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上個(gè)世紀(jì)是科學(xué)、技術(shù)、文化飛速發(fā)展的100年,各種新事物不斷涌現(xiàn),尤其是新型材料的出現(xiàn),特別是納米材料的出現(xiàn)和應(yīng)用,即將和正在改變著整個(gè)世界。20世紀(jì)90年代，世界各國(guó)掀起了開發(fā)新的納米材料的高潮。因?yàn)榧{米技術(shù)的獨(dú)特性、神奇性和廣泛性，吸引了世界各國(guó)的許多優(yōu)秀科學(xué)家紛紛為之努力拼搏。甚至有些科學(xué)家認(rèn)為，劃時(shí)代的“納米技術(shù)”可與18世紀(jì)的“工業(yè)革命”相媲美，將會(huì)引起一場(chǎng)新的“產(chǎn)業(yè)革命”。
納米是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米，對(duì)宏觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，納米是一個(gè)很小的單位，由于晶粒尺寸比常規(guī)材料的晶粒細(xì)微得多，因而在其晶界上原子數(shù)多于晶粒內(nèi)部的原子數(shù)，這樣就賦于納米材料以許多特殊的優(yōu)異性能。與常規(guī)材料相比，除了具有極佳的機(jī)械力學(xué)性能以外，納米材料還呈現(xiàn)出更好的物化性能，包括光電性能，電磁性能和熱學(xué)性能等。 3M雙面膠帶
一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。從迄今為止的研究狀況看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念。
第一種是1986年美國(guó)科學(xué)家提出的分子納米概念。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機(jī)器實(shí)用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結(jié)構(gòu)。
第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過(guò)納米精度的“加工”來(lái)人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級(jí)的加工技術(shù)，也使半導(dǎo)體微型化即將到達(dá)極限。現(xiàn)有技術(shù)即便發(fā)展下去，從理論上講將會(huì)達(dá)到極限。這是因?yàn)椋�如果把電路的線幅變小，將使構(gòu)成電路的絕緣膜變得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動(dòng)等問(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題，研究人員正在研究新型得納米技術(shù)。
第三種概念使從生物的角度出發(fā)提出得。本來(lái)，生物在細(xì)胞和生物膜內(nèi)就存在納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。 納米包裝技術(shù)在材料上可分為四類。晶體尺寸至少在一個(gè)方向上在幾個(gè)納米范圍內(nèi)者稱為三維納米材料；具層狀結(jié)構(gòu)者稱二維納米材料；有纖維結(jié)構(gòu)者稱一維納米材料；具有原子族和原子束結(jié)構(gòu)者稱零維納米材料。在經(jīng)過(guò)十幾年得發(fā)展，納米材料有了長(zhǎng)足得發(fā)展。如今納米材料種類較多，按其材質(zhì)可分為金屬材料、納米陶瓷材料、納米半導(dǎo)體材料、納米聚合材料、納米復(fù)合材料等。他們或多或少在包裝領(lǐng)域有所應(yīng)用。
隨著21世紀(jì)包裝對(duì)特種功能需求得增加，諸如防爆包裝、防電磁包裝、迷彩包裝、高阻包裝、影身包裝、防雷達(dá)包裝等需要得出現(xiàn)，促進(jìn)納米包裝技術(shù)得發(fā)展。由納米材料復(fù)合而成的納米復(fù)合包裝材料就成了我們所需要的一類高新材料，它不僅大大提高了原材料的性能并賦予其新的功能，而且亦拓寬了原材料的應(yīng)用范圍和美好前景，還節(jié)省了稀缺資源。
目前納米材料不但已投入生產(chǎn)，而且還得到了大規(guī)模的應(yīng)用。
1 納米電子學(xué)、光電子學(xué)和磁學(xué)
納米粒子的宏觀隧道效應(yīng)確立了微電子器件微型化的極限。在十年以內(nèi)將達(dá)到極限。解決納米電子電路的思路目前可分為兩類，一類是在光刻法制作的集成電路中利用雙光子光束技術(shù)中的量子糾纏態(tài)，有可能將器件的極限縮小至25nm。另一類是研制新材料取代硅，采用蛋白質(zhì)二極管，納米碳管作引線和分子電線。新概念器件的形成，單原子操縱是重要的方式。
2 納米醫(yī)學(xué)和生物學(xué)
從蛋白質(zhì)、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范圍，從而納米結(jié)構(gòu)也是生命現(xiàn)象中基本的東西。細(xì)胞中的細(xì)胞器和其它的結(jié)構(gòu)單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機(jī)械”，細(xì)胞就象一個(gè)個(gè)“納米車間”，植物中的光合作用等都是“納米工廠”的典型例子。納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細(xì)胞、紅血球還要小，這就為醫(yī)學(xué)研究提供了新的契機(jī)。
正在研制的生物芯片包括細(xì)胞芯片、蛋白質(zhì)芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片)等，都具有集成、并行和快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，已成為納米生物工程的前沿科技。將直接應(yīng)用于臨床診斷，藥物開發(fā)和人類遺傳診斷。植入人體后可使人們隨時(shí)隨地都可享受醫(yī)療，而且可在動(dòng)態(tài)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)疾病的先兆信息，使早期診斷和預(yù)防成為可能。
納米病區(qū)而不傷害正常的組織或清除心腦血管中的血栓、脂肪沉積物，甚至可以用其吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。另一類是利用生物分子的活性而研制的納米材料，它們可以不被用于生物體，而被用于其它納米技術(shù)或生物材料也可以分為兩類，一類是適合于生物體內(nèi)的納米材料，如各式納米傳感器，用于疾病的早期診斷、監(jiān)測(cè)和治療。各式納米機(jī)械系統(tǒng)可以快速地辨別病區(qū)所在，并定向地將藥物注入微制造。
3 在國(guó)防科技上的應(yīng)用
納米技術(shù)將對(duì)國(guó)防軍事領(lǐng)域帶來(lái)革命性的影響。例如：納米電子器件將用于虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)和戰(zhàn)場(chǎng)上的實(shí)時(shí)聯(lián)系；對(duì)化學(xué)、生物、核武器的納米探測(cè)系統(tǒng)；新型納米材料可以提高常規(guī)武器的打擊與防護(hù)能力；由納米微機(jī)械系統(tǒng)制造的小型機(jī)器人可以完成特殊的偵察和打擊任務(wù)；納米衛(wèi)星可用一枚小型運(yùn)載火箭發(fā)射千百顆，按不同軌道組成衛(wèi)星網(wǎng)，監(jiān)視地球上的每一個(gè)角落，使戰(zhàn)場(chǎng)更加透明。而納米材料在隱身技術(shù)上的應(yīng)用尤其引人注目。
在雷達(dá)隱身技術(shù)中，超高頻段電磁波吸波材料的制備是關(guān)鍵。納米材料正被作為新一代隱身材料加以研制。
4 納米陶瓷的補(bǔ)強(qiáng)增韌
先進(jìn)陶瓷材料在高溫、強(qiáng)腐蝕等苛刻的環(huán)境下起著其他材料不可替代的作用，然而，脆性是陶瓷材料難以克服的弱點(diǎn)。納米陶瓷具有類似于金屬的超塑性是納米材料研究中令人注目的焦點(diǎn)。目前，納米陶瓷粉體的制備較為成熟，新工藝和新方法不斷出現(xiàn)，已具備了生產(chǎn)規(guī)模。納米陶瓷粉體的制備方法主要有氣相法、液相法、高能球磨法等。氣相法包括惰性氣體冷凝法、等離子法、氣體高溫裂解法、電子束蒸發(fā)法等。液相法包括化學(xué)沉淀法、醇鹽水解法、溶膠-凝膠法、水熱法等。
5 在催化方面的應(yīng)用
催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。
6. 在涂料方面的應(yīng)用 3M膠帶
納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強(qiáng)大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好的機(jī)遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景，將為涂層技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命，也將推動(dòng)復(fù)合材料的研究開發(fā)與應(yīng)用。