沈琳

(燕山大學里仁學院，河北 秦皇島 066004）

0 引言

納米材料是新世紀的最新科研成果，這一技術不僅具有著較快的發(fā)展速度，同時也得到了社會各個領域的廣泛應用，并為高新技術產(chǎn)業(yè)以及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著重要的推動作用。因此，重視對納米材料所具有的功能特性及其應用做出分析和探討，對于認識納米材料和推動納米材料價值的進一步開發(fā)都具有著重要意義。

1 納米材料的功能特性

1.1 表面效應

納米材料的表面原子和總原子數(shù)的比值會隨著直徑的變小而增大所引起的納米性質(zhì)的變化成為表面效應。根據(jù)研究表明，隨著顆粒直徑變小，比表面積將會顯著的增加。

納米材料是新世紀的新材料，人們對納米材料的關注度越來越高，作為新世紀的新材料，納米材料它自己獨特的優(yōu)勢。例如粒子直徑下降至1 nm時，表面原子所占的比例為25，粒子表面聚集了全部原子。納米材料的這種特殊的功能特性使得納米材料獲得的關注度也越來越高。

1.2 體積效應

當微粒的尺寸降到一定數(shù)值以后，例如納米等級納米材料的體積特別特別小，這樣就造成了納米材料中所含的原子就特別的少。

因此，許多現(xiàn)象如果和界面有關的吸附、催化等物理現(xiàn)象，就不能通過普通的材料所有的無限原子個數(shù)通過，這樣納米材料的特殊功能特性就體現(xiàn)出來了，而這種特性就成為體積效應。而納米材料的特殊功能特性中的體積效應就是納米材料以后發(fā)展特別重要的一個原因所在。

1.3 量子尺寸效應

通俗來說，納米材料的量子尺寸效應說的是，當納米材料中的微粒尺寸下降到一定數(shù)值的時候，納米材料的數(shù)量能力就會發(fā)生改變，會變成跟以前不一樣的材料能級，就是我們通常所說的離散能級。

納米材料特殊功能特性中的量子尺寸效應使得納米材料表現(xiàn)出不同于其他材料的功能特性。例如人們應用越來越廣泛的特異性催化效應和強氧化性和強還原性等等，這些都是納米材料不同于其他普通材料所表現(xiàn)的特性所在。

1.4 宏觀量子隧道效應

量子隧道效應建立在量子力學粒子具備波粒二象性的基礎之上，主要用來解釋粒子為什么能夠對具有較高能量的勢壘進行穿越， 這是一種微觀現(xiàn)象 。 近年來，在研究中發(fā)現(xiàn)，微顆粒的磁化強度和量子相干器的磁通量等宏觀量也具有隧道效應 ，這種效應極為宏觀量子隧道效應。從這一效應所具有的研究意義來看，主要能夠在推動微電子學器件發(fā)展方面發(fā)揮出重要的推動作用。

由此可見，納米材料具有著獨特的化學性質(zhì)與物理性質(zhì)，而這些特性的特殊性也決定了納米材料能夠為新材料甚至新工藝的研發(fā)和制造提供一條新的思路。由于納米材料研究具有著多領域交叉的特點，因此，不同的學科對納米材料研究具有著不同的稱謂，如材料學、晶體學與原子分子物理學分別稱納米材料為超微顆粒、微晶、團簇等，但是需要承認的是，無論是怎樣的稱呼，納米材料都將在各個領域有所作為，尤其是能夠在化工、醫(yī)學、生物工程等領域中大放異彩。

2 納米材料的應用探析

在納米技術飛速發(fā)展的同時，納米材料所具有的優(yōu)越性也得到了社會各個領域的廣泛關注，因此，當前包括化工、電子、醫(yī)學、生物工程等領域都已經(jīng)將納米技術與納米材料應用到本學科領域的研究中，而納米技術和納米材料也憑借自身獨特的生物學性能和化學性能等為高科技領域的發(fā)展做出了不容忽視的貢獻，并為傳統(tǒng)行業(yè)重新帶來了活力與生機。

2.1 納米材料在工業(yè)行業(yè)中的應用

隨著改革開放的深化，社會大眾生活水平越來越高，工業(yè)發(fā)展水平也越來越快，而在人們生活需求提升對工業(yè)發(fā)展所提出的需求推動下，納米材料在工業(yè)生活中的應用也越來越廣泛。如許多工業(yè)行業(yè)尤其是化學工業(yè)行業(yè)，對催化劑的使用越來越廣泛，催化劑不可以改變化學反應的平衡點，但是催化劑可以控制化學反應的時間，提高化學反應的反應效率和化學反應的反應速度等。正是這些優(yōu)點使得納米材料在工業(yè)行業(yè)，尤其是在化學工業(yè)行業(yè)的應用越來越廣泛。納米材料作為化學反應的催化劑，就可以看到其不同于普通材料的優(yōu)點所在，例如表面積大、催化效率高等，這些都是納米材料所特有的。

2.2 納米材料在醫(yī)學行業(yè)中的應用

與國際接軌以及中國醫(yī)學突飛猛進的發(fā)展，使得納米材料在醫(yī)學領域中的應用越來越廣泛，這讓醫(yī)學發(fā)展邁上一個新的臺階，同時也使得很多醫(yī)學難題突破了瓶頸，因此，納米技術在醫(yī)學領域中的應用得到了廣泛的認可。在醫(yī)學領域對納米材料的具體應用中，納米材料的直徑比很多普通材料的直徑小，這讓納米能夠可以進入人體修復人體的受損部位，也可以利用細胞分離、細胞染色體以及直接進入人體等多種途徑進行研制開發(fā)的納米材料。因此，當前納米在醫(yī)學領域中的應用越來越廣泛，為人類的健康發(fā)展做出了不可磨滅的功能。

2.3 納米材料在電子行業(yè)中的應用

隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品的競爭也越來越激烈，這樣就導致電子產(chǎn)品要去適應市場，贏得消費者的認可，而這要求電子產(chǎn)品必須要有自己獨特的優(yōu)勢，從而凸顯出自身的核心競爭力。納米材料在電子行業(yè)的應用恰恰滿足了很多廠家的需求。納米電子學，就是納米材料在電子行業(yè)中的應用。首先人們要明白什么是納米材料的量子效應，這樣才能更好地使納米材料應用于電子行業(yè)中。

2.4 納米材料在環(huán)境保護領域中的應用

人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，而環(huán)境是重中之重，我們每個人的生活環(huán)境與我們自己的生活質(zhì)量密切相關，而納米材料則能夠發(fā)揮出優(yōu)化環(huán)境的功能。在紫外線作用下，納米能夠有效降解多種有機化合物，并能夠使許多不好處理的污染物質(zhì)礦化。因此，納米材料能夠在降解生活垃圾、降解水中的有害物質(zhì)等環(huán)保領域方面大有作為。

3 小結

納米材料是一種新功能材料，其研究和開發(fā)都不成熟，面臨很多問題。隨著社會的發(fā)展，人們對于新技術的需求越來越高，對于產(chǎn)品的要求也越來越高。納米材料的出現(xiàn)滿足了人們的需求。如何充分利用納米材料，是現(xiàn)在工作中急需解決的問題，所以我們必須充分認識到納米材料的優(yōu)越性，才能更好地發(fā)揮它的真正價值。

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