纳米金属
它可以大大提高磁带和大容量硬、软盘的性能。
磁流体。由铁、钴、镍及其合金粉末制成的磁流体具有优异的性能。
,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、灯光显示等。
吸波材料。金属纳米粉对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末和碳包覆金属粉末可用作军用高性能毫米波隐身材料、可见-红外隐身材料和结构隐身材料,以及手机辐射屏蔽材料。金属和非金属的表面导电涂层处理。
高效催化剂。铜及其合金纳米粉体作为催化剂效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢气合成甲醇的反应过程中作为催化剂。
导电胶。用纳米铜粉代替贵金属粉制备性能优越的电子浆料,可以大大降低成本。这项技术可以促进微电子技术的进一步优化。高性能磁记录材料。利用纳米铁粉的高矫顽力、高饱和磁化强度(高达1477 km2/kg)、高信噪比、良好的抗氧化性等优点,
它可以大大提高磁带和大容量硬、软盘的性能。
磁流体。由铁、钴、镍及其合金粉末制成的磁流体具有优异的性能。
可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、灯光显示等领域。
导磁浆料。基于纳米铁粉高饱和磁化强度和高磁导率的特性,将其制成磁通浆料,可用于精细磁头的粘结结构。
纳米导向剂。有些纳米颗粒具有磁性,可以作为载体制成靶向剂,在外磁场的作用下,使药物聚集在身体局部,从而对病变部位进行高浓度药物治疗,特别是对肿瘤、结核等病灶固定的疾病。磁流体。由铁、钴、镍及其合金粉制成的磁流体具有优异的性能,广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、灯光显示等领域。
高效催化剂。纳米镍粉因其巨大的比表面积和高活性,具有很强的催化作用,可用于有机化合物的加氢、汽车尾气处理等。
高效助燃剂。在火箭固体燃料推进剂中添加纳米镍粉,可以大大提高燃料的燃烧热和燃烧效率,提高燃烧稳定性。
导电胶。电子浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装和连接,对微电子器件的小型化起着重要作用。镍、铜、铝纳米粉制成的电子浆料性能优异,有利于电路的进一步小型化。
高性能电极材料。利用纳米镍粉和适当的工艺,可以制造出具有巨大表面积的电极,可以大大提高放电效率。
活化烧结添加剂。纳米粉体由于具有较大的表面积和表面原子,在低温下具有较高的能态和较强的烧结能力。它是一种有效的烧结添加剂,可以大大降低粉末冶金制品和高温陶瓷制品的烧结温度。
金属和非金属的表面导电涂层处理。纳米铝、铜和镍具有高度活化的表面,因此可以在无氧条件下在低于粉末熔点的温度下进行涂覆。这项技术可以应用于微电子器件的生产。高效催化剂。锌及其合金纳米粉末用作催化剂。
硬金属
常见结构硬质合金的耐磨性和韧性是相互排斥的,协调这一矛盾一直是硬质合金研究的重点。研究发现,当碳化钨(WC)晶粒尺寸减小到0.8μm以下时,不仅合金的硬度提高,强度也有所提高,并且随着晶粒尺寸的进一步减小,提高幅度更加明显。这种高硬度、高强度的硬质合金刀具在加工硬脆材料(如冷铸铁)时表现出优异的性能。WC-10Co超细硬质合金的硬度可达93,横向断裂强度大于5000MPa。纳米和超细晶硬质合金具有普通硬质合金不可比拟的优越性能,满足现代加工业和新材料特殊应用领域加工要求的能力大大提高。纳米和超细结构硬质合金的这种“双高”(高耐磨、高韧性)性能特别适合制造具有良好锋利度和刚性的工具和模具,如PCB微钻、V型切刀、铣刀等。目前,纳米和超细硬质合金的晶粒度没有统一的标准。一般来说,晶粒度小于0.5μm的硬质合金是超细硬质合金,晶粒度小于0.2μm的硬质合金是纳米硬质合金。在这方面,瑞典山特维克和德国粉末冶金协会的分级标准是比较权威的。20世纪90年代以来,超细甚至纳米硬质合金的研究与开发成为世界硬质合金技术领域的热点。美国罗格斯大学在1989率先开发出纳米结构硬质合金,并获得专利。纳米结构硬质合金的问世是硬质合金领域划时代的突破,为解决硬质合金强度和硬度的矛盾开辟了新的途径。北京化工大学段雪院士领导的团队在超短碳纳米管研究方面取得了重大进展。基于他们长期扎实的研究和对插层材料的深刻理解,利用层状双羟基金属氢氧化物(LDH)的层间空间限制效应,合成了十二烷基磺酸阴离子(DSO)插层的Co-Al LDH。然后以LDH层间的甲基丙烯酸甲酯(MMA)为碳源,在还原得到的活性金属Co的催化下,合成并生长出长度小于1 nm(分子尺度)、外径约20 nm、壁厚约3.5 nm的碳纳米环。
最近,美国宾夕法尼亚大学的研究人员发明了一种低密度、超强气凝胶(一种固体物质,世界上密度最低的固体),由碳纳米管(一种由石墨原子制成的管子,重量很轻,并与六边形结构完美连接)制成,可以在清理漏油方面发挥关键作用。
斯坦福大学发布了第一个由碳纳米晶体管组成的计算机芯片。硅晶体管迟早会走到穷途末路。晶体管越来越小,以至于装不下足够的硅原子来表现硅的特性。碳纳米管(CNT)、硅锗(SiGe)和砷化物(GaAs)都是可能的替代品。碳纤维纳米管导电性好,体积小,可以瞬间开关。它具有与石墨烯相当的电学性质,但制造半导体的难度要小得多。
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南风化工:南风化工与清华大学合作开发碳纳米管。目前,纳米粉体产业化中心研发的15 kg/h碳纳米管量产技术已通过教育部专家鉴定。中国宝安:碳纳米管的领导者,麻省理工学院的化学工程师使用碳纳米管制成的太阳能天线,比普通太阳能光伏电池多使用100倍的太阳能。“纳米机器人”的发展属于分子仿生学的范畴。它基于分子水平的生物学原理,设计和制造可以在纳米空间运行的“功能分子装置”。纳米生物学的最新想法是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,开发可编程分子机器人,也称为纳米机器人。合成生物学重新设计了细胞信号转导和基因调控网络,研制出“体内”或“湿式”生物计算机或细胞机器人,从而产生了另一种方式的纳米机器人技术。我国著名学者周海中教授在1990关于机器人的文章中预言,到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。