纳米技术的作用是什么?

通过科学家的研究和努力,“纳米”不再是一个冰冷的科学词汇。纳米技术已经走出实验室,渗透到人们的衣食住行,悄然改变和影响着人们的生活。

传统涂料的可洗性差,刷一段时间后墙面会变得多色调。现在有一种纳米技术的新型涂料,不仅耐洗刷性比传统材料提高了十倍以上,而且有机挥发物极低,无毒无害无异味,有效解决了建筑物密封性能增强,有害气体无法尽快排出的问题。

人体长期暴露在电磁波和紫外线下,会导致各种发病率增加或影响正常生育能力。现在,纳米技术高效防辐射服——高科技电脑工作服、孕妇装已经问世。科学家和技术人员将纳米大小的防辐射物质混合到纤维中,制成一种“纳米服装”,可以阻挡95%以上的紫外线或电磁辐射,并且不挥发,不溶于水,长期保持防辐射能力。同样,化纤布料做的衣服,由于摩擦也容易产生静电。在生产中加入少量的金属纳米颗粒,可以摆脱恼人的静电。

白色污染也遭遇了“纳米”的强大挑战。科学家通过专门开发的设备将可降解淀粉和不可降解塑料粉碎到“纳米级”后,进行物理结合。用这种新原料可以生产100%可降解农用塑料薄膜、一次性餐具、各种包装袋等类似产品。专家表示,这是彻底解决白色污染问题的实质性突破。

纳米技术制造的电子器件性能比传统电子器件好很多。纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因此可以大大提高产品性能。纳米电子器件的功耗只有硅器件的1/1000。一张不到手掌大小的5寸光盘上,可以存储至少30个北京图书馆的全部藏书。纳米材料体积小,重量轻,可以大大降低各种电子产品的体积和重量。

纳米金属颗粒易燃易爆,几种纳米金属铜颗粒或铝颗粒遇空气会剧烈燃烧爆炸。因此,纳米金属颗粒的粉末可以用来制造烈性炸药,火箭的固体燃料也可以产生更大的推力。使用纳米金属颗粒粉末作为催化剂可以加快化学反应速率,大大提高化学合成的产率。

纳米金属块抗压抗拉。金属纳米颗粒粉末制成块状金属材料,比普通金属强度高十几倍,可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车和轮船,重量可以减少到原来的十分之一。

纳米陶瓷兼具刚性和柔性,纳米颗粒粉末制成的纳米陶瓷是塑料,给陶瓷行业带来了一场革命。纳米陶瓷应用在发动机上,大大降低了发动机的摩擦系数,增强了散热能力,延长了发动机的使用寿命,还能减少污染物的排放,是新一代的绿色产品。

纳米氧化物材料色彩丰富,纳米氧化物颗粒在光的照射下或电场的作用下可以快速变色。非常适合作为士兵保护激光枪的眼镜。纳米氧化物材料将被制成广告牌,在电和光的作用下,效果会更加丰富多彩。

纳米半导体材料可以发出各种颜色的光,可以制成小型激光光源,还可以将吸收的太阳光中的光能转化为电能。太阳能汽车和用它制造的房子有很大的环保价值。由纳米半导体制成的各种传感器可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,将广泛应用于汽车尾气监测和大气环境保护。

当纳米药物用于治疗疾病和拯救生命时,它们与磁性纳米颗粒结合在一起。服用后,这些纳米药物可以在血管和人体组织中自由移动。然后在人体外施加磁场进行引导,使药物集中在病变组织,药物治疗的效果会大大提高。同时,纳米药物颗粒还可以用来定向堵塞毛细血管,使死亡的癌细胞“饿死”。纳米颗粒还可以用于人体内的细胞分离,也可以用于携带DNA治疗基因缺陷。目前,动物体内的癌细胞和正常细胞已经被磁性纳米粒子成功分离,并成功用于临床实验,治疗人类骨髓疾病。

在纳米世界里,人们可以按照自己的意愿自由切割和构建材料。这种技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以整合不同材料。它不仅具有芯片的功能,还可以检测电磁波(包括可见光、红外光和紫外光)信号,同时可以完成计算机的指令。这是纳米集成器件。将这种一体化装置应用到卫星上,可以大大降低卫星的重量和体积,使其更容易发射,成本更经济。

随着纳米技术的快速发展,其安全问题不容忽视。由于材料在变成纳米尺度的过程中,物理化学性质发生了变化,因此比常规材料更容易穿透各种屏障,甚至穿透生物体的皮肤和细胞膜,进入组织器官。纳米材料如果在生产和使用过程中处理不当,可能会污染环境,危害健康。一些研究结果表明,一些人造纳米材料具有毒性,可能会引起氧化刺激、炎症反应、心血管系统和其他组织器官的损伤。因此,在发展纳米技术的同时,我们必须同步开展其安全性研究,使之成为安全造福人类的新技术。