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上個(gè)世紀(jì)是科學(xué)、技術(shù)、文化飛速發(fā)展的100年,各種新事物不斷涌現(xiàn),尤其是新型材料的出現(xiàn),特別是納米材料的出現(xiàn)和應(yīng)用,即將和正在改變著整個(gè)世界。20世紀(jì)90年代，世界各國(guó)掀起了開(kāi)發(fā)新的納米材料的高潮。因?yàn)榧{米技術(shù)的獨(dú)特性、神奇性和廣泛性，吸引了世界各國(guó)的許多優(yōu)秀科學(xué)家紛紛為之努力拼搏。甚至有些科學(xué)家認(rèn)為，劃時(shí)代的“納米技術(shù)”可與18世紀(jì)的“工業(yè)革命”相媲美，將會(huì)引起一場(chǎng)新的“產(chǎn)業(yè)革命”。
納米是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米，對(duì)宏觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，納米是一個(gè)很小的單位，由于晶粒尺寸比常規(guī)材料的晶粒細(xì)微得多，因而在其晶界上原子數(shù)多于晶粒內(nèi)部的原子數(shù)，這樣就賦于納米材料以許多特殊的優(yōu)異性能。與常規(guī)材料相比，除了具有極佳的機(jī)械力學(xué)性能以外，納米材料還呈現(xiàn)出更好的物化性能，包括光電性能，電磁性能和熱學(xué)性能等。 3M雙面膠帶
一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。從迄今為止的研究狀況看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念。
第一種是1986年美國(guó)科學(xué)家提出的分子納米概念。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機(jī)器實(shí)用化，從而可以任意組合所有種類(lèi)的分子，可以制造出任何種類(lèi)的分子結(jié)構(gòu)。
第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過(guò)納米精度的“加工”來(lái)人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級(jí)的加工技術(shù)，也使半導(dǎo)體微型化即將到達(dá)極限�，F(xiàn)有技術(shù)即便發(fā)展下去，從理論上講將會(huì)達(dá)到極限。這是因?yàn)�，如果把電路的線幅變小，將使構(gòu)成電路的絕緣膜變得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動(dòng)等問(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題，研究人員正在研究新型得納米技術(shù)。
第三種概念使從生物的角度出發(fā)提出得。本來(lái)，生物在細(xì)胞和生物膜內(nèi)就存在納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。 納米包裝技術(shù)在材料上可分為四類(lèi)。晶體尺寸至少在一個(gè)方向上在幾個(gè)納米范圍內(nèi)者稱(chēng)為三維納米材料；具層狀結(jié)構(gòu)者稱(chēng)二維納米材料；有纖維結(jié)構(gòu)者稱(chēng)一維納米材料；具有原子族和原子束結(jié)構(gòu)者稱(chēng)零維納米材料。在經(jīng)過(guò)十幾年得發(fā)展，納米材料有了長(zhǎng)足得發(fā)展。如今納米材料種類(lèi)較多，按其材質(zhì)可分為金屬材料、納米陶瓷材料、納米半導(dǎo)體材料、納米聚合材料、納米復(fù)合材料等。他們或多或少在包裝領(lǐng)域有所應(yīng)用。
隨著21世紀(jì)包裝對(duì)特種功能需求得增加，諸如防爆包裝、防電磁包裝、迷彩包裝、高阻包裝、影身包裝、防雷達(dá)包裝等需要得出現(xiàn)，促進(jìn)納米包裝技術(shù)得發(fā)展。由納米材料復(fù)合而成的納米復(fù)合包裝材料就成了我們所需要的一類(lèi)高新材料，它不僅大大提高了原材料的性能并賦予其新的功能，而且亦拓寬了原材料的應(yīng)用范圍和美好前景，還節(jié)省了稀缺資源。
目前納米材料不但已投入生產(chǎn)，而且還得到了大規(guī)模的應(yīng)用。
1 納米電子學(xué)、光電子學(xué)和磁學(xué)
納米粒子的宏觀隧道效應(yīng)確立了微電子器件微型化的極限。在十年以?xún)?nèi)將達(dá)到極限。解決納米電子電路的思路目前可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是在光刻法制作的集成電路中利用雙光子光束技術(shù)中的量子糾纏態(tài)，有可能將器件的極限縮小至25nm。另一類(lèi)是研制新材料取代硅，采用蛋白質(zhì)二極管，納米碳管作引線和分子電線。新概念器件的形成，單原子操縱是重要的方式。
2 納米醫(yī)學(xué)和生物學(xué)
從蛋白質(zhì)、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范圍，從而納米結(jié)構(gòu)也是生命現(xiàn)象中基本的東西。細(xì)胞中的細(xì)胞器和其它的結(jié)構(gòu)單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機(jī)械”，細(xì)胞就象一個(gè)個(gè)“納米車(chē)間”，植物中的光合作用等都是“納米工廠”的典型例子。納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細(xì)胞、紅血球還要小，這就為醫(yī)學(xué)研究提供了新的契機(jī)。
正在研制的生物芯片包括細(xì)胞芯片、蛋白質(zhì)芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片)等，都具有集成、并行和快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，已成為納米生物工程的前沿科技。將直接應(yīng)用于臨床診斷，藥物開(kāi)發(fā)和人類(lèi)遺傳診斷。植入人體后可使人們隨時(shí)隨地都可享受醫(yī)療，而且可在動(dòng)態(tài)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)疾病的先兆信息，使早期診斷和預(yù)防成為可能。
納米病區(qū)而不傷害正常的組織或清除心腦血管中的血栓、脂肪沉積物，甚至可以用其吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。另一類(lèi)是利用生物分子的活性而研制的納米材料，它們可以不被用于生物體，而被用于其它納米技術(shù)或生物材料也可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是適合于生物體內(nèi)的納米材料，如各式納米傳感器，用于疾病的早期診斷、監(jiān)測(cè)和治療。各式納米機(jī)械系統(tǒng)可以快速地辨別病區(qū)所在，并定向地將藥物注入微制造。
3 在國(guó)防科技上的應(yīng)用
納米技術(shù)將對(duì)國(guó)防軍事領(lǐng)域帶來(lái)革命性的影響。例如：納米電子器件將用于虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)和戰(zhàn)場(chǎng)上的實(shí)時(shí)聯(lián)系；對(duì)化學(xué)、生物、核武器的納米探測(cè)系統(tǒng)；新型納米材料可以提高常規(guī)武器的打擊與防護(hù)能力；由納米微機(jī)械系統(tǒng)制造的小型機(jī)器人可以完成特殊的偵察和打擊任務(wù)；納米衛(wèi)星可用一枚小型運(yùn)載火箭發(fā)射千百顆，按不同軌道組成衛(wèi)星網(wǎng)，監(jiān)視地球上的每一個(gè)角落，使戰(zhàn)場(chǎng)更加透明。而納米材料在隱身技術(shù)上的應(yīng)用尤其引人注目。
在雷達(dá)隱身技術(shù)中，超高頻段電磁波吸波材料的制備是關(guān)鍵。納米材料正被作為新一代隱身材料加以研制。
4 納米陶瓷的補(bǔ)強(qiáng)增韌
先進(jìn)陶瓷材料在高溫、強(qiáng)腐蝕等苛刻的環(huán)境下起著其他材料不可替代的作用，然而，脆性是陶瓷材料難以克服的弱點(diǎn)。納米陶瓷具有類(lèi)似于金屬的超塑性是納米材料研究中令人注目的焦點(diǎn)。目前，納米陶瓷粉體的制備較為成熟，新工藝和新方法不斷出現(xiàn)，已具備了生產(chǎn)規(guī)模。納米陶瓷粉體的制備方法主要有氣相法、液相法、高能球磨法等。氣相法包括惰性氣體冷凝法、等離子法、氣體高溫裂解法、電子束蒸發(fā)法等。液相法包括化學(xué)沉淀法、醇鹽水解法、溶膠-凝膠法、水熱法等。
5 在催化方面的應(yīng)用
催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。
6. 在涂料方面的應(yīng)用 3M膠帶
納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強(qiáng)大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好的機(jī)遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景，將為涂層技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命，也將推動(dòng)復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。