納米技術的概念精選(九篇)
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第1篇：納米技術的概念范文
從單純的納米材料結構來看，納米材料主要在微觀分子、原子和宏觀物質中間的領域，我們只有詳細的認識什么是納米材料以及現階段納米技術發展的成果，才能更好的去分析和探究納米技術在機械工程領域的實際應用。我們可以簡單的認為納米材料科學是材料學的分支之一，我們也不能否認納米技術在人們日常生活中的廣泛應用和重要地位。這一科技突破成果的廣泛應用，改變了我國傳統機械工程的生產模式，為我國的機械工程發展和進步帶來了翻天覆地的變化。
1.1納米技術的定義
首先，我們必須明確的一點是，納米是一個長度單位，它的原稱是“毫微米”。我們通常所指的納米科技就是指研究結構尺寸在一至一百納米范圍內材料的性質和應用。這門學科不是獨立的、單一的存在，納米科學與技術和眾多的科學學科有著十分密切的關系，可以說，納米技術一直走在學科交叉領域的前沿。我們通常將納米科技分為三個研究方向，即納米材料、納米器件和納米尺度，這三個研究領域都是進行科技研究的重要領域。納米科技的根本目的就是利用納米的特殊性能去制造具有特殊功能的產品。納米技術在機械工程方面的應用意義重大，微型機械技術已經成為二十一世紀納米技術運用的核心，很多國家開始對納米技術進行了更深入的研究，旨在為機械工程的發展做出更大的貢獻。
1.2納米技術的主要內容
首先，納米材料主要包括制備和表征。我們通常希望通過利用納米尺度的結構，在不改變物質化學成分的前提下，去實現對材料基本性質的控制。其次，納米動力學主要是微型電動機械系統，它的英文簡稱是MEMS，即主要包括微機械和微電機。這種技術實際上是一種類似于集成電器設計和制造的新型工藝。它的最主要特點就是部件很小，雖然刻蝕的深度要求范圍在數十至數百微米，但是它的寬度誤差很小。這種技術有著很強的科研潛力，一旦研究的更加成熟，就會在實際的應用中帶來更好的經濟價值和利用價值。第三，納米生物學和納米藥物學，這種納米技術的應用也很廣泛，可以用自組裝的方法在細胞內放入零件以構成新的材料。最后，還有納米電子學，它主要包括基于量子效應的納米電子器件、納米結構的光或者電性質、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。這項技術可以滿足當前電子技術發展的主要趨勢。
1.3納米技術在機械行業中的發展前景
我們認為，納米技術作為科學研究中一項很重要的突破性成果，如果合理加以利用，能夠在機械行業中展示出很強的利用潛力，為企業的生產帶來更高的經濟價值。納米技術在機械行業中的應用范圍和應用程度有待擴大和加深，它的發展前景是十分廣闊的，我們必須看到納米技術的科研潛力和經濟價值，結合當前我國機械行業發展的現狀和在實際利用中出現的問題，不斷的進行研究和創新，深入的促進納米技術和機械行業的緊密結合。我們可以在機械行業的各個領域去應用納米技術，如：機械及汽車工業的滑配原件、射出成型時發生的粘模以及塑膠流道的低粘應用等。
2納米技術在機械工程中的應用
隨著科學技術的發展和社會經濟的不斷進步，納米技術在機械方面的應用最重要的一方面就是微型機械技術，許多國家對此進行了深入的研究，我們可以看到，納米技術在機械工程中的應用主要存在于微型納米軸承方面。這種技術深深的改變了傳統機械工程的發展模式。由于傳統軸承的體積較大，它的摩擦力只能夠靠來進行減少，但是這種方式并不能夠從根本上避免摩擦力帶來的問題。美國科學家通過研究，利用納米技術很好的解決了這一問題，他們研制出了一種微型納米軸承，這種軸承最大的優勢就是幾乎沒有摩擦并且其直徑僅僅是一個頭發直徑的萬分之一。安徽的合肥大學通過研制，成功發明了納米材料刀具，這標志著運用納米材料制作的新型金屬陶瓷刀具問世，這種刀具不僅僅品質十分優化，并且使用壽命也得到了極大的提高。另外，納米耐磨符合圖層的運用也是十分廣泛的，實際上，這種微型化的大力運用已經從根本上改變了傳統機械生產的模式，顛覆了傳統機械的概念和范疇，這種微型機械的基礎是現代科學技術，這種創新性的思維方式也是時展的重要產物。除此之外，納米技術馬達、納米磁性液體以及納米技術在食品機械領域的應用，都展示了納米技術給機械工程帶來的重大改變。
3結論
第2篇：納米技術的概念范文
關鍵詞：納米技術；食品科學；應用
一、納米技術
自從上個世紀90年代出現納米技術后，在納米技術領域的新概念、新名詞、新材料不斷涌現，使得人們對納米技術的理解不夠透徹，對其研究也處于初級階段。其實，納米技術是一門基礎研究與應用研究多學科交叉的科學，不管是在原子、分子或者是在超分子角度上對其分析，納米技術都堪稱是一項新的、空前的技術創新，對今后物理學的發展起著重要作用。納米技術的目標主要是根據納米結構所具有的特性和功能，結合人們的需求，對材料進行加工，并制造具有特定功能的產品，給人們帶來全新的技術革命。此外，在設計過程中在原子、分子的水平上運用納米技術進行材料設計，進而制造出具有全新性質和各種功能的材料，從而滿足人們日益增長的生活需求。
二、納米食品的概述
所謂納米食品，指的是在食品加工、生產或包裝過程中采用了納米技術手段的食品。但是，納米食品不僅僅是采用納米技術將食品的尺寸加工至納米級別，也涉及到通過納米技術對食品進行了改造從而改變食品性能的食品。從而使經過納米技術加工的食品在營養、吸收等方面會很大的提高，在這方面應用最廣泛主要有維生素制劑、鈣、硒等礦物質制劑、豆奶與納米添加營養素的鈣奶茶等。但是，由于人們對納米技術研究的局限性決定了納米食品也存在一些問題，從而使得納米食品的安全日益受到人們的關注。因為，在納米食品生產過程中主要采用球磨法使食品的尺寸變小而達到納米級別，從而不可避免地產生粉料污染，同時，納米技術給食品所帶來的危害與不利影響等，目前我們還無法預測，難以判斷納米材料是否對人體有害。目前，我國乃至國際上的納米食品行業還沒有形成一個統一的、有效的標準，無法對納米食品進行安全性評價，也不利于食品健康的管理與監控。此外，據研究部分納米食品存在一些有害成分，采用球磨法對食品進行加工，所制備得到的納米粉末更容易進入細胞甚至細胞核內，進而對人體所產生的危害也沒有研究清楚。
三、納米技術在食品科學中的應用分析
1.微乳化技術和納米膠囊制備技術
所謂的微乳液，就是通過將兩種互不相溶的液體形成的吉布斯自由能最小、狀體均勻并且穩定，各向同性、粒徑大小為l～100納米、外觀透明或半透明的分散體系，而制備該微乳液的技術也稱為微乳化技術。自從上個世紀末以來，人們加大對微乳理論和應用的研究，并將微乳化技術已應用于納米顆粒、微膠囊和納米膠囊的制備。采用納米技術，將微膠囊制備成具有粒徑大小在10～1 000納米尺寸的新型材料。由于納米膠囊顆粒微小，形成膠體溶液，易于分散和懸浮在水中，并形成清澈透明的液體，從而使所載的藥物或食品功能因子改變分布狀態而濃集于特定的靶組織，進而有利于提高療效的目的，增加藥品生產效率。
在食品包裝行業，納米技術的應用最為普遍，并且該技術能給人們帶來極大的利益。因為，在包裝材料過程中，只需加入一定的納米微粒就能夠有效地增加包裝材料的抗菌性能與密封效果，從而更好地為食品包裝提高質量安全保障。同時，在冰箱制造行業也能看到納米技術的應用情況，通過納米技術能夠有效地生產出一些抗菌性的冰箱，從而滿足人們日常生活需求。此外，由于納米材料的尺寸微小（納米級別），并體現出特殊的功能，在食品包裝過程中加入一定的納米微粒有利于改變對現有包裝材料的性能，從而進一步保證食品的安全。甚至已有不少人研究納米技術在玻璃和陶瓷容器等領域的應用，通過加入納米顆粒，可以有效地增加了脆性材料的韌性與強度，還可以有效地吸收紫外線防止塑料包裝由于時間過長而出現老化、變質等現象，進而增加食品包裝的使用壽命，促進食品包裝行業的發展。
2.納米技術在超細微粒和納米粒子制備中的應用
在當今的高新技術研究領域中，超細微粒尤其是納米粒子已經成為人們研究的熱門方向，并是當今急需加大研究投入的領域。經過超細化處理后的物質，粒子之間的接觸面積增大，比表面積也大大增加，界面能顯著提高，表面能會發生巨大變化，從而顯現出獨特的物理與化學性能。通常情況下，制備超細粒子的方法為超細碾磨法，例如市場上比較普遍的具有強抗氧化性的超細綠茶粉與具有強結合水能力的超細面粉等。研究表明，粒子越小越有助于人體的吸收消化，約1 000納米的超細綠茶粉呈現出較好的營養消化和吸收率，其營養價值大大超出普通的綠茶粉。又近年來迅速發展起來的新技術――超臨界流體制備超細微粒技術，也屬于納米技術制備超細粒子的范疇，該技術可以較準確地控制結晶過程，對粒子尺寸進行精確的控制，從而生產出的超細微粒粒徑小且粒度分布均勻，該技術在醫療藥物制造行業較為普遍，具有誘人的應用前景。
3.納米技術在食品檢測中的應用
隨著計算機技術的飛速發展，使得納米傳感器技術也得到了驚人的發展，并已在食品安全監測中得到廣泛的應用。所謂納米生物傳感器技術，采用選擇性結合靶分子的生物探針，對食品進行安全監測的技術。因為，納米材料本身就是非常敏感，對于不均勻的生物與化學物質反應靈敏，將納米技術與生物學、計算機技術、電子材料相結合，可以制備新型的傳感器件，并提高食品安全監測效率。例如與生物芯片等技術結合，可以使分子檢測更加簡便、高效的納米生物傳感器。近年來，人們通過納米生物傳感器技術可以實現對食品安全、臨床診斷與治療的快速、有效、靈敏地檢測。例如，在傳統的檢測領域，尤其是監測微量細菌時需要擴增或富集樣本中的目標菌，從而無形中增加監測步驟，同時過程繁瑣而費時費力，然而，利用納米技術與表面等離子體共振、石英晶體微天平等研制而成的納米生物傳感器，不僅能夠大大減少檢測所需的時間，還可以提高檢測的靈敏度，進而提高監測效率與精確度。
四、結語
綜上所述，由于納米材料發展比較晚，各方面的研究還不夠完善，納米技術也存在一些不足和缺陷。但是，這并不影響納米技術在食品工業中的應用，隨著人們對納米技術研究的不斷深入，我相信在不久的將來納米技術將會引發一場新的食品科學的革命，為食品行業帶來巨大的經濟效益與發展空間，也會使人們的飲食結構和生活方式發生巨大的變化，引領人們走進一個全新的食品行業，進而提在很大程度上提高人們的生活水平。
參考文獻：
第3篇：納米技術的概念范文
【關鍵詞】納米材料；納米技術；口腔內外學科
1 納米的概念
納米（符號為nm）是長度單位，1nm=1×10-9m。“納米材料”的概念是20世紀80年代初形成的，是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍（1-100nm）或由它們作為基本單元構成的材料，這大約相當于10～100個原子緊密排列在一起的尺度。
納米材料具有以下主要特點：納米粒子大小在1～100nm；有大量的自由表面或界面；納米單元之間存在著相互作用，作用或強或弱。納米材料與組成相同的微米晶體材料比較具有其許多優異的性能，主要表現在催化、磁性、光學、力學等許多方面。
2 納米材料在口腔內科中的應用
2.1納米復合樹脂
復合樹脂的基本組成部分是無機填料，根據填料的粒徑大小分為大顆粒型、超微顆粒型和混合填料型。混合填料型樹脂填料粒徑近幾年不斷向納米級發展。使復合樹脂的強度增強的納米粒子包括納米二氧化硅、納米氧化鋯、納米羥基磷灰石等。為使材料發生聚合時不收縮或收縮減小，在光化聚合丙烯酸脂或異丁烯酸脂基的向列液晶單體中，加入二氧化硅納米微粒和較高含量的金屬氧化物，使形成高分子量的聚合物粘結性增強，體積收縮減小。二氧化鋯用于口腔科具有X射線阻射性高、強度高和硬度高等優點。納米氧化鋯復合樹脂光學透明性極高，是理想的口腔科復合樹脂增強材料。將氧化鋯納米粒子通過運用納米技術填充入樹脂材料中，材料的物理強度會得到增強。而將氧化鋯納米粒子加入玻璃離子材料中，能使材料克服容易溶解的不足，同時強度增強，與一般的復合樹脂相比，具有更好的耐磨性。研究人員在口腔科復合樹脂中加入熔附了納米硅顆粒的晶須和納米二鈣或四鈣磷酸鹽，可達到自修復的目的。
2.2納米粘結材料
隨著納米技術的日益發展，將納米雜化樹脂作為基質，用它與硅基納米材料發生共聚，從而得到高強度、熱穩定、耐久性的高粘結性材料。這種材料不僅能很好地克服酸蝕過程中造成的牙本質小管閉合問題，而且能在牙體和材料之間發揮較高的粘結性，使粘接技術和粘接材料達到一個更高更新的水平。牙本質過敏是口腔內科臨床上常見病多發病，是牙齒上暴露的牙本質在受到外界刺激，如溫度、化學性、機械性刺激后，引起牙齒的酸、軟、疼痛癥狀，這主要是牙本質暴露后，牙本質小管內的液體，即牙本質液對外界刺激產生機械性反應所引起。臨床主要是通過在暴露的牙本質表面涂布粘結劑來緩解敏感癥狀。在臨床口腔常用的光固化粘結劑中加入一些納米材料，主要是利用納米粘結材料來封堵牙本質小管，可以使牙本質過敏得到迅速和永久的治愈。
2.3納米根管充填材料
隨著納米羥基磷灰石生物材料的出現，能很好解決填充材料存在的關于生物相容性的難題。經過大量臨床研究，發現納米羥基磷灰石的結構與天然骨的無機成分很相似，均有良好的生物相容性，兩者可以緊密結合，結合后周圍組織未見有炎癥和細胞毒性的發生，其對骨組織還有良好的誘導性。材料的組成和構造與脊柱動物硬組織相似，生物相容性良好。研究指出，用納米羥基磷灰石根充與傳統氧化鋅丁香油糊劑根充兩者相比較，在根管壁密合度方面，前者明顯優于后者。納米羥基磷灰石具有良好的根尖封閉特性，用其作根管封閉劑可減少微滲漏的出現。納米羥基磷灰石材料本身無殺菌作用，將碘或其他抗生素加入其中可以使該材料的抑菌和抗菌效果提高。對難治性根尖周炎應用無機抗菌劑作為根管充填劑進行根管治療，取得很好臨床療效。本身沒有成骨性的納米羥基磷灰石，可為新生骨的沉積提供合適的生理基質，引導牙骨質不斷沉積來封閉根尖處的根尖孔。
3 納米技術與納米材料在口腔外科中的應用
3.1納米技術在拔牙麻醉上的應用
隨著納米技術的發展，口外醫生可將納米粒子活性麻醉劑懸液直接涂布在牙齦和牙齦溝內，在聲學信號或程序化的化學反應鏈的指引下，經牙齒的薄弱區牙頸部，藥物通過牙本質小管到達牙髓腔，達到無痛麻醉，給患者減少疼痛和恐懼感。
3.2納米復合體材料修復骨缺損
羥基磷灰石作為新興的材料，可大量用于口腔骨組織缺損的修復，如牙槽骨再造、牙周骨組織缺損、頜骨囊腫等。納米羥基磷灰石的晶體無細胞毒性，生物相容性好，故認為其是多種口腔疾患造成天然骨質缺陷最好的替代物。納米羥基磷灰石材料既可作為骨形成的支架，而且還對骨細胞有引導的作用。有學者用納米羥基磷灰石復合膠原植入術，對牙周病造成骨組織缺損的患者進行臨床治療及療效觀察，取得令人滿意的臨床效果。羥基磷灰石復合膠原與周圍組織相容性好，其組成和構造跟天然骨相似，本身無細胞毒性，對牙周膜細胞的生長和新生骨的形成有促進作用，故認為它是一種良好的組織工程支架材料。
3.3納米控釋系統在腫瘤治療中的應用
納米控釋系統包括納米粒子和納米膠囊，它們直徑在10～500nm之間。藥物可以通過吸附作用、附著作用位于粒子表面或者通過溶解、包裹作用位于粒子內部。在外磁場的引導下，將磁性納米顆粒作為藥劑載體引導到腫瘤患者的患病部位，對病變部位進行定位治療這樣可以減少治癌藥的毒副作用，提高藥物療效。作為抗惡性腫瘤藥物的輸送系統，納米控釋系統被認為是最有發展的應用之一。大量研究顯示，具有納米級的一些抗腫瘤藥物，延長在腫瘤內停留時間，腫瘤生長緩慢，同時減少對組織器官的毒性和副作用，減少藥物劑量。納米脂質載體在腫瘤造影和成像等方面具有較好的優勢，因為其對藥物、基因、成影劑有較好的包封率。
4 結論
由此可見，納米技術的快速發展，為口腔材料學的研究提供了一種全新的方法。使我們能以全新的思維模式在納米水平來重新探索和研究材料的成份與結構，從而為口腔醫學領域研制出更好更理想的口腔材料。
參考文獻：
[1] 陳治清：口腔生物材料學 化學工業出版社 2009
[2] 劉秀麗，劉曦.復方羥基磷灰石充填根管臨床療效觀察 西安醫科大學學報 2010
第4篇：納米技術的概念范文
關鍵詞：物聯網技術；關鍵技術；進展；應用
0引言
物聯網技術的不斷發展，逐漸從原來的計算機、無線通信過渡到遠程控制和人工智能等多個技術領域，物聯網技術已經成為一個跨越多行業推動社會發展的力量。目前，世界上主要的發達國家都對物聯網發展計劃高度重視，國外發達國家相繼推出了和物聯網相關的技術和產業戰略布局。因此，研究物聯網技術的進展以及應用前景，能夠為我國在全球信息化發展階段，提供一定的借鑒和參考價值。
1物聯網技術的概述
物聯網技術是在互聯網發展的應用的基礎上，不斷延伸擴展形成的網絡技術，和互聯網技術不同的是，物聯網是利用互聯網的架構，來實現物與物相連的技術，因此，物聯網的核心和基礎是互聯網。物聯網的定義在世界上比較公認的是：利用無線傳感器和無線射頻技術、納米技術以及智能技術的傳感設備，利用互聯網架構搭建的能夠進行定位、跟蹤和追溯管理的網絡。因此，物聯網的技術關鍵就在于通過無線傳感器和無線射頻技術、納米技術以及智能技術的傳感設備獲取物品的各種信息，然后利用互聯網進行數據交互，因此，物聯網技術進展，就里不開無線傳感器、無線射頻技術、納米技術以及智能技術的傳感設備的發展。
2物聯網技術的進展
從物聯網的概述以及定義，可以看出物聯網的發展和物聯網技術傳感設備的發展息息相關，因此，本文探討了無線傳感技術、無線射頻識別技術、納米技術和智能技術這4種關鍵技術的發展。
2.1無線傳感技術
無線傳感技術是連接物理世界、數字虛擬世界和人類社會的橋梁，物聯網的應用的基礎，就是無限傳感技術，利用無線傳感技術，能夠更好地對物品進行監測、感知和數據采集，同時也能夠和互聯網平臺進行數據交互。因此無線傳感技術的發展，直接關系到物聯網技術落地和實際應用的領域。目前，低成本、微型化、低功耗以及靈活的組網方式、鋪設方式是無線傳感技術的發展方向。
2.2無線射頻識別技術
無線射頻識別技術（RFID）是一種利用無線射頻信號及其空間耦合的傳輸特性，通過非接觸對附有標簽的物體進行辨別的自動識別技術，無線射頻識別技術的3個重要部分分別是天線、閱讀器和標簽，其優勢在于能夠可實現高速運動下對特定物品的識別，且能夠實現同時對多個附有標簽的物體的識別的目的。已經廣泛應用到生產制造、物流管理和公共安全等各個領域。
2.3納米技術和智能技術
隨著互聯網技術的不斷發展，物聯網技術的應用，也逐漸形成了以物體為核心，將物與物之間進行智能化關聯，而納米技術優勢非常明顯，利用納米技術，能夠讓物聯網更智能地互聯，且進行數據交互，納米技術的應用方向為納米電子技術、納米力學技術和納米材料技術等，而智能技術則是通過對物體內植入智能芯片，將智能賦予相關的物體，并通過互聯網與物體、人之間進行主動、被動交互，機器人技術將成為未來智能技術的發展方向。
3物聯網技術應用研究
目前，物聯網技術的應用還屬于初級階段，預計物聯網技術的未來會迅速地發展和長遠地應用，本文從與人生活相關的吃穿住行方面，介紹了物聯網的應用方向和前景。
3.1生活相關的智慧城市物聯網
在城市中應用物聯網技術，能夠讓城市的規劃更加科學，城市功能更加完善，城市的各項服務更加便利，能夠讓城市更好地適應人們的生活，將城市生活與經濟社會實現可持續發展完美結合，同時智慧城市建設，也能夠讓城市更加方便管理。
3.2出行相關的交通物聯網
目前，城市道路擁堵已經越來越普遍，將物聯網技術應用在交通上，將公交車、公交站點和城市道路結合起來，同時利用傳感器和監控中心數據交互，能更方便人們的出行。
3.3農業生產相關的農業物聯網
物聯網技術在農業生產上的應用，能夠讓農業有更好的發展，節省人工，提高農業生產的效率，例如在大棚農業種植的時候，就可以通過物聯網將實時對監測蔬菜大棚的溫度、濕度以及土壤鹽堿度等數據，便于對大棚的管理，同時也可以遠程控制大棚的溫度調節裝置，大大提高大棚管理的效率。同時物聯網的應用發展，也為綠色農業的發展提供了應用基礎，能夠更好地對農產品追根溯源，提高農產品的生產的科學化和規范化。
3.4建設醫療服務物聯網
建設新的醫療互聯網，將病人和醫院的數據庫系統相結合，能夠對人體的各類數據進行采集，傳輸到醫院的大數據庫系統中進行分析，進而掌握病人的生活數據，能夠在就醫時，更方便醫生對病人進行會診，同時也能夠為人提供更好的就醫和健康咨詢服務。
4結束語
目前，物聯網技術的發展及應用備受人們的關注，在吃穿住行方面，物聯網的發展都有著巨大的前景，物聯網技術的發展將會是世界經濟發展的驅動力。但是，物聯網技術仍處于研究和實驗性應用階段。因此，在未來的發展過程中，還需進行深層次的研究，發揮政府的引導和支持力量，加大專項研究力度，更好地推動物聯網的發展。
參考文獻
[1]楊明.淺談物聯網技術在小區安防中的應用[J].中國安防，2010，（6）：24-26.
[2]盛魁祥.淺談物聯網技術發展及應用[J].現代商業，2010，（14）：153-154.
[3]唐爽，劉穎.淺談物聯網技術的發展及應用[J].信息與電腦（理論版），2010，（9）：140.
[4]由.淺談物聯網技術及應用[J].科技成果縱橫，2010，（4）：55-57.
第5篇：納米技術的概念范文
科學文化視角的科學
與公眾關系研究
科學信息時代的發展要求科學、社會、文化之間廣泛而深入的交流和傳播,民主社會中的科學發展和技術進步需要公眾的理解,以獲得公眾的支持與社會的認可。從國家角度講,大幅度地提高公民的現代科學素質是國家增強綜合國力的基礎,而提高公民素質最重要的途徑要依靠科學傳播。
1982年11月,英國皇家學會發表了一份題為《英格蘭和威爾士11-18歲少年的科學教育》報告,建議皇家學會理事會應該創建一個小規模的特別小組來專門研究提高公眾理解科學的方法。皇家學會理事會接受了這一建議,并成立專門小組由英國皇家學會會員博德默(Walter Bodmer)博士任主席進行調查研究。其成果就是得到皇家學會理事會認可的關于科學傳播理念的報告,稱為博德默報告。在這個報告的影響下,公眾理解科學被納入到政府所考慮的問題之內,而政府也宣布了它在促進公眾對科學、工程與技術的正確認識和理解中的責任。
隨著20世紀工業文明和進步,廣播、電視、電話等信息技術廣泛應用,通過新的信息技術傳播科學,引起科學傳播學者的關注,1987年的關于電視科學傳播的公眾理解科學研究應運而生。③電視作為20世紀最偉大的發明之一,逐漸成為人們依賴的主要傳播媒介,新的電子媒體為科學傳播拓寬渠道,使之成為不僅僅是小范圍、內部的交流與傳播,而是與公眾的直接對話。公眾與科學的關系變得更加緊密,科學更需要公眾的理解和支持。
由此展開的科學與公眾關系研究主要出現在20世紀90年代以后,一些學者將目標轉向對缺失模型的批判,認為公眾與科學的關系應該建立在反饋和民主的基礎上,公民有了解和認知科學的權利,可以根據自己的需求提出特殊的科學傳播要求。2000年到2008年,公眾理解科學與技術研究集中在公眾獲取科學知識、公眾和科學文化等方面。研究者將公眾與科學的關系置于文化理解的背景中進行探索,他們認為,對科學的信賴感和可信度是公眾理解科學的核心。公眾對科學的信任與對科學機制、政治機制的信賴問題有著緊密聯系,公眾的信任成為重要的社會資源,如果對科學的信任消失,將導致社會的不穩定。部分學者強調,傳播和培育科學文化是科學傳播的重要任務,任何科學活動都有一種文化建設活動的定位,科學傳播需要從知識導向轉到文化導向,重點傳播以科學思想、科學方法和科學精神為內涵的科學文化。④如果只把目光放在科學知識的傳播上,那么雙向互動的科學傳播將無法實現。
先進技術視角的
應用技術傳播研究
技術傳播(Technical Communication)的概念理解在目前學術界還未達成共識。國內的技術傳播概念多指科學技術傳播的狹義理解。而國際的技術傳播概念分兩個層面:一是技術在社會中的擴散、交流與共享活動;二是起源于技術寫作,關注傳播實踐技術的“技術傳播”。“技術傳播”在這里作為科學傳播學的基本結構,主要是指先進技術視角的應用技術傳播研究。
技術傳播是科學技術發展的推動器。向公眾傳播先進技術已經成為科學傳播非常重要的組成部分,因為只有傳播先進技術,并促進其在社會中的應用,才能使技術迅速轉化成生產力,為社會和人類創造更多財富,改善人類生活。以納米技術的傳播為例,納米技術經歷了從誕生到應用于市場、獲取經濟利益的重大轉型和發展,納米技術成為各國紛紛投巨資搶占的戰略高地,在這個過程中,技術傳播的力量不容忽視。一項新技術必須得到廣泛大眾的認可才能應用于市場銷售,因此,關于納米技術的傳播開始了它的使命,如何將納米技術傳播給受眾,如何在市場中利用納米技術,以及讓更多的人知道納米技術可以改變人類生活等等,這些都是科學家、記者等科學傳播者們努力向受眾傳播的內容,更是科學傳播研究者們共同關注的話題。1999年,納米技術逐步走向市場,全年納米產品的營業額達到500億美元,科學傳播功不可沒。
技術傳播的最初形式發源于農業技術推廣的實踐中。20世紀以前,世界農業產量的增長幾乎全靠耕種面積的擴大而實現,農業產出的增長率有時甚至低于需求的增長率。20世紀20年代,美國首先推行農業技術推廣系統,把科學種田方法、病蟲害的防治等直接推廣到農場和農戶,農業技術進步的方向逐漸由單純追求機械化轉向對生物技術的重視。伴隨之后的以雜交玉米為代表的生物技術的產生,耕地單產開始增加,20世紀40年代,美國學者開始對農業技術推廣模式進行傳播學研究。農業技術推廣的傳播學研究逐漸成為國際研究者關注的焦點。20世紀70年代,美國的技術傳播學會成立,如今它已發展成為會員分布在全球100多個國家和地區的、龐大的國際性學術團體。從美國技術傳播學的發展看,正是業界實踐的需求引發推動了理論的研究,擴大了技術傳播的內涵,促進了技術傳播學科的成熟。⑤科學傳播研究者把美國技術傳播學會的成立看作是科學傳播學作為獨立于傳播學的一門新學科而被學界承認的標志。
案例分析視角的經驗
和模型方法研究
科學傳播研究具有一個重要特性,即它可以反映和回應社會現實發展的訴求,科學傳播研究的最終目的是指導科學傳播的實際工作,而不是僅僅在純學術探討和純概念演繹的范圍內自我封閉。科學傳播研究必須考慮社會背景,必須讓理論研究與社會現實形成良好的互動,社會實踐中的需求引發研究領域的擴展,而科學傳播研究的拓展成為實際傳播活動的指向標。于是,案例實證分析視角的經驗與模型方法研究被提到科學傳播研究的重要日程。
科學傳播研究的實證分析主要以調查研究科學傳播效果為主,這類研究采用調查的形式分析科學傳播中各要素對于傳播效果的影響和作用,從而及時調整和進一步發展科學傳播。網絡科學傳播和知識擴散研究主題主要是通過案例實證研究進行深入分析,介紹和探索在新的傳播環境和媒介中,科學傳播的新經驗和新問題,為今后的科學傳播提供借鑒。由于互聯網技術是在20世紀90年代后期,隨著個人電腦的普及和計算機技術的發展而逐漸發展起來的。互聯網可以生動、具體、快速地展現科學活動過程,其傳輸具有人性化特征,不僅聲像并舉,時態上同步傳播,而且造就了比生活中人際傳播更為自由的虛擬交流空間,以往建立在閱讀基礎上的科學傳播,從價值觀到文字的閱讀習慣都發生了改變。
科學傳播環境也因此發生了變化,科學傳播也必須依賴和適應新的互聯網特征。互聯網的出現和發展,不僅改變了科學傳播環境,還改變了科學傳播行為以及人們對待科學知識和科學傳播的態度。接受科學知識和信息時,成年與童年之間的界限越來越模糊;電子媒介使科學傳播的復雜程度可以伸縮,簡單科學信息與復雜科學信息在電子媒介時代得到了融合。與此同時,互聯網的出現和發展為科學傳播帶來了具有革命性意義的沖擊,網絡傳媒中的道德缺失以及網絡游戲等負面效應干擾著正常的科學傳播。
科學傳播研究還將科學計量方法成功引入,通過采用科學計量的方法,對科學傳播效果、方法、內容以及對公眾產生的影響進行研究。
社會發展視角的
科學傳播內容研究
科學傳播研究的社會發展視角,建立在對科學傳播內容的廣義理解基礎上,針對科學交流、科學教育以及科學普及進行的內容研究。
隨著傳播技術的進步,從面對面的交流擴大到面向特定受眾的科學教育,再到面向公眾的科學普及,傳播對象范圍不斷擴大,科學傳播的內容層次也不斷深入。社會發展視角的科學傳播內容層次研究,強調對科學傳播進行社會性研究,它把科學傳播看作一種社會現象,學者們關注的不是科學傳播技術方法,而是關注科學傳播的社會功能、社會過程與結構的認知與理解。社會發展視角的科學傳播研究對科學傳播的結構、類型、媒介、模式、科學傳播產業等進行研究,立足于社會這個大系統、大背景中認識和理解科學傳播的過程和行為,以便在深入研究的基礎上,對其進行有效的改進、管理和規劃,發揮最佳功能,滿足社會需求。
科學傳播的基本結構包括科學文化視角的科學與公眾關系研究、先進技術視角的應用技術傳播研究、案例分析視角的經驗研究與模型方法以及社會發展視角的科學傳播內容研究四大方面。這四大基本結構確立了科學傳播學的一個開放性理論框架,有利于整合和吸收相關的研究力量和成果,促進學科內部的對話和問題解決。
(作者單位:大連電視臺)
參考文獻:
①孫寶寅:《科技傳播導論》,清華大學出版社,1997。
②張 婷:《科學傳播研究的可視化分析》,大連理工大學博士學位論文,2009。
③邁諾爾夫?迪爾克斯,格羅特,田 松譯:《公眾、科學與技術――在理解與信賴之間》,北京理工大學出版社。2006。
第6篇：納米技術的概念范文
實際上,“納米”尺度的粒子早已存在。比如,中國古代的徽墨粒子,出土銅鏡涂層中的粒子,已在輪胎中使用了100年用作增強劑的炭黑顆粒等,我們用于疾病預防的疫苗產品(常含有一種或數種納米尺度的蛋白質)也都可以擠身于納米之列。
那么,究竟什么是納米世界呢?
從人類歷史的發展角度看,科學的發展導致了人類改造世界的一次又一次新飛躍,納米技術的興起也是科學發展的結果。
我們知道,是宏觀世界與微觀世界的結合構成現在豐富多彩、五光十色的自然界。從以牛頓等科學家為核心所取得的經典物理、化學、力學的巨大成就,到目前的計算機網絡、宇宙飛船、飛機、汽車、機器人等宏觀世界的科學成就徹底改變了人們的生活方式。到目前為止,人類可以進行研究的宏觀物質世界的最大尺度是1025 m,約10億光年,這也就是人類目前已觀測到的宇宙大致范圍。
在微觀世界,科學家把物質的運動都還原到原子、分子這一層面上進行研究。從玻爾的原子理論到普朗克、愛因斯坦等的量子力學,微觀世界的研究和應用都取得了巨大的成功,從原子彈和氫彈的爆炸,到物質有機合成、轉基因食品和克隆羊出現,從原子光譜和激光、幾何光學到光纖通訊的出現。在目前為止,人類所研究的微觀物質世界的最小尺度達到了10-19m,也就是人們常常說的夸克(組成中子、質子這一類強子的更基本的單元)水平。
那么,微觀世界和宏觀世界之間是如何連接的,一直以來是個謎。隨著人類科技的進步,我們現在知道它們不是直接而簡單的聯結,而是存在一個過渡區,這一過渡區域科學家把它叫做介觀世界或介觀領域,納米世界(0.1-100納米)就是介觀世界的一個組成部分。因為在這個區間物理上有很多新的現象和新的效應產生,所以它給科學家和人類帶來了很多原始的創新機會和商業機會。
現在市場上出現了“納米概念”的產品。例如,納米洗衣機和納米冰箱就是洗衣機和冰箱的內膽涂上一種納米材料,它們就具有了普通洗衣機和冰箱所沒有的可以抑制霉菌生長的功能;納米領帶,將普通領帶的表面經物理、化學兩種納米方法處理后,領帶便具有很強的自潔能力,不沾水、不沾油;經過納米化處理的陶瓷,不僅擁有陶瓷現有的光彩和硬度,同時還具有一定的彈性,而不用擔心不小心被摔壞。
為什么目前會有那么多人看好納米技術的前景?
除了它能促進人類認知領域的革命外,第二個原因就是它會引發一場新的工業革命,給企業帶來新的商業機會。具有關資料預計,目前微米級的信息技術開始走到盡頭,就是說其發展受到了物理的局限。因此美國半導體協會曾提出,需要將用于信息技術關鍵芯片的尺度縮小到100納米以下,當芯片尺寸小于100納米時,量子效應就會起作用,這時納米領域的全新理論和方法就會成為構建新的納米芯片的基礎。這樣的納米芯片計算速度會更快、存儲密度會更高、能耗大大減少……一場新的工業革命就會到來。就如美國前總統克林頓所說的,到那時候,全部美國國會圖書館的資料就可以儲存在一個芯片里。
科學界預計納米技術是21世紀可能會取得重要突破的三個領域之一,美國甚至認為納米科技會成為21世紀經濟發展的發動機。所以,從歐洲到日本,發達國家紛紛制定自己國家的發展戰略,投入很多的人力和物力,再加上企業的投入,形成了今天的納米熱。
中國現在已有幾百家納米技術企業,幾十條納米生產線,這是否意味著納米時代已經成熟了?納米時代已經到來?一項科學技術應用是否成熟的很重要的標志,一個是理論研究的深入程度;另一個就是其產品的工業化水平。
盡管,目前解釋納米現象的理論五花八門,但真正能夠像經典力學解釋宏觀世界,量子力學解釋微觀世界那樣的理論仍未出現,這是其一。
其二,相對于納米時代,我們現在還處在一個后微米技術時代。微米技術時代的特征在信息技術及其應用上反映的較為明顯。例如,計算機大規模集成電路的設計、加工、信息存儲單元的大小,目前還都是在微米尺寸上進行的。尤其是器件,現在線條的寬度雖然到了深亞微米,但是器件本身還都是微米級的。
微電子技術因為發展得比較成熟,利用現有的技術還可以不斷地縮小、改進,但是研制成本會呈指數增加,另外在什么程度上量子效應會占多大比例,如何克服量子效應,這些都是需要解決的問題。
在現實生活中,哪些東西已經是納米技術的產品了? 要實現納米技術的誘人前景,最關鍵的技術就是納米材料。目前,往往是做成粉體摻進某個東西中去,看看它是否具有不同于以往的性能,然后把這個材料推出去,我國這幾百家企業雖然都有自己的產品,但絕大部分目前基本處于這樣一個水平,就是把材料做成納米級的非常小的顆粒,再把粉體做成材料供大家使用,這顯然是非常初級的。
我們現在可以在實驗室制備出強度和韌性都比原有的材料(比如鋼)強10倍以上而重量又輕的材料,這種新材料會帶來很多的工業應用和革命。目前就碳管而言可以達到這個程度,但是要想批量生產并降低成本還有問題。
同樣,我們也可以在實驗室制備出效力高于普通疫苗的納米佐劑疫苗,但想要批量生產,進行實際應用就需要解決很多關鍵的技術問題。
物質的結構決定它的性質,結構是單一的,那么性質也基本是均衡的。如何用納米技術做成大物體時,在宏觀尺度物體還保留納米尺度的特性。這是納米技術工業化需要解決的一個最關鍵的問題。例如晶體材料,它的晶格有序,是由于原子排列從微觀到宏觀都是以同樣的方式排列,所以整體的性質和一顆納米微粒的性質差別并不大。例如,金剛石,其晶格是呈四面體排列,距離、角度都一樣,如果無限延伸到宏觀上其性能也都是一樣的,這就是一塊完美的鉆石。但自然界的晶體不會是完美的,納米技術的應用就可以出現完美的金剛石。
另外,我們還需要警惕出現的“偽納米現象”,例如說將來的納米武器比核武器要厲害,納米炸彈爆炸過的地方,整個區域都會變成同一種物質。這在科學理論上就沒有什么依據了,完全是信口胡說。
展望未來,全球的納米科技發展會呈現出以下趨勢:一是納米的科技投入會由原來主要集中在基礎研究領域,逐步向應用研究及產業化并舉方向轉變;二是由單一物理學研究向多學科交叉融合和邊沿學科的方向發展;三是由單獨的獨立部門向集成化和國際化方向發展;四是更加重視關鍵技術和裝備的研發;五是以材料制備為基礎的單一生產方式向生物醫學和專業器件的具體應用的產業發展。
為了實現納米科技的可持續發展,保持并加強我國在納米科技領域的國際競爭能力,除了需要繼續開展面向國家重大需求的戰略性基礎研究外,在納米材料、器件和系統、測量表征、生物醫學等方面的原創性基礎研究也是我國未來發展的目標。相信納米技術在重要和關鍵技術領域的普及和應用會不斷促進相關產業的快速發展。
作者簡介
李映波
李映波,男,研究員,1963年10月出生,1984年畢業于昆明醫學院臨床醫學專業,獲醫學學士學位,1987年昆明醫學院研究生班畢業,1990年獲中國協和醫科大學(現北京協和醫學院)醫學碩士學位。1998年赴荷蘭參加世界銀行貸款的中國疫苗項目開發,1999年批準為中國協和醫科大學(現北京協和醫學院)碩士研究生導師。歷任疫苗生產研究室室主任助理、副主任,生產開發處副處長、國有資產管理辦公室主任、中心實驗室主任、學術委員會委員、職稱評審委員會委員、學位評定委員會委員。現為云南省科技專家庫成員、國家自然基金委評審專家、國家教育部專家庫成員、中國微生物學會臨床專業委員會委員、云南省細胞生物學會理事、云南省行為科學學會理事、中國微生物學會永久會員,中華醫學會遺傳分會會員。
第7篇：納米技術的概念范文
觀點新穎
作者認為互聯網草根革命帶來了信息革命的第三次浪潮。該書通過對大量實際案例的剖析，構建了一種新的概念框架，探討了新的問題。作者試圖在傳統產業革命理論的基礎上提出了一種解讀產業革命的新理論――三浪理論，將每次產業革命的過程劃分為技術革命、商務革命和草根革命三次浪潮。在此框架下，從技術、商務和社會三個方面重點闡述了信息革命的第三次浪潮。
作者認為，互聯網已經發生了草根革命。“草根”(grassroots)是從西方引進的一個詞，意思是處在地方和基層遠離權力中心的民眾，該詞當形容詞用時，即“普通民眾參與的，自上而下的”意思。書名《互聯網草根革命》意思是千千萬萬的互聯網用戶在新一代互聯網技術的支持下所推動的社會變革。在這本書中，作者提出西方世界已于2003年前后進入了信息革命的第三次浪潮――互聯網草根革命時期。作者探討了互聯網草根革命時期的關鍵技術、商務模式以及有關的社會問題，同時分析草根革命在未來發展中面臨的問題，并對草根革命的前景做出了展望。
作者將草根革命與蒸汽機、鐵路、電力、汽車、信息技術、電子商務革命相提并論，是一種頗有新意的觀點。目前學術界公認的觀點是，歷史上發生過多次科技革命，比較有代表性的說法主要有四種，即二次說、三次說、四次說及多次說。二次說認為，第一次科技革命是18世紀起源于英國的工業革命，標志是在牛頓力學和熱力學基礎上發展起來的蒸汽技術及其廣泛的應用；第二次科技革命是第一次科技革命之后至今仍在進行的革命，其標志是電力的應用以及現代科技革命。三次說對第一次科技革命的認識與前者是相同的。而第二次科技革命是指19世紀末以電的應用為標志而發展起來的電機、電訊及汽車等一系列的新技術。二次大戰后期至今則是第三次科技革命，標志是原子能技術、空間技術、電子計算機技術、通信技術及生物技術等的發展。此外，三次說還有另一種觀點，即第三次科技革命開始于20世紀70年代，并不是開始于二次大戰后期即20世紀40年代。四次說關于第一次、第二次科技革命的認識與上述基本一致，其區別在于進一步提出第四次科技革命，認為第三次科技革命是從20世紀40年代開始的原子能技術、電子技術及空間技術為中心內容的科技革命。第四次即現在正在進行中的科技革命，時間及標志是70年代以來以微電子技術及通信技術為核心的新興技術群引起的當代技術領域的巨大變革。作者的草根革命說是對現有理論的一種突破，可以說是自成體系。
剖析深刻
作者重點從技術、商務模式、社會影響、用戶等角度分析了這場草根革命，并對前景進行了展望。
作者試圖用馬克思歷史唯物主義原理解釋互聯網草根革命。互聯網草根革命發生的時候，信息革命已經開始了半個多世紀，最初掀起信息革命的新技術已經滲透到了社會的每一個角落，此時，新技術早已不再激動人心，原來的高技術已經成了人們司空見慣的常規技術了。但是，技術進步的步伐其實一直都沒有停止，相反，不論從性能還是成本的角度去考察，互聯網草根革命時期的技術水平都達到了信息革命以來的巔峰狀態。按照馬克思歷史唯物主義原理，生產力決定生產關系，反映生產關系的經濟基礎再決定上層建筑。將這一觀點應用到對產業革命的分析上，就是技術水平決定商務模式，商務模式決定生活方式，但是，作者認為并非技術可以決定一切，因為技術水平也是被決定的，被科學發展的內在邏輯決定，也被人類社會生活的需要所決定，因此，技術、商務、生活構成了一個循環的鏈條。作者首先在技術這一環節打開鏈條，研究互聯網草根革命浪潮中技術的特征，然后再去探討互聯網草根革命浪潮中的商務模式與生活方式。
作者深入地解剖了互聯網草根革命的特征。即：面向整個世界的開放性，在草根革命時期，學習和消化吸收已有技術的能力就是最重要的能力；面向工薪階層的廉價特性，草根革命時期技術的最大特征就是能以極其低廉的代價大量復制已有的產品；面向市井百姓的易用性，自己動手做的DIY(do it yourself)運動之所以能風靡全球就是因為此時的技術已經具備了面向市井百姓的易用性；讓人側目的可見性，高度的可見性對于產品的快速傳播非常有利；無處不在的普及性，PC革命曾經使個人計算機進入到尋常百姓的家里，移動通訊技術的發展則使人們可以隨時隨地接入互聯網。在草根革命時期，產品被普及到了家庭婦女、兒童、老人這樣接受新事物的能力往往比較弱的群體；面向歷史遺產的兼容性，草根革命時期的技術是對技術革命和商務革命時期技術的繼承和發展。
作者指出草根革命要走向深入，人們就需要聯合起來向妨礙草根革命的種種弊端開戰。草根革命的發展雖然不會一帆風順，但終會在曲折中不斷前行。互聯網草根革命是信息革命的一個光輝的頂點，但它不是社會發展的最后階段。互聯網草根革命后，人類將迎來下一輪產業革命的技術革命階段。
草根的不足
當然這本書也存在美中不足。
首先是是否真正存在所謂的草根革命?或者說是否夸大了草根的社會價值?
草根與精英并非對立或取代關系，而是相互補充、依托關系。例如，在新聞傳播領域，博客新聞只是主流的網絡新聞、傳統媒體的有益補充，并非取代關系。真正的精英與廣大的草根民眾，在利益上也應該是一致而沒有矛盾的。草根的大量存在，固然打破了精英們對話語權的壟斷，但是也造成了海量的信息垃圾。草根們突破了傳播中的“把關人”束縛，在帶來自由的同時也帶來了不少負效應。
Web2.0使互聯網世界開始分化：1％的人制造內容，9％的人傳播并共用，另90％的人僅僅在消費內容。這意味著，互聯網對于大多數上網者而言，只是一種獲取資訊的方式而己。因此，我們也不能夸大互聯網、互聯網草根的社會價值。
其次，對草根革命面臨的問題的分析與解決對策的研究，尚可以進一步深入。
書中提到草根革命面臨的問題，即數字鴻溝、政府管制、過度民主、青少年問題，其實這些問題是整個互聯網、甚至是整個新媒體發展中的問題，而不是草根革命面臨的特有問題。在前景展望中，提出了草根革命的終結者是納米技術，這種觀點值得商榷。從迄今為止的研究看，關于納米技術分為三種概念：第一種，是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念，可以使組合分子的機器實用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術還未取得重大進展。第二種概念把納米技術定位為微加工技術的極限。第三種概念是從生物的角度出發而提出的。顯然，納米技術與新媒體的關聯度并不高。
作者在書中提到了草根革命的成功，也談到了草根的商務模式、長尾理論、Web 2.0的贏利模式。但是作者并沒有為Myspace等Web 2.0網站找到理想的經營策略。
播客(視頻分享)與博客的發展，共同勾勒出中國Web2.0發展的主脈。播客顛覆了被動收視的方式，使用戶成為主動參與者，同時又讓用戶對視聽內容和收視時間擁有更大的選擇，與博客一樣，這也是典型的Web2.0方式。但是，網站單獨靠草根賺錢很難，甚至專業博客網站并不清楚自己還能從哪里賺到錢。而在中國，Web 2.0社區網站只能想辦法自己養活自己，盈利能力已被視為Web 2.0社區網站能否生存的標尺。
第8篇：納米技術的概念范文
論文摘要：本文介紹了納米技術、納米材料的基本概念、原理、特征和各種納米材料在涂料領域的應用；闡述了納米材料在應用中所存在的技術問題，以及納米技術在涂料領域的發展前景。
1 納米技術及納米材料
1.1納米技術
納米技術是20世紀80年代末誕生且正在崛起的新技術，主要是在0.1-100nm尺度范圍內，研究物質組成的體系中電子、原子和分子運動規律與相互作用，其研究目的是按人的意志直接操縱電子、原子或分子，研制出人們所希望的、具有特定功能的材料和制品。納米科技將成為21世紀科學技術發展的主流，它不僅是信息技術、生物技術等新興領域發展的推動力，而且因其具有獨特的物理、化學、生物特性為涂料等領域的發展提供了新的機遇。
1.2納米材料
納米材料主要由納米晶粒和晶粒界面兩部分組成，其晶粒中原子的長程有序排列和無序界面成分的組成后有大量的界面（6×1025m3/10nm晶粒尺寸），晶界原子達15%～50%，且原子排列互不相同，界面周圍的晶格原子結構互不相關，使得納米材料成為介于晶態與非晶態之間的一種新的結構狀態[1]。 狹義上，納米材料是指粒徑在0.1-100nm范圍內的或具有特殊物理化學性能的材料。廣義上，納米材料是指在三維空間中至少有一維長度在0.1-100nm范圍內的或具有納米結構的材料。按化學組成可分為:納米金屬、納米晶體、納米陶瓷、納米玻璃、納米高分子和納米復合材料等。由于納米材料具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應和一些奇異的光、電、磁等性能，將其用于涂料中后，除了可以改性傳統涂料外，更為重要的是可以制備各種功能涂料，如具有抗輻射、耐老化、抗菌殺菌、隱身等特殊功能的涂料。
2 納米材料在涂料領域中的應用
現階段納米材料在涂料中的應用主要為兩種情況[2]：（1）納米材料經特殊處理后，添加到傳統涂料中分散后制成的納米復合涂料（Nanocomposite coating），使涂料的各項指標均得到了顯著的提高。將納米離子用于涂料中所得到的一類具有抗輻射、耐老化、具有某些特殊功能的涂料稱為納米復合涂料。（2）完全由納米粒子和有機膜材料形成的納米涂層材料，通常所說的納米涂料均為有機納米復合涂料。目前，用于涂料的納米粒子主要是某些金屬氧化物（如TiO2、Fe2O2、ZnO等）、納米金屬粉末（如納米Al、Co、Ti、Cr、Nd等）、無機鹽類（CaCO3）和層狀硅酸鹽（如一堆的納米級粘土）[3]。
2.1納米TiO2在涂料中的應用
2.1.1隨角異色效應
由于納米二氧化鈦晶體的粒徑大約是普通鈦白粉的1/10，遠遠低于可見光的波長，本身具有透明性，又對可見光具有一定程度的遮蓋，透射光在鋁粉表面反射與在納米二氧化鈦表面反射產生了不同的視覺效果。到1991年，全世界已有11種含超細二氧化鈦的金屬閃光漆。目前，福特、克萊斯樂、豐田、馬自達等許多著名的汽車制造公司都已使用含有超細二氧化鈦的金屬閃光漆[4]。
2.1.2抗老化性能
提高材料抗老化性能的傳統方法是添加有機紫外線吸收劑，納米TiO2粒子是一種穩定的、無毒的紫外光吸收劑。因為用作涂料基料的高分子樹脂受到太陽中紫外線的長期照射會導致分子鏈的降解，影響涂膜的物理性能，因此若能屏蔽太陽光中的紫外線，就可大幅提高漆膜的耐老化性能。郭剛[5]等研究發現利用金紅石型納米TiO2優異的紫外線屏蔽性能改性傳統耐候型聚酯——TGIC粉末涂料可以大幅度地提高其耐老化性能。
2.1.3抗菌殺毒
納米TiO2有抗菌殺毒作用，用于涂料是涂料發展中的一個重大成就。納米二氧化鈦具有高的光催化性，在紫外光的照射下能分解出自由移動的帶負電的電子e-和帶正電的空穴h+形成電子——空穴對， 該電子——空穴對能與空氣中的氧和 H2O發生作用，通過一系列化學反應形成原子氧（O）氫氧自由基（OH）， 這種原子氧和氫氧自由基具有很高的化學活性，能與細菌中的有機物反應生成二氧化碳和水，從而達到殺滅細菌的作用。[6]
納米TiO2的抗菌殺毒作用已成為國內外關注的焦點。日本已有不少企業開發出納米TiO2光催化涂料并實現了商業化生產。目前，由于國內對于納米TiO2的研究大多還處于實驗階段，在涂料性能的提高和完善方面還有大量的工作要做，因此，對納米涂料的研究要不斷深入，以提高我國涂料的工業水平，推動納米涂料的發展和應用。
2.2納米SiO2在涂料中的應用
納米SiO2具有三維網狀結構，擁有龐大的比表面積，表現出極大的活性，能在涂料干燥時形成網狀結構，同時增加了涂料的強度和光潔度，而且還提高了顏料的懸浮性，能保持涂料的顏色長期不變。在建筑內外墻涂料中，若添加納米SiO2，可明顯改善涂料的開罐效果，涂料不分層，具有觸變性、防流掛、施工性能良好等優點，尤其是抗沾污性能大大提高，具有優良的自清潔能力和附著力。納米SiO2還可與有機顏料配用，可獲得光致變色涂料。
欲使納米SiO2材料在涂料中真正地得到廣泛應用，須解決納米SiO2在涂料中的分散穩定性問題。通常的做法是加入表面活性劑包裹微粒或反絮凝劑形成雙電層的措施。同時在分散時可配合使用超聲波分散。
2.3納米ZnO在涂料中的應用
納米ZnO等由于質量輕、厚度薄、顏色淺、吸波能力強等優點而成為吸波涂料研究的熱點之一。在陽光的照射下納米ZnO在水和空氣中具有極強的化學活性，能與多種有機物發生氧化反應（包括細菌中的有機物），從而把大多數細菌和病毒殺死。 ZnO也具有良好的紫外線屏蔽作用，粒徑60nm的ZnO對波長300-400nm的紫外線有良好的吸收和散射作用，因此可以作為涂料的抗老化添加劑。日本已經開發出用樹脂包覆的片狀ZnO紫外線屏蔽劑[7]。在涂料中添加納米ZnO可改善它的抗氧化性能，使其具有抗菌性能。
2.4納米氧化鐵在涂料中的應用
納米氧化鐵作為顏料無毒無味，具有很好的耐溫、耐侯、耐酸、耐堿以及高彩度、高著色力、高透明度和強烈吸收紫外光的優良性能，可廣泛用于高檔汽車涂料、建筑涂料、防腐涂料、粉末涂料，是較好的環保涂料。紫外線分解木材中的木質素而破壞細胞結構導致木材老化，納米氧化鐵顏料分散于涂層中，由于顆粒直徑小不會散射光線、涂層成透明狀態且吸收紫外線輻射，起到保護木材的作用。左美祥[8]等研究發現:在樹脂中摻入納米級的TiO2（白色）、Cr2O3（綠色）、Fe2O3（褐色）、ZnO等具有半導體性質的粉體，會產生良好的靜電屏蔽性能。日本松下電器公司研究所據此成功開發了適用于電器外殼的樹脂基納米氧化物復合的靜電屏蔽涂料。與傳統的樹脂基碳黑復合的涂料相比，樹脂基納米氧化物復合涂料具有更為優異的靜電屏蔽性能，而且后者在顏色選擇方面也更為靈活。用納米級Fe3O4與樹脂復合制成了磁性涂料，目前這方面的制備工藝已有所突破而進入產業化階段。
2.5納米CaCO3在涂料中的應用
納米CaCO3作為顏料填充劑，具有細膩、均勻、白度高、光學性能好等優點，隨著納米碳酸鈣的粒子微細化，填料粒表面的原子數目占整個總原子數目的比例增大，使粒子表面的電子結構和晶體結構都發生變化，到了納米級水平。填料粒子將成為有限個原子的集合體，表現出常規粒子所沒有的表面效應和小尺寸效應，使納米材料具有一系列優良的理化性能。它添加到涂料膠乳中，加強了透明性、觸變性和流平性。觸變性是納米CaCO3改善膠乳涂料各項性能的主要因素。同時能對涂料形成屏蔽作用，達到抗紫外老化和防熱老化的目的和增加涂料的隔熱性。
杜振霞[9]等研究表明:在納米CaCO3改性的涂料中，如果CaCO3固相體積分數達到20%時，涂料的粘度曲線存在低剪切稀化冪律特征區和高剪切牛頓兩個區域，而且有明顯的觸變性。當乳膠漆聚合物乳液的粒徑為10-100nm，表面張力非常低，有極好的流平性、流變性、潤濕性與滲透性，表現超常規的特性。
2.6其它新型納米涂料
納米隱身涂料（雷達波吸收涂料）系指能有效地吸收入射雷達波并使其散射衰減的一類功能涂料。當將納米級的羧基鐵粉、鎳粉、鐵氧體粉末改性的有機涂料涂到飛機、導彈、軍艦等武器裝備上，可使這些裝備具有隱身性能，使它們在很寬的頻率范圍內可以逃避雷達的偵察，同時也有紅外隱身作用。美國研制的超細石墨納米吸波涂料，對雷達波的吸收率大于99%，其他金屬超細粉末如Al，Co，Ti，Cr，Nd，Mo等，也具有很好的潛力。法國研制出一種寬頻微波吸收涂層，這種吸收涂層由粘結劑和納米材料、填充材料組成，具有很好的磁導率，在50MHz-50GHz范圍內具有良好的吸波性能。我國也有相關的研究，如不同粒徑的Fe3O4在1-1000 MHz頻率范圍對電磁波具有吸收性能，隨著頻率的增加，納米Fe3O4吸收能效增加，且納米粒徑越小，吸收效能越高。
3 納米涂料研究中存在的技術問題
首先是納米材料在涂料中的穩定分散問題。由于納米粒子比表面積和表面張力都很大，容易吸附而發生團聚，在溶液中將其有效地分散成納米級粒子是非常困難的。尋找合適的分散劑來分散納米材料，并采用合適的穩定劑將良好分散的納米材料粒徑穩定在納米級，是納米技術在涂料改性中獲得廣泛應用必須解決的最關鍵問題。其次， 納米材料加入量的適度問題。一般而言，納米材料的用量與涂料性能變化之間的關系曲線近似于拋物線，開始時隨著納米材料添加量的增加，涂料性能大幅度提高，到一定值后，涂料性能增幅趨緩，最后達到峰值：之后，隨著納米材料添加量的進一步增加，涂料的性能反而呈迅速下降的趨勢，同時也增加了成本。因此，做好對比試驗，選好納米材料添加量也十分關鍵。最后，必須開展納米涂料施工工藝的研究。納米涂料就本身而言只是一個半成品，只有施工完畢后才真正成為最終產品，而現實情況是人們大都將注意力集中在納米涂料產品本身，而忽略了施工工藝的研究，致使納米涂料無法達到其應有的效果。
4 納米技術在涂料領域的應用展望
今后納米涂料的發展主要將體現在以下幾個方面:（1）新的納米原材料的開發和商品化。即根據不同材料的物理化學性能，開發研制出新納米改性材料，使之具有更多更新的功能。（2）研究納米材料在涂料中的分散和穩定性。即探索納米材料顆粒與涂料間的相互作用和混合機理，并根據納米粉體在涂料中分散成納米級和保持分散穩定性的原理，開發新的表面改性劑和穩定劑，以提高納米材料在涂料中的改性效果。（3）加強納米材料表征方法和測試技術的研究。即為了能更好地利用納米材料的特殊性能，必須研究新的測試手段對納米材料進行研究，并將傳統納米材料的測試方法進一步完善和標準化。降低成本，并逐漸實現納米技術的工業化、商品化，從而改變我國高檔、高性能涂料大量依賴進口的狀況，是將來的研究重點。
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第9篇：納米技術的概念范文
Design, Modeling and
Characterization of
Bio-Nanorobotic Systems
2011
Hardcover
ISBN 9789048131792
納米機器人的研制屬于分子仿生學的范疇，是根據分子水平的生物學原理為設計原型，在納米尺度上應用生物學原理，研制可編程的分子機器人，是納米機械裝置與生物系統有機結合的產物。在生物醫學上，科學家們利用納米技術制造納米機器人，讓它在人的血管網絡中漫游，進行巡邏和檢查，盡早發現異常細胞，而且可以對人體內細胞組織進行修復。它不僅可以完成早期診斷工作，更重要的是可以充當微型醫生而發揮治療作用，解決傳統醫生難以解決的問題，如：殺死癌細胞、疏通血栓、清除動脈脂肪沉積物等。納米機器人發展到現在大致分成三代：第一代，是把生物系統和機械系統有機結合的新系統；第二代，是由原子或者分子裝配成的具有特定功能的納米尺度的分子裝置；第三代，可能是包含有納米計算機的一種可以進行人機對話的裝置。
納米機器人代表了一種納米級器件。在這個器件中諸如DNA的蛋白質和碳納米管可以充當馬達、機械接頭、傳動元件或傳感器。當這些不同的組件組合在一起時，它們可以形成多度自由的納米機器人，能夠在納米世界中對對象施加力以及進行操縱。本書重點講述了兩種納米機器人的研究方法。第一種方法：結合虛擬現實的先進技術的多尺度建模工具（量子力學，分子動力學，連續介質力學）。為了設計和評估分子機器人的特點，本書提出了互動基于納米物理的仿真。這種仿真允許在分子動力學模擬時帶有實時力反饋和圖形顯示的操縱分子、蛋白質和工程材料。第二種方法：使用一種新的協同原型方法，具體表現為納米機器人的多尺度模型與實驗測量的耦合。本書通過5章來說明上述兩種方法，1.納米機器人組件與設計發展現狀，主要介紹了納米機器人設備結構、生物納米技術設計的虛擬現實技術、建模和表征方法；2.生物納米器件和納米機器人設計和表征方法，主要講述了生物納米器件的設計和表征方法、納米機器人結構的協同原型；3.生物納米機器人結構的設計和計算分析，主要講述了基于蛋白質的納米彈簧的表征，基于蛋白質的納米機械的多尺度設計和建模、DNA納米機器人、用DNA激勵的線性納米管馬達的設計和計算分析、藥物輸送中應用的多尺度平臺的表征；4.納米結構的表征與原型，基于直線軸承的NEMS表征，基于主管到主管碳納米管梭旋轉馬達的設計， 通過碳納米管的阿克物質傳輸和汽化；5.結論和展望，對本書的內容進行了總結，對納米機器人的發展進行了展望。
本書以實現在納米機器人系統內的最優納米級運動為目標，研究了生物和人造分子結構的設計、組裝、仿真以及原型，提出了一個新的基于DNA的納米機器人、生物納米執行器和基于碳納米管的旋轉納米器件的概念，所提出的平臺有助于表征新型藥物輸送系統和細胞膜之間的相互作用，是從事納米機器人學研究的相關科研人員與工程師的很好的參考書。
作者Mustapha Hamdi和 Antoine Ferreira在法國布爾日國立高等工程師學校工作，主要從事機器人及醫學成像技術研究。
杜利東，助理研究員
（中國科學院電子學研究所）
