纳米技术在各领域的应用

纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。包括如下领域： 　　1、纳米技术在新材料中的应用 　　
2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 　
　3、纳米技术在制造业中的应用 　　
4、纳米技术在生物、医药学中的应用 　　5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 　　6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 　　7、纳米技术在农业中的应用 　　8、 纳米技术在日常生活中的应用 　　
　纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，美国权威机构预测，2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元，纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”。
食
利用纳米材料，冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末，可以使废水彻底变清水，完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全，还有益健康。

住
纳米技术的运用，使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料，还可以吸收对人体有害的紫外线。

行
纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料，能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息，帮助其安全驾驶。

医
利用纳米技术制成的微型药物输送器，可携带一定剂量的药物，在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位，有效地起到治疗作用，并减轻药物的不良的反映。用纳米制造成的微型机器人，其体积小于红细胞，通过向病人血管中注射，能疏通脑血管的血栓。清除心脏动脉的脂肪和沉淀物，还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。纳米技术将是健康生活的好帮手。

纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，美国权威机构预测，2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元，纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个，建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服装已批量生产，象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳米技术的新型油漆，不仅耐洗刷的性能提高了十几倍，而且无毒无害无异味。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。

目前，不少国家纷纷制定相关计划，投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能，尤其是纳米机器人具有不可限量的应用前景。 用不了多久，个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中就预言：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。
纳米科技为纳米尺寸下的科学技术。纳米英文是nanometer，是长度的单位，数学符号为nm。一纳米为十亿分之一公尺(1nm=1?spanlang="EN-US">10-9m)，相当于三到四个原子串联起来的长度，若以一公尺比为地球直径，一纳米大约为一个玻璃珠的直径。一般的来说，只要尺寸在0.1到100纳米之间的材料结构的物理化学性质研究，和这种材料结构的制造、操纵和测量等技术和仪器的研发，都可以称作为纳米科学和技术。纳米科学，出现于二十世纪八十年代中期的一门前沿交叉科学，于八十年代末期被发达国家率先应用于国防军事上，并逐渐向民用产品渗透。而中国，这历史最悠久的文明古国之一，这拥有世界上最多人口的国家亦未曾落后。人们不但需要国防军事力量的强大，同时更期望纳米技术早日降临人类的日常生活。
纳米材料是80年代中期发展起来的新型材料，它比负氧离子先进50年。由于纳米微粒(1-100nm)的独特结构状态，使其产生了小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等，从而使纳米材料表现出光、电、热、磁、吸收、反射、吸附、催化以及生物活性等特殊功能。纳米材料具有许多独特功能，而且用量少，但却赋予材料意想不到的高性能，附加值甚高。纳米复合高分子材料、纳米抗菌、保鲜、除臭材料等等，由于纳米材料的尺寸小，比血液中的红血球小一千多倍，比细菌小几十倍，气体通过其扩散的速度比常规材料快几千倍。纳米颗粒与生物细胞膜的化物作用很强，极易进入细胞内。

国家纳米技术与工程研究院是国家级的纳米科研机构，拥有CNAS、CMA、CAL资质，具备400多台高精尖的检测仪器与设备，以博士、硕士以及外聘专家的强大科研人员队伍。在光纤生物传感、染料敏化电池、难溶产品增溶、精密分级技术等方向取得了重大突破。

一米的十亿分之一（10-9m）。其尺寸大小与人们常说的原子、分子尺寸相当，形象一点的比喻：一个纳米尺寸大小的颗粒放在一个乒乓球上，其比例就相当于一个乒乓球放在地球上一样。当常规材料被科技手段细化到这一量级时，其物化性能便发生极大的变化，潜在极大的原始能量，具有极高的活性和超然的延展性。这便是我们常说的挚恿勘涞街时鋽。
纳米科技的基本涵义侵冈谖⒐刍肪诚拢?丛?Bstyle='color:black;background-color:#A0FFFF'>纳米尺寸范围内，人类将认识和改造自然的能力延伸到原子、分子水平，通过直接操纵和安排原子、分子，原子团或分子团，使其重新组合、排列，创造新的物质或物品的高新科学技术。我国著名科学家钱学森说:?Bstyle='color:black;background-color:#A0FFFF'>纳米技术是二十一世纪科技发展的重点，会是一次技术革命，从而将又是一次产业革命败？蒲Ы缛耸恳丫?涎裕簱纳米科学带给人类的影响将如产业革命、技术革命、抗菌素以及核武器那样深远厖
1、什么是纳米及纳米材料？
纳米是物理学上一个长度计量单位，也称为毫微米，即十亿分之一米，形象一点地说：将一个纳米尺寸大小的颗粒放在一个乒乓球上，就相当于一个乒乓球放在地球上的比例一样。这样微小的颗粒，人类用肉眼是看不到的，它跟人们常说的原子、分子尺寸相当。而纳米材料则是由许多的原子分子构成的具有纳米结构特征的物质。纳米粒子就是纳米尺寸大小的微小颗粒。这种纳米粒子比表面积很大，每克达几百至几千平方米，表面具有很大的能量，具有常规材料根本不可能出现的多种新的功能和特性。我公司研制生产的纳米复合材料的许多功能，就是利用了纳米粒子的表面能和界面特征。
2、纳米材料的主要特点是什么？
呈现出与常规材料完全不同的性质，如半导体纳米材料能隙结构分裂、纳米铁具有极强的磁性、不导电材料变成导电、特殊的远红外线辐射、强的紫外线反射、强吸附性、强催化作用等等。纳米材料在各行各业有非常广泛的应用前景。科学家们预测，二十一世纪将是纳米时代，必然是又一次产业革命。3、纳米技术的基本涵义：
纳米技术的基本涵义是指在微观环境下，即在纳米尺寸范围内，人类将认识和改造自然的能力延伸到原子、分子水平，通过直接操纵和安排原子、分子、原子团或分子团，使其重新排列、组合，创造出新的物质或物品的高新技术。
4、纳米技术在国外市场的应用：
纳米技术的研究与开发虽然时间很短，却取得了令人瞩目的成果。用纳米技术制成的新型量子元器件--量子点阵，突破了微电子技术的极限；美国IBM公司和日本日立公司研制成的单电子晶体管，实现了对单个电子的控制；美国研制的纳米隐身材料"超黑粉"，能吸收99%的雷达波，促进了隐身技术的发展；德国制造的一架直升机只有黄蜂般大小却能升空飞行；美国研制的微型发动机小得惊人，5立方厘米的小盒子就能装下1000台......。这一系列成果向人们昭示：纳米技术的发展不但会开创一个科学技术新时代，还会引发工业领域的重大变革。任何先进的科学技术都必将应用于军事领域，纳米技术也不例外。这种技术刚崭露头角，就受到了各国军界的青睐。世界各主要军事大国相继制定了繁多的军用纳米技术项目：研制新型导航与制导系统及新概念太阳能光电转换器件，以加速武器装备小型化、信息化和一体化进程；研制性能独特的纳米隐身材料，促进隐身兵器发展；开发专用集成微型仪器，制造尺寸缩小到最低限度的纳米卫星等。一些军事大国开始实施利用纳米技术开发微型武器的军事计划。美国国防部正在利用纳米技术研制一种微型间谍飞行器。该飞行器只有6英寸长，能持续飞行1小时以上，它既可以在建筑物中飞行，也可附在建筑物或设备上进行侦察，搜集情报信息，是对敌人封闭设施进行侦察的理想工具。由于其体积甚微，雷达很难发现，任何武器也对它奈何不得。他们还研制一种微型攻击机器人。这种微型机器人由传感系统、杀伤机制、通信系统和电源系统4个部分组成。当其接近目标时，能"感觉"到敌方电子系统的位置，并自动渗入实施攻击。西方一些国家正在研制的"蚂蚁雄兵"虽然只有蚂蚁般大小，却具有很强的破坏能力。它的背部装有微型太阳能电池，身上带有微型感应器或微型高效炸药，能神不知鬼不觉地潜入敌军指挥机构，搜集情报或炸毁其计算机网络和重要通讯线路。正在研制中的微型武器还有"墙上的苍蝇"、"蜇人的黄蜂"、"间谍草"、"袖珍遥控飞机"等，林林总总，数不胜数。目前，纳米技术虽然尚不成熟，在军事上的应用也是预测性的，但它却有着十分诱人的前景。可以预料，随着纳米技术的不断发展和完善，必然会有更多、更先进的微型武器出现。美国五角大楼的武器专家预计，充分利用纳米技术这一世纪之交、异军突起的高新技术，5年内将有一批微型武器列装服役，10年内可望实现大规模部署。21世纪的战场将出?quot;小鱼吃大鱼"的现象，千万种微型武器称雄于天下，而轰炸机、坦克或导弹等这些庞然大物会自动地"退避三舍"，畏惧与其抗争。巴西和美国科学家进行纳米碳管实验时，发明了世界上最小的"秤"，它能够称量十亿分之一克的物体，相当于一个病毒的重量。这种碳原子纳米管是制造单分子晶体管的最佳材料，其硬度是钢的100倍。研究人员认为：这种奇特的纳米"秤"应用范围相当广泛。例如，在医学领域可以称出不同病毒的重量，由此区分病毒种类，以及发现新的病毒,它将是人类向微观世界进军的有利武器。
5.为什么远红外线对人体有保健作用？
实际上一切材料在常温下都有电磁波发射，物理上叫"黑体辐射"。但电磁波的波长不同，对人体的作用也不一样，如紫外波波长为320毫微米时可灼伤皮肤，波长为400毫微米时可使皮肤生成黑点。而对人体健康有益的波段只是正好与人体发射波一致的几个很窄的波长区间。这些波容易产生共振，人们将它称为"生命之光"、"生育波"、"生物波"、"宇宙能量"等等。很弱小的外界远红外线由于共振原因就可以达到调节生理机能的特殊效果。
6、名词解释：什么叫能量？
光、磁、电、热、风、海潮等都是能量。如：化学能、原子能、电能、磁能等。各种能量在一定条件下可以相互转化。如电——磁、光——电、热——电等。我们研制的纳米磁贴就是经特殊工艺处理后，可将光、热、电、磁等能量转化成其它多种功能的产品。
方程纳米系列产品所产生的纳米生物效应的作用机理
生命过程的催化剂是酶。酶的参与可使生化反应速率提高100亿倍。在生化反应中，调节新陈代谢的活化能是最小的，因此在酶的参与下会迅速产生生理调节作用，防病治病，健康机体。根据酶反应定理：任何酶催化反应，最多进行到平衡状态为止，酶可影响平衡调节，但并不改变平衡点，酶的活性基只能催化一个特定反应，具有效能专一性和方向专一性。也就是说，如果我们能够将酶激活，那么就会有效地调节生命的新陈代谢过程，提高自身免疫力。而按照酶作用定理，这种通过酶的激活来调节新陈代谢平衡的方式，永远不会改变平衡点！腺苷酸体系也因酶反应而彼此转变，即具有将生命过程各种不平衡状态（病态）向平衡（健康状态）调节的效能专一性和方向专一性，没有副作用，并可从正负两个失衡状态（如冷、热）向平衡点（正常）调节，因此可迅速减轻至消除多种病症。
我们知道，细胞代谢并非化学平衡，而是获取能量，是物质的摄取和排泄。在酶参与的情况下，只要获取最小的能量，就能有效调节新陈代谢。激活酶的能量是多少，酶的激活与哪些因素相关，这都是我们最关心的问题。令人高兴的是，生物化学家们已经完成了这个问题的理论和实验工作，得出了酶的活性基振动能为0.05电子伏-0.1电子伏，并且指出细胞中水的PH值升高也可以活化酶的活性基，就是说，若外界输入0.05电子伏-0.1电子伏的能量作用于酶的活性基，则酶的活性基就会被共振激励，酶就会被有效激活；或者使细胞中的水活化（不改变化学成份），改变其PH值，同样可以激活酶。我们根据这个原理进行探索和研究，目的在于寻找能够向人体有效输入0.05电子伏-0.1电子伏共振激活能的技术途径和手段。本公司经过多年探索，成功地研制出了具有优良生物效应的新型纳米复合材料（专利号：97107180.2）。在常温下，这种材料在≤0.1电子伏的能量区间具有高的能量转换输出，尤其是在0.05电子伏-0.1电子伏的能量区间，有多个强的能量输出峰值，这些能量峰值与酶的活性基振动能具有良好匹配；可产生共振激励效应；另外，我们用上述材料进行了大量水的试验，发现在材料输出能量的作用下，水的PH值有0.1-0.3的升高（不改变水的化学成份），证明这种材料通过激活体液，也能间接激活酶。我公司在上述研究结果的基础上先后开发出来的，它通过对生命催化剂--酶的共振激励，将酶激活，从而达到调节生理机能，提高人体免疫力的作用，是真正从人类生命的根源着手，健康机体，缓解病症。