浅谈纳米材料与人类生活.doc

浅谈：纳米材料与人类生活当在选课系统中用鼠标点击“纳米材料与人类生活”那一刻起，我便开始关注纳米技术，在课堂上随着老师温和的声音，我们想象着“纳米”的世界，是那么神奇，那么有趣。纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，纳米材料是指材料的基本结构单元至少有一维处于纳米尺度范围(一般在11100 nm)，并由此具有某些新特性的材料。主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代，为此，国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。 21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性，设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性，增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品，目前已出现可喜的苗头，具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。 1.在服装上的应用：化纤服装常会产生烦人的静电，在特殊场合可能会引起爆炸。如果在制造化纤布料时，加入少量纳米金属颗粒，那么生产出来的布料就不会摩擦生电了。假如在袜子等纺织品中加入某种纳米颗粒，能使这些纺织品具有除臭和杀菌功能。2.在建筑上的应用：在传统的玻璃和墙地砖的表面涂上一层氧化钦纳米颗粒，这种粒子表面脏了以后，很快可以自洁。现在空中电磁波含量越来越高，其中一些短波、高频波对人体有害。如在建筑物表面涂上一层纳米防辐材料，电磁波就不会发生折射，我们家里用的广播信号质量就会提高，空中的电磁波也会减少。 3.在汽车上的应用：汽车是现代人不可或缺的交通工具，防止尾气污染是净化城市环境一个办法，实际上最好的办法应该是制造不产生有害尾气的汽车。用纳米材料制成的纳米管，储氢以后可以用来做燃料、电池，电池可以用于绿色环保汽车。其燃烧之后产生的水自然是没有污染的，这样就可以从根本上解决汽车尾气的污染问题。现在复旦大学正在研究把这项技术应用到汽车上。他们将开发出“高耐刮伤性和高耐候性轿车涂层材料”，这样轿车上的油漆在紫外线照射老化时间被延长；同时这种油漆的附着力很强，在发生刮擦时也不容易掉漆。 4.在医药上的应用：十分钟治肝炎：我国是肝炎大国，以目前的技术，乙肝确诊至少需要24小时。“基于纳米晶生物探针的免疫层析检测技术”课题已经将这一检测速度缩短到十几分钟。病人只需要抽取比目前检测方法更少量的血样，然后滴在含有纳米晶的检测试纸上，十几分钟后就有结果。该检测准确迅速，且成本更低。“热”死癌细胞该项癌症治疗技术利用的是纳米磁性材料在交变磁场的条件下可以产生热量，进而导致温度的升高。正常的人体细胞可以承受4048的“高温”，而癌细胞则无法承受这样的“高温”。该项技术利用人体的被动“靶向作用”，可以准确地把磁性纳米颗粒输送到肝脏上的癌细胞区域，通过控制交变的磁场，实现温度的控制升温，进而热死癌细胞。“顶替”人的骨头：通常骨折后医生会在人体内加入钢钉帮助固定断骨再接的位置，当断骨再生，人恢复行走能力之后，需要再次手术将钢钉取出。中南大学正在研究的“纳米HAP/高分子梯度功能生物材料制备技术”，正试图用一种新的纳米材料来替代“人骨”。这种材料和人体自身骨头的成分很接近，排异性小，具有人骨一样的坚硬度。当人骨折后，将这种材料植入就完全可以替代人骨，不需要再“麻烦”地取出。 5.在能源上的应用：能源一直是人类需要解决的大问题。煤炭、水力、电力、太阳能人们正在尝试着各种方法。纳米研究人员也想发明一种电池，它可以利用人体的自然温差发电。浙江大学的赵新兵教授正在研究这种“热电纳米材料及其在温差电池上的应用。”就像水流从高位冲下低位时会产生巨大的冲力一样，这种纳米级的材料可以将人体体表自然的温差转化成能量。这样手表就不用再装电池，装在人体内的心脏起搏器也不再存在电池老化，需要再取出更换的问题，因为人有体温，就可以让它永远工作。 纳米科学技术的诞生，可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。纳米材料的应用前景十分广阔，将会引发一场新的工业革命，使计算机技术、医药与生物工程技术、环境与能源、国防科技等，相信在21世纪的舞台上，纳米技术将走向