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           奈米碳管結構

「下一個大發明是小東西」--奈米(nm)是一物理量的描述,它是一種長度度量的單位,長度為10-9米(亦即1奈米相當於10億分之1公尺),尺度上相當接近原子的大小。以物質的觀點而言,除了尺度效應外,於1 nm至100 nm間 介觀視界(Mesoscopic View) ,電子、光子、聲子自身與彼此之交互作用發生時,就產生材料的新性質,進而可以改變目前使用產品功能的可能性。  

  奈米技術是有關材料及系統的結構和元件,在奈米尺度時展現出顯著改善的或全然不同的物理、化學及生物特性和現象。主要目標是藉由掌控原子、分子、或巨分子尺度的結構或裝置來探索這些特性,並有效率的製造或使用這些裝置。

 

Chemical

  奈 米材料係指顯微結構尺寸均小於100nm,且具有某些特殊性能的材料。當材料加工到奈米級的尺寸時,物質會發生驚奇的變化,具有意想不到的功能。奈米物資 具有四大效應:即小尺寸效應、量子尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應。這些效應都是產生功能的因素。判斷一種材料是否為奈米材料,有二條件:一是微粒 及晶粒尺寸是否小於100nm;二是具有不同於常規材料性能,以上缺一不可。
 

電子工業用途

  導電漿料(導電膠、導磁膠等):廣泛應用於微電子工業中的布、封裝、連接等,對微電子器件的小型化起著重要用。( 奈米碳管,奈米鎳粉奈米銅粉奈米鋁粉)。


  高性能電極材料:用奈米粉末輔加適當工藝,能製造出具有巨大表面積的電極,可大幅度提高放電效率。(奈米碳管,奈米鎳粉,奈米碳粉,奈米氧化釩)

  
高性能磁記錄材料:用奈米粉末製成的磁記錄材料,可使磁帶和軟硬磁片的記錄密度提高數十倍,並能大幅度改善它們的保真性能。(奈米鈷粉奈米鐵粉

  磁流體:用奈米金屬及合金粉末生産的磁流體性能優異,可廣泛應用於密封減震、醫療器械、聲音調節、光顯示等領域。(奈米鈷粉奈米鐵粉奈米鎳粉

  吸波材料:奈米金屬粉末對電磁波有特殊的吸收作用,可作爲軍用高性能毫米波隱形材料、可見光--紅外線隱形材料和結構式隱形材料、手機輻射遮罩材料。(奈米碳管,奈米鐵粉奈米鈷粉奈米氧化鋅粉

  
活化燒結添加劑:利用奈米粉末製成的燒結添加劑,可大幅度降低粉末冶金産品和高溫陶瓷産品的燒結溫度。(奈米鎳粉奈米鋁粉

  導磁漿料:利用一些奈米粉末的高飽和磁化強度和高磁導率的特性,可製成導磁漿料,用於精細磁頭的粘結結構等。(奈米鐵粉
 

化學工業用途

  高效催化劑:奈米粉末所具有的高活性、比表面積大的特點使其常適於用作爲催化劑。實驗研究表明,奈米鈷粉、粉、鋅粉等具有極強的催化效果。利用這些奈米粉末製成的催化劑在一些有機物的化學合成方面,催化效率比傳統催化劑要高出數十倍,可用於有機物氫化反應、汽車尾氣處理等。(奈米鈷粉奈米鎳粉奈米鋅粉

  高效助燃劑:奈米粉末具有極強的儲能特性,將其作爲添加劑加入燃料中可大大提高燃燒率。將一些奈米粉末添加到火箭的固體燃料推進劑中, 可大幅度提高燃料的燃燒熱、燃燒效率,改善燃穩定性。有研究表明,向火箭固體燃料中加入0.5%奈米鋁粉或鎳粉,可使燃燒效率提高10%-25%,燃燒速度加快數十倍。(奈米鋁粉奈米鎳粉
 

醫藥保健用途

  美容美髮護理劑: 奈米氧化鋅粉末無毒、無味、對皮膚無刺激性、分解、不變質、熱穩定性好,本身爲白色,可以簡單地以著色。更重要的是,它具有具有很強的吸收紫外線的功能, 對UVA(長波320-400nm)和UVB(中波280-320nm)均有遮罩作用。此外還具有滲透、修復功能。因此適用於作美容美髮護理劑中的活性因 數,不僅能大幅度提高護理效果 ,還可避免因紫外線輻射造成的對皮膚的傷害。(奈米氧化鋅粉

  抗菌劑:奈米氧化鋅粉末在陽光下,尤其在紫外線的照射下,在水和空氣中能自行分解出自由移動的帶負電的電子( e-),同時留下帶正電的空穴(h+)。這種空穴可以啟動空氣中的氧變爲活性氧,有極強的化學活性,能與多種有機物發生氧化反應(包括細菌內的有機物),從而把大多數病菌和病毒殺死。有關的定量試驗表明:在5 min 內奈米氧化鋅的濃度爲1%時,金黃色葡萄球菌的殺菌率爲98.86%,大腸桿菌的殺菌率爲99.93%。(奈米氧化鋅粉末, 奈米二氧化鈦)

  
奈米礦物中藥:研究表明,礦物中藥製成奈米粉末後,藥效大幅度提高,並具有高吸收率、劑量小的特點;還可利用奈米粉末的強滲透性將礦物中藥製成貼劑或含服劑,避開胃腸吸收時體液環境與藥物反應引起不良反應或造成吸收不穩定;也可將難溶礦物中藥製成針劑,提高吸收率。(奈米雄黃等)

  奈米導向劑:將以奈米磁性顆粒爲載體的藥物注入人體後,藥物在外磁場的作 用下會聚集於體內的局部,從而可在對人體的整體副作用很小的情況下對病理位置進行高濃度的藥物治療。這對於癌症、結核等有固定病竈的疾病十分適合。目前, 該項醫療技術在美、德等發達國家已進入臨床實驗,療效顯著。(奈米鐵粉
 

其他潛在用途

  疾病檢測指示劑:奈米粒子微細結構使其對環境中的化學或物指標的變化極爲敏感,因此可對人體內的病原體作出早預測,如,當腫瘤只有幾個細胞大小時就可以將其檢測出來,加以根除。

  高效感光材料:利用奈米粉末製成的感光材料,可大幅度提高成像的解析度和清晰度,並可在弱光中成像。

  高效機器防護劑:由於奈米粉末可以滲入並填充到機器耐磨表面的微孔中,所以將耐磨和具有潤滑作用的奈米粉末摻入油脂之中可用於機器防護,能大幅度提高機器的使用壽命。

 

 

 


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