【科学强国】纳米技术的世界有什么新奇?
由于提出了纳米技术的概念,因此人们对此具有无限的想象,许多科学家和科幻作家都描述了其在作品中的巨大能力。
不仅如此,如今,越来越多的每日产品都以高级纳米材料来提高产品性能,甚至开发前所未有的新功能。
那么,这些产品是否真的按照宣传的方式使用纳米材料?纳米材料真的那么惊人吗?
无形的纳米世界
纳米科学和纳米技术背后的思想和概念始于1959年12月29日,物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)在加州理工学院举行的美国物理学会会议上发表了令人震惊的演讲。 ,那就是“底部有足够的空间”。 Feynman在讲话中描述了一个过程,其中科学家可以操纵和控制单个原子和分子。他所说的“无限空间”可以集中大量的信息和操作在非常小的空间中。十多年后,在对超精确加工的探索中,诺里奥·塔尼格奇(Norio Taniguchi)教授创造了纳米技术一词。直到1981年,现代纳米技术才始于扫描隧道显微镜的发展,这些隧道显微镜可以“看到”单个原子。
很难想象纳米技术有多小。一个纳米是十亿米的纳米,大致相当于排列在一起的10个氢原子的长度。以下是一些说明性的例子:
一英寸有25,400,000纳米
报纸的厚度约为100,000纳米
在比较尺度上,如果大理石是纳米,则一米是地球的大小
资料来源:中国广播电视
实际上,在高中科学课程中常用的显微镜是不可能看到的。一旦科学家拥有正确的工具,例如扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM),纳米技术时代就诞生了。
数百年前,在中世纪教堂的彩色玻璃窗上产生了交替大小的黄金和银色颗粒。当时的艺术家并不知道他们用来创作这些精致艺术品的过程实际上导致了他们使用的材料的组成。
许多物质将在纳米级范围内具有许多新型的物理,化学,生物学特征或医学功能。例如,黄金的熔点约为1064摄氏度,但在1至2纳米时,它在室温下融化。另外,某些金属氧化物通常不是磁性的,而是在20纳米尺度以下的磁性特性。
“这称为纳米尺寸效应。随着量表的变化,物质的特性也会改变。”北京理工学院化学与化学工程学院的院长兼教授张·贾亚托(Zhang Jiatao一个三维空间开yunapp体育官网入口下载手机版,可以称为纳米材料。与纳米材料的制备,处理和应用有关的过程和方法统称为纳米技术。
在生活中,纳米应用无处不在
日常生活中的许多物品和商品长期以来都被“ Nano”一词覆盖。
在橡胶中添加一定数量的二氧化纳米二氧化物可以改善橡胶的物理和机械性能,提高其耐磨性,拉伸强度和撕裂强度和硬度,并发挥增强作用。在塑料和橡胶中添加少量分层的水力钙岩纳米材料可以改善阻燃剂和抗硫酸盐氧化特性。
由于某些纳米材料的良好透明度和出色的紫外线屏蔽作用,因此将少量(通常不超过内容的2%)到产品和材料中,大大减少了紫外线对这些产品和材料的损害效果。它使其更耐用和透明,因此它被广泛用于护肤产品,装饰材料,外部面漆,保护木材,天然和人造纤维以及农业塑料膜。
例如,纳米银材料早在2002年就成功地将纳米银嫁接成化妆品,填补了纳米银色化妆品行业的空白。
许多持续释放的胶囊也使用纳米技术。这些胶囊中的药物包裹在纳米材料中,在进入人体以获得更好的治疗作用后可以缓慢释放。
一些衬衫,领带,洗衣机等也使用纳米技术。例如,通过在其表面上应用纳米涂料,它可以达到抗菌和自我清洁效果。
此外,纳米技术也广泛用于军事,科学和技术领域。例如,现在,智能手机在重量保持不变甚至减小的同时,智能手机已经提高了存储容量和电池寿命开yun体育官网入口登录app,纳米技术对此负责。同样,基于莲花叶表面的仿生结构设计的超疏水材料具有防水,防油和防尘的特征,并且在精密设备和表面清洁方面具有重要意义。
是“纳米”产品智商税
目前,纳米材料广泛用于电子产品,家用电器,药物和纺织品等许多领域。但是,许多使用纳米材料的产品并没有将其视为卖点,但是许多与纳米技术无关的产品喜欢赚很多钱。
以水杯为例。一些品牌声称,其中的“纳米材料”可以将普通水激活成小分子簇活性水,这对健康和寿命有益。实际上,水分子簇不稳定,它们的大小会动态变化,纳米材料没有这种“激活”功能。
还有一个枕头,它是一个促进其产品中“纳米材料”的品牌,可以调节生物件,并对诸如高血压和神经性神经疾病之类的疾病具有辅助治疗作用。确实,纳米材料已经在制药行业已经使用了很长时间了,但从未被用作治疗疾病的药物。
同时,纳米材料制造成本很高,很难完全使用纳米材料来准备功能性产品。
例如,具有各种功能的石墨烯内衣,例如灭菌和汗水吸收。石墨烯制备过程需要高要求,并且很难大规模生产。每克石墨烯产品的价值约为1,000元。为了完全使用石墨烯完全制作一对内衣,保守的估计成本成千上万。我们购买的产品仅大约一百元,这意味着产品中的纳米材料含量肯定不会很高。
当然,市场上确实有许多日常必需品使用纳米材料并进行了相应的效果。例如,涂有纳米材料的纳米式抗粉状衬衫的非粘锅,以及常用的纳米材料的化妆品,无法“用一根棍子杀死”。
随着技术的进一步发展,纳米材料将进入越来越多的领域,这是可以肯定的。如果您在市场上发现“纳米”一词在市场上发现普通的每日必需品,请不要太多崇拜它们,只需将其视为普通产品。
我国纳米技术的优势是什么
在流行的电视连续剧“三体问题”中,中国科学家开发的纳米材料可以制造“飞刀片”,使铁像泥浆一样,也可以用来使太空电梯到达宇宙。实际上,纳米技术在中国发展方面带领了世界。
1993年,中国科学院的北京真空物理实验室成功地写下了“中国”一词,标志着中国开始在国际纳米技术领域中占有一席之地。
2000年,中国成立了国家纳米技术指导和协调委员会,后来在2003年成立了国家纳米科学中心,并在国家中期和长期发展计划中部署了纳米技术研究计划。在过去的20年中,我国家的纳米技术在“无人土地”到世界领先的“超车”上取得了“超越曲线”的“超车”。
自2010年以来,我国家的科学和技术论文和纳米技术专利在世界上排名第一。 2013年,中国科学院推出了战略先锋科学技术特别项目(A类)“可转换纳米Indindustry制造技术重点”,称为“纳米先驱先驱特别项目”。经过五年的研发,已经实现了许多亮点。
资料来源:CCTV新闻
2019年12月18日,建立了广东广东广东广东大湾大湾地区国家纳米技术创新研究所(以下称为“广播研究所”)。广播研究所旨在建立一个完整的1-9级科学和技术创新链,并促进中国基础研究结果的工业化。 “也就是说,研究所已经完成了科学技术创新链1-3级的工作,商业界负责7-9级的工作。古纳研究所的主要任务是弥补中国科学与技术创新链的弱级链接,并成为中国科学和技术创新链的弱级链接的领导者。”中国科学院的院士兼国家纳米科学中心主任赵尤利安(Zhao Yuliang)说,我们必须允许科学研究人员积累数十年来真正成为国家科学和技术创新和技术来源的来源,以便与创建越来越多的高级技术和产品。
“当大规模使用时,人们可能不再将其用作头。” Zhao Yuliang认为,纳米技术肯定会改善并正在改变我们的生活,尤其是当人类进入智能社会时,纳米技术在任何地方都可以。
(中国Xiaokang网络综合科学技术日报,经济日,中国广播电视网络开元ky888棋牌官方版,闭路电视新闻,CPPCC新闻等)
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