納米材料是膠體嗎_納米材料在生活中的應用

　　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、半導體、陶瓷等納米材料。

　　（2）化學方法：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。

　?。?）綜合方法。結(jié)合物理氣相法和化學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用

　　納米科技實際上涵蓋了一切在納米范圍的物理、化學的技術(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)，能使爐外表溫度控制在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備和熱力管網(wǎng)等高溫設備的防腐、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，則能有效防護航標燈座、船舶、石油化工設施和各類貯罐、橋梁、橋墩、鐵路涵洞、鉆井設備、海上油田等設施以及強酸、強堿等生產(chǎn)設備的外表面，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年全球裝機量預計將達到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)嚴重——2030年全球裝機總量約1400GW時，灰塵造成的經(jīng)濟損失預計將高達130億美元。而納米涂料被應用于光伏太陽能電池板表面后有效的防止灰塵的累積，表面細微的粉塵在雨水沖刷時即被帶走，達到自潔防污的效果，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備磨損、改善潤滑和自修復的功能，納米燃油添加劑使熱力學穩(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，達到車輛健康養(yǎng)護和節(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。當傳感器連接到采暖/空調(diào)系統(tǒng)選用最佳設定，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“的詳細信息。所有傳感器和監(jiān)測數(shù)據(jù)傳達到中央節(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，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今科學技術(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準。將混合型納米粒子分散進纖維素水凝膠中便可以形成這一有效的凈水系統(tǒng)。混合型多功能納米粒子的設計策略在環(huán)境科學的其他領(lǐng)域也有廣闊的應用前景。

　　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。如導電性能良好的銅在納米級就不導電了，而絕緣的二氧化硅在納米級就開始導電了；二氧化硅陶瓷在通常情況下是很脆的，但當二氧化硅陶瓷顆?？s小到納米級時，脆性的陶瓷竟然具有了韌性。

　　當把物質(zhì)細化到納米級，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，我國重大基礎研究納米材料科學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>