【正文】 子的熱催化 ? ? 金屬納米粒子十分活潑，可以作為助燃劑在燃料中使用。 ? 摻雜到高能密度的材料，如炸藥，增加爆炸效率；也可以作為引爆劑進(jìn)行使用。 ? 納米鎳粉作為火箭固體燃料反應(yīng)催化劑，可使燃燒效率提高100倍；納米炸藥比常規(guī)炸藥性能提高千百倍 . 四、納米材料在光學(xué)方面的應(yīng)用 ? 納米微粒由于小尺寸效應(yīng)使它具有常規(guī)大塊材料不具備的 光學(xué)特性 ，如光吸收、光反射、光傳輸過(guò)程中的能量損耗等，都 與納米微粒的尺寸有很強(qiáng)的依賴關(guān)系 。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。 1．紅外反射材料 ? 高壓鈉燈以及各種用于拍照、攝影的碘弧燈都要求強(qiáng)照明，但是電能的 69％轉(zhuǎn)化為紅外線，這就表明有相當(dāng)多的電能轉(zhuǎn)化為熱能被消耗掉，僅有一少部分轉(zhuǎn)化為光能來(lái)照明。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。 ? 由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外及雷達(dá)波波長(zhǎng)，因此納米微粒材料對(duì)這種波的透過(guò)率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多，這就大大 減少波的反射率 ，使得紅外探測(cè)器和雷達(dá)接收到的反射信號(hào)變得很微弱，從而達(dá)到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大 3～ 4個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)紅外光和電磁波的 吸收率也比常規(guī)材料大得多 ，這就使得紅外探測(cè)器及雷達(dá)得到的反射信號(hào)強(qiáng)度大大降低，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo)，起到了隱身作用。 美國(guó) F117隱形轟炸機(jī)機(jī) 美國(guó) B2隱形轟炸機(jī) 用于制造微型武器 利用納米技術(shù)可以把傳感器 、 電動(dòng)機(jī)和數(shù)字智能裝備集中在一塊芯片上 ， 制造出幾厘米甚至更小的微型裝置 。據(jù)報(bào)道 ， 美國(guó)研制的小型智能機(jī)器人 ， 大的像鞋盒子那么大 ， 小的如硬幣 ， 它們會(huì)爬行 、 跳躍甚至可飛過(guò)雷區(qū) 、 穿過(guò)沙漠或海灘 ， 為部隊(duì)或數(shù)千公里外的總部收集信息 。 ? 用于制造微型衛(wèi)星和納米衛(wèi)星 ? 由于納米技術(shù)、微電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些國(guó)家發(fā)射的衛(wèi)星正向小型化方向發(fā)展。 1999年，英國(guó)、美國(guó)、瑞典各發(fā)射了一顆納米衛(wèi)星。 五、納米技術(shù)與納米材料在環(huán)境保護(hù)方面的作用 ?隨著納米技術(shù)的悄然崛起，納米環(huán)保也會(huì)迅速來(lái)臨，拓展人類利用資源和保護(hù)環(huán)境的能力，為徹底改善環(huán)境和從源頭上控制新的污染源產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。經(jīng)它催化的石油中硫的含量小于％。納米級(jí)催化劑用于汽車尾氣催化，有極強(qiáng)的氧化還原性能，使汽油燃燒時(shí)不再產(chǎn)生一氧化硫和氮氧化物，根本無(wú)需進(jìn)行尾氣凈化處理。污水治理就是將這些物質(zhì)從水中去除。納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。它從污水中流失，也是資源的浪費(fèi)。一種新型的納米級(jí)凈水劑具有很強(qiáng)的吸附能力。 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。 其降解機(jī)理是在光照條件下將這些有害物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和有機(jī)酸 。 ? （ 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。 ? （ 3）處理毛紡染整廢水 ? 用納米 TiO2催化降解技術(shù)來(lái)處理毛紡染整廢水，具有省資、高效、節(jié)能，最終能使有機(jī)物完全礦化、不存在二次污染等特點(diǎn)，顯示出良好的應(yīng)用前景。 ? （ 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。內(nèi)毒素是致命物質(zhì)，可引起傷寒、霍亂等疾病。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 。 我國(guó)新近研制成功一種具備自動(dòng)清潔功能，可以自動(dòng)消除異味、殺菌消毒的 “ 納米自潔凈玻璃 ” 。 被稱之為 21世紀(jì)前沿科學(xué)的納米技術(shù)將對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，有著廣泛的應(yīng)用前景，甚至?xí)淖內(nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)環(huán)保觀念，利用納米技術(shù)解決污染問(wèn)題將成為未來(lái)環(huán)境保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。生物分子是很好的信息處理材料，每一個(gè)生物大分子本身就是一個(gè)微型處理器，分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中以可預(yù)測(cè)方式進(jìn)行狀態(tài)變化，其原理類似于計(jì)算機(jī)的邏輯開關(guān)，利用該特性并結(jié)合納米技術(shù)，可以此來(lái)設(shè)計(jì)量子計(jì)算機(jī)?？茖W(xué)家們認(rèn)為：要想提高集成度，制造微型計(jì)算機(jī)， 關(guān)鍵在于尋找具有開關(guān)功能的微型器件 。此外，他們還利用細(xì)菌視紫紅質(zhì)蛋白質(zhì)研制模擬人腦聯(lián)想能力的中心網(wǎng)絡(luò)和聯(lián)想式存儲(chǔ)裝置。它將突破傳統(tǒng)極限，使單位體積物質(zhì)的儲(chǔ)存和信息處理的能力提高上百萬(wàn)倍，從而實(shí)現(xiàn)電子學(xué)上的又一次革命?？茖W(xué)家用 DNA（脫氧核糖核酸）制造出了一種納米級(jí)的鑷子。 七、納米科技在其他方面的應(yīng)用 ? ? 使用納米技術(shù)能使藥品生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越精細(xì)，并在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品。 納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便，用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體后可主動(dòng)搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。 納米機(jī)器人 采用納米大分子： “ 生物部件 ” 與小分子無(wú)機(jī)物晶體結(jié)構(gòu)組合，采用納米電子學(xué)控制裝配成納米機(jī)器人，將會(huì)給人類醫(yī)學(xué)科技帶來(lái)深刻的革命，使現(xiàn)在許多的疑難病癥得到解決。納米機(jī)器人還可以用來(lái)進(jìn)行人體器官修復(fù)工作，如修復(fù)損壞的器官和組織，做整容手術(shù)，進(jìn)行基因裝配工作，從基因中除去有害的 DNA或把正常的 DNA安裝在基因中，使機(jī)體恢復(fù)正常功能。 ? 該醫(yī)生長(zhǎng)得像一顆膠囊，把它吞進(jìn)肚里，消化道內(nèi)的情景就可以像放電影 ? 一樣在電腦屏幕上一 目了然 ? ? 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，可用處作電冰箱、空調(diào)外殼里的抗菌除味塑料。計(jì)算機(jī)在普遍采用納米材料后，可以縮小成為“掌上電腦”。 ? 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。 其作用機(jī)理是在納米 SiO2的表面包覆一層有機(jī)材料，使之具有親水性，將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結(jié)構(gòu)，即納米 SiO2形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)掏膠體流動(dòng)，固體速度加快，提高粘接效果，由于顆粒尺寸小，更增加了膠的密封性。因納米 SiO2是一種抗紫外線輻射材料（即抗老化），加之其極微小顆粒的比表面積大，能在涂料干燥時(shí)很快形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加涂料的強(qiáng)度和光潔度。納米 SiO2可以作為抗紫外輻射、紅外反射、高介電絕緣橡膠的填料。 ?塑料 納米 SiO2對(duì)塑料不僅起補(bǔ)強(qiáng)作用，而且具有許多新的特性。在有機(jī)玻璃生產(chǎn)時(shí)加入納米SiO2可使有機(jī)玻璃抗紫外線輻射而達(dá)到抗老化的目的；在有機(jī)玻璃中添加納米Al2O3既不影響透明度又提高了高溫沖擊韌性。如納米 TiO ZnO、 SiO2等。 第五節(jié)、現(xiàn)狀與展望 ? 納米科學(xué)是一門將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問(wèn)題，特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問(wèn)題。已有人預(yù)言 “ 本世紀(jì)五十年代重視微米技術(shù)的國(guó)家，現(xiàn)在都取得了很大的發(fā)展，同樣，現(xiàn)在重視納米科技的國(guó)家，將在二十一世紀(jì)獲得高速發(fā)展。 ” ? 21世紀(jì)初的主要任務(wù)是依據(jù)納米材料各種新穎的物理和化學(xué)特性，設(shè)計(jì)出各種新型的材料和器件。納米材料將成為材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的明星展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮舉足輕重的作用。 納米技術(shù)在各國(guó)發(fā)展情況 ? 納米技術(shù)在美國(guó) ? 2022年 : 80萬(wàn)納米科技人才 ,GDP1萬(wàn)億美元 , 200萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì) ? 能源部的 8項(xiàng)優(yōu)先研究中 ， 6項(xiàng)有關(guān)納米材料 ? 本世紀(jì)前 10年幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域之一 ? 制定了 “ 國(guó)家納米技術(shù)倡議 ” (NNI): ? 軍工 : 隱形飛機(jī)表面涂料 、 艦船表面納米涂料 ? 美國(guó)總統(tǒng)布什 《 21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案 》 ， 批準(zhǔn)聯(lián)邦政府在從 2022財(cái)政年度開始的 4年中共投入約 37億美元 ， 用于促進(jìn)納米技術(shù)的研究開發(fā) 納米技術(shù)在各國(guó)發(fā)展情況 ? 納米技術(shù)在日本 ?1962年 , 久保 (Kubo): 久保理論 (量子尺寸效應(yīng) ) ?國(guó)會(huì) : 21世紀(jì)前 20年的立國(guó)之本 ?著名大企業(yè) : 納米實(shí)用化技術(shù)的計(jì)劃 ?三菱化工建立了 (富勒烯 )納米碳管生產(chǎn)線 ?自潔凈玻璃、光催化凈化水或空氣 納米技術(shù)在中國(guó) ? 中科院物理所 制備出大面積碳納米管陣列 。這需要使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)／制造技術(shù)和現(xiàn)有工廠的設(shè)備和超精密電子裝置。在這個(gè)階段，納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)和納米復(fù)合材料的制造將達(dá)到實(shí)用化水平。納米磁膜材料將大大提高磁記錄密度，納米加工技術(shù)的進(jìn)步將使納米級(jí)光盤的出現(xiàn)成為可能，其信息儲(chǔ)存量將是現(xiàn)在光盤的 100萬(wàn)倍。可以預(yù)見，未來(lái)以納米技術(shù)為核心的計(jì)算機(jī)處理信息的速度將更快，效率將更高。 要注意的問(wèn)題 ? 同許多技術(shù)一樣，納米科技也是一把雙刃劍。人類應(yīng)該未雨綢繆，避免納米給人類帶來(lái)災(zāi)難。此外，科學(xué)家為人類在納米時(shí)代描繪的最美妙前景莫過(guò)于通過(guò)納米機(jī)器人在人體內(nèi)定向搬運(yùn)藥物或者清理垃圾。喬伊也認(rèn)為，在單個(gè)原子基礎(chǔ)上創(chuàng)造物體的納米技術(shù)可能給人類帶來(lái)災(zāi)難。它可能會(huì)輕而易舉地自我復(fù)制，像計(jì)算機(jī)病毒在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳播一樣，給物質(zhì)世界帶來(lái)一系列影響。 前途光明，道路曲折 ? 面對(duì)一浪高過(guò)一浪的納米熱，科學(xué)家認(rèn)為，雖然 90年代初科學(xué)家已經(jīng)成功搬動(dòng)原子，但離自如操縱原子還很遠(yuǎn)。即使是那些較為成熟的納米技術(shù)，離產(chǎn)業(yè)化開發(fā)還有一段艱難的路要走，納米技術(shù)的應(yīng)用還要有一個(gè)認(rèn)識(shí)過(guò)程以及產(chǎn)品的升級(jí)配套問(wèn)題。 ? 無(wú)論如何，納米已經(jīng)在我們的面前掀起了它原本神秘的蓋頭。