纳米技术的起源和发展
2016-09-06
纳米技术(nanotechnology)是一门多学科的综合性科学,它着眼于使我们可以在分子是原子水平处理物质。要做到这一点,工作要在纳米尺度(nanoscale)内进行——这个尺度如此之小,以至于用光学显微镜也无法观测到。事实上,一纳米只有十亿分之一米那么小。原子比这还要小。想要定量原子的大小很难——它们不易保持特定状态。但是一般来说,典型的原子直径大约为十分之一纳米。硅晶片上的晶体管已经达到了纳米级。但是纳米尺度是问题的关键所在。因为它是分子的测量尺度。通过操作分子,我们可以制造出各种各样的材料。但是就像古时候的炼金术师一样,我们在制造黄金方面也没有多大的进展。因为黄金是一种基本元素(basic element)——不可能将其分解成更简单的构成形式。不过我们还可以制造出其他的物质。通过把分子排列组合成特定形状,我们可以制造出有着惊人性能的材料。一个例子就是碳纳米管。想要制成碳纳米管,首先需要一张由石墨分子构成的薄板,然后把它卷成管状。分子排列的方向决定了纳米管的性能。例如,纳米管最终可能是导体也可能是半导体。当用正确的方法卷成碳纳米管时,它的强度可以达到钢材的数百倍,而重量却只有钢材的六分之一[来源: NASA]。这只是纳米技术的一个方面。另一个方面就是材料在纳米尺度和在更大尺度上是不一样的。2005年研究发现,黄金在纳米尺度与在宏观尺度相比,发光的情况是不同的。他们还注意到,材料在纳米尺度内有不同的磁性和温度[来源: U.S. Department of Energy]。因为这门科学是研究物质的基本组成形式的,因此具有无数种用途。有的用途似乎很贴近生活——防晒霜里纳米氧化锌粒子可以在皮肤表面形成一层透明的膜,保护皮肤。
纳米技术出现,使银在纳米状态下的杀菌治病能力产生了质的飞跃:极少的纳米银可产生强大的杀菌作用,可在数分钟内杀死650多种细菌,广谱杀菌且不会产生耐药性;能够促进伤口的愈合、细胞的生长及受损细胞的修复;无任何毒性反应,对皮肤也未发现任何刺激反应.这给广泛应用纳米银来抗菌开辟了广阔的前景,是最新一代的天然抗菌剂.专家认为,这种纳米银抗菌微粉除了可应用于医疗,还可广泛应用于环境保护、纺织服饰、水果保鲜、食品卫生等领域.纳米银的特点:1.纳米银是粉末状银单质,粒径小于100nm,一般在25-50nm之间.纳米银的性能与其粒径有直接关系.研究发现,纳米银粒径越小,价态越高,杀菌性能越强,中国的宇瑞(上海)化学公司更是将纳米银粒径做到了15纳米以下,其杀菌效果普通粒径的纳米银杀菌剂更强!
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