纳米技术的含义范文第1篇

当今科技的发展要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性为纳米科技和纳米材料的应用提供了广阔的空间。美国制定的“国家纳米技术倡议”(NNI)中所列纳米科学与技术涉及的领域很宽泛，但最基本的有三个，即纳米材料，纳米电子学、光电子学和磁学，纳米医学和生物学。

2004年～2008年，世界纳米复合材料市场的年均增长率为18.4%，纳米复合材料市场将从2003年9080万美元增长到2008年2.11亿美元。世界聚合物纳米复合材料市场中，热塑性材料市场将从2003年7000万美元增长到2008年1.75亿美元，热固性材料市场将相应从2000万美元增长到2800万美元。

发展纳米科技存在科学理论、科学方法、科技创新和高风险等难点。以国家目标为导向，纳米器件的研制和集成是纳米科技的核心，纳米材料制备和研究是工作重点。

纳米磁性材料及应用

项目简介：纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因是关联于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级，例如磁单畴尺寸、超顺磁性临界尺寸、交换作用长度以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时，会呈现反常的磁学性质。

磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防，国民经济的方方面面紧密相关，磁记录材料至今仍是信息工业的主体，磁记录工业的产值约1千亿美元，为了提高磁记录密度，磁记录介质中的磁性颗粒尺寸已由微米、亚微米向纳米尺度过度，例如合金磁粉的尺寸约80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸约40nm，进一步发展的方向是所谓“量子磁盘”，利用磁纳米线的存储特性，记录密度预计可达400Gb／in2，相当于每平方英寸可存储 20万部红楼梦，由超顺磁性所决定的极限磁记录密度理论值约为6000Gb／in2。近年来，磁盘记录密度突飞猛进，现己超过10Gb／in2，其中最主要的原因是应用了巨磁电阻效应读出磁头，而巨磁电阻效应是基于电子在磁性纳米结构中与自旋相关的输运特性。

项目负责：中国工程院。

意义：目前，该项目己进入大规模工业生产，具有很大的市场前景。

用空气氧化法高效纯化炭纳米管

项目简介： 目前合成炭纳米管的方法多种多样，但宏观量的合成大多采用电弧法，由于电弧法生成的炭纳米管常常夹杂有大量的杂质――炭纳米颗粒，由于这些杂质的存在，炭纳米管的性质测试受到了很大的阻碍。使用碱对炭纳米管进行预处理，由于碱是一种分散剂，可以加强炭纳米颗粒和氧化剂的反应，使炭纳米管和其他形式的炭相分离。采用该方法炭纳米管的烧损率较大，纯化效率低。采用空气氧化法改进之后，烧损率降低至80%，纯化效率大大提高。

项目负责：中南工业大学冶金物理化学与化学新材料研究所。

尼龙-6/炭纳米管复合材料研究

项目简介：在原位复合尼龙-6/炭纳米管（PA6/CNT）过程中，炭纳米管将以其外壁上连接的羧基官能团（－COOH）参与尼龙-6（PA6）的加成聚合反应，并阻碍PA6分子的长大。这在很大程度上削弱了基体强度。采用改进原位复合法复合PA6/CNT，可大大提高PA6分子的平均分子量，减轻炭纳米管对基体PA6强度的削弱，大幅度提高PA6/CNT复合材料的强度。

项目负责：清华大学机械系。

意义：该复合材料对提高基体PA6的强度，拓宽其应用范围，具有很大的研究价值。

纳米复合W-氧化物电极材料

的电子发射特性

项目简介：这种材料的成分与相组成与传统电极材料相同，但显微组织显著不同。采用真空电弧放电，观察了阴极斑点的分布特征，测定了电极材料的起弧电场强度。通过与传统电极对比，认为大幅度细化氧化物添加剂至纳米尺度，能够显著提高电极材料的电子发射能力，降低逸出功。具体特征如下：

（1）纳米复合W-ThO阴极材料的成分和相组成与传统电极材料相同，而显微组织显著不同。该实验制备的电极试样显微组织为尺寸小于200nm的ThO均匀、弥散分布在W基体上，W基体是晶粒度约为4μm的等轴晶。

（2）引弧时，电极材料的电子发射位置分布于ThO弥散体上，而纳米复合W-ThO试样的电子发射位置均匀分布，观察不到明显的电弧灼痕和灼坑。

（3）大幅度细化ThO弥散体至纳米尺度，可显著降低电极的起弧场强。这种显微组织的电极材料具有较低的逸出功和优良的电子发射能力。

项目负责：西安交通大学材料科学与工程学院。

纳米γ-(Fe,Ni)合金颗粒

微观结构及其微波吸收特性

项目简介：利用X射线衍射和高分辨率电镜对纳米γ-(Fe,Ni)合金颗粒进行微观结构研究。检测表明，颗粒主要由γ-(Fe,Ni)合金颗粒组成，其颗粒大小为10nm左右；X射线能谱分析(EDS)表明，各个颗粒的Fe、Ni含量不相同，并给出了颗粒含量分布图。用该种纳米颗粒作为吸收剂，具有优异的微波吸收特性。其特征具体如下：

(1)纳米γ-(Fe,Ni)合金颗粒经微观结构研究检测表明其主要组成为面心立方的γ-(Fe,Ni)相，颗粒大小在10nm左右并呈非球形，各颗粒的Fe和Ni含量不同，平均为Fe44Ni56，其中91%的颗粒Ni含量在40%～70%之间。

(2)纳米γ-(Fe,Ni)合金颗粒不易氧化，甚至保存多年后性能仍不变。这就保证了微波频率下的电磁参数不因颗粒的氧化而影响其值的下降，从而具有优异的微波吸收特性。

(3)纳米γ-(Fe,Ni)合金颗粒作为微波吸收剂具有如此好的吸收特性和如此宽广的吸收频带是目前未曾见过的，应进一步加强研究，以便开发新的应用领域。

项目负责：冶金工业部钢铁研究总院。

氟氧化物玻璃陶瓷激光材料研制

项目简介：这一研究成果基本实现了对玻璃陶瓷纳米复合结构的控制，获得了系列具有良好光致发光和上转换发光性能的新材料，主要有：含Er：LaF3纳米晶的透明玻璃陶瓷，具有宽的红外发射谱，其1.53微米发射峰半高宽达100纳米，可开发为光纤放大器材料；含Er：CaF2纳米晶的透明玻璃陶瓷，具有强的红光上转换效应，且1.53微米发光量子效率高达98%；含Er：BaF2纳米晶的透明玻璃陶瓷，其1.53微米发光寿命高达13.39毫秒；首次获得含大量Er：NaYF4纳米晶的透明玻璃陶瓷，该材料不仅具有很高的上转换发光效率，而且通过改变稀土掺杂浓度，可基本实现材料红、绿发光强度比的全程调控，在光显示器件方面具有重要的应用前景。

通过对氟氧化物玻璃陶瓷热力学行为和结构转变特性的研究，揭示了纳米晶相的晶化机理与主要控制因素，掌握了热处理条件下玻璃陶瓷结构演变规律，总结了材料光学性能与显微结构的关系。

项目负责：福建省科技厅专家组。

意义：该项目的成果已经达到国际先进水平。

发光性稀土配合物超分子结构

调控及其荧光特性研究

项目简介：用分子水平上的组装技术3/4Langmuir-Blodgett（LB）膜技术制备二维分散的发光性稀土配合物分子膜，通过精密控制压缩速度、亚相组成、膜层面积等多项参数控制分子间距离、分子取向角、分子聚集状态，并辅以与两亲性脂肪酸、手性分子等化合物相混合，得到了处于微/纳米范围不同尺寸的圆形、线形、Boojum形等各种形貌的自组织结构。

通过对p-A曲线数据、荧光显微镜、布儒斯特角显微镜等显微图片中不同聚集体的百分比组成及相应的x-射线反射强度结果进行处理，结合各分子自身的物化常数进行模拟计算得到各种体系中稀土配合物分子的排列模型。

项目负责：山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室。

意义：该项目的研制，改革了稀土化学化工领域的产业结构，改变了我们这个稀土大国以原料等技术含量低的产品为主出口的局面。

多壁碳纳米管/橡胶复合材料

制备及性能研究

技术简介：自Iijima用电弧法制备C60发现碳纳米管(carbon nanotubes)以来，在世界范围内掀起一股碳纳米管热。碳纳米管具有优良的力学性能、极高的长径比、热稳定性和独特的导电性能。

采用模板法制备的碳纳米管阵列与环氧树脂复合，能制备出具有很好抗静电效果的复合材料。所测得的渗流导电的阀值仅为0.0025％，通过高能超声用溶液蒸发法制备了分散性较好的CNT/ 聚苯乙烯(PS) 复合材料膜，1wt%的添加量,使得弹性模量增大36 %～42 %，断裂应力增长25 % ,而用碳纤维增强达到同样效果需添加10 wt %。研究了聚合物复合膜中MWNTs在拉伸下的断裂行为，测得聚合物/碳纳米管界面的应力传递能力达到500MPa以上，至少比传统的碳纤维增强复合材料应力传递能力高出10倍。

项目负责：清华大学化学工程系反应工程研究室范壮军。

意义：该项目与炭黑补强橡胶体系进行对比，碳纳米管的加入能显著提高橡胶复合材料的模量、定伸应力及导电性能。

沸腾回流强迫水解法制备

纳米TiO2微粒

项目简介：采用沸腾回流强迫水解法, 以硫酸钛为原料, 制备出二氧化钛纳米微粒, 并利用红外光谱透射电镜及X光晶体衍射对其进行了表征。结果表明：利用该方法可以在较高的钛盐浓度下［Ti4+浓度可达0.1mol．L-1］制备出均分散圆球状的二氧化钛纳米微粒, 粒径大小为2030nm。

采用沸腾回流强迫水解法, 由0.1mol．L-1的Ti(SO4)2溶液短时间即可获得纳米级锐钛矿型TiO2颗粒, 由于相转化温度低、晶化时间短, 因此, 制备出的TiO2颗粒比表面积大, 更适用于催化剂(如固体超酸)及光敏材料等。

项目负责：河北师范大学化学系武瑞涛。

意义：该方法操作简便、成本相对低廉, 具有良好的工业化应用前景。

电极表面直接生成聚

吡咯纳米线方法

项目简介：该方法将吡咯、聚阴离子掺杂剂或高价阴离子掺杂剂和支持电解质配制成电解液，采用复合电极，以相对于饱和甘汞电极0．70V、0．90V下恒电位法，或者是相对于饱和甘汞电极以0．0V为起始电位，以0．70V、0．90V为终止电位的循环伏安法对上述电解液进行电解聚合，则在电极表面直接生成长度和直径可以控制的聚吡咯纳米线，其特征在于：聚阴离子掺杂剂为带有羧酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子的盐溶液，高价阴离子掺杂剂为碳酸根离子。

该发明优点在于：电解聚合时间短，可在数十秒至20分钟内完成，并且纳米线的直径和长度可控，纳米线的直径可为50纳米，产率高，成本低。

项目负责：天津大学。

纳米二氧化硅研究

项目简介： 改产品集中高等院校及研究公司专家教授，通过分析研究提出一种新的工艺路线--化学直接合成法。在本方法中，采用的为改良沉淀法，即在沉淀过程中，通过分散剂控制粒子生长的方法控制关键的反应阶段及操作数据来生产氧化硅微粉，是具有国内领先水平的高新技术，产品粒径15-20nm,已通过成都市科技成果鉴定。

该项目具有粒径小、比表面积大、化学纯度高、分散性能好等特征，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性而在橡胶、涂料、医药、造纸、日化等诸多领域得到广泛应用，并为其相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证，享有“工业味精”、“材料科学的原点”之美誉。

项目负责：成都科大高新科技有限公司。

意义：该项目已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。发达国家已经把高功能、高附加值的精细无机材料作为本世纪新材料的重点加以发展。

纳米团簇超分子自组装

项目简介：在纳米材料的应用过程中，纳米团簇或纳米粒子的组装将是非常关键的一步。纳米团簇的超分子化学组装方法可分为两类，即胶态晶体法和模板法。胶态晶体法是利用胶体溶液的自组装特性将纳米团簇组装成超晶格，可得到二维或三维有序的超晶格。模板法是利用纳米团簇与组装模板间的识别作用来带动团簇的组装，可应用的模板有固体膜、单分子膜、有机分子、生物分子等。其中，单分子膜模板是研究最多也是最为成熟的一种；生物分子间严密的分子识别功能使其成为非常有发展前途的组装模板，而且用生物分子模板有可能实现不同纳米团簇间的组装。

目前纳米团簇组装体的性质研究也已经有了很大进展，利用LB膜技术组装得到的金属基质-有机分子-纳米粒子结的单电子响应库仑效应已经得到了证明；利用LB膜技术组装得到的银团簇膜的非线性光学性质也已经得到了可喜的研究成果；最令人激动的是由四个量子点组成的自控功能单元已经在实验中得到实现。

纳米技术的含义范文第2篇

[关键词]纳米 二氧化钛 光催化氧化

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0128-01

1 前言

水资源的严重污染和匮乏是困扰当今世界经济发展，人类生存的重大国际性问题，尤其是难降解有毒有害废水的处理一直来制约着我国精细化工、制药、造纸、印染等行业的快速发展，研究开发新的高效治理难降解有毒有害废水的技术是我国科技工作者面临的紧迫任务。

光催化氧化技术是在二十世纪八十年代后期开始运用于环境污染控制领域的。其中纳米TiO2光催化氧化技术因其可利用太阳能、能耗低、操作简单、反应条件温和、使用条件少、极少产生二次污染等突出有点而成为当今环保科技工作者的研究热点。

2.1 光催化氧化技术概述

所谓光化学反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，之后才会发生化学变化到一个稳定的状态，或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中，光电转换以及光化学转换一直是十分活跃的研究领域。1972年Fujishima和Honda发现光照的TiO2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此推进了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。

2.2 二氧化钛光催化氧化机理和特点

纳米Ti02材料光催化氧化技术应用在处理有毒、难生物降解废水中，是基于纳米材料的巨大的比表面积和表面自由能原理。其原理是，在紫外光照射下，纳米Ti02表面会产生氧化能力极强的羟基自由基（HO・），使水中的有机污染物氧化降解为无害的CO2和水。纳米TiO2光催化氧化技术的优点是：（1）降解速度快；（2）降解无选择性；（3）氧化反应条件温和，投资少，能耗低，用紫外光照射或阳光下即可发生光催化氧化反应；（4）无二次污染，有机物彻底被氧化降解为CO2和H2O；。

2.3 纳米材料的特点

广义上，纳米材料是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围或以它们为基本单元所构成的材料。首届国际纳米科技大会上宣告了纳米技术的诞生，并由此出现了纳米电子学、纳米化学、纳米材料、纳米生物学等纳米科技群。由于该技术研究的对象在纳米的尺度下，具有十分显著的量子尺寸效应，使得纳米体系出现了与常规材料不同的机械、光、热、电、磁等物理性质。纳米颗粒的粒径极小，具有巨大的比表面积和表面自由能。纳米技术的发展和应用将会给环境污染治理、工业水处理技术的发展开创新的领域。

2.4 纳米TiO2的特点及功能

在近几年中，二氧化钛作为一种很在运用前景的环保材料，人们对其进行了广泛的研究。这主要是因为它有很好的光催化活性。大量的研究表明，二氧化钛独有水中光降解功能，可以降解水中的有毒成分，如苯酚类，除草剂，杀虫剂，染料和表面活性剂等等。然而，在二氧化钛粉光催化过程的实际运用中，存在一些缺陷：（1）从水中分离出二氧化钛十分困难；（2）悬浮的二氧化钛容易产生聚合，特别是在浓度较高时更易发生。因此许多学者致力于研究固定二氧化钛从而克服这些缺陷。

2.5 纳米TiO2在水处理中的应用探索研究与前景

纳米TiO2光催化氧化技术在彻底降解水中的有机污染物和可以利用太阳能等方面有着突出的优点。近年来，高效率的光催化剂、纳米粒子负载和金属掺杂、光电结合的催化方法以及太阳能技术的研究开发，使纳米TiO2光催化氧化应用于水处理领域有着良好的应用前景。

2.5.1 有机磷农药废水

目前对有机磷农药废水的处理多用生化法，处理后废水中有机磷的质量浓度仍然高达30mg/L，迄今尚无理想的解决办法。据文献[4]报道，采用纳米TiO2、SiO2负载复合光催化刘，利用其光催化活性及高效吸附性，能使有机磷农药在其表面迅速富集，随光照时间的延长，有机磷农药的光解率逐渐升高，光照80min实验，可使敌百虫完全降解。

2.5.2 处理毛纺染整废水

把表面涂覆有纳米TiO2膜的玻璃填料填充于玻璃反应器内，通过潜水泵使废水在反应器内循环进行光催化氧化处理。由于纳米TiO2具有巨大的比表面积，与废水中的有机物接触更为充分，可将它们最大限度地吸附在其表面，并迅速将有机物分解成CO2和H20，处理效果优于生物处理和悬浮光催化氧化处理，COD去除率和脱色率均较高。催化剂能连续使用，不需要分离回收，便于工业应用。

2.5.3 氯代有机物废水

日本东京大学野口真用纳米TiO2光催化剂与臭氧联合进行水的净化处理。在模拟废水处理的实验中，以质量浓度为16mg/L的3―氯酚的水溶液为模拟废水，分别采用纳米TiO2光催化剂与臭氧联合，单独用光催化剂纳米TiO2和单独用O3三种方法对其进行处理。纳米TiO2光催化剂与臭氧联合处理2h后，3―氯酚的残留质量浓度已为0，效果明显高于其他两种方法。用内表面涂覆纳米TiO2光催化刘的陶瓷圆管处理质量浓度为5.5mg/L苯酚和三氯乙烯水溶液的实验表明，苯酚在1.5h后完全分解，三氯乙烯也在2h内完全分解。

2.5.4 含油废水

含油废水中所含的脂肪烃、多环芳烃、有机酸类、酚类等有机物很难降解，使用纳米TiO2利用其光催化降解功能，可以迅速的降解这些有机物。

2.6 目前所取得的成就

吴海宝[2]等采用开放式悬浮相光催化反应器，以太阳光激发染料污水悬浮中的TiO2产生・OH自由基将染料氧化脱色。实验结果表明：经过2h太阳光照射后，阳离子蓝X―GRRL染料脱色率在80%～93%之间。Kikuchi[3]利用TiO2为光催化剂将硒酸钠还原为硒化氢。在实验中，以含100×101mol/L硒的硒酸钠溶液为处理对象，在该体系中加入0.10～0.11g TiO2粉末及2.5mol甲酸，光照1h后硒的含量降低到0.02～0.04×10 mol/L。李晓红[4]等采用TiO2/Sn02为复合光催化剂，对敌敌畏进行光催化降解研究。结果表明，包覆型的TiO2/Sn02光催化活性得到明显提高。崔玉民[5]等先后采用WO3/a-Fe203/W、WO3/CdS/W、W03/a-Fe203/W、Bi203为悬浮相光催化剂分别对含硫化物的废水、印染废水、造纸废水、含亚硝酸盐废水处理进行了研究，经过处理后的废水达到国家排放标准。

参考文献

[1] 吴海宝.Ti02光催化降解染料废水的研究[J]中国环境科学，1997，17（1）：93.

[2] Kikuchi E，Magrini W.Improving catalyst performancefor the solar―based photocatalytic reducing Na2Se04[J].Shigen to Kankyo，1997，6（2）：173.

[3] 李晓红，颜秀茹，张月萍，等.Ti02/Sn02复合光催化剂的制备及光催化降解敌敌畏[J].应用化学，2001，18（1）：32.

纳米技术的含义范文第3篇

关键字：纳米技术；园艺植物；应用

纳米科技是20世纪80年展起来的交叉、前沿的新兴学科领域，将对未来的科技、经济和社会发展产生重大影响。纳米技术，是指在1～100nm尺度上，研究物质的结构和性质的多学科交叉的前沿技术，其最终目标是用分子、原子以及物质在纳米尺度上的特性，制造具有特定功能的产品，实现生产方式的革命。近年来，纳米技术正在向生物医药、信息、能源和环境、航天航空、海洋、国防等高科技领域渗透，显现了其广泛的应用性和较强的市场潜力。因此，各国政府和企业都不惜投入巨资研究并开发纳米技术，占领战略制高点，抢占世界市场[1]。

纳米微粒自身具有特殊的性质，有着广阔的应用领域，因此纳米微粒的制备引起了广大的关注。纳米技术与生物技术相结合，并应用于生物领域，便形成了一种新的多学科交叉技术，即纳米生物技术。纳米生物技术是一个正逐渐发展的新兴领域[2]。近年来，纳米技术在园艺上的应用主要是植物生长调节剂、温室大棚薄膜、温室保温毡、生物微肥、果蔬保鲜、高效杀菌剂抑菌剂。

1 纳米技术在调节植物生长方面的应用

植物生长调节剂是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质，用于调节植物生长发育的一类农药，包括人工合成的化合物和从生物中提取的天然植物激素。经过纳米生物技术处理后，植物生长调节剂颗粒粒径减小，因此可以更有效地被作物吸收，提高它的利用率。

三十烷醇（TA）纳米制剂处理后，对幼苗生长促壮效应更明显，表现在增加苗高、根长、根数以及增加叶片鲜重、提高叶绿素含量、增加酶活性。以相同浓度的TA原剂为对照，TA纳米制剂均在不同程度上比原剂的作用效果好[3]。

2 纳米技术在园艺产品保鲜方面的应用

当前，园艺产品保鲜方面存在以下问题：一是果实的代谢很旺盛，释放乙烯等气体，容易导致果实后熟加快；二是产品易于失水；三是易被微生物侵蚀引起腐烂。因此，保鲜的主要难题应是防后熟、防失水、防腐等方面。

在模拟园艺产品冷藏环境中，TiO2/ACF-Pt光催化降解乙烯。活性炭纤维（ACF）表面先溅射沉积纳米Pt，再进行TiO2附着，能提高降解乙烯的能力。活性碳纤维（ACF）独特的孔隙结构和表面特性，在较高湿度下低浓度气相物质的吸附方面具有明显的优势。纳米光催化技术在消除有机气体时具有能耗低、反应条件温和、可减少一次污染等优点。其中纳米二氧化钛（TiO2）以其活性高、价格便宜、对人体无害等特征被认为最佳的光催化剂。因此，纳米Ti02光催化降解乙烯技术具有良好的应用前景。把ACF的高吸附性与纳米TiO2良好的光催化性优势结合，以ACF为载体负载纳米Ti02（Ti02/ACF），一方面，解决纳米Ti02负载问题；另一方面，ACF的吸附能力使低浓度气相物质在纳米Ti02附近聚集，能提高光催化反应速率。对有效地清除园艺产品冷藏环境中乙烯是有利的。贵金属铂（Pt）具有较高催化活性、优异电化学性能而备受关注[4]。

甘肃省农科院农产品贮藏加工研究中心研制成功一种新型纳米硅基氧化物（纳米SiOX）保鲜果蜡，可在果蔬表面形成一种天然可食性蜡膜，能满足不同果蔬和不同涂蜡方法的需要。这种新型保鲜果蜡以天然动植物蜡为成膜剂，加入纳米硅基氧化物等天然材料，主要用于果蔬采后上光打蜡。该果蜡涂于果蔬表面后形成一层光亮、透明的可食性蜡膜，可食性涂膜的保鲜功能主要表现在：具有良好的气体选择透过性，使果蔬呼吸强度下降和乙烯释放量降低，从而推迟生理衰老，减少营养成分的损失。采收后果蔬水分损失很大，涂膜处理使果蔬表面形成一层均匀透明的薄膜，可阻止水分蒸发；封闭果蔬表面的微小损伤，同时又是杀菌剂和保鲜剂的有效体，从而减少致病菌的侵染，延长贮藏期和货架期，提高果蔬档次和市场竞争力。 经甘肃省医学科学研究院卫生安全毒理学检验，这种果蜡属无毒产品[5]。

通过用纳米分子筛保鲜膜对白菜型油菜进行气调保鲜研究，得出以下结论：用纳米分子筛保鲜膜包装后，可以有效抑制小油菜的呼吸作用，延长保鲜期。室温下保鲜期可达3 d，结合冷藏（6℃）保存时，保鲜期可达13 d以上。由于纳米分子筛具有独特的气体选择性， 因此是一种具有广阔前景的气调包装添加改性剂[6]。

3 纳米技术在防治病虫害方面的应用

园艺上，病虫害的防治日趋重要。在各种植物中，草坪植物遭受病害危害仅次于果树、蔬菜和少数经济作物。病害降低了园艺植物的实用价值和观赏价值。目前，纳米技术在灭菌抑菌方面的应用主要有：光半导体材料本身没有抗菌功能，它所具有的光催化特性赋予其抗菌性能（Matsunagaetal，1985） Ti02的光催化作用能破坏DNA双链结构；同时许多无机化合物或无机离子也能被Ti02光催化降解成毒性较小或无毒的产物。

纳米Ti02具有以下优点：[7]①对紫外光的吸收率较高，可直接利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光，激发生成电子一空穴对；②具有良好的抗光腐蚀和化学稳定性；③具有较深的价带能级，氧化还原能力强，具有较高的光催化活性；④对很多有机污染物有较强的吸附作用；⑤具有广谱、长效的抗菌特点；⑥安全无毒。

王芳、谭洁文关于硅制剂对草坪草四种病原真菌的抑制作用研究表明，纳米硅对立枯丝核菌致病性的抑制作用较强，抑制率为6.19%。经过硅处理的叶片对禾炭疽刺盘孢菌具有较明显的抗性，其抑制率为37.02%[8]。

T.K.Barik.B.Sahu.V.Swain关于纳米硅对害虫的控制实验表明，纳米硅制剂可以有效的杀死害虫。通常，在虫体的表皮存在多种脂质作为水屏障，使害虫免遭干燥环境的影响。而纳米硅制剂能够被虫体表面的脂质吸附，使脂质丧失其作用，然后达到杀虫的目的。这种制剂涂在茎和叶的表面，不会影响植物组织的光合作用和呼吸作用，也不会影响基因的表达[9]。

70%纳米欣可湿性粉剂是一种高效、低毒、低残留、广谱、内吸性苯并咪唑类杀菌剂，具保护和治疗双重作用。其作用机理是喷施于植物表面被植物体吸收后，经一系列生化反应，被分解为甲基苯并咪唑-乙氨基甲酸酯，干扰病菌有丝分裂中纺锤体的形成，使病菌孢子萌发长出的芽管扭曲异常，芽管细胞壁扭曲，从而使病菌不能正常生长而达到杀菌效果[10]。

M.K. Sarmast等关于纳米银胶体在Araucaria excelsa R.Br组织培养中能够降低细菌感染的实验证明，将离体的植物组织或浸泡在纳米银胶体的溶液中或将适量的纳米银直接加入培养基中，均能降低植物组织培养中的细菌污染，而且对植物以后的生长没有任何副作用[11]。

4 纳米技术与纳米肥料

以“盐肥柱撑”技术为核心，重点研究现代微生物技术，结合纳米插层技术、植物种植技术和化学工程技术等多学科的技术制成纳米生物有机肥。实验表明，使用该肥料后，植株根系发达，生长速度超常，反季节能力强，作物果实饱满，品质明显提升，成熟收获期提前，与常态种植相比平均增产幅度不低于15%[12]。

此外，2007年华龙肥料技术有限公司首次将纳米碳应用到农用肥料中。研究结果表明，在肥料中添加纳米碳，可使谷类作物增产10%～20%，蔬菜作物增产20%～40%。在增产的基础上，可使小麦籽实脂肪含量增加，蛋白质含量减少。同时该技术也在花卉上进行了不同品种的试验，均得出有突破性的结论。现主要研究花卉生产中。纳米碳粉的加入，对降低肥料用量，以及提高花卉观赏特征的影响，为今后探索纳米碳在改善花卉品质方面的深入研究打下基础[13]。

5 展望

纳米微粒自身具有特殊的性质，有着广阔的应用前景，纳米微粒的制备引起了广大的关注。相信在不久的将来，纳米技术的发展将日新月异，其在生命科学领域的发展应用将非常迅速。

（收稿：2013-05-16）

参考文献

[1]徐辉碧，杨祥良等.纳米技术在中药研究的应用.中国药科大学学报[J]，2001，32（3）：161-1651.

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纳米技术的含义范文第4篇

作为一种几何尺度的量度单位，一纳米等于十亿分之一米，千分之一微米，大约是三四个原子的宽度。人们在研究物质构成的过程中发现，在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性并通过物理或化学方法制造出具有特定功能产品的科学技术，就称之为纳米技术。一般来说，纳米技术所制造物体的体积不超过数百个纳米，其宽度相当于几十个原子聚集在一起的宽度。由此可见，纳米技术是在现代物理学与先进工程技术相结合的基础上诞生的，是一门基础研究与应用探索紧密联系、学科之间交叉性很强的新型综合科学技术。

在现代科学技术快速发展的今天，纳米科技成果已经在现代科技的多个学科领域得以广泛渗透和发展，其中就包括与人们日常生活密切相关的日用化学工业领域。我们知道，化妆品作为一种特殊日用化工产品，由各种原料或添加剂经过合理配方加工而成。因此，化妆品学也通常被认为是一门交叉性很强的综合学科，其主要涉及物理、化学、生物、生理、化工工艺、化工工程机械、医药卫生、材料等多种学科。因此，在化妆品产品的研发和生产过程中，将纳米技术科研成果转化并应用到新的化妆品产品中，能从根本上大大提高化妆品的性能、科技含量及市场竞争力。正因为如此，纳米技术有望在未来的化妆品产业中得到广泛的应用。

一、纳米科技与化妆品纳米化

1. 纳米科技与纳米级功能材料

目前，纳米科学的研究主要集中在纳米材料领域，取得的成果也多在此。因此，作为纳米科技的基石，纳米材料和纳米结构是当今新兴材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近转化为应用的重要组成部分。

在过去的十几年里，广大科技工作者在纳米材料的制备、性质、表征乃至应用方面进行了系统和规范性研究，尤其在功能材料方面做了大量的基础研究工作。所谓功能材料主要是指基于物质的光、电、磁等功能开发的材料。研究发现，纳米级功能材料主要可产生小尺寸效应、量子化尺寸、宏观量子隧道效应以及表面效应。这些功能都是与物质的电子层结构和能级密切相关的。当物质的粒径下降至纳米级时，由于此时物质的粒径与电子的德布罗意波长接近，因此量子化效应、小尺寸效应等对物质的能级和电子跃迁的影响骤然增加，从而影响了材料性能。

2. 纳米材料与化妆品纳米化

一般认为，化妆品对皮肤的清洁、护肤、营养和保护作用主要取决于通过渗透或吸收进入皮肤中的各种功效成分，而传统工艺所生产的各种活性成分却往往难以充分发挥作用。我们知道，化妆品的各种性能及质量除了与配方、生产设备和工艺密切相关外，关键取决于化妆品中功效成分的粒子大小。功效成分的粒子越小，就越容易透过皮肤角质层而到达皮肤深层，起到应有的护肤和疗肤效果，反之，即便是很好的配方也不能对皮肤产生应有的护理和保养作用。基于此，化妆品的研制者一直致力于化妆品功效添加剂粒子细小化的工作，这一点与纳米技术点的发展是不谋而合。结合纳米生物学、纳米材料学等学科优势将各种化妆品材料／原料纳米化的技术，即为化妆品纳米化技术。利用纳米化技术可使各种纳米级化妆品功效成分颗粒能够顺利渗透到皮肤深层，并通过其产生的表面效应和尺寸效应最大限度地发挥护肤、疗肤效果。目前，对纳米化妆品的研制，第一步是要突破微米级（100～300nm），第二步就是进入国际上所公认的纳米尺度(1～100nm)范围内。

化妆品功效成分纳米化后，对人体皮肤所产生的两个主要效应为表面效应和尺寸效应。（1）表面效应：众所周知，球形粒子的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积／体积）与直径成反比，随着粒子直径变小，比表面积将会增大，说明表面原子所占的百分数将会显著地增加；同时由于处于表面的原子数较多，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同而使得表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很大的化学活性和反应特性，晶体微粒化使这种活性表面原子增多，其表面能大大增加，这样就使得化妆品中功效成分的粒子能充分发挥其功效。如：能够充分抑制酪氨酸酶的活性，分解和阻断黑色素的形成和上浮的通过，达到使人体肌肤白皙的目的；能够充分与病原体接触，达到抑菌和杀菌的作用效果；能够充分散射和吸收紫外线，达到防晒的目的。（2）尺寸效应：人体皮肤随年龄的增长及环境条件的不同而有不同程度的变化，如：真皮中的胶原蛋白减少、分子变硬，致使皮肤逐渐失去弹性和韧性，出现皱纹，皮肤抵抗力、免疫力和排除废物的能力下降，从而出现和加深了各种色素斑点等。因此要在化妆品中加入一些功效成分，对皮肤的生理结构、细胞组成成分及新陈代谢进行修复、保养和调整，使皮肤焕发出青春活力。皮肤的渗透和吸收作用与物质粒子的大小密切相关。随着化妆品功效成分纳米化程度的提高，皮肤组织对功效成分的渗透和吸收就会变得更加快捷和深入，从而能够对深层皮肤起到深层清洁护理、抑菌杀菌、促进细胞新陈代谢、补充营养和水分等作用，达到增强肌肤弹性和表面张力的目的，并使人体肌肤最终能得到更加完美的呵护和保养，更加健康美丽。

二、纳米技术在化妆品中的应用

1. 在化妆品添加剂经皮给药中的应用

化妆品纳米化技术的一个方向是发展化妆品原料纳米微粒技术，即将功效成分包裹在直径纳米尺度的微粒中。载药纳米微粒作为纳米技术与现代药学结合的产物之一，具有许多作用：容易被组织或细胞吸收，恒速缓释功效成分并确保功效成分在较长时间维持在有效浓度内，以及增加有效成分稳定性，减少特殊添加剂对皮肤的刺激等，因此，载药纳米微粒已成为化妆品活性成分的理想载体和新剂型，在化妆品添加剂经皮给药及控释和缓释方面初显奇效。纳米微粒主要包括纳米微胶囊和纳米微球。微胶囊是指用聚合物薄膜将微量固体、液体或气体物质包裹制成微小囊状物，厚壁仅为10nm。微胶囊可有效防止各种有效成分间的相互干扰，控制添加剂的释放速度。纳米微球为一种多孔的微粒载体，直径为纳米级。纳米微球由于多孔而使球体表面积增加，从而具有更强的吸附能力，可运载更多的有效成分，同时也具有缓释和定向释放的效应。目前，应用上述两种新型载体的多种化妆品已在国外成功上市，市场前景已被业内人士看好。

2. 在化妆品乳化技术中的应用

乳化技术是膏霜和乳液类化妆品制备的重要技术。传统乳化工艺制备的化妆品膏体其内部结构一般为胶团状或胶束状，直径通常为微米级，对皮肤渗透能力很弱，不易通过表皮和皮肤附属腺体两条主要途径被皮肤所吸收。通过纳米乳化技术所制备的化妆品，其膏体微粒直径可达到纳米级。这种化妆品在皮肤各层的渗透性可以明显增加，而皮肤的选择性吸收物质的利用率随之大为提高。目前，市场上销售的此类护肤品在美白、抗衰老等功效方面效果更好。另外，由于此类护肤品不含或少含表面活性剂，因此，尤其适用于敏感皮肤消费者。

3. 在防晒产品中的应用

防晒化妆品中防晒剂的选择对防晒产品功能具有决定性作用，是防晒化妆品配方的核心所在。目前，国内传统防晒产品中，常用的防晒剂主要为化学防晒剂（有机防晒剂）和物理防晒剂（无机防晒剂），其中以化学防晒剂为多。化学防晒剂品种多，效果好，但光稳定性相对较差；物理防晒剂光稳定性好，但使用时含量不宜过高。因此，在最大限度地追求防晒剂的安全性、高效、广谱和降低成本方面，对无机材料防晒剂的研究和开发以及多种防晒剂复合使用的研究一直是该领域的研究热点。最近几年，应用纳米技术开发生产的多种无机防晒剂在化妆品中的应用已经初显良好的应用前景。纳米无机材料在防晒化妆品中应用，可有效解决化学防晒剂的缺点，提高物理防晒剂的防晒效果。目前，这些防晒剂中研究和应用最多的是纳米TiO2，其次为纳米ZnO和SiOx。其他一些金属氧化物的纳米粒子如Fe2O3,Cr2O3，尽管也具有紫外吸收性质，但是由于毒性或过深的颜色，限制了他们在化妆品中的使用。纳米TiO2作为紫外吸收剂有其独特的长处。首先，纳米TiO2在UVA和UVB波段都表现出吸收，是广谱紫外吸收剂。其次，除了能够吸收紫外线，它还可以在一定程度上散射紫外线,这是传统的有机紫外吸收剂所不具备的特点。纳米ZnO也具有类似特点，但吸收峰主要在UVA波段。在美国，FDA已经批准TiO2和ZnO为化妆品的原料，而日本甚至要求防晒化妆品中必须加入纳米TiO2。目前，国内外以纳米TiO2和纳米ZnO为原料的防晒化妆品已经面市。

4. 在天然药物化妆品中的应用

近年来，随着人们对回归自然需求的增加，天然药物化妆品以其独特的功效和副作用少而在市场上倍受青睐。然而，大多数中药添加剂有效成分存在分子量大和溶解度差所导致的吸收差利用率低等问题。为了提高药物的吸收率，利用纳米技术直接将难溶解的中草药纳米化,制备成化妆品添加剂，可有效增加中药添加剂有效成分溶解速率和接触面积，可使皮肤对天然药物成分的吸收更加顺利，从而使天然药物药效得以充分发挥。

“纳米中药”是我国科研工作者首先提出的研究方向。徐辉碧教授等人在对雄黄进行纳米化处理后，发现其对肿瘤细胞S180和上皮细胞ECV-304的细胞毒性和细胞凋亡作用呈现明显的尺寸效应。纳米石决明在对血清微量元素的药效上也表现出类似作用。这些研究充分体现了中药的纳米化对其效果提高的影响。采用纳米化的人参、灵芝、黄芪等代替相应提取物，在很大程度上提高了药物的吸收率和利用率，同时在一定意义上达到了延长药效的效果。因为纳米化的中药吸收很快，但是释放却不像提取物那样迅速，是相对缓慢的释放过程。这对功能性化妆品具有重要意义。如人参、芦荟、灵芝和黄芪等经纳米化后添加到化妆品中，其产品功效可明显提高。因此，中药添加剂有效成分纳米化技术在天然药物化妆品中的应用具有非常重要的意义。

5. 在化妆品包装材料中的应用

纳米化材料可广泛应用于化妆品包装材料中，其中应用最为广泛的是纳米塑料。纳米塑料的特点是具有耐高温、耐磨、外观好（透明度和光泽度）、重量轻，而且质地坚硬等良好的物理性状；同时，纳米塑料还有耐化学腐蚀、耐老化、不生锈和无毒等特点；此外，纳米塑料还有物理祛臭和抗菌作用。因此，纳米塑料在化妆品行业中将会有广阔的应用前景。

三、展望

纳米技术的含义范文第5篇

关键词：纳米技术 材料 生物 能源 环境

人类对自然界的认识长期以来一直沿着宏观宇宙的大尺度和基本粒子的微观尺度两个方向发展。从20世纪中期开始，人们逐渐发现，介于宏观和微观之间的尺度——介观尺度也具有重要意义，它是一个人类远未深入了解的尺度范围，纳米科技就是处于这一介观世界中“纳米尺度”上的科学技术。

纳米科技是指在纳米尺度（1～100nm）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。纳米科技的最终目标是根据原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性，制造出具有特定功能的产品。

一、纳米材料的应用

从材料的角度看，纳米技术是通过综合控制材料到纳米尺度，引起材料性能发生显著改变，从而用于制备特定功能的产品。纳米材料的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体相比有显著的不同。

纳米材料大致可分为纳米粉体、纳米纤维、纳米薄膜、纳米块体等四类。

纳米粉体材料可用于高密度磁记录材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学仪器抛光材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、各种药物制剂或药物载体等。纳米纤维可用于新型激光或发光二极管材料、高强度纤维（如碳纳米管）等。纳米薄膜可用于气体催化材料、光敏材料、平面显示器材料、超导材料等。纳米块体的主要用途为超高强度材料、智能金属材料等。

二、纳米生物技术的应用

纳米生物技术是纳米生物学的应用，即用先进的物理学、纳米科技手段研究生物学基本问题，特别是在单分子水平上研究生物大分子的结构、功能和相互作用；应用物理学定量的、大规模信息处理的思路和方法革新研究方法，开拓崭新的研究领域。如生物芯片、DNA计算机和生物信息学等等。纳米颗粒能用作医学诊断和治疗的工具，纳米生物技术的方法也用于发展具有多功能特性的新材料和新器件，如纳米生物传感器等。

三、纳米与能源

随着纳米技术的发展，高效率、低成本的太阳能发电将成为现实。

太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转移反应。除了发展环保的可充电电池外，超级电容器作为一种新型的储能器件，具有无可替代的优越性。它储存电荷的能力强，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。纳米材料应用于超级电容电极的研究，已经引起了越来越多的关注。以碳纳米管为例，它具有大的比表面积、导电性好、化学性能稳定，被认为是理想的超级电容电极材料。

四、纳米技术在环境问题中的应用

随着纳米材料和纳米技术的日益发展，纳米环保技术也迅速发展，不仅拓展了人类利用资源和保护环境的能力，而且为彻底改善环境和从源头上控制新的污染创造了条件。

纳米材料因具有超大的比表面积及表面原子活性高等特点，对各种有毒有害气体具有很高的吸附效率，通过表面修饰及掺杂等工艺，还可以获得对某些微量物质的特别高的选择吸附功能，可广泛用于空气净化和尾气排放无害化、水净化与污水排放无害化、电磁及噪声污染的有效控制、节能与资源的有效利用等领域。

利用纳米技术还可以制备非常好的催化剂，其催化效率极高。经它催化的石油中硫的含量小于0.01%，因而在燃煤中可加入纳米级助燃催化剂，以帮助煤充分燃烧，提高能源的利用率，防止有害气体的产生。纳米级催化剂用于汽车燃烧催化，有极强的氧化还原性能，使汽油燃烧时不再产生一氧化硫和氮氧化物，根本无需进行尾气净化处理。而各种纳米光催化氧化材料，可以利用光能降解有机物，抗菌除臭，在净化环境、保护健康方面起着越来越重要的作用。