手机、防晒霜、太阳镜……纳米科技你已使用多少?
新华社,北京,8月30日(记者Yu Feishen Annie)纳米技术是一种无法通过人眼来区分的科学技术,正在逐渐对人类电子信息,制造,能源,环境和医疗保健产生巨大影响。 ,手机,计算机,化妆品,太阳镜,网球球拍,自行车...纳米技术可用于许多日常必需品。
参加北京第七届中国国际纳米科学和技术会议的全球科学家和工程师都在探索新的任务进入微观世界,将科学发现转变为新产品和技术,并重塑了一系列行业。
专家介绍,纳米科学是一门研究纳米级物质的相互作用,组成,特征和制造方法的科学(从原子,分子到亚微米尺度)。在如此小的尺度上,材料的物理,化学和生物学特性与宏观尺度上物体的物体差异很大。
8月29日,客人在北京国际会议中心第七届中国国际纳米科学和技术会议上拍摄了集体照片。新华社记者Jin Liwang摄
Springer Nature Group,National Nanoscience Center以及中国科学院的文献和信息中心编写的一份研究报告表明,纳米技术促进了多个学科的交叉融合,并培养了许多科学和技术的突破和原始创新机会。同时,纳米技术的诞生也将对人们的生产和生活产生巨大影响。
成千上万的纳米产品进入消费市场
由于其理想的机械,化学,电气,热或光学特性,新的纳米材料用于日常必需品和工业制造。
据估计,基于市场上纳米技术的1,600多种消费产品,包括轻巧和刚性网球球拍,自行车,行李,汽车零件和可充电电池。
普通的吹风机或脱型型可以使用纳米材料来减轻体重或延长使用寿命。防晒霜使用了在皮肤表面看不到的防晒成分,例如二氧化纳米硝基二烷或氧化锌。纳米工程纤维用于制作防皱纹和防染色的衣服,不仅体重轻,而且可以防止细菌生长。
在制造业中,纳米结构材料用于机器零件的表面涂料或润滑剂,以降低磨损并延长机器寿命。由于其高强度,耐用性和轻巧的重量,带有纳米结构的合金是制造飞机和航空航天组件的理想高性能材料。它们用于制造机身,过滤材料和其他组件,从而产生更强的耐腐蚀性,电阻性和耐火性。
金属,氧化物,碳和其他化合物的纳米颗粒也是良好的催化剂,并且在石油炼油,生物燃料等领域具有重要的工业应用。
在北京国际会议中心第七届中国国际纳米科学和技术会议的地点,诺贝尔奖获得者兼石墨烯的共同发现者康斯坦丁·诺维奥索洛夫教授在会议上提供了一份特别报告。新华社记者Jin Liwang摄
小型开元ky888棋牌官网版开yun体育app入口登录,节能和灵活的数字产品成为可能
研究报告说,作为信息技术和数字电子行业开发的关键动力,纳米技术进一步改善了许多电子产品的性能,例如计算机,手机和电视。
由于纳米技术的发展,综合芯片和晶体管变得越来越小,但是计算速度正在提高。 2016年,第一个1NM晶体管出生在世界上。晶体管由碳纳米管和钼二硫化物而不是硅制成,证明了进一步降低电子设备尺寸的潜力。
科学家对纳米材料的物理特性的深入了解促进了量子设备的开发,在较低的能源消耗下实现了高速数据传输,并提高了信息系统的性能和安全性。
国家纳米科学中心首席科学家朱宁说,量子点或无机半导体纳米晶体的一个应用领域是展示行业。基于纳米技术,电视,计算机和移动设备的显示器可以实现超高的定义,节能甚至可弯曲,并产生更逼真的图像。人们在设计新的透明导电材料时使用了碳纳米管或银纳米线,这为使用柔性屏幕开发了各种电子设备的大门。
节能和环境保护具有很大的潜力
专家说开元棋官方正版下载,纳米技术可以促进替代能源的发展,提高能源利用效率,并为环境治理提供新的解决方案。
基于纳米技术或新催化剂,石油和天然气提取和燃料燃烧变得更加有效,从而降低了发电厂,运输和其他重型设备的污染和能源消耗。
澳大利亚国立大学和中国南卡大学共同开发了一种新的由温度控制的纳米材料,在节能方面具有巨大的应用。新华社(澳大利亚国立大学提供的照片)
科学家提高了太阳能光伏发电设备的性能,并通过纳米工程降低成本。纳米材料也可用于废热转化,例如将车辆排气转换为有用的能量。
例如,科学家开发了将二氧化碳转化为干净燃料甲烷以及可以增加氢生产能力的纳米颗粒,这些纳米颗粒都提供了开发新的可再生能源的前景。
纳米结构材料可用于增加可充电电池的容量和性能,减轻电池重量,从而提高电动汽车等运输范围和范围。
此外,纳米技术也可用于水处理和清洁污染物。例如,诸如钼二硫化膜等纳米材料可以以更有效的过滤促进盐水脱盐,而多孔纳米材料可以吸收有毒物质,例如重金属和像海绵一样的水中油脂。另外,纳米纤维能够吸收空气中的微小颗粒,因此可以用作净化空气的过滤器。
纳米技术在环境治理中的应用还包括检测空气,水和土壤中的污染物。由于其独特的化学和物理特性,纳米颗粒对化学或生物试剂更敏感,因此它们可用于识别传感器中的有毒物质,这比传统方法更简单,更快,甚至可以在检测时去除污染物。
更快的基因测序,更准确的癌症诊断和治疗
专家提出,纳米技术对医疗和保健行业的影响越来越重大,并且在药物输送,生物材料,成像,诊断和主动植入等医疗应用中一直在稳步发展。
研究报告说,纳米技术在生物医学科学中最引人注目的应用也许是纳米基因测序技术的出现。它的工作原理是使用电场将DNA的每一链通过纳米大小的毛孔(即纳米孔)驱动。当一条DNA通过纳米孔时,记录了在孔上产生的电流,从而识别单个链上的基因编码序列。预计该技术将显着降低基因测序的成本并提高测序速度。
纳米技术的另一个有希望的医学应用是药物输送。纳米技术可以使药物可以突破化学,解剖学和生理障碍,到达病变组织,增加病变位置的药物聚集,并减少对健康组织的损害。例如,精心设计的纳米果可以通过血管泄漏点渗透到癌组织中,并积聚在目标部位,从而提高靶向癌症治疗的准确性。
Hebei Tangshan Jianhua工业集团的技术人员正在展示石墨烯产品。石墨烯是一种基本的纳米材料,正在国际新材料市场中成为耀眼的恒星。它可以广泛用于电子信息,航空航天,新能量车辆,生物医学,每日必需品和其他领域。由新华社发布(郑元照片)
在医学血管造影中,纳米颗粒由于其尺寸很小和特殊的化学特性而可以在特定的组织和肿瘤位置积聚,从而实现了更方便,更准确的诊断并改善治疗效果。
纳米技术也可以应用于生物组织工程中。纳米材料,例如石墨烯,纳米管,二硫化钼,可用于制作支架以帮助修复或重塑受损的组织。纳米结构支架可以模仿组织独有的微观环境,促进细胞附着,繁殖和生长,并诱导正常的细胞功能和组织生长。
当心风险
新技术就像双刃剑一样,可以带来收益和风险,纳米技术也不例外。研究报告指出,人们还应谨慎对待环境,健康和社会影响,同时为其快速发展加油。
目前,最大的担忧是纳米颗粒的健康威胁,因为纳米颗粒可以轻松地通过肺或皮肤进入人体。例如,碳纳米管和柴油纳米颗粒中的金属污染物已被发现具有不利的健康影响。暴露于生产运营中纳米污染物的工人的健康风险更高。
此外,在纳米材料制造过程中产生的工业排放也将带来污染环境的风险。纳米颗粒具有较高的活性和较小的大小,这可能会对生态系统产生不利影响,并对动物和植物的存活构成威胁。
尽管纳米医学有明亮的前景,但它们也可能带来意外的后果,因为尚不清楚它们是否参与新陈代谢以及如何在人体中代谢。纳米果的长期使用效应尚不清楚。
Zhu Xing介绍了,为了应对这些问题,中国自2001年以来就投入了资金来研究纳米安全问题,大约7%的纳米技术研究预算用于科学研究,以了解纳米技术潜在的环境,健康和安全问题。这些研究还将支持制定标准以量化相关的环境和健康危害,同时有助于制定监测和控制纳米污染的准则。