材料科學(xué)第五章納米材料分類和應(yīng)用

1、材 料 科 學(xué)第五章納米材料分類和應(yīng)用5.1 納米和納米技術(shù) 納米（Nano meter）又稱毫微米，是一種長度單位. 把1米分成10億份,每一份就是1納米（1nm=10-9m）。 1982年,一種奇特的顯微鏡(掃描隧道顯微鏡)發(fā)明后,便誕生了一門以至100納米尺度空間為研究對象的前沿學(xué)科,也就是研究電子、原子和分子運動規(guī)律、特性的高新學(xué)科,它就是納米科技。蛋白質(zhì)、DNA、RNA、病毒，都在1100nm的范圍光合作用在“納米車間” 進(jìn)行細(xì)胞中的一些結(jié)構(gòu)單元都是執(zhí)行某種功能的“納米機械”，細(xì)胞象一個“納米工廠”蓮花荷葉出污泥而不染:“荷葉效應(yīng)”納米結(jié)構(gòu)是生命現(xiàn)象中基本的東西納米技術(shù)的發(fā)展歷史 1

2、959年，美國著名的物理學(xué)家，諾貝爾獎獲得者費曼：“如果有朝一日人們能把百科全書存儲在一個針尖大小的空間內(nèi)并能夠移動原子，那么這將給科學(xué)帶來什么！” 對納米科技的預(yù)言人們常說的小尺寸大世界。1990年7月，在美國巴爾的摩召開了國際首屆納米科學(xué)技術(shù)會議；1996年，在中國召開了第四屆納米科技學(xué)術(shù)會議。首屆（1992年）納米材料會議在墨西哥召開；1994年在德國斯圖加特召開了第二屆國際納米材料學(xué) 術(shù)會議；1996年在美國夏威夷召開第三屆國際會議；1998年在瑞典斯德哥爾摩召開了第四屆納米材料會議；2000年在日本仙臺舉行第五屆國際納米材料會議。 納米這項新技術(shù)的誕生,其用途之廣,涉及領(lǐng)域之多,前所

3、未有。納米技術(shù)是一門嶄新的交叉學(xué)科,學(xué)科領(lǐng)域涵蓋納米物理學(xué)、納米電子學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米機械學(xué)、納米生物學(xué)、納米醫(yī)學(xué)、納米顯微學(xué)、納米計量學(xué)和納米制造等,有著十分寬廣的學(xué)科領(lǐng)域。二十一世紀(jì),納米技術(shù)將廣泛應(yīng)用于信息、醫(yī)學(xué)和新材料領(lǐng)域。 在未來的20至30年內(nèi),納米技術(shù)將在三個方面對人類社會產(chǎn)生深刻影響: 一、 社會生產(chǎn)途徑； 二、人類生活方式； 三、人們思維模式。 所以,納米技術(shù)的出現(xiàn),標(biāo)志著人類社會在發(fā)展進(jìn)程中正邁向一個新的臺階。5.1.1 納米電子學(xué) 電子器件的集成度已經(jīng)接近了它的理論極限。在納米尺度上，由于電子的波動性質(zhì)而呈現(xiàn)各種量子效應(yīng)，使得電子器件已無法按照通常的要求進(jìn)行工

4、作。 納米電子器件中最有應(yīng)用前景的是量子元器件。這種利用量子效應(yīng)制作的器件不僅體積小，還具有高速、低耗和電路簡化的特點。納米電子學(xué)中另一個有趣的研究熱點是所謂的單電子器件。開發(fā)單電子晶體管, 只要控制一個電子的行動即可完成特定功能,使功耗降低到原來的100010000分之一。 基于利用 STM 對分子、原子進(jìn)行搬遷的事實，人們產(chǎn)生了利用該技術(shù)制造分子存儲器甚至原子存儲器的夢想。物體的表面有原子的位置為“1”，沒原子為“0”，這不就可以表示二進(jìn)制嗎？這不就是存儲器嗎？一個分子存儲器能夠存儲的信息，相當(dāng)于100萬張光盤的存儲量；而一張同樣大小的原子存儲器的容量，將能夠存入人類有史以來的全部知識！

5、1998年IBM公司用原子排成的世界上最小的廣告-IBM 納米材料學(xué) 科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)材料的顆粒縮小到只有幾納米到幾十納米時，由于顆粒表面相對活躍的原子數(shù)量與顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原子數(shù)量的比例大大增加，使得材料的性質(zhì)發(fā)生了意想不到的變化。硅表面重構(gòu)的原子照片 納米陶瓷材料能夠彎曲180度就是一個典型的例子。由于陶瓷材料具有堅硬、耐高溫等優(yōu)良特性，工業(yè)界一直認(rèn)為陶瓷是未來汽車、飛機發(fā)動機的理想材料。 具有未來超級纖維之稱的碳納米管是當(dāng)前材料研究領(lǐng)域中非常熱門的納米材料，它是一種由碳原子組成的、直徑只有幾個納米的極微細(xì)的纖維管。碳納米管具有極其奇特的性質(zhì)：它的強度比鋼高100倍，但是重量只有鋼的六分

6、之一；它的導(dǎo)電性十分怪異，不同結(jié)構(gòu)碳納米管的導(dǎo)電性可能呈現(xiàn)良導(dǎo)體、半導(dǎo)體、甚至絕緣體。因此它也許能成為納米級印刷電路的材料。碳納米管可能做成納米開關(guān)，或者做成極細(xì)的針頭用于給細(xì)胞“打針”等等。碳納米管 太空升降機 由于碳納米管的強度高、重量輕，如果把它做成纜繩，即使纜繩的長度是從同步軌道衛(wèi)星下垂到地面的距離，它也完全可以經(jīng)得住自身的重量。到那個時候，人類到太空旅行將是一件輕而易舉的事情。 納米壁掛電視 用納米有機發(fā)光材料制作的電視屏幕可以象一幅圖畫一樣卷起來帶走。納米有機發(fā)光材料的特點是材料既具有柔性，同時可以在電場的作用下發(fā)出各種顏色的光。用碳納米管制成電子槍,可點亮新一代平面顯示屏。 納米

7、固體燃料 實驗發(fā)現(xiàn)納米銅和鋁一遇到空氣就會激烈燃燒，發(fā)生爆炸，可以作為未來的固體燃料使火箭具有更大的推動力。 納米隱身飛機 在飛機外表面涂上納米超微粒材料,可以有效吸收雷達(dá)波,這就是隱身飛機。納米衛(wèi)星、微型飛船和原子精密度計算機,都將一一成為現(xiàn)實。5.1.3 納米機械學(xué) 車、鉗、刨、銑等機械加工過程必然要去掉一些下腳料，造成浪費。而納米制造技術(shù)則是以相反的方向，直接由原子、分子來完整地構(gòu)造器件?？茖W(xué)家們已經(jīng)用原子、分子操縱技術(shù)、納米加工技術(shù)、分子自組裝技術(shù)等新科技制造了納米齒輪、納米電池、納米探針、分子泵、分子開關(guān)和分子馬達(dá)等。分子自組裝 納米齒輪 納米機械產(chǎn)品 用極微小部件組裝一輛比米粒還小

8、,能夠運轉(zhuǎn)的汽車、微型車床,可望鉆進(jìn)核電站管道系統(tǒng)檢查裂縫;只有蜜蜂大小且能升空的直升機;眼睛幾乎看不見的發(fā)動機;提供化工使用的火柴盒大小的反應(yīng)器。 納米機器人 機器人比血紅細(xì)胞還要小，可注入人體血管內(nèi),進(jìn)行全身健康檢查,疏通腦血管中的血栓,清除心臟動脈脂肪沉積物,吞噬病毒,殺死癌細(xì)胞。 納米機器人將包含有納米計算機和可以進(jìn)行人機對話的裝置。納米算盤 5.1.4 納米生物學(xué) 生命過程是已知的物理、化學(xué)過程中最復(fù)雜的過程。納米生物學(xué)是從微觀的角度來觀察生命現(xiàn)象、并以對分子的操縱和改性為目標(biāo)的。 生物學(xué)家在納米生物學(xué)領(lǐng)域提出了許多富有挑戰(zhàn)性的新觀念，如生物器件。它的特點是象遺傳基因分子那樣具有自我

9、復(fù)制功能。這樣一來，可以利用納米加工技術(shù)，按照分子設(shè)計的方法合成、復(fù)制成各種用途的生命零件，利用生物零件可以組裝具有生物智能、運算速度更快的生物計算機；具有特定功能的納米生物機器人；生物零件與無機材料或晶體材料結(jié)合可以制成具有生命功能的納米電路等。 納米人造細(xì)胞不僅具有比紅血球攜帶氧分子的能力高數(shù)百倍，而且本身裝有納米計算機、納米泵，可以根據(jù)需要將氧釋放，同時將二氧化碳帶走。 科學(xué)家一直在研究微生物的機械本領(lǐng)并試圖把它應(yīng)用到納米機械的設(shè)計中去。例如大腸桿菌等細(xì)菌的移動靠的是一種稱為鞭毛馬達(dá)的驅(qū)動機構(gòu)。微生物的鞭毛馬達(dá)雖然只有30至50納米，但它的效率卻極高。這種效率相當(dāng)于只需百分之一馬力就可以

10、使體重60公斤的人像騎摩托車一樣飛速前進(jìn)。 由于納米機器人可以小到在人的血管中自由的游動，對于象腦血栓、動脈硬化等病灶，它們可以非常容易的予以清理，而不用再進(jìn)行危險的開顱、開胸手術(shù)。納米仿生機器人可以為人體傳送藥物，進(jìn)行細(xì)胞修復(fù)等工作 納米機器人在疏通血管 銅表面原子的重構(gòu)： 4 8 個鐵原子構(gòu)成圍欄，內(nèi)部形成電子駐波。5.2 國際納米技術(shù)發(fā)展的態(tài)勢美國啟動納米技術(shù)促進(jìn)計劃 克林頓說：“我正在支持一項對美國未來經(jīng)濟和發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的納米技術(shù)，它是21世紀(jì)最重要、應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展的計劃”?？茖W(xué)技術(shù)主席助理（1984年4月）Neal Lane說：“如果人們問我哪個科學(xué)和工程領(lǐng)域最有可能在未來產(chǎn)生突

11、破性成就，我認(rèn)為會是納米科學(xué)和工程。”威廉姆斯說：“納米技術(shù)對經(jīng)濟社會的影響將超過計算機”美國總統(tǒng)布什日簽署了21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案，批準(zhǔn)聯(lián)邦政府在從2005財政年度開始的4年中共投入約37億美元，用于促進(jìn)納米技術(shù)的研究開發(fā)。2010年: 80萬納米科技人才,GDP1萬億美元,200萬個就業(yè)機會能源部的8項優(yōu)先研究中，6項有關(guān)納米材料本世紀(jì)前10年幾個關(guān)鍵領(lǐng)域之一制定了“國家納米技術(shù)倡議”(NNI):納米材料納米電子學(xué)、光電子學(xué)和磁學(xué)納米醫(yī)學(xué)和生物學(xué)軍工: 隱形飛機表面涂料、艦船表面納米涂料日本和德國出臺了相應(yīng)的研究計劃日本政府和國會作出決定：要向抓微電子那樣抓納米技術(shù)，把發(fā)展納米技術(shù)作

12、為21世紀(jì)前20年立國之本。德國：納米技術(shù)是21世紀(jì)高科技的制高點。2000年布署了跨部門的六大中心,發(fā)展納米技術(shù).1962年, 久保(Kubo): 久保理論日本國會: 21世紀(jì)前20年的立國之本日本著名大企業(yè): 納米實用化技術(shù)的計劃三菱化工建立了(富勒烯)納米碳管生產(chǎn)線自潔凈玻璃、光催化凈化水或空氣其他國家的納米科技發(fā)展概況 印度：要向抓軟件產(chǎn)業(yè)那樣，快速發(fā)展納米技術(shù)。 韓國和瑞典：2001年對納米科技投入增長最快的國家。 納米技術(shù)是新世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)什么是主導(dǎo)技術(shù)？工業(yè)革命以來已經(jīng)歷了三次主導(dǎo)技術(shù)，引發(fā)了三次工業(yè)革命 科學(xué)革命技術(shù)革命產(chǎn)業(yè)革命第一次產(chǎn)業(yè)革命(1734-1834）主導(dǎo)技術(shù)：蒸汽

13、機 動力變革， 熱能、機械能科學(xué)基礎(chǔ)：牛頓力學(xué)、熱力學(xué)、 能量轉(zhuǎn)化原理第二次產(chǎn)業(yè)革命（1835-1914） 科學(xué)基礎(chǔ)：電的發(fā)現(xiàn) 電磁理論 主導(dǎo)技術(shù)：電氣化技術(shù) (發(fā)電機和電動機、電力傳輸、 無線電通訊)第三次產(chǎn)業(yè)革命（1945-2010？） 科學(xué)基礎(chǔ)： X射線的發(fā)現(xiàn) 放射線的發(fā)現(xiàn) 半導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)主導(dǎo)技術(shù)： 微米技術(shù) 微電子技術(shù) 三次產(chǎn)業(yè)革命的啟示:1.每一次產(chǎn)業(yè)革命造就了一、二個先進(jìn)國家；2.主導(dǎo)技術(shù)經(jīng)歷了孕育期生長期、高速發(fā)展期、穩(wěn)定期，主導(dǎo)技術(shù)周期約50-60年；3.主導(dǎo)技術(shù)的穩(wěn)定期開始蘊釀下一個主導(dǎo)技術(shù)；4.主導(dǎo)技術(shù)帶動產(chǎn)業(yè)革命，先從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)開始，逐漸形成新的產(chǎn)業(yè)群。為什么納米技術(shù)會引發(fā)新

14、的產(chǎn)業(yè)革命科學(xué)基礎(chǔ)中間領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)科學(xué)框架的建立納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)革命納米科學(xué)的內(nèi)涵制高點n-電子學(xué)n-加工n-生物基 礎(chǔ)n-材料n-材料基 礎(chǔ)納米物理納米化學(xué)納米力學(xué) 納米技術(shù)新工業(yè)革命的主導(dǎo)技術(shù)存儲密度： 106 1011 =10萬個磁盤 讀寫速度：1GB 20GB納米技術(shù)是21世紀(jì)科技發(fā)展的制高點, 是新工業(yè)革命的主導(dǎo)技術(shù)。20世紀(jì)高集成、高空間分辨率，存儲密度：1000GB 計算速度提高1001000倍、功率增加1000倍，能耗降低一百萬倍，芯片尺寸降低1001000倍納米技術(shù)21世紀(jì) DNA芯片節(jié)省能源利用資源優(yōu)化環(huán)境新工業(yè)革命納米技術(shù)醫(yī)療藥物環(huán)境能源宇航交通生物農(nóng)業(yè)電子器件計算機國家

15、安全新材料制 造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 推動GDP快速增長 對關(guān)鍵問題的影響力中國占多少份額 市場分析 投資情況印度：加大投入發(fā)展納米產(chǎn)業(yè) 1997年 2000年 2002年美國 日本 1.98 4.2 5德國 單位：億美元羅雷爾-諾貝爾物理獎獲得者 七十年度重視微米技術(shù)的國家都已成為發(fā)達(dá)國家,現(xiàn)在重視納米技術(shù)的國家有可能成為下一世紀(jì)的先進(jìn)國家 中國在21世紀(jì)魔術(shù)般的成為超級先進(jìn)國家，納米技術(shù)是可選擇的重要途徑。 喬納森.斯彭斯-美國耶魯大學(xué)中國現(xiàn)代史教授名人預(yù)測5.3 納米材料的特性 納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。如果按維數(shù)，納米材料的基本單元可以分為三

16、類： (1)零維，指在空間三維尺度均在納米尺度， 如納米尺度顆粒、原子團簇等； (2)一維，指在空間有兩維處于納米尺度，如 納米絲、納米棒、納米管等； (3)二維，指在三維空間中有一維在納米尺度，如超薄膜，多層膜;超晶格等。實心的納米棒、納米線、量子線 因為這些單元往往具有量子性質(zhì)，所以對零維、一維和二維的基本單元分別又有量子點、量子線和量子阱之稱。 納米材料大部分都是用人工研究、制備的，屬于人工材料，但是自然界中早就存在納米微粒和納米固體。 1990年7月在美國巴爾的摩召開了國際第一屆納米科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)會議，正式把納米材料科學(xué)作為材料科學(xué)的一個新的分支公布于世。很快形成了世界性的“納米熱”。

17、大致可以劃分為3個階段： 第一階段(1990年以前)主要是在實驗室探索用各種手段制備各種材料的納米顆粒粉體，合成塊體(包括薄膜)，研究評估表征的方法。 第二階段 (1994年前)人們關(guān)注的熱點是設(shè)計納米復(fù)合材料： 納米微粒與納米微粒復(fù)合(0-0復(fù)合)， 納米微粒與常規(guī)塊體復(fù)合(0-3復(fù)合)， 復(fù)合納米薄膜(0-2復(fù)合)。 第三階段(從1994年到現(xiàn)在)納米組裝研究。它的基本內(nèi)涵是以納米顆粒以及納米絲、管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結(jié)構(gòu)的體系的研究。朗訊公司和牛津大學(xué): 納米鑷子碳納米管“秤”，稱量一個病毒的重量稱量單個原子重量的“納米秤”DNA開關(guān)納米材料的特性A . 特

18、殊的光學(xué)性質(zhì) 當(dāng)黃金被細(xì)分到小于光波波長的尺寸時，便失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上，所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)都呈現(xiàn)為黑色。尺寸越小，顏色愈黑，銀白色的鉑（白金）變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。 金屬超微顆粒對光的反射率很低，通?？傻陀趌，大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性可以高效率地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、電能。還可能應(yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等。1991年春的海灣戰(zhàn)爭，美國F117A型隱身戰(zhàn)斗機外表所包覆的材料中就包含有多種納米超微顆粒，它們對不同波段的電磁波有強烈的吸收能力，以欺騙雷達(dá)，達(dá)到隱形目的，成功地實現(xiàn)了對伊拉克重要軍事目標(biāo)的打擊。B . 特殊的熱學(xué)性質(zhì) 固態(tài)物質(zhì)在其形態(tài)

19、為大尺寸時，其熔點是固定的，超細(xì)微化后其熔點將顯著降低，當(dāng)顆粒小于10納米量級時尤為顯著。 例如，金的常規(guī)熔點為1064，當(dāng)顆粒尺寸減小到10納米時，則降低27，2納米尺寸時的熔點僅為327左右；銀的常規(guī)熔點為670，而超微銀顆粒的熔點可低于100。因此，超細(xì)銀粉制成的導(dǎo)電漿料可以進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，此時元件的基片不必采用耐高溫的陶瓷材料，甚至可用塑料。 金屬納米顆粒表面上的原子十分活潑?？捎眉{米顆粒的粉體作為火箭的固體燃料、催化劑。例如, 在火箭發(fā)射的固體燃料推進(jìn)劑中添加l重量比的超微鋁或鎳顆粒，每克燃料的燃燒熱可增加 l 倍。C . 特殊的磁學(xué)性質(zhì) 人們發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的

20、趨磁細(xì)菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場導(dǎo)航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)。磁性超微顆粒實質(zhì)上是一個生物磁羅盤，生活在水中的趨磁細(xì)菌依靠它游向營養(yǎng)豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明，在趨磁細(xì)菌體內(nèi)通常含有直徑約為 2*10-2微米的磁性氧化物顆粒。 當(dāng)顆粒尺寸減小到 2*10-2微米以下時，其矯頑力可增加1千倍，若進(jìn)一步減小其尺寸，大約小于 6*10-3微米時，其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出超順磁性。 利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已作成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤及磁卡中。利用超順磁性，已將磁性超微顆粒制成用途廣泛的磁性液體。D . 特殊的力學(xué)性質(zhì) 由于納

21、米材料粒度非常微小,具有良好的表面效應(yīng),1克納米材料的表面積達(dá)到幾百平方米。因此,用納米材料制成的產(chǎn)品其強度、柔韌度、延展性都十分優(yōu)越，就象一種有千萬對腳的毛毛蟲，當(dāng)它吸附在光滑的玻璃面上時，由于接觸面積大，12級臺風(fēng)有也吹不掉它。 陶瓷材料在通常情況下呈脆性，陶瓷茶壺一摔就碎，然而由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料，竟然可以象彈簧一樣具有良好的韌性。 研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強度，是因為它是由磷酸鈣等納米材料構(gòu)成的。呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬35倍。至于金屬-陶瓷等復(fù)合納米材料，其應(yīng)用前景十分寬廣。E . 特殊的電學(xué)性質(zhì) 由于顆粒內(nèi)的電子運動受到限制，電子能量被量子化了

22、。結(jié)果表現(xiàn)為當(dāng)在金屬顆粒的兩端加上合適電壓時，金屬顆粒導(dǎo)電；而電壓不合適時金屬顆粒不導(dǎo)電。原來是導(dǎo)體的銅等金屬，在尺寸減少到幾個納米時就不導(dǎo)電了；而絕緣的二氧化硅等，電阻會大大下降，失去絕緣特性，變得能導(dǎo)電了。 還有一種奇怪的現(xiàn)象，當(dāng)金屬納米顆粒從外電路得到一個額外的電子時，金屬顆粒具有了負(fù)電性，它的庫侖力足以排斥下一個電子從外電路進(jìn)入金屬顆粒內(nèi)，從而切斷了電流的連續(xù)性。 這就使得人們想到是否可以發(fā)展用一個電子來控制的電子器件，即所謂的單電子器件。單電子器件的尺寸很小，把它們集成起來做成計算機芯片其容量和計算速度不知要提高多少倍。納米材料的應(yīng)用能源領(lǐng)域石油、煤等不可再生資源環(huán)保領(lǐng)域解決水污染的

23、問題解決空氣污染的問題微電子納米電子器件、納米線、納米傳感器信息領(lǐng)域光纖、發(fā)光器件納米材料的應(yīng)用功能性涂料、薄膜防靜電涂料特殊視覺涂料紫外線吸收涂層耐磨、防腐、耐高溫、耐沖刷涂層機械納米結(jié)構(gòu)單元和納米機械結(jié)構(gòu)陶瓷增強、增韌、助燒結(jié)納米材料的應(yīng)用化學(xué)化工催化劑、助催化劑、阻燃劑鎳催化氧化丙醛，當(dāng)鎳的粒徑在5nm以下，反應(yīng)選擇性發(fā)生急劇變化，生成酒精的轉(zhuǎn)化率迅速增大塑料和橡膠制品成型劑、補強劑、抗老化劑OA領(lǐng)域復(fù)印機和激光打印機的墨粉噴墨打印機墨水、高級墨水納米材料的應(yīng)用納米藥物磁性納米粒子藥物衛(wèi)生保健品防曬霜紡織品反射紅外線型化纖殺菌滅菌除臭型化纖納米材料的應(yīng)用納米探測系統(tǒng)納米材料提高武器打擊納

24、米材料提高防護能力納米機械系統(tǒng)制造的小型機器人雷達(dá)隱身技術(shù)美國:“超黑粉”,對雷達(dá)波的吸收率達(dá)99法國:Co-Ni納米顆粒包覆絕緣層納米領(lǐng)帶衛(wèi)浴產(chǎn)品:耀眼的成果 荷葉效應(yīng) 高強度汽車材料高效環(huán)保阻燃材料阻隔性材料一、主流健康，發(fā)展勢頭良好2001年總投資： 1億元注冊資金：60億元199520000601201802403003601998公司數(shù)量年份2001四、對我國納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的評價中國科學(xué)院化學(xué)所的科技人員利用納米加工技術(shù)在石墨表面通過搬遷碳原子而繪制出的世界上最小的中國地圖1993年，中科院操縱原子寫字中科院物理所制備出大面積碳納米管陣列;合成了當(dāng)時最長的纖維級碳納米管中國科技大學(xué)

25、:氮化鎵粉體清華大學(xué):氮化鎵納米棒中國科技大學(xué):從四氯化碳制備出金剛石納米粉，被譽為“稻草變黃金”中科院化冶所“七五攻關(guān)”: 納米碳化硅“八五863”: 納米阻燃劑中科院化學(xué)所納米領(lǐng)帶超雙疏性界面材料 防水、防油、防污、防褪色 納米聚丙烯管材高強度、抑菌功能全國范圍三百多家納米企業(yè)以“納米”注冊的企業(yè)近百家數(shù)十條納米材料生產(chǎn)線資金約百億元存在的問題1. 三個不夠 科學(xué)內(nèi)涵宣傳的不夠 全面宣傳納米科技領(lǐng)域不夠 創(chuàng)新難度宣傳的不夠2. 對納米技術(shù)發(fā)展的階段認(rèn)識得不夠 21世紀(jì)，高科技產(chǎn)業(yè)如信息、生物技術(shù)、資源環(huán)境、新型能源、宇航、海洋和新材料等領(lǐng)域都面臨著新的挑戰(zhàn)，納米技術(shù)的切入，使這些高科技領(lǐng)域的發(fā)展出現(xiàn)新的機遇，蘊藏著巨大的潛力。機遇信息產(chǎn)業(yè)單電子 器件磁電子 器件過濾器截止器諧振器微電容微電極自旋電子器件共振隧穿器件光電子 器件巨磁電阻器件量子點和分子電子器件納米結(jié)構(gòu)器件納米加工環(huán) 境納米技術(shù)能消除水中小于200納米和空氣中小于20納米的污染物。 環(huán)境探測器 納米結(jié)構(gòu)反應(yīng)器能 源新能源發(fā)現(xiàn)： 非可燃?xì)怏w NT 可燃?xì)怏w提高能量轉(zhuǎn)化效率 太陽能 30% 電能 氫能源利用 海底天然氣利用 熱能 提高10% 電能 化學(xué)能 長壽高效 電能生物、醫(yī)藥