纳米材料在现实生活中的应用

1、纳米材料属于纳米技术中的一种，是一种很特殊的材料。物质到纳米尺度以 后，大约是在一100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性 能。纳米材料指的就是这种尺度达到纳米单位的、具备特殊性能的材料。它在现 实生活中的应用广泛，包含以下几点：1、纳米磁性材料在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特 别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制 成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比Y-Fe2O3高几十 倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋 转密封及润滑和选矿等领域。2、纳米陶瓷材料传统的

2、陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒 尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高 韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加 工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使 纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳 米材料的延展性的高性能陶瓷。3、纳米传感器纳米二氧化锆、氧化镍、二氧化钛等陶瓷对温度变化、红外线以及汽车尾气 都十分敏感。因此，可以用它们制作温度传感器、红外线检测仪和汽车尾气检测 仪，检测灵敏度比普通的同类陶瓷传感器高得多。4、纳米倾斜功能材料在航

3、天用的氢氧发动机中，燃烧室的内表面需要耐高温，其外表面要与冷却 剂接触。因此，内表面要用陶瓷制作，外表面则要用导热性良好的金属制作。但 块状陶瓷和金属很难结合在一起。如果制作时在金属和陶瓷之间使其成分逐渐地 连续变化，让金属和陶瓷“你中有我、我中有你”，便能结合在一起形成倾斜功 能材料，它的意思是其中的成分变化像一个倾斜的梯子。当用金属和陶瓷纳米颗 粒按其含量逐渐变化的要求混合后烧结成形时，就能达到燃烧室内侧耐高温、外 侧有良好导热性的要求。5、纳米半导体材料将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料，具有许多优异性能。例如，纳米 半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低，电

4、导 热系数也随颗粒尺寸的减小而下降，甚至出现负值。这些特性在大规模集成电路 器件、光电器件等领域发挥重要的作用。利用半导体纳米粒子可以制备出光电转化效率高的、即使在阴雨天也能正常 工作的新型太阳能电池。由于纳米半导体粒子受光照射时产生的电子和空穴具有 较强的还原和氧化能力，因而它能氧化有毒的无机物，降解大多数有机物，然后 生成无毒、无味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半导体纳米粒子利用太阳能 催化分解无机物和有机物。6、纳米催化材料纳米粒子是一种很好的催化剂，这是由于纳米粒子尺寸小、表面的体积分数 较大、表面的化学键状态和电子态与颗粒内部不同、表面原子配位不全，导致表 面的活性位置增加，使它具

5、备了作为催化剂的基本条件。镍或铜锌化合物的纳米 粒子对某些有机物的氢化反应是很好的催化剂，可替代昂贵的铂或钯催化剂。纳 米铂黑催化剂可以使乙烯的氧化反应的温度从600C降低到室温。7、医疗上的应用血液中红血球的大小为60009000nm，而纳米粒子只有几个纳米大小，实 际上比红血球小得多，因此它可以在血液中自由活动。如果把各种有治疗作用的 纳米粒子注入到人体各个部位，便可以检查病变和进行治疗，其作用要比传统的 打针、吃药的效果好。碳材料的血液相溶性非常好，21世纪的人工心瓣都是在 材料基底上沉积一层热解碳或类金刚石碳。但是这种沉积工艺比较复杂，而且一 般只适用于制备硬材料。8、家电用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、 抗紫外线等作用，可用为作电冰箱、空调外壳里的抗菌除味塑料。9、环境保护环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制 剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。10、纺织工业在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经 抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制 造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。11、机械工业采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提 高机械设备的耐磨性、硬