納米是長度單位,一納米等于十億分之一米,即1nm=0.000000001m,大體上等于四個(gè)原子的直徑。其實(shí)納米材料早就在自然界存在,但人們并不知道納米材料的重要性,仍處于自發(fā)階段。人工合成納米材料是在20世紀(jì)60年代以后出現(xiàn)的,1963年日本科學(xué)家久保亮五第一次提出材料顆??s小到納米尺度,性能會(huì)發(fā)生突變。1967年日本科學(xué)家上田良二第一次用蒸發(fā)法人工制備了納米尺度的金屬顆粒,當(dāng)時(shí)日本科學(xué)家把納米尺度的顆粒均稱為超微粒子。真正把納米作為材料的命名是1984年,德國科學(xué)家格萊特教授在第一次制備了尺度由5納米的晶粒組成的固體,他稱之為納米尺度材料。第一次提出納米技術(shù)的概念是美國科幻小說家伊瑞克—揣克斯勒在1986年提出來的,1990在巴爾基摩正式出版了納米技術(shù)雜志。
2000年3月,美國總統(tǒng)克林頓向國會(huì)發(fā)布了關(guān)于美國納米技術(shù)促進(jìn)計(jì)劃,標(biāo)題是《納米技術(shù):要引發(fā)下一場工業(yè)革命》。報(bào)告一經(jīng)提出,立即在全世界引起強(qiáng)烈反響。緊接著中國、日本、歐洲各國都紛紛布置,其他一些發(fā)展中國家也把發(fā)展納米技術(shù)作為極其重要的戰(zhàn)略決策進(jìn)行實(shí)施。可以說納米技術(shù)是21世紀(jì)科技發(fā)展的制高點(diǎn),是新工業(yè)革命的主導(dǎo)技術(shù),也是歷史發(fā)展的必然結(jié)果。
許多專家都曾經(jīng)提出,21世紀(jì)前20年是發(fā)展納米技術(shù)的關(guān)鍵時(shí)期,納米技術(shù)將成為第5次推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域快速發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)??梢哉f納米技術(shù)已經(jīng)成為全世界非常關(guān)注的技術(shù),納電子代替微電子,納加工代替微加工,納米材料代替微米材料,納米生物技術(shù)代替微米尺度的生物技術(shù),這已是成為一種潮流和趨勢(shì)。
那么這樣一個(gè)能引發(fā)革命的技術(shù)又將給我們帶來什么呢?國際專家認(rèn)為在納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用中,有這樣幾個(gè)產(chǎn)業(yè)將依托納米的特性而長足發(fā)展。
納米技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用:
納米技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用集中體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)通訊、寬頻帶的網(wǎng)絡(luò)通訊、納米結(jié)構(gòu)器件、芯片技術(shù)以及高清晰度數(shù)字顯示技術(shù)方面;光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件方面;網(wǎng)絡(luò)通訊中激光、過濾器、諧振器、微電容、微電極等方面:壓敏電阻、非線性電阻等,可添加氧化鋅納米材料改性。
納米技術(shù)在環(huán)境產(chǎn)業(yè)中:
對(duì)空氣的凈化也可以采用納米技術(shù),因?yàn)榧{米技術(shù)對(duì)空氣中20納米以及水中的200納米污染物的降解起著不可替代的作用。近年來,有不少公司致力于把光催化等納米技術(shù)移植到水處理產(chǎn)業(yè),用于提高水的質(zhì)量,已初見成效,也有人采用稀土氧化鈰和貴金屬納米組合技術(shù)對(duì)汽車尾氣處理器件進(jìn)行改造,效果明顯;至于對(duì)淡水湖內(nèi)藻類引起的污染進(jìn)行治理用納米技術(shù),目前已在實(shí)驗(yàn)室初步研究成功。
納米技術(shù)在能源環(huán)保中的應(yīng)用
在全球能源緊張的今天,合理利用傳統(tǒng)能源和開發(fā)新能源是我國乃至世界各國人民的一項(xiàng)重要任務(wù)?,F(xiàn)階段納米技術(shù)主要用在凈化劑、助燃劑中,它們能使煤充分燃燒,燃燒當(dāng)中自循環(huán),使硫減少排放,不再需要輔助裝置,能夠合理利用傳統(tǒng)能源。在新能源的開發(fā)上,我國正在努力將太陽能轉(zhuǎn)化成電能,將熱能轉(zhuǎn)化為電能,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能等,希望能緩解全球能源緊張的問題。
納米在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用:
這是我國進(jìn)入WTO以后一個(gè)最有潛力的發(fā)展領(lǐng)域。納米生物醫(yī)藥是指從動(dòng)植物中提取必要的物質(zhì),然后在納米尺度組合,最大限度發(fā)揮藥效,而這種思想與我國中醫(yī)的思想是不謀而合的。
納米在材料市場中的應(yīng)用:
據(jù)美國測算,到21世紀(jì)30年代,汽車上40%的鋼鐵和金屬材料要被輕質(zhì)高強(qiáng)材料所代替,這樣可節(jié)省汽油40%,減少40%的C02排放。僅此一項(xiàng)每年就可給美國創(chuàng)造社會(huì)效益1000億美元。
納米技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造:
美菱集團(tuán)早在1996年就開始研制納米冰箱??烧郫B的PVC磁性冰箱門封不會(huì)發(fā)霉,全部采用抗菌涂料,里面的果盤也均采用納米材料,收到了良好的市場反應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)發(fā)展輕工、電子和家用電器同樣可以帶動(dòng)涂料、材料、電子原器件等行業(yè)發(fā)展。此外在紡織以及電力工業(yè)中,納米都發(fā)揮著它獨(dú)特的超強(qiáng)功用。
納米雖小,可它在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用卻不能被輕視;
納米雖小,可它將為我們帶來無盡的財(cái)富,
納米雖小,可它已經(jīng)掀起了一場技術(shù)革命。