第一章-纳米材料PPT课件

.,1,纳米科技与应用,周幸福南京工业大学,.,2,什么是纳米(nanometer)？什么是纳米结构(nanostructure)？什么是纳米材料(nanomaterial)?什么是纳米技术(nanotechnology)？什么是纳米科学(nanoscience)？什么是纳米科学技术(Nano-ST)？,一、基本概念和内涵,.,3,人高,20亿纳米,100万纳米,针头,红血球,分子及DNA,1千纳米,1纳米,0.1纳米,氢原子,Earth1.2x107m,InGreek,“nano”meansdwarf纳米是一个长度计量单位，1纳米=10-9米。,什么是纳米(nanometer)？,.,4,Earth1.2x107m,什么是纳米(nanometer)？,（2）纳米是社会实践体系a.掀起广泛深入的社会实践活动b.各国政府纷纷纳入战略规划c.纳米技术的产业化实践,社会意义：,（1）纳米是新的物质观，新的方法论；,.,5,什么是纳米结构(nanostructure)？,纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或组装一种新的体系，它包括一维、二维和三维体系。,Inthisdesign,tworigiddiamondoidringsarefusedataquasi-tetrahedraljunctionandsized,throughtheadditionorsubtractionofrepeatsubunitsineachring,toaccommodatetwocarbonnanotubesofdifferentdiameters.ThecrimpingofthenanotubesisaresultofvanderWaalspackingoftherings,afeaturethatcanbeenhancedorremovedbyadjustingtheringsize.(grey=carbon,white=hydrogen,blue=nitrogen,red=oxygen),Inthisdesign,twodiamondoidringsreplacesmallsegmentsofacarbonnanotube,providingalockforathird,largerring.Thelargerringincludesastitch-workofoxygenstocreateanelectron-richinteriorwhoseeffectivecircularvanderWaalspackingjusttouchesthatofthenanotubeframework.,Low-frictionbearingassemblywithtwocarbonallotropes,Crimpjunctionsforperpendicularcarbonnanotubescaffolding,.,6,什么是纳米材料(nanomaterial)?,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(10-910-7m)或由它们作为基本单元构成的材料,.,7,什么是纳米科学(nanoscience)？,在纳米尺度上研究材料的制备及其性质、现象的科学。,.,8,什么是纳米技术(nanotechnology)？,在纳米尺寸上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术。纳米技术本质上是一种用单个原子、分子制造物质的技术。,纳米技术是一门高新技术，它对21世纪材料科学和微型器件技术的发展具有重要影响，纳米技术，就是要做到，从小到大，从下到上。要什么东西，将分子、原子搭起来，就是什么东西，原材料浪费为零，能耗降到极低，彻底从技术上解决了环保问题。,.,9,纳米技术是当前全球都在谈论的热门话题。所谓纳米技术，是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术。纳米技术涉及的范围很广，纳米材料只是其中的一部分，但它却是纳米技术发展的基础。牛津大学材料系目前研究的纳米技术项目有40多个，其中主要的有超细薄膜、碳纳米管、纳米陶瓷、金属纳米晶体和量子点线等。,-英国牛津大学材料系纳米材料专家保尔华伦博士接受科技日报记者采访时说,什么是纳米技术(nanotechnology)？,.,10,什么是纳米科技(Nano-ST)？,创造和制备各种新型具有优异性能的纳米材料设计、制备各种纳米器件和装置探测分析纳米材料,器件的结构,性质及其相互关系和机理,制造和研究纳米尺度（10-910-7m）的器件和材料的科学技术。,.,11,纳米科技概念的提出与发展,人类能够用宏观的机器制造比其体积小的机器,而这较小的机器可以制作更小的机器,这样一步步达到分子线度,即逐级地缩小生产装置,以至最后直接按意愿排列原子,制造产品.那时,化学将变成根据人们的意愿逐个地准确放置原子的问题。当2000年人们回顾历史的时候,他们会为直到1959年才有人想到直接用原子,分子来制造机器而感到惊讶。-RichardP.Feynman,1959,“Theprinciplesofphysics,asfarasIcansee,donotspeakagainstthepossibilityofmaneuveringthingsatombyatom.”“Puttheatomsdownwherethechemistsays,andsoyoumakethesubstance.”-RichardFeynman(1959)PhysicsNobelLaureate,.,12,纳米科技的发展,Taniguchi,第一届国际纳米科学技术会议(Internationalconferenceonnanoscienceandtechnology)1990年7月美国巴尔的摩,EricDrexler,1974年科学家唐尼古奇(Taniguchi)最早使用纳米技术(Nanotechnology)一词描述精细机械加工;,1977年美国麻省理工学院德雷克斯勒教授提出,可以从模拟活细胞的生物分子的人工类似物-分子装置开始研究,并称之为纳米科技.他70年代末在斯坦福大学建立第一个纳米科技研究小组。,.,13,纳米科技将引发一场新的工业革命,.,14,重要进展,(1)安排原子组合成“IBM”字样、中国地图等；(2)纳米尺度的合成为人们设计新型材料打开了新的大门。有机-无机杂化材料(3)纳米材料与药物、医学领域的交叉是必然的发展趋势。靶向药物，称为“生物导弹”纳米微机械和机器人(4)纳米生物学，使生命科学的研究上了一个新的台阶。制造多种多样的生物“产品”，农、林、牧、副、渔业也可能因此发生深刻变革，人类的食品结构也将随之发生变化。（5）纳米材料在催化反应中具有重要作用。通过纳米材料的光催化从水、二氧化碳和氮气中提取有用物质，例如，液体燃料一直是人们研究的重要课题，最近日本利用纳米铂作为催化剂放在氧化钛的载体上，在加入甲醇的水溶液中通过光照射成功地制取了氢。,.,15,国家自然科学基金与纳米科技,国家自然科学基金资助纳米科技项目和经费逐年增加(根据题目上出现纳米字样的部分基金项目的统计结果),纳米科技是一个多学科交叉的前沿领域，各科学部分别从不同角度予以了资助,.,16,纳米科技的科学意义,（1）纳米科技将促使人类认知的革命;（2）纳米科技将引发一场新的工业革命;（3）纳米科技是一门综合性的交叉学科.,师昌绪院士为国家自然科学基金资助纳米科技研究成果展览题词,.,17,纳米科技的前景展望,材料和制备微电子和计算机技术环境和能源医学与健康生物技术航天和航空国家安全,FROM:,.,18,纳米材料的存在形式,.,19,纳米材料的分类,.,20,纳米微粒的结构与形貌,Al2O3,形貌,NATUREVol.4371September2005,Ag,Au,.,21,Nanofibres,.,22,Nanobelt/nanoribbon,ZnOSCIENCEVOL2919MARCH2001,ZnOMaterialsLetters59(2005)16961700,.,23,Nanopeapod,high-resolution,low-temperaturescanningtunnelingmicroscope(STM)(Science-1February2002),.,24,Nanorings,JACS2005,.,25,Nano-flowers,中科院物理所先进材料与结构分析实验室李超荣副研究员、张晓娜、表面物理国家重点实验室曹则贤研究员通过应力自组装在无机体系Ag/SiOx微米级的内核/壳层结构上成功地获得了三角格子铺排和斐波纳契数花样。,研究内容以Report形式于2005年8月5日发表在Science上。文章发表后在国际上引起了强烈的反响。Nanotechweb和ORFONScience网站当天就分别以“应变的微结构形成类植物花样”和“微观世界的花朵”作了长篇介绍。,.,26,纳米粒子的表征,TEM(隧道显微镜),Fourbasictypesofnanotechtoolsareavailable:Visualizationtools,primarilyscanningprobeandelectronmicroscopes;Measurement(ormetrology)tools,includingspectroscopicandopticsbased;Fabrication/productiontools,includingnanomanipulatorsandnanolithographicdevices;Simulation/modelingtools,whichaidinthedesignanddevelopmentofnanotechnologyproducts.,.,27,SEM(扫描显微镜),AFM(原子力显微镜),STM(扫描隧道显微镜),.,28,二、纳米的四大效应,（1）表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。（2）量子尺寸效应当粒子尺寸降低到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为分立能级和纳米半导体微粒的能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。（3）小尺寸效应当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，对于晶体其周期性的边界条件将被破坏，对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小，这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化，这称为小尺寸效应。（4）宏观量子隧道效应微观粒子具有穿越势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，例如微粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，故称为宏观量子隧道效应。,.,29,（1）表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。,Relationshipbetweentheratioofthesurfaceatomstowholeatomsandparticlesize,.,30,（2）量子尺寸效应当粒子尺寸极小时，费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂为分立能级的现象。,.,31,尺寸及形貌导致颜色不同,.,32,（3）小尺寸效应当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，对于晶体其周期性的边界条件将被破坏，对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小，这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化，这称为小尺寸效应。,随着纳米颗粒尺寸的减小，与体积成比例的能量，如磁各向异性等亦相应降低，当体积能与热能相当或更小时，会发生强磁状态向超顺磁状态转变。当颗粒尺寸与光波的波长、传导电子德布罗意波长、超导体的相干长度或透射深度等物理特性尺度相当或更小时，其声、光、电、磁和热力学等特性均会呈现新的尺寸效应。将导致光的等离子共振频移、介电常数与超导性能发生变化。,.,33,（4）宏观量子隧道效应微观粒子具有穿越势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，例如微粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，故称为宏观量子隧道效应。,电子既具有粒子性又具有波动性，因此存在隧道效应。量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础，或者说它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限，当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。例如，在制造半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，电子就通过隧道效应而溢出器件，使器件无法正常工作，经典电路的极限尺寸大概在0.25微米。,.,34,分离器,纳米科技的研究方法,自上而下(TopDown)理查德费曼的技术通过微加工和固态技术,不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化.自下而上(BottomUp)德瑞克斯勒的技术以原子分子为基本单元,根据人们的意愿进行设计和组装,从而构筑成具有特定功能的产品.减少原材料需求,降低环境污染.,原子分子,.,35,三、纳米材料的奇异性能,纳米金属的熔点比普通金属低几百度；气体在纳米材料中的扩散速度比在普通材料中快几千倍；纳米磁性材料的磁记录密度可比普通的磁性材料提高倍；纳米复合材料对光的反射度极低，但对电磁波的吸收性能极强，是隐形技术的突破；纳米材料颗粒与生物细胞结合力很强。,.,36,用作发光二极管、激光二极管，实现光电集成。,中科大功能纳米材料研究室,1.纳米硅发光,奇异性能实例,.,37,2.碳纳米管多种优异性能,碳纳米管是由碳原子按一定规则排列形成的空心笼状管式结构，其直径不超过几十纳米（一纳米为十亿分之一米）。导电性强、场发射性能优良、强度是钢的100倍、韧度高等，是一种用途广泛的新材料。,.,38,碳纳米管本身有非常完美的结构，意味着它有好的性能。它在一维方向上的强度可以超过钢丝强度，它还有其他材料所不具备的性能：非常好的导电性能、导热性能和电性能。,.,39,如果用碳纳米管做绳索，是唯一可以从月球挂到地球表面，而不被自身重量所拉断的绳索。如果用它做成地球-月球乘人的电梯，人们在月球定居就很容易了。纳米碳管的细尖极易发射电子。用于做电子枪，可做成几厘米厚的壁挂式电视屏，这是电视制造业的发展方向。我国清华大学南风纳米粉体产业化工程中心，一直致力于碳纳米管在工业化生产上的科技攻关，是目前世界上已知生产规模最大的碳纳米管生产基地。,.,40,未来的“太空天梯”,.,41,莫斯科大学的研究人员为了弄清纳米管的受压强度，将少量纳米管置于29Kpa的水压下（相当于水下18000千米深的压力）做实验。不料未加到预定压力的1/3，纳米管就被压扁了。他们马上卸去压力，它却像弹簧一样立即恢复了原来形状。应用：科学家得到启发，发明了用碳纳米管制成像纸一样薄的弹簧，用作汽车或火车的减震装置，可大大减轻车辆的重量。,用碳纳米管制成像纸一样薄的弹簧,.,42,纳米管做成的“纳米秤”,更令人惊奇的是，最近美国、中国、法国和巴西科学家用精密的电子显微镜测量纳米管在电流中出现的摆频率时，发现可以测出纳米管上极小微粒引起的变化，从而发明了能称量亿亿分之二百克的单个病毒的“纳米秤”。这种世界上最小的秤，为科学家区分病毒种类，发现新病毒作出了贡献。,.,43,碳纳米管储氢,高质量的碳纳米管能储存大量氢气，从而可以实现用氢气为燃料驱动无污染汽车。,.,44,3.碳60的奇异性能,1985年在太空碳分子实验室中，偶然发现60个碳原子组成空心的笼状结构的碳分子，后来人们发现石墨碳分子经激光、电弧等强高温加热，或又在一定的催化剂（铁基和镍基）的帮助下，碳原子能形成C60分子。,.,45,碳60超导体,已经试验过往C60中掺杂，引入碱金属、碱土金属原子，可以得到各向同性的超导性，制成了有机超导体。,.,46,C60作成的分子算盘,1996年11月，IBM公司在瑞士苏黎士研究室工作的物理学家金泽夫斯基等，想能否用一台扫描隧道显微镜和一些布基球，制成一个能计算的机器。结果研究出第一台分子算盘，储存信息容量是常规电子计算机存储器的10亿倍，可能是将来制造出分子般大小的机器的第一部。移动单个分子或原子的技术，将是下一代电子元件和开发纳电子集成电路的关键。,.,47,4、石墨烯,石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈杰姆和克斯特亚诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们将石墨片薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。,通过粘贴Scotch胶带的“机械剥离法”制作石墨烯,.,48,电子显微镜下观测的石墨烯片，其碳原子间距仅0.14纳米,.,49,英国曼彻斯特大学的两位科学家科斯提亚诺沃谢夫和安德烈盖姆因为首先发现石墨烯获得2010年度的诺贝尔物理学奖。（2004年发现，诺贝尔奖励委员会急不可耐，一切皆有可能，你也有可能。做饭的启发（碳纳米管JACS做饭思路），胶带撕作业本（石墨烯），大科学是简单的。,.,50,韩国成均馆大学和三星公司的研究人员已经制造出由多层石墨烯和聚酯片基底组成的透明可弯曲显示屏。石墨烯的材质优点总结：其导电性能比铜还好几倍；坚硬比钢铁大10倍而且极轻，由此可见可用于飞机制造来减少重量与避弹衣制造。石墨烯的应用前景：太空电梯缆线、替代硅生产超级计算机、光子传感器、液晶显示材料、新一代太阳能电池等领域。瑞典和美国的科学家使用神奇的石墨烯材料的发光面板，总有一天也许会让基本的灯泡变成多余的。,薄得像纸一样的iPhone概念手机,.,51,5.催化活性增强,以粒径小于300nm的Ni和Cu-Zn合金的超细微粒为主要成分制成的催化剂，可使有机物氢化的效率提高到传统镍催化剂的10倍。,.,52,6.纳米结构的性能与应用,DonEiglerIBM,量子栅栏,.,53,四、纳米科技前景的展望,1材料和制备2微电子和计算机技术3环境和能源4医学与健康5生物技术6航天和航空7国家安全,.,54,1材料和制备,在纳米尺度上，通过精确地控制尺寸和成分来合成材料单元，制备更轻、更强和可设计的材料，同时具有长寿命和低维修费用的特点；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料、生物材料和仿生材料。实现材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复。,.,55,2微电子和计算机技术,纳米结构微处理器的效率提高1兆倍，并实现太比特的存储器(提高1000倍)；研制集成纳米传感器系统。,分子计算,.,56,3环境和能源,发展绿色能源和环境处理技术，减少污染和恢复被破坏的环境；制备孔径lnm的纳孔材料作为催化剂的载体，有序纳米孔材料和纳米膜材料(孔径l0l00nm)用来消除水和空气中的污染；成倍的提高太阳能电池的能量转换效率。,.,57,4医学与健康,纳米技术将给医学带来变革：纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排斥反应；研究耐用的与人体友好的人工组织、器官复明和复聪器件；疾病早期诊断的纳米传感器系统。,.,58,5生物技术,在纳米尺度上按照预定的对称性和排列制备具有生物活性的蛋白质、核糖核酸等；在纳米材料和器件中植入生物材料使其兼具生物功能和其他功能；生物仿生化学药品和生物可降解材料；动植物的基因改善和治疗，测定DNA的基因芯片等。,.,59,6航天和航空,纳米器件在航空航天领域的应用，不仅是增加有效载荷，更重要的是使耗能指标成指数倍的降低。这方面的研究内容还包括：研制低能耗、抗辐照、高性能计算机；微型航天器用纳米集成的测试、控制电子设备；抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料。,间谍卫星,.,60,7国家安全,拥有纳米技术知识产权和广泛应用这些技术的国家，将在国家经济安全和国防安全方面处于有利地位。先进的纳米电子器件在信息控制方面的应用；通过纳米机械学，微小机器人的应用将提高部队的灵活性和增加战斗的有效性；用纳米和微米机械设备控制，国家核防卫系统的性能将大幅度提高；通过纳米材料技术的应用，可使武器装备的耐腐蚀、吸波性和隐蔽性大大提高，可用于舰船、潜艇和战斗机等。,.,61,8、纳米武器称雄未来战场,间谍草机器苍蝇蚊子导弹蚂蚁士兵麻雀卫星,.,62,“间谍草”,这是一种看似小草的微型探测器，其内装有敏感的超微电子侦察仪器、照相机和感应器，可侦测出百米以外的坦克、车辆等出动时产生的震动和声音，能自动定位、定向和进行移动，绕过各种障碍物。,.,63,“机器苍蝇”,它既能被飞机、火炮和步兵武器投放，也可以人工放置在敌军信息系统和武器系统附近，大批“机器苍蝇”可在某地区形成高效侦察监视网，大大提高战场信息获取量。如果再在它们身上安装某种极小的弹头，“苍蝇”无疑会变成“马蜂”。,.,64,“蚊子导弹”,利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹，可以起到神奇的战斗效能。纳米导弹直接受电波遥控，可以神不知鬼不觉地潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮坦克、飞机、指挥部和弹药库。,.,65,“蚂蚁士兵”,这是一种通过声波控制的微型机器人。这些机器人比蚂蚁还要小，但具有惊人的破坏力。,Teleoperatedorautonomous,它们可以通过各种途径钻进敌方武器装备中，长期潜伏下来。一旦启用，这些“纳米士兵”就会各显神通，有的专门破坏敌方电子设备，使其短路、毁坏；有的充当爆破手，用特种炸药引爆目标；有的施放各种化学制剂，使敌方金属变脆、油料凝结或使敌方人员神经麻痹、失去战斗力。,.,66,“麻雀卫星”,质量不足10千克，各种部件全部用纳米材料制造，一枚小型火箭一次就可以发射数百颗。若在太阳同步轨道上等间隔地部署648颗功能不同的“麻雀卫星”，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视，即使少数失灵，整个卫星网络的工作也不会受影响。,.,67,五、纳米技术与生活,.,68,纳米农用陶瓷浸种器具有吸收远红外线的功能，可使大水分子团产生共振分解成小水分子。小水分子带有大量动能，速度快，渗透力比普通水强30以上，容易进入生物体内，不断撞击生物体细胞，促进新陈代谢，增强抗病性，达到增产目的。,种植专用纳米863生物助长器,.,69,纳米技术可给人们带来健康食品。胆固醇含量过高会导致人体动脉硬化；在食品中加入植物固醇，如果能在大肠中被吸收，胆固醇吸收量便会减少。植物固醇难以溶解，很难吸收；用纳米技术将植物固醇制成微粒，在一定的温度下将微粒均匀分散于植物脂肪中，可大大增强人体对植物固醇的吸收和利用。,植物固醇,.,70,纳米技术可以带来新食品。纳米技术可将纤维素粉碎成单糖、葡萄糖和纤维二糖等，使地球上丰富的有机物成为可利用的营养物质。利用纳米技术，只要操纵DNA链上少数几种核苷酸甚至改变几个原子的排列，就可培养出新的基因食品。,纳米破壁花粉,转基因食品,.,71,纳米材料促使抗菌服装出现。服装会沾染汗液、皮脂及其他分泌物，同时也粘附环境中的污物。这些污物是各种微生物的营养源，病菌在服装上不断繁殖，使污物产生臭味，导致皮炎及其他疾病。把纳米材料加到色浆中，通过织物与染料的结合，使抗菌剂牢固附着在织物上，得到抗菌服装、抗菌毛巾、棉被、枕巾等织物。,抗菌衬衣和领带,纳米抗菌防静电面料,.,72,纳米毛巾：纳米毛巾纤维细度仅为头发丝的1/200，超细、超柔软、超长寿命。是纳米级的高科技产品。是时尚的更新换代性清洁日用品。纳米毛巾的六大显著特点：高吸水性（比普通毛巾多吸水30%）、去污强（能清洁皮肤毛孔，可代替洗面奶产品）、易洗涤、不脱色、不落毛、长寿命。,纳米毛巾,.,73,日本帝人公司将纳米ZnO和纳米SiO2放入化纤中，使其具有除臭功能，广泛用于制造绷带、手术服、护士服，还可用于内衣、外装等，有效预防和杜绝人与人之间、人与物之间的交叉感染。用对人体红外线有很强吸收作用的纳米微粒添加到衣服纤维中，可提高衣服保暖效果，制成保暖内衣，同时还有抑菌和杀菌的效果。,保暖内衣,.,74,在水泥配料中加入部分收集的纳微米级粉尘，经均匀分散后，水泥烧成温度降低，还有利于改善水泥性能，提高水泥强度、耐久性等一系列指标。控制配料，还可获得一系列新品种水泥，如弹性水泥、延性水泥、太阳能水泥、远红外水泥、环境友好水泥等。,超细水泥,.,75,新装修的房间内空气中有机物浓度很高，从中可检测出几百种有机物，最主要的是甲醛、甲苯等对人体有害和致癌物。纳米材料可降解空气中的有害有机物，其中纳米TiO2的降解效果最好，可达到100。降解机理是在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水和有机酸。,TiO2喷雾剂降解室内甲醛,.,76,涂料可以美化居室，但是传统材料由于耐洗刷性差，时间不长，墙壁就变得斑驳陆离。纳米技术的应用，使涂料的许多指标都大幅度提高。外墙涂料的耐洗刷性就可以由原来的一千多次提高到一万多次，寿命也延长了两倍多。玻璃和瓷砖表面图上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，任何粘在表面上的物质，包括油污、细菌等，在光的照射下，由于纳米的催化作用，可以变成气体或很容易被擦掉的物质。,新型纳米涂料-液体壁纸,纳米涂炭材料,.,77,洗衣机内部的环境非常潮湿，闲置几天就会滋生大量细菌。使用时间越长，细菌滋生越多，对衣物污染就越严重。长期使用这种洗衣机洗衣服，就有可能产生交叉感染，引发各种皮肤病。纳米银复合材料洗衣机外筒，能增加韧性，具有耐摩擦、耐冲击的特点，还有很强的防垢能力，阻止污垢在桶壁沉积，保持洗衣机自身清洁。,小鸭纳米洗衣机,.,78,纳米空调借助纳米材料的抗菌效果，大肠杆菌杀灭率大于95，金黄色葡萄球菌杀灭率大于95，甲琉醛、乙硫醛的清除率可达98%。纳米冰箱是将其经常与人体和食物接触的部件都加入纳米抗菌成分(如托盘、搁物架、抽屉、蛋盒、门把手等)，可有效预防和杜绝细菌在冰箱表面存留，而且不沾染污垢。,空调中的抗菌装置,纳米抗菌冰箱,.,79,69的电能转化为红外线，仅少部分转化