高科技纳米技术范文
时间：2023-12-04 17:26:42
高科技纳米技术篇1
陶瓷可以做成刀具，只要在烧制过程中加入纳米材料；打针可以不痛也不出血，药物反而更容易被人体吸收，只要使用无痛纳米微针；液晶显示器可以显示效果更好，只要用纳米微球作液晶板间的“支架”；使用纳米技术，一分钟就能分辨出地沟油；使用纳米技术，中巴车充电三十分钟就能从苏州开到南京……拥有纳米技术，即使没有刘谦，也能见证奇迹。
事实上，纳米技术由来已久。1990年，第一届国际纳米科学技术会议召开，这是纳米技术诞生的重要标志。在此后多年中，纳米技术只是扮演了一个冷冰冰的科学名词。如今，其已经悄然蜕变，并走进了人们的衣食住行。更值得欣慰的是，将来纳米技术还能被广泛应用于七大新兴产业的上游高端环节，引领新兴产业发展，推动战略性新兴产业发展。
据了解，纳米技术理念最早由诺贝尔物理学奖获得者费曼提出。作为一个长度单位，纳米是十亿分之一米。因为在1～100纳米的尺度内，物质特性发生许多不同于宏观世界的物理和化学变化，而正是这些特性，注定纳米技术必将对产业带来颠覆性的革命。
细数纳米技术对世界产生的深远影响：除了大量原创性成果不断涌现，近十项重大突破性技术荣获诺贝尔奖，材料、能源、微电子、生物技术等众多产业领域发生了深刻的变革，产业规模迅速壮大。美国市场研究人员预测，到2014年，全世界纳米技术产业市场规模将到达2.6万亿美元，相当于IT和通信两大行业的总和。
苏州纳米技术产业发展首席顾问，中科院院长、国家纳米领域首席科学家白春礼院士曾这样预测纳米技术产业的未来：会像今天的计算机技术一样普及。他指出，纳米技术是对21世纪一系列高新技术有重要影响的关键技术，将引发人类社会的新一轮产业革命。纳米技术及应用国家工程研究中心主任助理何丹农也曾指出，纳米技术与信息技术、生物技术共同成为21世纪社会发展的三大支柱，它是当今世界大国争夺的战略制高点。
如此，在全球范围内，世界主要国家都把推动新一轮产业革命的纳米技术产业列入国家重大战略性产业并不意外。而各国都在加快布局，抢占纳米技术的战略制高点。韩国、美国、日本、欧盟、俄罗斯等世界主要国家都将纳米技术产业作为国家重大战略性产业，纷纷制定国家层面的发展战略和计划，重视政府资金投入，强化产业国际合作与交流。
韩国最为突出。据了解，韩国正大力发展纳米生物科技、纳米能源、纳米材料技术、纳米环境等产业。韩国甚至还为纳米产业的发展制定了特别法，过去十年财政投入超过20亿美元。此外，韩国政府还整合教育部、科技部等相关政府部门，实施2020计划，渗透新市场，加快纳米产业化。美国也不例外。美国也从2000年开始实施《国家纳米技术计划》，近几年在纳米技术领域的研发投入都保持在每年近20亿美元的规模。
2005年，欧盟制定《欧洲纳米技术发展战略》，欧盟成员国德国、法国、芬兰等分别制定了本国纳米技术发展计划，欧盟及主要成员国已累计投入超过140亿美元。俄罗斯从2001年开始重点推动纳米技术产业，2007年专门成立国有“俄罗斯纳米技术集团”推动产业化发展。此外，埃及、印度、泰国、沙特、南非等国也不甘落后，加大研发投入和产业化促进力度。全球形成争夺纳米科技制高点的竞争态势。
在纳米技术领域，中国也不落人后。中国从20世纪80年代起就一直高度重视纳米技术，作为较早开展纳米技术研究的国家之一，2001年就成立国家纳米科技指导协调委员会，同年7月科技部等五部委《国家纳米科技发展纲要（2001～2010）》。
科技部技术研究司司长张先恩指出，上世纪80年代初，中国纳米领域的量几乎为零，进入21世纪以来，呈曲线上升的趋势。直至去年，中国的量占全世界总量的20%，同时论文的引用次数也在增长，其中中科院的论文的引用次数位居全国首位。
数据显示，2001～2009年，中国用于纳米科技的研发经费超过26亿元人民币。“973”计划、“863”计划设立纳米技术专项，吸引了包括国家杰青、中科院百人、教育部长江学者在内的约342名高端人才从事纳米技术研究，在基础研究方向取得众多原创性技术成果；清华大学等50所大学和中科院的36个研究所从事纳米技术研究；2009年，我国发表纳米科技SCI-E论文总数首次超越美国，跃居世界第一，专利申请量世界第二；先后建设“国家纳米技术科学中心”和“纳米技术及应用国家工程研究中心”等国家纳米科技研发载体。
纳米技术的前景更得到产业界的认可。众多世界500强企业看好纳米技术产业的战略前景。美国IBM公司持续20几年推进纳米技术研发，在多个领域拥有突破性的优势。2010年4月，韩国三星公司开始建设“三星纳米城”，全面推进纳米级超精密半导体产业。日本的索尼公司积极布局纳米科技，在半导体显示及存储领域已经取得优势地位。
毋庸置疑，发展纳米技术与相关产业，对提升国家及区域竞争力的巨大战略意义。然而，与物联网等相关产业类似，纳米技术问世也已有20余年时间，但现在，技术产业化过程并不理想。“纳米技术成果产业化之路走得并不顺畅。”业内人士告诉记者。
科技部万钢部长（国家纳米科技指导协调委员会主任）在总结过去十年中国纳米科学领域取得的成果时指出，中国已迈入纳米大国行列，但还不是纳米强国。这主要表现为产业化水平低，无规模企业广泛参与，不能有效推进协调纳米技术资源。亟待从产业发展角度对国家纳米技术产业进行整体规划，形成良好的技术成果产业化机制。
在联想之星副总裁梁青看来，这正是纳米技术产业化面临的最大问题。“没有设备、没有原料、没有应用，一切都要从新开始。这也是我们在投资过程中面临的最头痛的问题。材料做出来了，但还得等6年才能实现部件销售，应用时间更长。因为周期长，投资额也很大。”
他告诉记者，“纳米技术是变革性的，不是改良性的。其产业化周期很长，需要产业链上下游的协调与配合。正常情况下，要先做出材料，再做出配件，再做出应用。但现实的情景是，很多部件企业会认为，上游材料没有大规模生产前，不敢冒然采用，而材料大规模生产至少要两三年，部件大规模生产也要两三年，应用同样如此。它们之间的矛盾很明显。”
然而，在纳米技术产业，国外并没有成功经验可以借鉴。梁青指出，“因为，在纳米技术领域，中国并不落后。但国外有更多的钱，更好的投资环境，企业不是那么急功近利，而国内中小企业功利性比较强。现在，很多地方政府和学研机构对科技成果产业化也有疑虑。国家科技经费投资研发出某项技术，后被企业以某种方式获取的状况时有发生。当然，更应该看到，技术如果一直放在研究所里就不值钱。”
不久前的一项调查结果显示，日本80家大企业中，有大约40%的企业设置了专门机构，已经或者即将着手发展这一高新科技。三菱、伊藤忠和丸红等综合商社已经或计划同美国的风险企业设立合资公司，把纳米技术列为新的发展项目。富士通公司设立了纳米技术研究中心，住友电工公司也组织了纳米技术研究班子。
在日本，企业界是发展纳米技术的主力军。与之不同，中国在纳米技术产业化过程中，并未实现“以企业为主体”。尽管从纳米领域的专利方面看，中科院申请的数量已经位居世界排名的首位，但是与其他国家相比，中国的专利大都是研究机构在申请，而在国外企业却占主导，“这也说明中国纳米企业科研的进展还有很大的努力空间。”张先恩说。
何丹农认为，在纳米技术成果集成方面，要始终坚持把市场需求作为出发点和归宿点，选择具有市场前景的技术和成果。由于纳米技术的跨学科性、实验和技术上的局限性、技术的成熟度不够、研究成本高周期长等问题，仅靠一个工业部门或者研究机构将无法加快推动纳米技术产业化进程，所以，急需采用合理的产业化与投融资模式。
梁青认为，在纳米技术产业并没有规模化的企业，而这制约了产业化的进程。“事实上，只有像联想、3M等大型企业才会考虑三五年后的事情，一般的中小企业无暇，也没有实力去考虑长远。所以，它们就宁愿等着，反正没有威胁，它并不着急。而最着急的是新创立的企业，但它们也是干着急。很多纳米产业投资进去后，都出现越来越难熬的状况。”
当然，资本的助力对纳米技术产业化来说也必不可少，然而，现在资本市场偏好投资中后期项目，而不愿意投资早期项目？而这对于更多处在孵化阶段的纳米技术产业的融资环境更是雪上加霜。梁青说，“很多项目就是在从科技部到发改委的阶段，中间有一个断层，没有人管。但是，对国家来说，如果不做纳米技术，可能会丧失未来。”
他建议，“能不能让政府投资，材料、部件、应用等三个层面的企业一起干。在遵循市场规律的同时，给予足够的扶持政策，消除企业对规模化生产的疑虑。这等于把一个串行动作，变成一个并行的。如果能做到这一点，产业就能非常快地推进，长远对行业是有好处的。”
芬兰Culminatum创新公司的经验值得借鉴，该公司业务总监Eeva Viinikka指出，“纳米产业化趋向愈演愈烈，纳米产业如何取得成功？纳米技术创新、市场策略、政策扶持、合作创新、资金支持等方面是关键因素。”她指出，“在纳米技术方面，相关调查显示在纳米产业中端的企业较容易成功，因此，一些小型公司可以选择纳米中游产业进行市场开发，而不只是‘埋头’做自己感兴趣的研究。在合作创新方面，政府、科研机构、企业等多方面应该联合组成研发集群，这样就可以避免一些单方面不可避免的因素。而且，在资金方面，中小型企业要加强资金链的构建，在这一点上，美国企业做得比欧洲企业好。”
高科技纳米技术篇2
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。
为了促进纳米技术研发成果的转化，2000年12月，中国成立了第一个国家纳米技术产业化基地。该基地集中了国内一流的纳米技术研究机构和专家，并正在筹建世界级的国家纳米技术研究院。基地的发展目标是成为世界级的纳米技术科学城，孵化出一批世界级的高新技术企业，培养出一批世界级的纳米技术专家和现代企业家，把基地建成为一个综合的、跨学科的。市场化的、开放的、流动的现代化“纳米产业集群”。2003年8月，中国科学院纳米技术产业化基地宣告成立。该基地由中国科学院和多家纳米技术企业组成，将以产业化开发为主，兼顾应用研究、促进基础研究。
高科技纳米技术篇3
【关键词】纳米技术；建筑装饰；新型材料
1 前言
纳米技术，又称毫微技术，在科学界被定义为研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。随着科学技术的进步，纳米技术发展的正日益成熟，并逐渐成为具有深刻理论研究价值与广泛实物应用前景的一门高端综合性技术。从20世纪80年代以来，纳米技术的发展受到越来越多的关注，世界各国对其的研发投入也呈跨越式发展趋势，目前该项技术的初期产出已经可以应用到建筑装饰材料的制作和改良之中，而且在染料、涂料、食品、纺织等其他行业都呈现出较大的发展空间。把高新技术下的纳米材料引入建筑行业，可以说是对纳米先期技术实物化应用的一大创新，纳米技术在开创新型环保型科技建筑材料领域已经带来了意想不到的效果。
2 纳米技术的产生与发展
2.1 纳米技术的产生
作为以纳米级的材料运用到产品设计、制造，测量和控制等技术终端的技术，纳米技术最早来源于物理学家理查德・费曼在1959年做的著名演讲，此后十年，诸多科学家投入到这一科技事业的研究当中，直到70年代，科学家才从不同角度切实提出有关纳米科技的构想，尤其以科学家唐尼古奇的学说最为典型，他最先使用纳米技术一词描述精密机械加工。但是纳米技术的正式诞生却要比这时候还晚20年左右，直到90年代，第一届国际纳米科学技术会议在美国盛大召开，才标志着纳米技术正式面向世界，成为各国追逐的热议话题。纳米技术自从一开始产生，便注定了与工业化生产具有密切的联系，由此也决定了其主要包括：纳米级测量技术、纳米级表层物理力学性能的检测技术、纳米级加工技术、纳米粒子的制备技术、纳米材料、纳米生物学技术、纳米组装技术等。
2.2 纳米技术的发展
纳米技术的发展，主要是在纳米技术逐步成熟和被广泛接受之后，纳米技术的成熟是以其研究结构的稳定和普及为标注的。此时，纳米技术主要包括纳米材料，纳米动力学，纳米生物学和纳米电力学。其中，纳米材料微小的细致特性，起初适合于制造微特电机，甚至是磁悬浮列车，后来逐步发展到建筑新型材料的设计与制作之中，不仅可以节省现有建筑材料，而且更加环保和节能；纳米动力学更多还处于理论阶段，可以使微电机和检测技术达到纳米数量级；纳米生物学可以制成具有识别能力的纳米微细胞进行药物疗效观察和治理；纳米电力学也主要集中在对电子硬件的重新设置和改善，目前仍处于理论开创阶段，与实物的对接相对较慢。
3 纳米技术在新型建筑装饰材料中的应用
3.1 纳米技术在抗菌材料的应用方面大有可为
现代建筑设计中，对材料的运用范围更加广泛，除去传统下的石制材料、金属制品材料、木制材料，越来越多的装潢设计离不开玻璃制品、陶瓷制品、塑料制品的配合与设计，而且这样设计占据室内材料部分的比例呈明显递增趋势。相比之下，可以发现玻璃、陶瓷、塑料都属于后代科技下的产物，包含了更多的是社会物质的影响而非自然的常态构造，这些材料的纯净度受到很大的挑战，建筑设计中越来越多的这些材料设计加入，势必会增加整个建筑材料的污染度，加大材料细菌的存活空间。因此，纳米技术在抗菌材料方面的应用便因此开始，抗菌自洁玻璃是最好的例证，通过在建筑用玻璃材料表面涂上一层纳米TiO2薄膜，纳米TiO2薄膜在紫外线的照射下能自行分解出自由移动的电子，能将空气中的氢氧化物激活成为活性OH基因，将许多有害物质和油渍物质分解成氢气和二氧化碳，从而实现对空气的消毒和对玻璃表面的清洁。同样的，对于陶瓷材料、塑料材料都可以以类似的方式达到环保、清新空气、净化污染的目的。现在，新型的纳米染料也已经取得重大突破，这使得对整个建筑污染最大的材料也得到了最好的控制，因此，随着建筑材料范围的更加扩展，纳米技术在控制建筑材料污染方面的作用还会越来越大。
3.2 纳米技术可以显著增强建筑材料强度与韧度
现有建筑材料对材质刚性度的要求越来越高，使用复合材料构筑建筑材料已成为当今建筑业和家居装饰业得一大特色和趋势。传统的建筑装饰材料，秉承了质地脆、形象柔的加工工艺特点，深受人们的欢迎，但这也不能掩盖其易损坏、易变形的一大事实，最终使其使用受到了较大的限制，只具有观赏性不具有实用性。采用纳米技术对建筑材料进行加工之后，情况完全不同，纳米技术材料有助于装饰材料内晶体颗粒的滑移，使材料具有超塑，通过纳米技术是得SiC、Si3C4、ZnO、SiO2制成的装饰材料具有高强度、高密度、高韧度的特性，在同类品中更具有易磨性和支撑性，最终达到建筑装饰材料防腐、耐磨与美观的统一。
3.3 纳米技术开创性能特殊的光学建筑材料
纳米技术在建筑装饰材料中的运用，最有特色的一点体现在对光学材料的改观上，纳米材料具有特殊的抗紫外线、吸收和反射红外线能力，当这种材料运用在建筑装饰材料中，可以使得建筑材料具有抗光扰性和减少辐射。最新科学研究表明，TiO2、ZnO、SiO2在对波长为300-400nm波段具有很强的紫外线吸收能力，大大降低了紫外线对建筑材料的辐射和反射，进而保护人体免受紫外线的强辐射照射。除此之外，还有很多纳米制材料对不同波段的紫外线强光具有抗辐射作用，对保护人体和家居起着重要的作用。
参考文献
[1] 张志琨. 崔作林. 纳米技术与纳米材料[M].北京:国防工业出版社, 2000
[2] 汪一佛. 纳米技术在建筑材料领域中应用[J]. 建材技术与应用, 2001，(4):9-12.
[3] 肖力光. 周建成. 马振海. 纳米技术及其在建筑材料中的应用[J]. 吉林建筑工程学院学, 2003， (1):27-32.
[4] 魏智强等. 纳米技术在建筑材料中的发展与应用[J]. 中国粉体技术,2005，(2):45-48.
高科技纳米技术篇4
随着科学技术的进一步发展，微电子在人们日常生活工作中的应用愈加广泛，微电子产品的核心便是芯片，而随着IC设计与半导体加工工艺技术水平的不断提高，电子元件的尺寸越来越小，集成电路的规模越来越大，其复杂程度也越来越高，对半导体芯片的尺寸、性能及稳定性等有了更高的要求，如何生产出尺寸更小、功耗更低、性能稳定性更好的半导体芯片成为微电子技术发展的瓶颈。与此同时，纳米技术的飞速发展及其在各个领域内的应用，为微电子技术的突破性发展提供了机遇和条件。
纳米电子技术
纳米（nanometer）是一个长度计量单位，一纳米等于10亿分之一米，纳米技术是指在纳米空间内，通过特定的技术设计，实现原子或分子在纳米例子表面的排列组成，从而制造出具有特定性能的材料或器件的一门高新技术。纳米微粒的独特结构能使其产生小尺寸、宏观量子隧道、量子尺寸等多种效应，其材料表现出光、电、热、反射、吸收及生物活性等许多特殊的功能，作为介质扩散气体的速度极快，颗粒与生物细胞的物化作用很强，能很容易进入细胞内，且在使用时用量小、附加值极高，能够赋予材料意想不到的高性能。近年来，随着纳米材料和纳米技术的发展，其在各个领域内都有了较为广泛的应用。而随着微电子技术的发展，电子元件的尺寸不断缩小，集成电路的集成程度要求也越来越高，为了生产出能够适应电子元件及集成电路发展要求的半导体芯片，有着诸多特殊功能的纳米技术开始被应用于电子领域，纳米电子技术由此而生。
纳米电子技术是纳米技术与电子技术相结合的产物，它是在微电子产业发展较为成熟的条件下产生的，从某种意义上来说，纳米电子学是微电子学继续向更微小的世界的延伸。
纳米电子技术是以纳米粒子的量子效应为理论基础建立并发展起来的，也即是当电子元件的尺寸小到纳米量级时，其加工技术、运行机理等都与微电子器件有了极大差异，采用纳米技术研制出来的分子器件，不仅能够克服半导体加工工艺中的存在的问题和困难，与基于硅集成电路上的器件相比，其在传感、灵敏度、集成度等多方面都有更好的性能。
纳米电子技术应用现状
纳米电子技术虽然兴起的较晚，但其发展极为迅速，经过近些年来的发展，已经取得了一定的成果，当前，这些成果集中体现在纳米电子材料和纳米电子元件的应用上，同时这一技术在现代医学中也有了较为广泛的应用。
1. 纳米电子材料
当前常见的纳米电子材料有纳米半导体陶瓷材料、纳米硅材料和纳米硅薄膜，其中基于纳米技术的硅电子材料一起能耗低、运行时间短、反应速度快及运行可靠稳定，受外界环境影响小的优点，较为完美地契合了现代社会对电子技术的发展需求，与同等材料相比有着绝对的技术优势，且随着科研技术的进一步发展，其成本也有所降低，在电子领域内的应用前景十分广阔。
2. 纳米电子元件
纳米电子元件是在集成元件和超大规模集成元件的发展基础上开发研制出来的，当前利用纳米电子学已经研制成功了包括单电子晶体管、纳米发光二极管及超微磁场探测器等在内的各种纳米器件。
3. 纳米电子技术在现代医学中的应用
电子学的发展离不开包括生物学在内的基础学科的贡献，而现代电子科技产品在基础学科中的应用，也推动了基础学科的发展。随着纳米技术的发展，纳米电子技术也被广泛地应用在医学领域中，彩色多普超声诊断仪、伽马刀、磁共振成像（MRI）等高科技医学产品的问世及应用，都极大地推动了现代医学的发展。而应用了纳米技术的电子学与生物医学的结合将会把人们对于微小生物体的研究带入到一个全新的阶段。
纳米电子技术发展前景
1. 碳纳米管
碳纳米管是由石墨碳原子层卷曲而成的，其自身的拓扑机构及极好的机械强度和导电性，使其在光学、机械性能和电子特性上都有着明显的优势，应用碳纳米管可以推动单电子器件和纳米量子器件的研究和开发应用，其本身也是当前世界科学领域内研究的重点。
2. 纳米硅薄膜
硅在当前的半导体器件中的应用十分广泛，目前世界上的半导体器件有95%以上都是由硅做成的，纳米硅薄膜的工艺程序与硅器件及集成电路是相容的，其发展将为量子功能的进一步研制提供基础，并推动纳米电子技术向更高层次的发展。
3. 纳米生物电子
将纳米技术、电子技术与生物芯片相融合，其研制出的最大成果是纳米机器人，这种基于纳米电子技术的机器人能够进入到人体的血管中，成为人体内的清洁器，清除体内对人体有害的物质，保证人体新陈代谢，为人体健康提供了更高的保障。
结 语
纳米电子技术在先进工程技术和现代物理学结合的基础上，基于纳米粒子的量子效应诞生并发展起来的，其研究将能从根本上推动微电子技术突破发展瓶颈，在现代科技设备不断追求体积缩小、运算更快的当前，这一技术被相关领域内的诸多专家视为是下一代科技实现突破性发展的关键技术，对其研究的水平也将成为一个国家技术水平的展现。
高科技纳米技术篇5
关键词：纳米技术；食品科学；纳米食品
中图分类号：F416文献标识码： A
一．引言
纳米技术属于新型交叉性学科，属于同应用开发技术密切相关的高新技术。纳米技术在多种科学领域中得到广泛应用，并逐渐成为社会发展的重要支柱产业。随着纳米技术逐渐成熟，开始被应用到食品科学中。
二．纳米技术的含义
纳米技术（nanotechnology）是在80年代末诞生并正在蓬勃发展的一种高新科技，是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。它是以现代科学（介观物理、混沌物理、量子力学、分子生物学）和现代技术（微电子和扫描隧道显微镜技术、计算机技术、核分析技术）为基础，纳米科学技术还会引发一些其他科学技术。纳米技术即在1-100mm范围中研究物质反应与结构，并进行纳米结构检测的新型技术，纳米技术为生物制药与生命科学的研究提供了高效的研究方式，当物质粒度达到纳米级别之后，其化学性质与物理性质会发生变化，这就是“纳米效应”。“纳米效应”包括量子尺寸效应、小尺寸效应、界面效应与表面效应等内容，纳米技术有着十分广泛的影响面，能够向不同的领域中渗透，并带动能源产业、信息技术以及食品科学等学科的发展。科学家发现，当物质小到1 ～100纳米时，由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应，物质的很多性能将发生质变，呈现出许多既不同于宏观物体，又不同于单个孤立原子的奇异现象（白春礼，2001）。即在原子、分子及纳米尺度上，物质表现出极其新颖的物理、化学和生物学特性，该特性能被人类学习、掌握、控制和利用，从而使得人类社会现存的一切发生翻天覆地的变化。
三.食品科学中的纳米技术
1.纳米食品
纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术的食品。纳米食品有广义和狭义之分，从广义来说，在食品生产加工和包装中，利用了纳米技术的都可以称为纳米食品；从狭义来说，只有对食品成分本身利用纳米技术改造和加工的产品，才称得上是纳米食品。纳米食物就是用纳米技术处理其中的营养成分，让人根据需要来控制这些成分何时起作用的食品。例如用特殊的纳米外衣把各种口味或各种营养的成分包裹起来，纳米外衣不会受消化系统影响，但人却能控制纳米外衣何时打开，把包裹的成分释放出来。
纳米食物还可以让同样的食物在不同人口里出现不同的味道。例如同样一块蛋糕，喜欢甜食的人感觉蛋糕是甜的，喜欢烤肉味的人感觉蛋糕是一块烤肉，而喜欢泡椒味的人则感觉蛋糕像是泡椒凤爪……这是因为蛋糕里有各种各样口味的成分，但这些成分都是被纳米外衣包裹起来的，在吃之前，人可以根据自己的口味对蛋糕进行激发，例如冷冻一下，蛋糕是甜味，常温下蛋糕是烤肉味，而加热一下，蛋糕是泡椒味。温度是一种激发方式，当然还有电磁波等其他激发方式。
2.纳米技术在食品工业中的应用
（1）纳米滤膜
纳米滤膜即用纳米材料做成孔径不同的孔道，以便用于分离分子结构存在微小差别的多组分混合物。在分离玉米淀粉时，利用纳米滤膜可以将黄酮类、浓缩香菇多糖等有生物活性的功能因子进行浓缩并分离。也可运用该技术提取和分离牛乳中的免疫球蛋白，还可用于菜籽、小麦、花生、大豆、芝麻蛋白的分离提取，也可用于澄清果蔬汁。随着纳米技术的发展，新的纳米滤膜具备了超强的过滤能力，利用成本低的纳米滤膜，不仅可以直接净化水源、清除环境污染，还可将海水净化为饮用水。
（2）纳米抗菌材料
纳米抗菌材料具有杀死和阻止细菌发育，防止各种微生物生长的功能。其核心成份是抗菌剂，同时具备抑菌和杀菌双重功效，而且抗菌作用的持久性和安全性更强。利用此特性，用纳米材料做成的冰箱可以抗菌，并可延长食品的保藏期限；利用纳米材料做的无菌餐具也已面世。根据纳米抗菌材料对微生物的作用机理不同可分为两类：一类是光催化半导体材料，利用光催化作用与H2O或OH-反应生成一种具有强氧化性的羟基而杀死病毒。如纳米氧化锌、二氧化钛等材料。另一类是抗菌活性金属材料，如银系无机抗菌材料，其利用Ag+可使细胞膜上的蛋白失活而杀死细菌；将纳米抗菌材料制成的纳米涂料涂在食品企业的加工车间、原料库、成品库、贮藏库、装运箱等的内、外表面上，能阻止油污、水及灰垢的存留，从而防止外界对食品的污染。
（3）纳米紫外线屏蔽材料
紫外线杀菌技术可应用于食品工业，但是高能量的紫外线照射后，有时会破坏食品中的维生素和芳香化合物，有时会引起食品中的油脂氧化、高分子材料老化、色素分解等成份的改变，从而导致食品腐败变质。因而，将纳米无机超微粒子紫外线吸收剂（氧化锌、氧化铁、二氧化钛等）添加到包装材料中，可以取代目前食品工业中紫外线杀菌方法，如将0.1～0.5%的纳米二氧化钛添加到食品包装材料中，即可使食品保鲜，又可避免紫外线对食品的破坏作用。
（4）纳米技术在食品检测中的应用
随着计算机技术的飞速发展，使得纳米传感器技术也得到了惊人的发展，并已在食品安全监测中得到广泛的应用。所谓纳米生物传感器技术，采用选择性结合靶分子的生物探针，对食品进行安全监测的技术。因为，纳米材料本身就是非常敏感，对于不均匀的生物与化学物质反应灵敏，将纳米技术与生物学、计算机技术、电子材料相结合，可以制备新型的传感器件，并提高食品安全监测效率。例如与生物芯片等技术结合，可以使分子检测更加简便、高效的纳米生物传感器。近年来，人们通过纳米生物传感器技术可以实现对食品安全、临床诊断与治疗的快速、有效、灵敏地检测。例如，在传统的检测领域，尤其是监测微量细菌时需要扩增或富集样本中的目标菌，从而无形中增加监测步骤，同时过程繁琐而费时费力，然而，利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器，不仅能够大大减少检测所需的时间，还可以提高检测的灵敏度，进而提高监测效率与精确度。
3.食品科学中纳米技术应用带来的问题
2009年，厦门市第一医院肠胃科出现了大量因服用商家声称的以纳米技术加工而成的纳米珍珠粉而造成的肠胃型疾病病人。其原因主要是听信商家对于珍珠粉美白养颜功能的宣传而食用。可见，纳米材料本身具有的独特优点使得它们越来越被人们所认同，但其未知特性造成的安全隐患以及人们对其特性缺乏普遍认知而易被欺骗的问题也越来越明显。一方面，威胁不仅来源于物理层面也存在于化学层面上。人类和纳米材质密切接触（包括住房的涂料、化妆品和衣服）后，会不会发生无法预知的生物效应，从而有更多的对人体有害的物质产生（比如铝在常态下无毒性，而在纳米状态下和空气接触后就会有毒性），也需要进一步的研究。另一方面，消费者对于自己所接触的纳米产品的性能和可能存在的风险的知情权的保护也需加大力度。因为只有更多地了解了纳米产品的特质，消费者辨别纳米物质、保护自身权利的能力才能提高。这些问题都是由于我国并不健全的纳米产品市场准入和技术标准体系造成的，因此，国家应逐步完善健全这些标准体系，从而保证纳米产品市场的纯洁性和安全性。
四．结束语
在食品科学中，纳米技术的应用能够改变食品原油结构，产生多种多样的新型食品，从而改善人们的饮食结构，保障人们的健康生活。同时，由于食品科学中纳米技术有待进一步验证对人体的有害性，在食品应用中，要妥善处理，避免造成人身伤害事故发生，从而保障食品安全。
参考文献：
[1]李倩,刘晨光.纳米技术在食品科学中的应用研究进展[J].中国农业科技导报,2009,11(6):24-29.
[2]宋冠岐.基于食品科学中纳米技术的研究[J].山西青年（下半月）,2013,(12):183-183.
[3]左旦.纳米技术在食品科学中的应用分析[J].吉林广播电视大学学报,2012,(7):127-128
高科技纳米技术篇6
成都读者薛阳来信说，纳米技术是一种新兴的科技，根据惯例新科技总要在军事上率先使用，请问纳米技术在军事上有用处吗？
答：看得出来，薛阳读者是一个爱动脑筋的人，纵观科技发展史，确实有许多科技成果在问世之初是用在军事上的。纳米技术作为一种新兴科技，运用前景非常广阔，在各个领域都可能引发深刻的技术革命。所以，纳米技术在军事上也一定会得到充分的运用。
纳米是一种长度单位，一纳米即为10亿分之一米，约为10个原子的长度。物体在0．1纳米～100纳米尺度空间内会表现出不同于宏观物体的特性。纳米技术就是研究和利用这些特性制造具有特定功能设备的高技术。纳米技术将成为划时代的高技术，它的迅速发展有可能使战争的面貌和形态发生根本变化。
科研人员发现，纳米碳管具有很高的强度，比一般的高强度钢要高一百多倍，用纳米碳管制造的复合材料，具有强度高、重量低、耐高温等特性，用纳米碳管制作的防弹衣柔软、合身、防弹性能好。坦克装甲车辆也可能从此抛掉沉重的“乌龟壳”，披挂纳米材料装甲“轻装上阵”。
纳米技术将使武器装备的体积、重量大大减小。纳米技术可以把现代主战坦克等武器系统上的全部电子系统集成在一块小小的芯片上；能将目前需要多辆车运载的电子战系统缩小至可由单兵携带，大大提高电子战的覆盖面，减小部队的作战支援压力和后勤保障压力。利用纳米技术可生产重量小于0.1kg的卫星，这样，一枚火箭一次可发射数百乃至数千颗卫星，覆盖全球，完成侦察和信息转发任务。
纳米技术还将使武器装备系统的综合性能大幅度提高。采用纳米技术，可以使现有雷达在体积缩小数十倍的同时，将信息处理能力提高数百倍；可以把超高分辨率合成孔径雷达安放在卫星上，进行高精度对地侦察；可以制造出超微型智能化的惯性导航系统，使导弹和灵巧炮弹等制导武器的隐蔽性、机动性和生存能力大幅度提高；可制成自动对询问信号作出应答的低功率敌我识别系统，避免被敌方侦听或截获，提高通信的保密性；坦克装甲车辆、飞机和舰艇的表面涂料中加入纳米材料，可以吸收电磁波，提高坦克装甲车辆、飞机和舰艇的隐身性能；纳米材料还可用来制造潜艇和机器人的智能化“皮肤”。
高科技纳米技术篇7
[论文摘要]科技的发展，使我们对物质的结构研究的越来越透彻。纳米技术便由此产生了，主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述。
一、纳米的发展历史
纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。
二、纳米技术在防腐中的应用
纳米涂料必须满足两个条件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响，如纳米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流挂；第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性，如利用纳米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等；第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力，可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。
纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径，目前用于涂料的纳米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之间极易团聚，纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多，性能各异，不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能，需要经过大量的实验研究工作，才有可能得到真正的纳米涂料。
纳米涂料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料，性能不错，甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展，也可以生产纳米漆。
我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。
三、纳米材料在涂料中应用展前景预测据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用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，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，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。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量。
四、结语
由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
参考文献：
[1]桥本和仁等［J］.现代化工.1996(8):25～28.
[2]曾汉民［J］.现代涂料与涂装.2001(4，5，6):40～42，39～42，42～44.
高科技纳米技术篇8
关键词:纳米 材料 应用
一、纳米的发展历史
纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。
二、纳米技术在防腐中的应用
纳米涂料必须满足两个条件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响，如纳米sio2用于建筑涂料，可防止涂料的流挂；第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性，如利用纳米tio2、sio2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等；第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力，可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。
纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径，目前用于涂料的纳米材料最多的是sio2、tio2、caco3、zno、fe2o3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之间极易团聚，纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多，性能各异，不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能，需要经过大量的实验研究工作，才有可能得到真正的纳米涂料。
纳米涂料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的halox、sherwin－williams、mineralpigments、德国的hrubach、法国的sncz、英国的britishpetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料，性能不错，甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展，也可以生产纳米漆。
我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。
三、纳米材料在涂料中应用展前景预测 据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领
域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用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，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，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。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量。
四、结语
由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
参考文献：
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