【正文】 以及原子操縱和原子組裝等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度，但有很大的潛在科學價值和經濟價值。 ⒉納米動力學，主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統,用于有傳動機械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統，特種電子設備、。過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個中間領域，而這個領域實際上大量存在于自然界，只是以前沒有認識到這個尺度范圍的性能。極而言之，1納米大體上相當于4個原子的直徑。 納米技術 納米是長度單位，原稱毫微米，就是10的9次方米（10億分之一米）。作為祖國未來建設的中堅，我們這一代年輕人肩上的擔子的確不輕，新的機遇總是伴著風險與挑戰(zhàn)，但是，我們不會輕易地說放棄，我們用我們的青春向前輩們發(fā)誓：決不辜負前輩們對我們的希望。蓋茨是我們心目中的明星，計算機科學、現代物理和化學動態(tài)更是無時不牽動著我們。不斷有新的科技在誕生，每一個新科技的發(fā)現都會讓人們欣喜若狂，因為，這些新科技正在逐步地改善我們的生活，讓我們更加了解自己。納米材料與我們的生活幾年來，我們看到了我們偉大的祖國的科技事業(yè)的迅猛發(fā)展，這讓我為我是個中國人而感到無比的自豪。1．2．2 天然納微米非金屬功能材料 所謂的天然納微米非金屬礦物是指自然界存在的、顆粒尺寸在幾個納米至幾個微米之間的、過去研究很少但有一定堆積量的微粒非金屬礦物。還可利用碳納米管來制作儲氫材料，用作汽車的燃料“儲備箱”。分子器件是微電子器件的一種，它是指用有機材料(包括生物材料)在分子或超分子尺度范圍內構成的有序系統，這些系統通過分子層次上的化學和物理作用完成信息的檢測、處理、傳輸和存儲。制備微波吸收納米材料的方法有利用等離子的位移和超聲波法等，由于納米碳管的獨特結構，特別是螺旋狀納米碳管，用它做成的吸波材料具有比一般吸收材料高得多的吸收率。目前世界上各種不同類型的太陽能電池，其實驗室效率也只有26％，因此該技術具有非常大的潛在應用前景。 (5)在電子與電氣工業(yè)中的應用 納米電子學是納米技術的重要組成部分，預計到21世紀中葉，芯片上的功能元件的尺寸將進入納米范圍。磁流體在工業(yè)廢液處理、宇航、磁制冷、顯示及醫(yī)藥中已被廣泛應用。納米微晶稀土永磁材料，其磁性高于鐵氧體5—8倍，而且稀土含量減少了2／3，不易被氧化、腐蝕。 ②在磁性材料中的應用 納米磁性粒子的矯頑力非常高，它主要用作永磁材料、磁記錄材料和磁流體等。在電學方面，它可制成導電漿料、絕緣漿料、電極等，也可制成量子器件、壓敏和非線性電阻。如納米S匯斷裂韌性比常規(guī)材料提高100倍。另外，納米微粒還可用于制備導電涂料等。 ⑦納米靜電屏蔽材料 是納米技術的另一重要應用。目前，已有用納米級二氧化錫、二氧化欽、三氧化二鉻等與樹脂復合作為靜電屏蔽涂層；用納米級銹酸鋇制成高介電絕緣涂層；用納米級Fe30d作為靜電屏蔽涂層；用納米級銹酸鋇制成高介電絕緣涂層；用納米級Fe30d作為磁性涂層等。如何合成具有特定尺寸，并且粒度均勻分布無團聚的納米材料，一直是科研工作者努力解決的問題。碳納米管不僅可以作為鏗離子電池的負極材料，可用作儲氫材料。納米碳材料和納米二氧化錫材料則主要用作鏗離子電池的陽極材料。 ②化學電源領域 20世紀90年代納米材料的應用已經擴展到化學電源領域。在納米反應器中，反應物在分子水平上有一定的取向和有序排列，但同時限制了反應物分子和反應中間體的運動。于劍鋒在不同類型的微孔樹脂子L道中引入Fez十或Fe3J，使其轉化成。 (3)在化學工業(yè)中的應用 ①催化劑方面 由于納米顆粒表面上的原子周圍缺少相鄰原子，有許多懸空鍵，表面活性中心多，使其具有極好的催化活性和催化反應選擇性。大大提高了觀測細胞組織的分辨率?？蒲腥藛T已經成功利用納米Si02微粒進行了細胞分離，磁性納米顆粒可以分離瘍細胞，成為治療癌癥有效的輔助療法。動物實驗結果表明，載有地塞米松等藥物的乳酸—乙醇酸共聚物的納米粒子，可以有效治療動脈狹窄；用金的納米粒子進行定位病變治療，可以減少副作用等。 ②在免疫分析方面 載體材料的選擇十分關鍵。另據報道，用燒結技術制成的碳纖維增強SiC—Sialon納米復合陶瓷材料與碳纖維增強Sialon微米復合材料相比，其強度和韌性也得到較大改善。納米材料不僅能提高涂料的抗老化性，同時還能提高涂料的強度和光潔度。在聚丙烯中加入0．3％的UV—TiTAN—P580納米TiOz，經過700h熱光照射后，其拉伸強度僅損失10％，而末加的損失達50％。如羅忠富和劉競超都發(fā)現，納米微粒經表面處理劑適當處理后制得的納米CaC02／HDPE復合材料和納米Si02／環(huán)氧樹脂復合材料的力學性能比末處理時要好得多。而用納米材料增韌改性塑料，效率高，改性效果好。按基體不同，它可分為聚合物基納米復合功能材料、陶瓷基納米復合功能材料和金屬基納米復合功能材料三種。這兩種效應反映在納米高分子材料功能上，表現為比表面積劇增，粒子上的官能團密度和選擇性吸附能力變大，達到吸附平衡的時間大大縮短，粒子的膠體穩(wěn)定性顯著提高。在100℃下，納米TiOz陶瓷的顯微硬度為1．275MPa(1300kgf／mm’)，而普通Ti02陶瓷的顯微硬度低于o．196MPa(200kgf／mm9)。對晶粒尺寸為350nm的3Y—TZP陶瓷進行循環(huán)拉伸試驗，發(fā)現在室溫下就已出現形變現象。超塑性是指材料在一定的應變速率下產生較大的拉伸應變。由于工藝上的原因，很難避免材料中存在氣孔和微小裂紋，因而質地較脆，韌性、強度較差，使其應用受到了較大的限制。 二次功能是當向材料輸入的能量和輸出的能量屬于不同形式時，材料起能量轉換部件作用，又稱高次功能，主要有：a．光能與其他形式能量的轉換，如光化反應、光致抗蝕、光合成反應、光分解反應、化學發(fā)光、感光反應、光致伸縮、光生伏特效應、光導電效應；b．電能與其他形式能量的轉換，如電磁效應、電阻發(fā)熱效應、熱電效應、光電效應，場致發(fā)光效應、電光效應和電化學效應；c．磁能與其他形式能量的轉換，如熱磁效應、磁冷凍效應、光磁效應和磁性轉變；d，機械能與其他形式能量的轉換，如壓電效應、磁致伸縮、電致伸縮、光壓效應、聲光效應、光彈性效應、機械化學效應、形狀記憶效應和熱彈性效應。 納米非金屬功能材料具有電導性、半導體性、光電性、壓電性、鐵電15耐閡蝕、化學吸附性、吸氣性、耐輻射性等多種功能。納米材料由于具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應而產生奇異的力學、電學、磁學、熱學、光學和化學活性等特性，它既是一種新材料又是新材料的重要原料。而從原子團簇制各材料的方法，稱為納米技術。許多指標都大幅度提高，外墻涂料的耐洗刷性由原來的一千多次提高到了一萬多次，老化時間也延長了兩倍多；玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，任何沾污在表面上的物質在光的照射下，經過納米的催化作用，可以變成氣體或者容易被擦掉的物質。 一次功能是當向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬于同種形式時，材料起能量傳送部件作用，又稱載體材料，主要有：a．力學功能如慣性、霸性、流動性、潤滑性、成型性、超塑性、高彈性、恒彈性、振動性和防震性；b．聲功能如吸聲性、隔聲性；c．熱功能如隔熱性、傳熱性、吸熱性和蓄熱性；d．電功能如導電性、超導性、絕緣性和電阻；e．磁功能如軟磁性、硬磁性、半硬磁性；f．光功能如透光性、遮光性、反射性、折射性、吸收性、偏振性、聚光性、分光性；g．化學功能如催化作用、吸附作用、生物化學反應、酶反應、氣體吸收；h．其他功能如電磁波特性(常與隱身相聯系)、放射性。陶瓷是由晶粒和晶界所組成的燒結體。 大量研究表明，納米陶瓷功能材料具有超塑性。上海硅酸鹽研究所研究發(fā)現，摻雜YzO：的四方氧化結多晶體納米陶瓷功能材料，當晶粒尺寸為150nm時，材料可在1250℃下呈現超塑性，且起始應變速率達到3lo—2s—1，壓縮應變量達380％，并從斷口側面觀察到了大量通常出現在金屬斷口的滑移線。納米陶瓷功能材料的硬度和強度也明顯高于普通材料。聚合物微粒尺寸減少到納米量級后使高分子的特性發(fā)生了很大的變化，主要表現在表面效應和體積效應兩方面。 (3)非金屬納米復合功能材料 目前，納米復合功能材料已成為開發(fā)功能材料的主導方向，納米微粒在光纖、壓電、形狀記憶、永磁材料、磁致伸縮、傳導聚合物、可調介電等方面，尤其是在仿生材料的開發(fā)方面，已經顯示出深厚的發(fā)展?jié)摿?。用傳統的增韌材料——有機彈性體增韌材料時，在提高抗沖擊性能的同時會造成諸如拉伸強度等相關性能的下降。為使納米微粒在基體中分散均勻，必須加入分散處理劑。而在塑料中添加某些納米材料，如納米Si02與TiOz適當混配的產物就能大大延緩材料的老化。又如國家超細粉末工程中心研制的FUMAT—T108超細抗茵粉體，它可賦予樹脂制品抗菌能力。例如納米S匯彌散到Si：Nd基體中形成的納米復合材料，其韌性常數X％為4．5—7．5MPal／2，斷裂強度69為850一1400MPa，最高工作溫度可達1200—1500℃。納米陶瓷材料在人工器官制造和臨床應用方面也有著廣泛的應用前景。10nm以下的粒子比紅細胞(6—9捍m)小得多，可以在血管中自由運動，因此，如果將各種對機體無害的納米粒子注入到血液中，輸送到人體的各個部位，可以作為監(jiān)測和診斷疾病的手段。 納米粒子具有較高的膠體穩(wěn)定性和優(yōu)異的吸附性能，并能較快地達到吸附平衡，這可以直接用于生物物質的吸附分離。納米微粒還為細胞染色技術提供了新途徑。例如通過納米TiOz的光催化反應，可將廢水中難以生物降解或有毒有害物分解為C0H20和HCl等無毒或易生物降解的物質。用鎳的納米材料做火箭固體燃料反應催化劑，燃燒效率提高100倍；納米鉑黑作催化劑可以使