纳米材料的研究现状与发展趋势

1 纳米材料的研究现状 近年来,科学技术发生了飞速发展,各种新兴产业和新兴科学技术应运而生,为了满足各个领域的快速发展,纳米材料受到越来越多的关注和重视,各国科学家都在研究纳米技术的基础理论知识,同时相关纳米技术在许多行业中已经得到广泛应用和实施,比如
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  1 纳米材料的研究现状

  近年来,科学技术发生了飞速发展,各种新兴产业和新兴科学技术应运而生,为了满足各个领域的快速发展,纳米材料受到越来越多的关注和重视,各国科学家都在研究纳米技术的基础理论知识,同时相关纳米技术在许多行业中已经得到广泛应用和实施,比如:电子电子行业、医疗行业等等,并向产业化的方向逐渐迈进。 在美国、日本等国家纳米材料已经得到批量的生产,但是纳米材料的未来发展还需要科学家们不懈的努力和研究,研发和发展的道路任重而道远,尤其是纳米医疗诊断材料和纳米生物材料还需要不断的创新和发展。 相关机构曾这样预测过:不到十年的时间,全世界纳米新材料市场便会达到87 亿美元的规模,整个行业便会有 24.6%的年增长率。

  社会对纳米材料的需求不断增加的同时,世界各国纷纷投入到纳米材料的研发中, 政府和企业大量人力和物力的投入,使纳米材料的发展达到了一个新的高度,纳米材料的市场规模不断的扩大。

  在美国,纳米材料被广泛应用在军事、国防、航空航天等多个领域,因而美国将纳米材料的研究和发展作为一种国家战略层面的科研项目。 事实证明,纳米材料具有优良的性能,已经被社会各界认可,随着纳米材料的不断研发,农业、医疗、生物等领域正在逐渐实施纳米技术,创造巨大的经济效益。

  在世界各国中,我国对于纳米技术的研究并不算晚,当前,我国共有一百多个研发机构在进行纳米材料基础和应用的相关研究。 这些研发机构主要是我国的一些高校和研究所,其中高校中开展较早的主要有:清华大学、东北大学、吉林大学等经典大学,研究所中开展较早的有:长春感光化学研究所、应用化学研究所等。 通过各界不谢的努力和研究,近几年来,我国纳米材料的发展有了新的突破和发展, 并取得了丰硕的研究成果。

  研发过程中,应用的方法主要有物理法、化学法及多种方法相结合的复合法,从而研发出一系列金属和合金的氮化物和氧化物的纳米颗粒; 同时我国向纳米材料研发先进的国家学习,不仅学习其完善的纳米技术,而且引进我国不能自主生产但对于纳米材料的生产和发展不可或缺的设备,对纳米材料的颗粒大小进行微细的调控, 将这些研发成果广泛应用到生产当中,从而生产出相应的高科技纳米产品,比如:纳米块材、纳米薄膜等等;对纳米材料进行广泛生产的同时,又积极发掘原有纳米材料的新特性,在各个角度对纳米材料进行创新和发展,收到了成效,比如:我国已经成功研发出纳米陶瓷,这种纳米陶瓷具有优良的性能,密度高且结构复杂;同时,对于超塑性形变现象的发现,我国在世界上属于先锋,超塑性形变现象即在拉伸疲劳应力集区所表现出的纳米氧化铝晶粒特性;另外,我国在其他纳米材料的相关研究中也取得了不错的成绩,比如:我国深入研究功能纳米材料,并看到了相应的成效。

  随着社会对纳米材料需求的不断增加,我国在“八五”研究工作的基础之上,又建立了许多研发基地,其中最重要的主要有:中科院金属所、南京大学、中科院物理所、清华大学及国防科技大学等。 这些纳米材料基地的建立为我国纳米技术的发展提供了基础条件。 通过近几年来不懈的努力和研发,我国在纳米材料的研发领域取得了一定的成果,在众多的发达国家中,我国已经具有一席之地。 新的时期,我国的科研院校和研究所对纳米材料的研发做出了重要贡献,不仅提供生产纳米材料的技术,同时提供高质量的科研学者, 使纳米材料更加广泛的应用于生产中,促进了科研成果向工作和生产中的转化。在未来的发展中,这些科研院校和研究所是我国纳米材料发展的动力。

  2 纳米材料发展的未来趋势

  2.1 纳米技术与信息产业的融合

  进入二十一世纪后,信息产业在社会的发展中具有不可替代的作用。 到 2010 年,信息产业在我国 GDP 中所占的利润已经达到 10%. 将纳米技术融入到信息产业主要表现在以下几个方面:近年来网络通讯、高清晰度数字显示技术及芯片技术飞速发展,便相应的推动了纳米技术的发展。 而且在未来几年中,世界对于网络通讯和显示集成等方面的设备性能要求会不断的增加,许多国家已经开始研发纳米材料,并有了不错的成效。

  再者, 我国在网络通讯方面跟其他发达国家还存在一定的差距,应该对网络通讯的关键零件进行研发,比如:微电容、谐振器及微电极等,在进行纳米材料的研发过程中应提高这些零件的性能,我国在网络通讯方面上的不足为纳米技术和信息产业的融合提供了合理的空间。

  2.2 纳米技术与环境产业的融合

  随着科学技术的不断发展,环境污染问题已经成为世界各国关注的话题,纳米技术可以有效应用在污染物的降解及空气的净化上, 因而纳米技术在环境的保护方面有着重大的意义。

  近几年来,随着我国污染程度的加大,已经研发出了可以成功降解氮氧化物、甲醛等污染物的相应纳米设备,空气的污染程度大为降低,将空气中的有害成分从 10ppm 降到了 0.1ppm. 同时纳米技术也应用到了水污染的治理当中,很多企业应用纳米技术的光催化性质使污染的水质得到净化, 在未来的发展中,纳米技术在环境污染上的应用将会更加普遍。

  2.3 纳米技术与生物医药产业的融合

  进入世贸组织对我国许多行业造成了不同程度的影响,尤其是医药行业,在纳米技术的研发背景下,我国决定不断发展,奋起直追。 纳米生物技术在医药上的研发主要是:在动植物中提取有益于人类健康的材料,再经过纳米技术,使这种材料的作用充分发挥出来。 同时在医药行业应用纳米技术,可以使纳米技术的适用层次得到提高。

  2.4 纳米技术与能源环保产业的融合

  随着世界人口的不断增加, 各种能源逐渐出现耗竭的状态。

  因而, 目前我国最重要的工作便是合理有效的使用和开发资源,同时研发出能够取而代之的新能源。 在传统能源方面,应该运用纳米技术使其充分利用,同时减少相应废弃物的排放。 在新能源的研发方面,在借鉴发达国家先进纳米技术的同时,也要不断的创新,开发出一系列可燃气体等较清洁的能源,较少传统资源的过度使用和浪费,使新资源广泛的应用于人们的日常生活当中。

  2.5 运用纳米技术对传统产业进行改造

  运用纳米技术对传统产业进行改造并完美结合,是当前传统行业再度复兴的希望。 比如,我国传统的纺织行业,国际上激烈的竞争已经严重打压了我国的纺织业,因而纳米技术应该应用在纺织材料领域, 这样才能使衣服的品质和质量得到提高,使我国的纺织行业在国际上占有一席之地。

  参考文献

  [1]夏和生,王琪。纳米技术进展[J].高分子材料科学与工程,2010(04)。
  [2]邓忠民,洪友士,朱晨。SPD 纳米材料制备方法及其力学特性[J].力学进展,2011(01)。
  [3]卓长平 ,张雄。纳米技术及其 在涂料领域的应用 [J].安 徽大学学报(自然科学版),2012(01)。

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