谈纳米技术在生活中的应用

 《纳米技术》   2012年7月 7日   编辑   许工

纳米材料的应用：
1、催化方面的应用
    纳米粒子由于粒径小 比表面大 故表面活性中心数量多 其催化活性和选择性会加大 产物收率会增高 纳米粒子作为催化剂 可大大提高反应效率 控制反应速度 甚至使原来不能进行的反应也能进行 纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高 10~15 倍 纳米粒子对光解水制氢和一些有机合成反应也有明显的光催化活性 国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂 例如金属纳米催化剂主要是贵金属如 Pt Ag 及非贵金属如 Ni Fe 等 其中贵金属纳米催化剂可用于高分子高聚物氢化反应 纳米 TiO2既有较高的光催化活性又能耐酸碱 对光稳定 无毒 便宜易得 是制备负载型光催化剂的最佳选择 Ni 或 Cu-Zn 化合物的纳米颗粒 对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂 可代替昂贵的铂或钮催化剂采用纳米 Ni 作为火箭固体燃料的催化剂 燃烧率可提高 100 倍 用纳米微粒作为催化剂提高反应效率 优化反应路径 提高反应速度 降低反应温度和光催化降解方面的研究 是未来催化科学不可忽视的重要研究课题 很有可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。
2、在涂料方面的应用
    苏州优锆纳米材料由于其表面和结构的特殊性， 具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。 表面涂层技术也是当今世界关注的热点。 纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。 借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。在涂料中加入纳米材料如纳米 TiO2，SiO2 和 ZnO 等颗
粒，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等；将纳米抗菌粉用于涂料中，则可制得纳米杀菌涂料，涂覆在建材产品,如卫生洁具、室内空间、用具、医院手术间和病房的墙面、地面等，起到杀菌、保洁效果；在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节能源的目的；在外墙建筑涂料中添加纳米SiO2、TiO2 等纳米粒子以提高耐候性， 可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果；在汽车面漆中添
加 TiO2 以提高汽车涂料的耐老化性等， 特别是金红石型超细 TiO2,在汽车面漆中还可起到效应颜料作用,与其它片状效应颜料如铝粉颜料或珠光颜料并用时,会产生伴有乳光的随角异色性,可用于豪华轿车面漆,这是目前纳米 TiO2 的最
大用途,也是国外纳米材料在涂料中应用最为成功的例子之一。 利用纳米对红外线和吸收作用， 将其涂覆于纤维织物上，制成军服，不但可以提高衣服的保暖性，而且可以提高士兵夜间行动的保密性； 用红外反射材料组成的多层纳米
复合膜，涂覆在有灯丝的灯泡罩内壁，透光率好，而且对红外线具有很强的反射能力，可以起到节约电能的作用。 国外用纳米级羰基铁粉、镍粉、铁氧体粉末已成功配制了军事隐身涂料，涂到飞机、军舰、导弹、潜艇等武器装备上，使该装备具有隐身性能。优锆纳米 SiO2 添加到紫外光固化涂料中可提高涂料的硬度，还有涂料的耐刮擦性等。 比如,采用聚硅氧烷、 锐钛级纳米 TiO2、 填料和溶剂复合可制得大气环保涂料，能将大气中 NOx 转化成硝酸，可涂覆在高速公路、桥梁、建筑物、广告牌的表面上，或在需要的地方专门设置净化面板等。 纳米 SiO2 是一种抗紫外线辐射材料，在涂料中加入纳米 SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。 纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
3、在传感器中的应用
    纳米微粒具有大的比表面积，高的表面活性以及与气体相互作用强等特性， 导致纳米微粒对周围环境的变化十分敏感。 如光、温度、湿度、气氛、压强的微小变化都会引起其表面活界面离子价态和电子迁移的变化。 这正满足了传感器功能上所要求的灵敏度高、 响应速度快以及检测范围广的要求。 是纳米粒子最具有前途应用领域之一，目前科学家已发现多种纳米材料对一些特定的物质具有敏感反应。如气体传感器纳米二氧化锡膜、γ 三氧化二铁及氧化锆纳米
颗粒；红外传感器用的沉积在基板上金纳米颗粒；湿敏传感器是用纳米颗粒与介孔固体组装成的等。 随着碳纳米管和氧化物纳米线、纳米带的发现，出现了一批用这些准一维纳米材料制作的高灵敏度、高稳定性的气敏传感器原型[9]
。

以上这些纳米材料制备的气敏传感器与颗粒膜传感器相比，除具有它们各自的优点外，还有苏州优锆纳米材料不易团聚，不易污染，使用寿命长等优点，因此有望在实际应用中取代。

水性防锈防腐增硬陶瓷涂料 UGC 由纳米氧化钛VK-T30, 纳米氧化铝VK-L30,纳米氧化锆VK-R30等无机组成，可以反射、吸收紫外线。 降温、隔热效果好。涂层厚度可以达到0.1---0.2mm。 UGC涂层极好的防止太阳光紫外线对涂层内部材料损伤。