生活中哪些是纳米技术?

知新问答网作者无名剑客2020-04-26 精选提问 阅读

生活中哪些是纳米技术?现在人类已经进入一个人人都使用、需要纳米技术的时代。许多早期科幻小说中所描述的纳米技术已经实现,只不过是以我们不易察觉的方式,比如它是智能手机或者其他各种设备的组件材料,但是我们并不知道这些是建立在纳米技术上的。纳米技术已经悄然渗透到了我们生活的各个方面,成为我们日常生活中的一部分。

如今,从防晒霜、衣服、汽车、太阳镜到电脑和显示屏,纳米技术的应用无处不在,哪怕是在最日常的生活中。比如,防晒霜通常含有二氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)的纳米颗粒,两者都是高度紫外线吸收剂。有些衣服中也添加二氧化钛和氧化锌来抵御紫外线,同时在衣服中添加二氧化硅纳米粒子用于防水,银纳米粒子用于抗菌。

2016年,中国研究者还利用相同的原理制成了一种布,这种布并不是阻断紫外线,而是吸收紫外线并将它转化为电能。同样地,加州大学的研究者发明了一种隐形的布,这种布使用黄金纳米粒子来使物体周围的光重新分布,达到隐形的效果。

纳米技术目前已成功用于许多领域,包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。包括如下领域:

1、纳米技术在新材料中的应用

2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用

3、纳米技术在制造业中的应用

4、纳米技术在生物、医药学中的应用

5、纳米技术在化学、环境监测中的应用

6、纳米技术在能源、交通等领域的应用

7、纳米技术在农业中的应用

8、 纳米技术在日常生活中的应用

9、纳米技术在环境污染防治中的应用

10、在汽车尾气净化方面的应用

11、在室内空气净化方面的应用

12、在固体废弃物处理方面的应用

13、在控制噪声方面的应用

生活中哪些是纳米技术?

在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布虽然结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。

利用纳米材料,冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末,可以使废水彻底变清水,完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全,还有益健康。

纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料,还可以吸收对人体有害的紫外线。

纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。

利用纳米技术制成的微型药物输送器,可携带一定剂量的药物,在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位,有效地起到治疗作用,并减轻药物的不良的反映。用纳米制造成的微型机器人,其体积小于红细胞,通过向病人血管中注射,能疏通脑血管的血栓。清除心脏动脉的脂肪和沉淀物,还可"嚼碎"泌尿系统的结石等。纳米技术将是健康生活的好帮手。

日本东京已有人在实验室研制成功自洁玻璃和自洁瓷砖。其表面有一层薄纳米TiO2,在光的照射下,任何粘污在表面上的物质,包括油污、细菌,由于纳米TiO2的催化作用,使这些碳氢化合物进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。TiO2可用于制作包装容器、食品机械的箱体和生产车间等。

德国一研究所以纳米硅基陶瓷制成的特种不污染耐磨透明涂料,涂在玻璃、塑料等物体上,具有防污、防尘、耐刮、耐磨、防火等功能。可用于包装和食品机械上与食品直接接触的零部件的表面涂层。

纳米SiC、Si3N4在较宽的波长范围内对红外线有较强的吸收,可用作红外吸波和透波材料,做成材料性薄膜或纤维。纳米Si3N4非晶块具有从黄光到近红外光的选择性吸收,也可用于特殊窗口材料。以纳米SiO2做成的光纤对600nm以上波长光的传输损耗小于10dB/km,以纳米SiO2和纳米TiO2制成的微米做厚的多层干涉膜,透光性好而反射红外线能力强,与传统的卤素灯相比,可节省15%的电能。这些特性可用在食品机械的红外干燥和红外杀菌设备上。

经研究证明,将30~40nm的TiO2分散到树脂中制成薄膜,成为对400nm波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料,可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。

纳米SiO2光催化降解有机物水处理技术无二次污染,除净度高,其优点是:具有巨大的比表面积,可将有机物最大限度地吸附在其表面;具有更强的紫外线吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力,可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。这对污水处理量较大的食品企业提供了有力的技术支持。

介孔固体和介孔复合体是近年来纳米材料科学领域引人注目的研究对象,由于这种材料较高的孔隙率(孔洞尺寸为2~50nm)和较高的比表面,因而在吸附、过滤和催化等方面有重要的应用前景。对纯净水、软饮料等膜过滤和杀菌设备又提供了一个广阔的发展空间。

食品机械工作环境恶劣,对润滑剂要求较高,而通常润滑剂易损耗、易污染环境。磁性液体中的磁性颗粒尺寸仅为10nm,因此不会损坏轴承,而基液亦可用润滑油,只要采用合适的磁场就可以将磁性润滑油约束在所需的部位,保证机器的正常运转。

纳米磁致冷工质。磁致冷发展的趋势是由低温向高温发展,构成磁性的纳米团簇,当温度大于15K时,其磁熵变高于GGG(Gd3Ga5012),成为15~30K温区最佳的磁致冷工质。1997年,美国利用自旋系统磁熵变的致冷方式,研制成Cd为磁致冷工质的磁致冷机。它与通常的压缩气体式致冷方式相比较,具有效率高、功耗低、噪声小、体积小、无污染等优点。这为食品冷冻和冷藏设备又开辟了新的途径。

橡胶和塑料是包装和食品机械应用较多的原材料。但通常的橡胶是靠加入炭黑来提高其强度、耐磨性和抗老化性的,制品为黑色,不适宜用在食品机械上。纳米材料的问世使这一问题迎刃而解。新的纳米改性橡胶各项指标均有大幅度提高,尤其抗老化性能提高3倍,使用寿命长达30年以上,且色彩艳丽,保色效果优异。普通塑料产量大、应用广、价格低,但性能逊于工程塑料。而工程塑料虽性能优越,但价格高,限制了其在包装和食品机械上的大范围应用。用纳米材料对普通塑料聚丙烯进行改性,达到工程塑料尼龙的性能指标,且工艺性能好、成本低,可大量采用。