納米技術的新應用與潛在問題

摘要：納米科技曾被認為是未來高新技術發展中最有“前途”的領域，然而由于過分強調“納米技術與納米材料”的重要性，導致社會上形成了“納米熱”。本文先概述納米技術的新應用[1]，然后提出納米技術面臨的問題，最后作出前景預測。

關鍵詞：納米技術，技術應用，技術問題

引言：現在各種產品一直朝著集成化和微型化的方向發展，但不同的器件必然受到尺寸上的物理約束。納米材料的優勢也因此凸顯，目前納米材料在磁、光、電、傳感等方面都有許多重要的應用[2]。但與其他新技術一樣，納米技術仍存在著不少問題。主要原因是部分企業對納米材料技術的期望過高，急功近利的思想導致忽略了它的弊端。

1 納米技術新應用的概述

1.1納米技術在制材上的新應用——納米陶瓷材料及高透明材料

在微米級基體中引入納米分散相進行復合，可使材料的斷裂強度、斷裂韌性大大提高，同時還可提高其硬度、彈性模量以及抗疲勞破壞性能。納米陶瓷材料正是利用這一點才得以廣泛的應用。由于納米微粒表面分率高，而且納米粒子的粒徑遠小于可見光的波長，因此具有很高的穿透性。于是各種高透明納米材料也應運而生。目前，國外已用納米級羰基鐵粉、鎳粉、鐵氧體粉末成功配制了軍事隱身涂料。

1.2 納米技術在電磁領域的新應用——磁性納米微粒

磁性納米微粒[3]由于尺寸小，具有單磁疇結構與矯頑力高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質量。磁性納米微粒除了上述應用外，還可作抗癌藥物磁性載體，細胞磁分離介質材料，復印機墨粉材料以及磁墨水和磁印刷材料。近幾年用鐵基納米晶巨磁阻抗材料研制的磁敏開關具有靈敏度高、體積小、響應快等優點，廣泛用于自動控制、速度和位置測定、防盜報警系統和汽車導航、點火裝置等。

1.3納米技術在水泥材料中的應用——納米礦粉

混凝土是現代應用最廣泛、最重要的工程材料，利用納米技術和納米礦粉開發新型的混凝土可大幅度提高混凝土強度、施工性能和耐久性能。納米礦粉不但可以填充水泥的空隙，提高混凝土的流動度，更重要的是可改善混凝土中水泥石與骨料的界面結構，使混凝土強度、抗滲性與耐久性均得以提高。

1.4其他應用[4]

利用離子交換復合工藝，使層狀無機納米材料在極性分子的作用下發生膨脹、層離，均勻分散在水介質中。他們在層間進行交換作用，抗菌或凈化成分進入層間后，把層與層撐開，在層間交替形成分子級支柱，從而形成各種不相同的納米復合抗菌材料、凈化空氣材料。這種納米復合抗菌材料和凈化空氣材料可凈化甲醛、苯等有害揮發物。利用納米技術還可開發可凈化二氧化碳并產生負離子具有森林功能的建材以及粘合劑及密封膠。將納米二氧化硅作為添加劑加到粘合劑和密封膠中，會大大提高粘結效果和密封性能。

2 納米技術的問題

盡管納米材料用途很廣，但由于過分強調納米技術的先進性，導致出現了一系列的問題。首先，由于納米材料的特殊性質，對生命健康和生態環境產生的負面效應和不確定性讓人擔憂。由于納米粒子無孔不入，在研發、生產、存儲、運輸等方面都有各種問題，而且其毒性還未知。它與其他物質的接觸面積很大，反應也會很劇烈。第二，對納米技術的盲目性導致了“納米熱”。近年來政府一直把“納米技術”列為發展重點，于是不少企業冒充納米企業，享受國家的優惠稅收政策，并為了謀利推出“偽納米”產品。其導致的惡果是國家的有限資金不能有效地應用到真正的納米材料技術研究和開發中，嚴重影響了納米產業的發展。第三，雖然中國在納米技術的理論建立上取得了不少成績，但在研制開發與產業化的實踐中卻顯得力量不足。由于納米技術是高新技術，實際工程中，很多理論與定理都會有誤差，但這方面的專業人才緊缺，直接了導致納米技術研究的滯后。第四，納米技術作為高新技術，必須投入大量資金，但由于各種原因，往往不能取得相應的回報，資金大量流失，卻毫無成果。

3結論與展望

納米技術是對于未來經濟和社會的發展將產生重大影響的一種關鍵性前沿技術，這是世界各國科學家的共識。納米材料在各個科學領域都有著非常廣泛的應用前景。可預料在不久的將來，納米技術不僅會推動產品的開發，還將改善人們的生活質量，改善人們的生活環境。在未來的15-20年內，與納米技術相關的產品市場規模將達1萬億美元，可見其前景廣闊。但是，由于納米材料自身處于發展階段，還有各種各樣的問題有待解決。在某種意義上，它還是一種不確定的技術，我們對它的認識也僅處于初始階段。如何構建一個既普遍有效，又能夠滿足和包容不同價值體系的納米技術準則，將成為納米技術今后發展面臨的一大挑戰。

參考文獻：

[1]張金升，納米材料和技術與發展新型建材.中國建材裝備，2002，(2)

[2] 崔錚. 納米加工技術及其應用. 北京：高教出版社， 2005[ Cui Z.Nanofabrication Technologies and App lica2tions. Beijing： Higher Education Press， 2005 ( in Chinese) ]

[3] Van Zant P. Microchip Fabrication： A p ractical Guide to Semi2conductor Processing(5 th Edition) . McGraw - Hill， 2004

[4] Ed. Hoch H C， JelinskiLW， Craighead H G. Nanofabricationand Biosystems： Integrating Materials Science， Engineeringand Biology. Cambridge University Press， 1996