納米材料的應(yīng)用ppt課件-wenkub
2023-05-18 03:30:03 本頁(yè)面
【正文】 ，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo)，起到了隱身作用。納米 Al2O3 。納米微粒粉體對(duì)各種波長(zhǎng)光的吸收帶有寬化現(xiàn)象。如何提高發(fā)光效率，增加照明度一直是亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，納米微粒的誕生為解決這個(gè)問(wèn)題提供了一個(gè)新的途徑。目前關(guān)于這方面研究還處在實(shí)驗(yàn)室階段，有的得到了推廣應(yīng)用。為了提高熱燃燒效率，將金屬納米粒子和半導(dǎo)體納米粒子摻雜到燃料中，以提高燃燒的效率，因此這類材料在火箭助推器和煤中作助燃劑。鉛化的 TiO2納米粒子的光催化可以使丙炔與水蒸氣反應(yīng)，生成可燃性的甲烷、乙烷和丙烷；鉑化的 TiO2納米粒子，通過(guò)光催化使醋酸分解成甲烷和 CO2。美國(guó)、日本利用這種方法對(duì)海上石油泄露造成的污染進(jìn)行處理。 ? 2．半導(dǎo)體納米粒子的光催化 ? 半導(dǎo)體的光催化效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直引起人們的重視，原因在于這種效應(yīng)在環(huán)保、水質(zhì)處理、有機(jī)物降解、失效農(nóng)藥降解等方面有重要的應(yīng)用。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來(lái)不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。因此納米微粒在磁性材料、電子材料、光學(xué)材料、高致密度材料的燒結(jié)、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應(yīng)用前景。 一 .納米材料在催化領(lǐng)域的應(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比一般催化劑的反應(yīng)速度提高 10～ 15倍。所謂半導(dǎo)體的光催化效應(yīng)是指：在光的照射下，價(jià)帶電子躍遷到導(dǎo)帶，價(jià)帶的孔穴把周圍環(huán)境中的羥基電子奪過(guò)來(lái)，短基變成自由基，作為強(qiáng)氧化劑將物質(zhì)氧化，變化如下：酯、 醇、 醛、 酸、 CO2，完成了對(duì)有機(jī)物的降解。采用這種方法還可以將粉體添加到陶瓷釉料中，使其具有保潔殺菌的功能，也可以添加到人造纖維中制成殺菌纖維。還有一個(gè)重要的應(yīng)用是，納米 TiO2光催化效應(yīng)可以用來(lái)從甲醇水溶液中提取 H2。目前，納米 Al和 Ni粉已被用在火箭燃料作助燃劑。下面簡(jiǎn)要介紹一下各種納米微粒在光學(xué)方面的應(yīng)用。 20世紀(jì) 80年代以來(lái)，人們用納米 SiO2和納米 TiO2微粒制成了多層干涉膜，總厚度為微米級(jí)，襯在有燈絲的燈泡罩的內(nèi)壁，結(jié)果不但透光率好，而且有很強(qiáng)的紅外線反射能力。納米微粒的紫外吸收材料就是利用這兩個(gè)特性。前者對(duì) 400nm波長(zhǎng)以下的紫外光有極強(qiáng)的吸收能力，后者對(duì) 600nm以下的光有良好的吸收能力，可用作半導(dǎo)體器件的紫外線過(guò)濾器 。 1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī) 美國(guó) F117表面包覆了多種超微粒 （ Al2O TiO SiOFe2O3 、氮化硼，碳化硼及其復(fù)合材料都是隱身材料）的紅外與微波隱身材料， 吸收寬頻帶的微波，可以逃避雷達(dá)的監(jiān)視，而伊拉克的軍事目標(biāo)沒(méi)有這種設(shè)施，損失慘重。經(jīng)它催化的石油中硫的含量小于％。污水治理就是將這些物質(zhì)從水中去除。它從污水中流失，也是資源的浪費(fèi)。 3．納米 TiO2與環(huán)境保護(hù) ? 由于納米 TiO2除了具有納米材料的特點(diǎn)外，還具有光催化性能，使得它在環(huán)境污染治理方面將扮演極其重要的角色。 ? （ 2）降解有機(jī)磷農(nóng)藥 有機(jī)磷農(nóng)藥是 70年代發(fā)展起來(lái)的農(nóng)藥品種，占我國(guó)農(nóng)藥產(chǎn)量的 80％，它的生產(chǎn)和使用會(huì)造成大量有毒廢水。 ? （ 5）處理城市生活垃圾 用納米 TiO2可以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大顆粒 TiO2的 10倍以上，從而解決大量生活垃圾給城市環(huán)境帶來(lái)的壓力。在醫(yī)院的病房、手術(shù)室及生活空間細(xì)菌密集場(chǎng)所安放納米 TiO2光催化劑還具有除臭作用。這種玻璃與普通玻璃的價(jià)格比預(yù)計(jì)為 ： 1。美國(guó)南加州大學(xué)的艾德曼博士等應(yīng)用基于 DNA分子計(jì)算技術(shù)的生物實(shí)驗(yàn)方法，有效地解決了目前計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的問(wèn)題 —“哈密頓路徑問(wèn)題 ” ，使人們對(duì)生物材料的信息處理功能和生物分子的計(jì)算技術(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。畢閣等研究了細(xì)菌視紫紅質(zhì)分子潛在的并行處理機(jī)制和用作三維存儲(chǔ)器的潛能。美國(guó)錫拉丘茲大學(xué)已經(jīng)利用細(xì)菌視紫紅質(zhì)蛋白質(zhì)制作出了光導(dǎo) “ 與 ” 門，利用發(fā)光門制成蛋白質(zhì)存儲(chǔ)器。 如果有一種超微型鑷子，能夠鉗起分子或原子并對(duì)它們隨意組合，制造納米機(jī)械就容易多了。 2022年 7月，荷蘭研究人員制造出在室溫下能有效工作的單電子納米碳管晶體管。 將藥物儲(chǔ)存在碳納米管中，并通過(guò)一定的機(jī)制來(lái)激發(fā)藥劑的釋放，則可控藥劑有希望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。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。目前已得到較好應(yīng)用的實(shí)例有：利用納米 SiO2微粒實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分離的技術(shù)，納米微粒，特別是納米金 (Au)粒子的細(xì)胞內(nèi)部染色，表面包覆磁性納米微粒的新型藥物或抗體進(jìn)行局部定向治療等。 ? 納米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。 ? 這些分子機(jī)器人以光感應(yīng)器作開(kāi)關(guān)，從溶解在血液中的葡萄糖和氧氣中獲得能量，并按編制好的程序探體內(nèi)物體，以醫(yī)師預(yù)先編制的程序進(jìn)行全身健康檢查，疏通腦血管中的學(xué)栓，清楚心臟動(dòng)脈脂肪沉積物，吞噬病毒和組織破碎細(xì)胞，殺死癌細(xì)胞，監(jiān)視體內(nèi)的病變等。 ? ? 用納米材料制成的納米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用，可用處作電冰霜、空調(diào)外殼里的抗菌除味塑料。 ? 采用納米材料技術(shù)對(duì)機(jī)械關(guān)鍵零部件進(jìn)行金屬表面納米粉涂層處理，可以提高機(jī)械設(shè)備的耐磨性、硬度和使用壽命。因納米 SiO2是一種抗紫外線輻射
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