納米材料是膠體嗎_納米材料在生活中的應(yīng)用

　　納米材料是膠體嗎

　　納米材料直徑一般是1-100nm，膠體是一種體系，納米材料只是一種分散質(zhì)，沒有形成體系 ，所以不是膠體。

　　納米材料制備方法

　　（1）惰性氣體下蒸發(fā)凝聚法。通常由具有清潔表面的、粒度為1-100nm的微粒經(jīng)高壓成形而成，納米陶瓷還需要燒結(jié)。國外用上述惰性氣體蒸發(fā)和真空原位加壓方法已研制成功多種納米固體材料，包括金屬和合金，陶瓷、離子晶體、非晶態(tài)和半導(dǎo)體等納米固體材料。我國也成功的利用此方法制成金屬、半導(dǎo)體、陶瓷等納米材料。

　?。?）化學(xué)方法：1水熱法，包括水熱沉淀、合成、分解和結(jié)晶法，適宜制備納米氧化物；2水解法，包括溶膠-凝膠法、溶劑揮發(fā)分解法、乳膠法和蒸發(fā)分離法等。

　　（3）綜合方法。結(jié)合物理氣相法和化學(xué)沉積法所形成的制備方法。其他一般還有球磨粉加工、噴射加工等方法。

　　納米材料在生活中的應(yīng)用

　　納米科技實際上涵蓋了一切在納米范圍的物理、化學(xué)的技術(shù)和工藝，說它包羅萬象也不算過分。用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強、壽命更長、維修費更低、設(shè)計更方便。利用納米材料還可以制作出特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。不過現(xiàn)在有很多都在炒作概念，很多都局限于實驗室的理論階段，比較現(xiàn)實的是機械方面的潤滑劑，化工方面的催化劑，還有醫(yī)學(xué)方面的定點超效藥劑。

　　1.建筑領(lǐng)域

　　在建筑領(lǐng)域中使用納米技術(shù)可以使結(jié)果相差很大。的確，一些納米技術(shù)的已經(jīng)在市場上得到了應(yīng)用。舉例來說，在環(huán)保項目上我們所看到的新材料和納米二氧化鈦粒子混合，應(yīng)用于窗戶自我清潔，建筑物和道路上。（在米蘭，有7000平方米道路應(yīng)用了這些能材料從而減少了減少60%的二氧化氮水平）。

　　還有一些納米物質(zhì)加在了新的施工材料中，從而提高機械強度，耐久性和絕緣性，同時相對于傳統(tǒng)的材料降低了重量。舉例來說，納米陶瓷被應(yīng)用于水泥中增加強度。傳感器系統(tǒng)將越來越多地用于施工中，包括監(jiān)察樓宇的環(huán)境和任何機械的強度。

　　2.陶瓷領(lǐng)域

　　納米材料在陶瓷上的應(yīng)用主要是耐高溫、防腐、耐刮花、耐磨等方面，納米陶瓷粉末涂料在高溫環(huán)境下具有優(yōu)異的隔熱保溫效果，不脫落、不燃燒，耐水、防潮，無毒、對環(huán)境沒有污染。測驗證明，將幾厘米厚的納米陶瓷粉末涂料涂在熱力管道外，就能有效防止熱力向外擴散；涂料涂在煉鋼廠等高溫爐內(nèi)，能使?fàn)t外表溫度控制在50攝氏度以內(nèi)，適用于冶金、化工工業(yè)電廠的熱力鍋爐及焦化煤氣等熱力設(shè)備和熱力管網(wǎng)等高溫設(shè)備的防腐、爐外降溫。

　　而用于腐蝕條件惡劣環(huán)境中的重防腐納米陶瓷涂料，則能有效防護(hù)航標(biāo)燈座、船舶、石油化工設(shè)施和各類貯罐、橋梁、橋墩、鐵路涵洞、鉆井設(shè)備、海上油田等設(shè)施以及強酸、強堿等生產(chǎn)設(shè)備的外表面，在較長時間內(nèi)防止強酸堿、鹽霧、凍融、霉菌等的浸漬。

　　3.能源領(lǐng)域

　　特別是在太陽能光伏領(lǐng)域有著極好的效果，一組數(shù)據(jù)顯示，如按照2020年全球裝機量預(yù)計將達(dá)到500GW左右計算，每年因灰塵降低發(fā)電量而造成的經(jīng)濟損失將高達(dá)50億美元。隨著電站裝機量的不斷增長，這一損失會愈發(fā)嚴(yán)重——2030年全球裝機總量約1400GW時，灰塵造成的經(jīng)濟損失預(yù)計將高達(dá)130億美元。而納米涂料被應(yīng)用于光伏太陽能電池板表面后有效的防止灰塵的累積，表面細(xì)微的粉塵在雨水沖刷時即被帶走，達(dá)到自潔防污的效果，可以持續(xù)保持電池板表面的干凈整潔，發(fā)電效率得以保障。

　　再比如納米燃油添加劑，燃油中納米粒子在燃燒過程中對燃燒起到催化助燃功能，其燃燒后的粒子具有抑制設(shè)備磨損、改善潤滑和自修復(fù)的功能，納米燃油添加劑使熱力學(xué)穩(wěn)定地分散到潤滑油中，改變了摩擦的性質(zhì)，變滑動為滾動，杜絕了冷啟動磨損，減少了摩擦損耗，達(dá)到車輛健康養(yǎng)護(hù)和節(jié)省燃油的目的。

　　4.金屬材料領(lǐng)域

　　金屬材料表面處理由過去的電鍍等工藝發(fā)展為更為簡單的納米涂料涂覆工藝，使金屬表面處理工藝更簡單，納米涂料在不銹鋼材料表面的應(yīng)用可以實現(xiàn)防指紋、疏水疏油及防污的作用，在其它合金材料表面涂覆納米涂料，可以使金屬材料表面具備抗腐蝕、防銹防潮、耐高溫等特性。

　　5.傳感器系統(tǒng)

　　一些傳感器系統(tǒng)被應(yīng)用于建筑中，類似于在環(huán)境一節(jié)中討論的，但這傳感被更多的應(yīng)用于測試建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)強度，磨損等，從而讓人們知道在建筑物中存在的安全隱患。當(dāng)傳感器連接到采暖/空調(diào)系統(tǒng)選用最佳設(shè)定，基于傳感器搜集到的數(shù)據(jù)能為建筑物提供環(huán)境監(jiān)測甚至溫度控制。

　　納米技術(shù)也可以幫助提供一個系統(tǒng)范圍內(nèi)查看“建筑物的感覺“的詳細(xì)信息。所有傳感器和監(jiān)測數(shù)據(jù)傳達(dá)到中央節(jié)點處理后付諸實施。

　　6.環(huán)保領(lǐng)域

　　比如納米空氣凈化設(shè)備，納米光催化空氣凈化器，具有光催化殺菌、紫外線殺菌、除塵系統(tǒng)殺菌等三重殺菌功能，它采用納米光催化的機理和大比表面積、高吸附性能的載體來負(fù)載納米二氧化鈦制備光催化網(wǎng)，可以發(fā)揮高效物理吸附和光催化分解的協(xié)同效應(yīng)，實現(xiàn)對甲醛、苯等有機污染物的持久分解和對病菌的及時殺滅，并且把有機污染物分解成二氧化碳和水，消除了物理吸附飽和及二次污染的缺陷。

　　在污水處理中納米材料也有著廣泛應(yīng)用，納米水處理材料以聚丙烯為主要原料，通過加入聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、聚碳酸丁二酸亞丙酯、納米羥基磷灰石、環(huán)氧聚丙烷、聚甲基氫硅氧烷、褐煤蠟酸乙二酯、癸醛、聚乙烯吡咯烷酮、硼硅酸和香芹酚，制得的高效納米水處理材料具有良好的力學(xué)強度和大的比表面積，且具有良好的除去重金屬的作用。

　　水污染是造成世界范圍內(nèi)死亡和疾病的元兇，因此，為全世界人提供安全的飲用水是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)面臨的重大挑戰(zhàn)。中國的研究人員使用多種技術(shù)合成的混合型納米顆粒發(fā)明了一種高效且可循環(huán)再生的水過濾器，它能將污水凈化到安全飲用標(biāo)準(zhǔn)。將混合型納米粒子分散進(jìn)纖維素水凝膠中便可以形成這一有效的凈水系統(tǒng)?；旌闲投喙δ芗{米粒子的設(shè)計策略在環(huán)境科學(xué)的其他領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

　　使用吸附材料凈水是一種思路簡單、成本低廉且能量利用率高的方法。理想的吸附材料要求具有高度選擇性、多重目標(biāo)性、快速吸附性。雖然吸附方法便捷，但大多數(shù)典型的凈化吸附材料僅有一些理想特性并不能達(dá)到完美。這是因為有些特性它們天生就是矛盾的，比如說，對于污染物的強大結(jié)合力和好的循環(huán)利用性，吸收高度選擇性和多重目標(biāo)性。而混合型多功能納米粒子集理想特性于一身，巧妙地將幾個不同系列的的污染物吸收整合進(jìn)了一種多功能的粒子中。

　　7.電子電器領(lǐng)域

　　目前有很多電器公司已相繼推出了新穎的納米家電。所謂納米家電，就是采用納米技術(shù)生產(chǎn)出來的家用電器。

　　在納米世界里，物質(zhì)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。如導(dǎo)電性能良好的銅在納米級就不導(dǎo)電了，而絕緣的二氧化硅在納米級就開始導(dǎo)電了；二氧化硅陶瓷在通常情況下是很脆的，但當(dāng)二氧化硅陶瓷顆?？s小到納米級時，脆性的陶瓷竟然具有了韌性。

　　當(dāng)把物質(zhì)細(xì)化到納米級，制造出來的納米材料性質(zhì)特殊，用途極大。將納米材料加入飛機中，可以吸收雷達(dá)波，于是隱性飛機問世了。用納米材料制成的刀具，比鉆石刀具還硬。將電腦芯片和光盤，加工成納米級，其運算速度和記錄密度高于常態(tài)的各個數(shù)量級。

　　目前納米技術(shù)在家電領(lǐng)域還主要用于抗菌、抑菌等“健康”方面。如目前市面上銷售的納米冰柜，即是在人手易接觸及細(xì)菌易侵入的部位，使用了經(jīng)納米化處理的材料，這種材料可有效抑制細(xì)菌的生長，從而提高冰柜的抗菌能力。

　　納米洗衣機，就是洗衣機的外桶采用了納米材料，這樣使洗衣機不僅能防高溫，耐磨擦，而且有很強的防垢能力。

　　還有比如TIS-NM納米防水涂層，作用于電子產(chǎn)品電路板上，可以有效的起到防潮防水耐鹽霧腐蝕的作用，使有一些工作于潮濕環(huán)境的電子產(chǎn)品電路板既能有效的散熱，還有阻止水氣對電子元器件的損害。

　　可以預(yù)見，隨著納米技術(shù)被更多的家電企業(yè)所采用，納米家電將成為未來市場的流行產(chǎn)品。同時，我國重大基礎(chǔ)研究納米材料科學(xué)家專家組首席專家張立德研究員明確指出：“納米科技要像信息技術(shù)一樣產(chǎn)生廣泛而深刻的影響，那將是二三十年以后的事情?！?/p>