納米技術(shù)促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
納米尺度
釋放物質(zhì)的奇異性質(zhì)
納米技術(shù)越來越受到科學(xué)研究和工業(yè)的重視。根據(jù)這項研究，自21世紀(jì)以來，世界上960個最突出的科學(xué)研究方向中有89%與納米技術(shù)有關(guān)。作為前沿、基礎(chǔ)和平臺科學(xué)，納米科學(xué)為物理學(xué)、材料、化學(xué)、能源科學(xué)、生命科學(xué)、藥理學(xué)和毒理學(xué)、工程學(xué)等七門基本學(xué)科提供了創(chuàng)新動力，并已成為轉(zhuǎn)型工業(yè)中最創(chuàng)新的科學(xué)研究領(lǐng)域之一和制造技術(shù)的重要來源。
什么是納米技術(shù)？首先，我們需要了解納米。納米是長度單位，一納米是原子大小的四倍，比單個細(xì)菌的長度小得多?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在納米尺度下，材料表現(xiàn)出與宏觀尺度完全不同的物理、化學(xué)和生物特性。例如，低強度或脆性合金將獲得高強度和高擴展性，化學(xué)活性低的化合物將成為強有力的催化劑，無法激發(fā)的半導(dǎo)體將成為有效的光源?？傊?，尺度的減小使納米材料表現(xiàn)出不同于宏物質(zhì)和單個孤立原子的奇異特性，似乎它們具有"特殊的功能"。
在這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，人類發(fā)展了納米科學(xué)和納米技術(shù)。納米科學(xué)以0.1nm到100 nm之間的物質(zhì)為研究對象，探索其獨特的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性和功能，而納米技術(shù)在這個空間尺度上操縱原子和分子，加工材料和制造具有特定功能的器件?？萍几锩峁┝诵碌墓ぞ?，深刻地改變了人與自然的關(guān)系。納米技術(shù)通過納米級的精確操作來控制材料的性能，賦予納米材料理想的機械、化學(xué)、電、磁、熱或光學(xué)性能，從而使這些新型納米材料在傳統(tǒng)和新興工業(yè)制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
納米材料
提高生產(chǎn)生活質(zhì)量
納米材料已廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的機械制造業(yè)中，納米材料被用作機器零件的表面涂層或潤滑劑，以減少磨損，延長機器的使用壽命。在航空航天制造業(yè)中，重量輕，強度高的納米結(jié)構(gòu)合金是制造飛機機身和過濾器，振動和防火部件的理想材料。在電子信息產(chǎn)業(yè)中，納米技術(shù)的應(yīng)用將有助于克服以強場效應(yīng)，量子隧道效應(yīng)為代表的物理限制和以功耗，散熱，傳輸延遲為代表的技術(shù)限制，并基于量子效應(yīng)制作新型納米器件，這將推動高性能價格比制作工藝的發(fā)展。在輕工業(yè)領(lǐng)域，人們使用的防曬霜主要成分是納米二氧化鈦或氧化鋅，而納米纖維則用于制作防皺，防污，抗菌服裝，以及網(wǎng)球拍，自行車等各類體育用品。"。
在生態(tài)文明建設(shè)，推進節(jié)能減排和低碳發(fā)展中，納米技術(shù)作為一個交叉學(xué)科領(lǐng)域，可以顯著促進替代能源發(fā)展，提高能源使用效率。在石油化工中，金屬，氧化物，碳等化合物的納米顆粒是良好的催化劑，在石油煉制，生物燃料制造等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，可顯著提高燃料燃燒效率，降低污染和能耗。在清潔能源領(lǐng)域，納米材料用于低成本固態(tài)太陽能電池，高性能可充電電池（包括超級電容器），溫差電池，燃料電池等的研究和制造。高效納米儲能材料，熱電轉(zhuǎn)換材料等，是新能源材料的主要發(fā)展方向，對解決日益突出的能源問題將發(fā)揮重要作用。"。
納米環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用可以大大減少現(xiàn)有的嚴(yán)重污染源對環(huán)境造成的破壞，改善人類生存的環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)材料、水和空氣的良性循環(huán)。例如，納米粒子可以通過化學(xué)反應(yīng)有效地降解工業(yè)廢水中的污染物，如印染和電鍍。納米纖維可以有效吸附空氣中的污染物，減輕汽車尾氣、工業(yè)廢氣、家居裝飾等造成的空氣污染。二硫化鉬薄膜可以有效地實現(xiàn)鹽水淡化，多孔納米材料可以吸收諸如海綿等水中的重金屬和油污等有毒物質(zhì)。
