中“纳米尺度”上的科学技术。
纳米科技是指在纳米尺度（1～100nm）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。纳米科技的最终目标是根据原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性，制造出具有特定功能的产品。
一、纳米材料的应用
从材料的角度看，纳米技术是通过综合控制材料到纳米尺度，引起材料性能发生显著改变，从而用于制备特定功能的产品。纳米材料的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体相比有显著的不同。
纳米材料大致可分为纳米粉体、纳米纤维、纳米薄膜、纳米块体等四类。
纳米粉体材料可用于高密度磁记录材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学仪器抛光材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、各种药物制剂或药物载体等。纳米纤维可用于新型激光或发光二极管材料、高强度纤维（如碳纳米管）等。纳米薄膜可用于气体催化材料、光敏材料、平面显示器材料、超导材料等。纳米块体的主要用途为超高强度材料、智能金属材料等。
二、纳米生物技术的应用
纳米生物技术是纳米生物学的应用，即用先进的物理学、纳米科技手段研究生物学基本问题，特别是在单分子水平上研究生物大分子的结构、功能和相互作用；应用物理学定量的、大规模信息处理的思路和方法革新研究方法，开拓崭新的研究领域。如生物芯片、Dna计算机和生物信息学等等。纳米颗粒能用作医学诊断和治疗的工具，纳米生物技术的方法也用于发展具有多功能特性的新材料和新器件，如纳米生物传感器等。
三、纳米与能源
随着纳米技术的发展，高效率、低成本的太阳能发电将成为现实。
太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转移反应。除了发展环保的可充电电池外，超级电容器作为一种新型的储能器件，具有无可替代的优越性。它储存电荷的能力强，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。纳米材料应用于超级电容电极的研究，已经引起了越来越多的关注。以碳纳米管为例，它具有大的比表面积、导电性好、化学性能稳定，被认为是理想的超级电容电极材料。
四、纳米技术在环境问题中的应用
随着纳米材料和纳米技术的日益发展，纳米环保技术也迅速发展，不仅拓展了人类利用资源和保护环境的能力，而且为彻底改善环境和从源头上控制新的污染创造了条件。
纳米材料因具有超大的比表面积及表面原子活性高等特点，对各种有毒有害气体具有很高的吸附效率，通过表面修饰及掺杂等工艺，还可以获得对某些微量物质的特别高的选择吸附功能，可广泛用于空气净化和尾气排放无害化、水净化与污水排放无害化、电磁及噪声污染的有效控制、节能与资源的有效利用等领域。
利用纳米技术还可以制备非常好的催化剂，其催化效率极高。经它催化的石油中硫的含量小于0.01%，因而在燃煤中可加入纳米级助燃催化剂，以帮助煤充分燃烧，提高能源的利用率，防止有害气体的产生。纳米级催化剂用于汽车燃烧催化，有极强的氧化还原性能，使汽油燃烧时不再产生一氧化硫和氮氧化物，根本无需进行尾气净化处理。而各种纳米光催化氧化材料，可以利用光能降解有机物，抗菌除臭，在净化环境、保护健康方面起着越来越重要的作用。