【正文】 infrastructure, low cost maintenance with longer durability are deliberated. [Keywords] Civil Engineering, Nanomaterials, Nanotechnology, Sustainability. 9 I. Introduction A. Background As people involved in construction, we are very familiar with the concept of getting raw materials, bringing them together in an anized way and then putting them together into a recognizable form. The finished product is a passive machine. It works and slowly decays as it is used and abused by the environment and the owners of the project. Construction then is definitely not a new science or technology and yet it has undergone great changes over its history. In the same vein, nanotechnology is not a new science and it is not a new technology either. It is rather an extension of the sciences and technologies that have already been in development for many years. The size of the particles is the critical factor. At the nanoscale (anything from one hundred or more down to a few nanometres, or 109 m) material properties are altered from that of larger scales. Another important aspect is that, as particles bee nanosized, the proportion of atoms on the surface increases relative to those inside and this leads to novel properties. It is these ―nanoeffects‖, however, that ultimately determine all the properties that we are familiar with at our ―macroscale‖ and this is where the power of nanotechnology es in – if we can manipulate elements at the nanoscale we can affect the macroproperties and produce significantly new materials and processes. B. What is Nanotechnology? Nano, which es from the Greek word for dwarf. One nanometre is a billionth of a metre. Definitions of ?nanotechnology‘ vary, but it generally refers to understanding and manipulation of matter on the nanoscale, say, from run to 100 nm. The significance and importance of controlling matter at the nanoscale is that at this scale different laws of physics e into play (quantum physics)?！眹H混凝土， 27卷 12號， P2834. [10]Sobolev, K. 和 Gutierrez, M. F. (2021). “納米技術(shù)如何改變混凝土世界”美國陶瓷學(xué)會通報， 84卷 10號 P1416。“ （ ） [8]Shah, S. P.,和 A. E. Naaman.“機械性能的玻璃和鋼纖維增強砂漿?！?Prog. Org. Coat., 47(3– 4), 342– 356. [7] Bartos, P. J. M. (2021).“ NANOCONEX 路線圖新材料。 “ （ ） [6] Baer, D. R., Burrows, P. E., 和 ElAzab, A. A.（ 2021）。“對美國的基礎(chǔ)設(shè)施報告。 [5]美國土木工程師協(xié)會。”水泥和混凝土的研究，第 34卷， ,2021. [4] Beatty, C.（ 2021） .“納米技術(shù)降低了瀝青的施工溫度。 ， [2]Balaguru,“納米技術(shù)和混凝土：背景，面臨的機遇和挑戰(zhàn)。本文總結(jié)了一個納米技術(shù)如何最大的影響土木工程領(lǐng)域的路線圖和 戰(zhàn)略行動計劃。納米科學(xué)和納米技術(shù)在建筑領(lǐng)域大規(guī)模和可行性措施可以幫助種子工程建設(shè)相關(guān)的納米技術(shù)的發(fā)展。近年來，納米技術(shù)的研發(fā)得到大規(guī)模的投資。此外，納米技術(shù)的發(fā)展，特別是與仿生研究的結(jié)合將生產(chǎn)更好效率的材料，結(jié)構(gòu)設(shè)計和對生產(chǎn)具有真正革命性的方法，可持續(xù)性和對環(huán)境 變化適應(yīng)能力。為了實現(xiàn)市場規(guī)模預(yù)測這一目標，行業(yè)將雇傭近 200 萬個工人致力于對納米材料，納米結(jié)構(gòu)和納米系統(tǒng)的研究。許多世界級大公司如 IBM，英特爾，摩托羅拉，郎訊，波音公司，日立等都有顯著的納米相關(guān)研究項目，或推出自己對納米技術(shù)的倡議。隨著 LED 和 OLED 在絕緣材料和智能玻璃中進一步的技術(shù)發(fā)展，建筑物滿足自己的能源需求將成為現(xiàn)實的愿景。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加劑如鈣，鈣鋁酸鹽和鈣硫鐵鋁（巴斯夫， 2021）在生產(chǎn)階段 CO2 的排放量減少了近 25%。 6 5）產(chǎn)品商業(yè)化時間很長，例如混凝土，可以消除鋼筋的需求，商品化預(yù)計需要到 2020 年。 3）在納米技術(shù)方面的新政策需要各級政府，研發(fā)機構(gòu)，制造商和其他行業(yè)的合作。 B．缺點 1）由于粒徑小，納米顆粒對呼吸道和消化道、皮膚或眼睛表面具有潛在的負面影響 [4]增加了工人的危害。 6） 2021 年的消防系統(tǒng)總額約為 45 億美元，預(yù)計到 2021 年將增長到超過 800 億美元（赫爾穆特 .凱撒， 2021）。納米氧化鋁和二氧化鈦因其耐磨，韌性和粘結(jié)強度特性有 4~6 倍的增長（蓋爾， 2021）。此外，可以減少維修和維護成本。 2）全球碳納米管市場從 2021 年的 5100 萬美元預(yù)計到 2021 年增長超過 8 億美元（ BCC）。 三．納米技術(shù)對建筑的影響 A．優(yōu)點 1）與傳統(tǒng)的 TiO2 相比，納米 TiO2 的表面面積增加了 500%，不透明度降低了400%。聚丙烯纖維被視為一種比傳統(tǒng)絕緣法更經(jīng)濟的增加耐火性的方法。納米水泥的研究（納米顆粒）創(chuàng)造了在這一領(lǐng)域應(yīng)用的一個新范例。 OBT 改性瀝青比 BT 改性瀝青具有更好的性能。同時它們的蠕變勁度有顯著的降低。 BT 和 OBT 改性瀝青表現(xiàn)出更大的軟化點 ，粘度，較高的復(fù)數(shù)模量，相對于基質(zhì)瀝青有低相位角，較高的車轍參數(shù)和更好的流變性能。 膨潤土（ BT）和有機改性膨潤土（ OBT）是在應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用下用來加強和修改通過熔融加工的瀝青粘合劑。由于 SiO2 的疏水性能，可用于防霧涂料或清潔窗戶 [1]。因此， MMFX 鋼已獲得認證用在美國的整個一般的建設(shè) 中 C．玻璃 防火玻璃是納米技術(shù)的另一個應(yīng)用。這些材料性質(zhì)可以降低建設(shè)成本，在腐蝕環(huán)境中的使用壽命更長。它有一個完全不同的微觀結(jié)構(gòu)，類似“夾板”的疊層板條結(jié)構(gòu)。由于它的高性能，很適合運用于輕巧而又堅固的設(shè)計。 1992 年聯(lián)邦公路管理局和美國鋼鐵協(xié)會以及美國海軍通過將銅納米顆粒焊接在鋼晶體的邊界開發(fā)了新的，低碳，高性能鋼（ HPS），具有較高耐腐蝕性主要用于橋梁的建設(shè) [5]。這些納米粒子愈合了混凝土表面小的裂縫，并在加強的應(yīng)用程序中混凝土基質(zhì)和纖維材料之間的表面形成牢固的鍵。 最后，在今天應(yīng)用混凝土纖維來增加預(yù)制混凝土構(gòu)件的強度是相當普遍的。希瓦氏菌的微生物的濃度為 105 個細胞毫升，納米尺度的觀察顯示在其表面上有沉積的水泥砂基質(zhì)。但它需要昂貴的環(huán)氧注射。發(fā)生聚合反應(yīng)粘結(jié)裂紋面。伊利諾依州 UrbanaChampaign 大學(xué)的分校正在研究愈合聚合物，其中包括微膠囊化的治療劑和催化化學(xué)反應(yīng)的觸發(fā)器 [8]。氧化多孔碳納米管（ MWNT）的抗壓強度（ +25N/MM2）和抗彎強度（ 8N/MM2）相對于未經(jīng)加強的參考樣品有最好的改進。添加少量碳納米管（ 1%）可以增加抗壓和抗折強度 [1]。摻雜大量粉煤灰的混凝土早期可以在納米尺度上填充大量粉煤灰水泥顆粒之間的孔隙來改善孔徑的分布。 納米二氧化硅的添加產(chǎn)生致密的微觀和納米 結(jié)構(gòu)使機械性能得到了改進。粉煤灰不僅提高了混凝土的耐久性和強度 更 重要的是達到可持續(xù)發(fā)展的要求，減少了水泥的用量。堿硅酸反應(yīng)是由于硅質(zhì)巖水泥和二氧化硅等堿性活骨料的含量引起的。 它的 一些詳細應(yīng)用研究如下： A．混凝土 混凝土是一種最常見和廣泛使用的建筑材料。 3 二．納米技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用 由于納米技術(shù)產(chǎn)生的產(chǎn)品具有許多獨特的性質(zhì)，因此納米技術(shù)可用于許多領(lǐng)域的設(shè)計和施工過程中。然而，建筑行 業(yè)的發(fā)展滯后于其他工業(yè)部門，由此納米技術(shù)的研究吸引了大型工業(yè)企業(yè)和風(fēng)險投資家的濃厚興趣和投資。瑞典和英國建筑報告 [89]中也強調(diào)了納米技術(shù)的重要性?！白陨隙隆钡姆椒ㄐ枰獙⒔Y(jié)構(gòu)通過加工和蝕刻技術(shù)減小到最小納米級尺寸，而“自下而上”的方法通常被稱為分子納米技術(shù)，意味著控制或定向原子和分子的組合來創(chuàng)建結(jié)構(gòu) [3]?？刂圃诩{米尺寸上的意義與重要性是在這種范圍內(nèi)不同的物理定律發(fā)揮作用（量子物理學(xué)）。一納米是一米的十億分之一。正是這些“納米效應(yīng)”，最終確定了我們所熟悉的“宏觀” 的所有屬性，這正是納米技術(shù)的力量來源 — 如果我們可以在納米尺寸上操縱元素，那就可以影響其宏觀性質(zhì)，并產(chǎn)生新材料和新工藝。粒子的大小是關(guān)鍵因素，在納米技術(shù)中（任何事物，從一百或者更多下降到幾納米，或 10^9m）大大的改變了 材料的特性。建筑絕不是一門新的科學(xué)或技術(shù)，但在其歷史上已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。建筑成品是一個被動的物體。 【關(guān)鍵詞】 土木工 程，納米材料，納米技術(shù)，可持續(xù)發(fā)展。對在最具挑戰(zhàn)性的經(jīng)濟因素下它的實用性進行了簡要的討論。 此外，闡述了無論在市場上還是準備用于建筑行業(yè)的功能導(dǎo)向的納米技術(shù)材料和產(chǎn)品的細節(jié)以及一定時間內(nèi)可能導(dǎo)致的后果。納米技術(shù)在構(gòu)建創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè) 施系統(tǒng)中的作用對土木工程的實踐和拓寬領(lǐng)域帶來了革命性的改變。 畢業(yè)設(shè)計外文文獻翻譯 院 系： 土木工程與建筑系 年級專業(yè)： 土木工程專業(yè) 姓 名： 學(xué) 號： 附 件： Nanotechnology in Civil Engineering 指導(dǎo)老師評語： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 1 中文譯文： 土木工程中的納米