生活中有哪些纳米技术的应用?
生活中纳米技术的应用其实有很多,如在衣食住行方面,纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌;利用纳米材料,冰箱可以抗菌;纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍;纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标等。
纳米技术,也称毫微技术,是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。生活中纳米技术的应用其实有很多,如下。
1、衣
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。
2、食
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。
3、住
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。
4、行
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。
什么是纳米技术?
纳米技术是在大约1到100纳米的纳米尺度上进行的科学、工程和技术。纳米科学和纳米技术是对极小事物的研究和应用,可用于所有其他科学领域,如化学、生物学、物理学、材料科学和工程学。
纳米技术的来源
纳米科学和纳米技术背后的思想和概念始于1959年12月29日,物理学家理查德·费曼在加州理工学院(CalTech)举行的美国物理学会会议上发表的题为“底部有很多空间”的演讲,远早于使用了术语纳米技术。在他的演讲中,费曼描述了一个科学家能够操纵和控制单个原子和分子的过程。十多年后,在他对超精密加工的探索中,Norio Taniguchi教授创造了纳米技术一词。直到1981年,随着可以“看到”单个原子的扫描隧道显微镜的发展,现代纳米技术才开始。
纳米科学和纳米技术的基本概念
很难想象纳米技术有多小。一纳米是十亿分之一米,或10 -9米。以下是一些说明性示例:
一英寸有25,400,000纳米
一张报纸的厚度约为100,000纳米
在比较尺度上,如果大理石是纳米,那么一米就是地球的大小
纳米科学和纳米技术涉及观察和控制单个原子和分子的能力。地球上的一切都是由原子组成的——我们吃的食物,我们穿的衣服,我们居住的建筑物和房屋,以及我们自己的身体。
但是像原子一样小的东西是肉眼无法看到的。事实上,用高中科学课上通常使用的显微镜是不可能看到的。在1980年代初期发明了用于观察纳米级事物的显微镜。
一旦科学家们拥有了合适的工具,例如扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM),纳米技术时代就诞生了。
尽管现代纳米科学和纳米技术是相当新的,但纳米材料已经使用了几个世纪。数百年前,交替大小的金银颗粒在中世纪教堂的彩色玻璃窗中创造了色彩。当时的艺术家们并不知道,他们用来创作这些精美艺术品的过程实际上导致了他们所使用的材料的成分发生了变化。
今天的科学家和工程师正在寻找各种各样的方法来刻意制造纳米级材料,以利用其增强的特性,例如比其更大规模的同行更高的强度、更轻的重量、更好的光谱控制和更大的化学反应性。
因为纳米材质可以用在多种不同的材料上面,实现疏水疏油的效果,因而在无机物材料上,纳米涂层可以发挥更重要的作用。
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