摘 要：納米（nm），又被稱做毫微米，是一個(gè)長(zhǎng)度的度量單位，常常被用在衡量微觀物質(zhì)。在納米級(jí)之下，許多物質(zhì)會(huì)顯現(xiàn)出不同的性質(zhì)，比如通常狀態(tài)下的銅是電的良導(dǎo)體，但是在某納米尺寸下銅將失去導(dǎo)電性，又比如純凈的鐵是銀白色的，而納米級(jí)的鐵是黑色的。因此，人類根據(jù)不同物質(zhì)納米尺寸下表現(xiàn)出的不同性質(zhì)進(jìn)行深入研究，使納米科技變成一項(xiàng)造福于人類的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；化學(xué)；化學(xué)工業(yè)

1 納米技術(shù)概況

納米，又稱毫微米，是度量長(zhǎng)度的單位，1米（m）=109納米（nm），從換算關(guān)系中可見(jiàn)這是一個(gè)極小的單位，如果再形象一些，人類頭發(fā)的平均直徑是0.05毫米，把頭發(fā)絲沿軸向平均剖成五萬(wàn)份，其中的一份即是1納米，所以一般來(lái)說(shuō)納米是用來(lái)標(biāo)注微觀物質(zhì)的大小的度量單位。

在宏觀上銅是導(dǎo)電的，把銅研磨成粉末（微米級(jí)）后其依然具有導(dǎo)電的特性，但是一旦將銅粉末顆粒的直徑研磨至納米級(jí)之后，銅就不再導(dǎo)電了。與此相反的是，通常情況下二氧化硅是一種半導(dǎo)體具有單向?qū)щ娦?，如果將二氧化硅研磨成顆粒，并使顆粒的尺寸達(dá)到納米級(jí)，那么其性質(zhì)將會(huì)發(fā)生顛覆性改變——二氧化硅變得完全導(dǎo)電了。再比如，銀這種物質(zhì)在平常會(huì)釋放出銀離子，而銀離子具有良好的殺菌作用，而將銀做成納米級(jí)的使其成為納米銀，其殺菌作用會(huì)大大提高。

由上可知，在納米尺寸下，物質(zhì)的許多性質(zhì)將會(huì)發(fā)生改變，這種改變可能是與原來(lái)的性質(zhì)相反或者是加強(qiáng)了原有的性質(zhì)，甚至有些物質(zhì)會(huì)體現(xiàn)出全新的性質(zhì)，所以人們以此為基礎(chǔ)發(fā)展了納米技術(shù)。

納米帶動(dòng)和發(fā)展了諸多學(xué)科，比如納米化學(xué)、納米醫(yī)學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)和納米材料學(xué)，而我們最常聽(tīng)到的既是納米技術(shù)在化學(xué)和材料學(xué)中的應(yīng)用，由于納米技術(shù)研究的尺寸介于1到100納米之間，所以通常認(rèn)為，如果物體為固態(tài)粉末或者呈纖維狀，當(dāng)其有一維且小于100nm時(shí)，即為納米尺寸；如果物體為球狀，而且其比表面積大于60m2/g且其直徑小于100nm時(shí)即達(dá)到納米尺寸。在日常生活中很多材料的微觀尺寸即以納米表示，比如半導(dǎo)體材料的制程即為納米級(jí)，截至2016年4月，最新的中央處理器（cpu）的制程為14nm。納米材料有如下幾大特點(diǎn)：（1）顆粒尺寸小。（2）比表面積大。（3）表面能高。（4）表面原子所占比例大等特點(diǎn)。納米材料還有其獨(dú)有的三大效應(yīng)：（1）表面效應(yīng)。（2）小尺寸效應(yīng)。（3）宏觀量子隧道效應(yīng)。

2 舉例說(shuō)明納米技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用

上文已經(jīng)說(shuō)明，一些物質(zhì)在納米尺寸之下會(huì)體現(xiàn)出諸多不同于處于宏觀尺寸下的性質(zhì)，所以納米技術(shù)廣泛應(yīng)用于化學(xué)中。

2.1 納米銀

普通狀態(tài)下的銀是銀白色的，而在納米狀態(tài)下的銀則呈白色粉末狀，所以納米銀也被稱作納米銀粉。通常狀態(tài)下的銀有良好的殺菌功能，而與通常狀態(tài)的銀不同納米銀的殺菌能力更強(qiáng)，而且其殺菌的效果隨著顆粒尺寸的減小而加強(qiáng)，但是長(zhǎng)期使用含納米銀的殺菌劑會(huì)在生物體內(nèi)產(chǎn)生積累造成生物的中毒，并且銀作為一種廣譜的殺菌劑會(huì)將自然界中的有益菌一并殺滅破壞生態(tài)平衡。在化學(xué)工業(yè)上，納米銀還是乙烯氧化反應(yīng)的良好的催化劑。

納米銀也因?yàn)槿菀字频煤蛢?yōu)良的性質(zhì)而被用于分析化學(xué)中，在分析化學(xué)中納米銀經(jīng)過(guò)修飾后與熒光蛋白結(jié)合并置于特定載體之上可以顯著增強(qiáng)熒光蛋白的發(fā)光強(qiáng)度，可以在熒光蛋白很微量的情況下達(dá)到大劑量的發(fā)光效果，再進(jìn)一步修飾蛋白質(zhì)后比如將蛋白質(zhì)與某些物質(zhì)如嘌呤、腺苷等物質(zhì)結(jié)合，可以做成具有特異性識(shí)別功能的熒光分子探針，再加上經(jīng)過(guò)納米銀的增強(qiáng)作用可以用來(lái)檢測(cè)很微量的物質(zhì)，在一定程度上提高了分子探針的靈敏度，推動(dòng)了分析化學(xué)的進(jìn)步。

2.2 納米銅

非納米級(jí)下的銅已經(jīng)具有良好的延展性，但是納米級(jí)下的銅具有更良好的延展性——超塑延展性。納米銅可以在室溫下被拉伸50多倍而不出現(xiàn)裂痕，而最近的研究表明，在80納米下，納米銅結(jié)晶體的機(jī)械特性發(fā)生了巨大改變，在這個(gè)尺寸下納米銅結(jié)晶體的機(jī)械強(qiáng)度是普通銅的三倍。

由于納米銅的比表面積大，活性中心多，因此納米銅一般是被作為催化劑而使用的，比如在石油工業(yè)和冶金工業(yè)中納米銅是一種良好的催化劑。再比如在高分子聚合物的脫氫和氫化反應(yīng)里，納米銅具有極高的選擇性和活性，因而是一種理想的催化劑。又比如在導(dǎo)電纖維的制造（以乙炔為原料聚合而成）中，因納米銅具有比表面積大、活性中心多的特點(diǎn)仍然是一種極好的催化劑。最后，在傳統(tǒng)的汽車尾氣處理中，一般使用鉑和釕這樣的貴金屬使一氧化碳轉(zhuǎn)變生成二氧化碳，雖然催化劑在反應(yīng)前后物性不變，但是催化劑依然要參與到反應(yīng)過(guò)程中，所以催化劑不可避免的會(huì)出現(xiàn)消耗，所以在該反應(yīng)中使用貴金屬作為催化劑顯得成本過(guò)于昂貴，實(shí)驗(yàn)證明納米銅對(duì)于一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳這一過(guò)程的某些部分的催化作用不亞于鉑和釕的催化作用，而且納米銅的價(jià)格明顯低于鉑和釕的價(jià)格，而且銅的含量較為豐富，所以納米銅用來(lái)部分代替鉑和釕來(lái)作為該反應(yīng)的催化劑以降低成本。

2.3 納米鎳

一般來(lái)講，納米金屬大部分被應(yīng)用于制作高效的催化劑，納米鎳也不例外。由于納米鎳尺寸小，比表面積大，而且表面活性位也多，所以納米鎳一般被用加氫、氧化、合成、歧化、偶聯(lián)等化學(xué)反應(yīng)中。

3 納米技術(shù)在其他方面的應(yīng)用

經(jīng)過(guò)納米技術(shù)處理過(guò)的玻璃具有高度的不沾性，所以利用此種玻璃制作的化學(xué)儀器可以最大程度的避免因試劑殘留而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生偏差。將布料表面進(jìn)行納米處理能夠避免油污的侵染，使得衣物有自凈的功能。在醫(yī)學(xué)上，通過(guò)仿生的納米機(jī)器人可以完成很多高難度的手術(shù)，而且通過(guò)納米機(jī)器人攜帶藥物可以準(zhǔn)確的將藥物送達(dá)病灶，使病人盡快的康復(fù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于在納米尺寸下物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)發(fā)生諸多改變，人們利用這些特點(diǎn)并加以改進(jìn)使其造福于人民，這其中的典型代表即是納米技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用。在化學(xué)中，納米金屬一般因?yàn)槠漭^高的比表面積以及數(shù)量較多的活性中心而被當(dāng)做高效的催化劑使用，或者將其作為某些貴金屬催化劑的代替品以降低生產(chǎn)成本。

而且納米技術(shù)是一門新興的學(xué)科，雖然這門學(xué)科還比較年輕但是發(fā)展迅速，可喜的是我國(guó)的納米技術(shù)行業(yè)走在了世界的前列，我國(guó)納米技術(shù)的研究在世界上占舉足輕重的地位。

參考文獻(xiàn)

[1]柯毅民.納米技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2009，10：30.

[2]朱曾惠.化學(xué)工業(yè)中的納米技術(shù)[J].化工新型材料，2004，01：41-43+49.

[3]廖明陽(yáng).納米銅和微米銅的毒性比較研究[D].廣西醫(yī)科大學(xué)，2013.

[4]張平平.基于納米結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)材料的研究[D].蘇州大學(xué)，2015.