納米是長度單位,一納米等于十億分之一米,即1nm=0.000000001m,大體上等于四個原子的直徑。其實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,仍處于自發階段。人工合成納米材料是在20世紀60年代以后出現的,1963年日本科學家久保亮五第一次提出材料顆粒縮小到納米尺度,性能會發生突變。1967年日本科學家上田良二第一次用蒸發法人工制備了納米尺度的金屬顆粒,當時日本科學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雜志。
2000年3月,美國總統克林頓向國會發布了關于美國納米技術促進計劃,標題是《納米技術:要引發下一場工業革命》。報告一經提出,立即在全世界引起強烈反響。緊接著中國、日本、歐洲各國都紛紛布置,其他一些發展中國家也把發展納米技術作為極其重要的戰略決策進行實施。可以說納米技術是21世紀科技發展的制高點,是新工業革命的主導技術,也是歷史發展的必然結果。
許多專家都曾經提出,21世紀前20年是發展納米技術的關鍵時期,納米技術將成為第5次推動社會經濟各領域快速發展的主導技術。可以說納米技術已經成為全世界非常關注的技術,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,納米生物技術代替微米尺度的生物技術,這已是成為一種潮流和趨勢。
那么這樣一個能引發革命的技術又將給我們帶來什么呢?國際專家認為在納米技術的廣泛應用中,有這樣幾個產業將依托納米的特性而長足發展。
納米技術在信息產業中的應用:
納米技術在信息產業中的應用集中體現在網絡通訊、寬頻帶的網絡通訊、納米結構器件、芯片技術以及高清晰度數字顯示技術方面;光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件方面;網絡通訊中激光、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。
納米技術在環境產業中:
對空氣的凈化也可以采用納米技術,因為納米技術對空氣中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移植到水處理產業,用于提高水的質量,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對汽車尾氣處理器件進行改造,效果明顯;至于對淡水湖內藻類引起的污染進行治理用納米技術,目前已在實驗室初步研究成功。
納米技術在能源環保中的應用
在全球能源緊張的今天,合理利用傳統能源和開發新能源是我國乃至世界各國人民的一項重要任務。現階段納米技術主要用在凈化劑、助燃劑中,它們能使煤充分燃燒,燃燒當中自循環,使硫減少排放,不再需要輔助裝置,能夠合理利用傳統能源。在新能源的開發上,我國正在努力將太陽能轉化成電能,將熱能轉化為電能,將化學能轉化為電能等,希望能緩解全球能源緊張的問題。
納米在生物醫藥中的應用:
這是我國進入WTO以后一個最有潛力的發展領域。納米生物醫藥是指從動植物中提取必要的物質,然后在納米尺度組合,最大限度發揮藥效,而這種思想與我國中醫的思想是不謀而合的。
納米在材料市場中的應用:
據美國測算,到21世紀30年代,汽車上40%的鋼鐵和金屬材料要被輕質高強材料所代替,這樣可節省汽油40%,減少40%的C02排放。僅此一項每年就可給美國創造社會效益1000億美元。
納米技術對傳統產業的改造:
美菱集團早在1996年就開始研制納米冰箱。可折疊的PVC磁性冰箱門封不會發霉,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。我們發現發展輕工、電子和家用電器同樣可以帶動涂料、材料、電子原器件等行業發展。此外在紡織以及電力工業中,納米都發揮著它獨特的超強功用。
納米雖小,可它在各個領域的應用卻不能被輕視;
納米雖小,可它將為我們帶來無盡的財富,
納米雖小,可它已經掀起了一場技術革命。