第三講 納米材料(2)幻燈片.ppt

1、納米材料與新材料 Nanometer-Materials and New Materials （3）,材料科學(xué)與工程學(xué)院,2,第三講 納米材料(2),3,納米材料的制備方法,4,氣相法制備納米微粒 低壓氣體中蒸發(fā)法(氣體冷凝法)； 活性氫熔融金屬反應(yīng)； 濺射法； 流動液面真空蒸鍍法； 通電加熱蒸發(fā)法； 混合等離子法 激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積； 化學(xué)蒸發(fā)凝聚法； 爆炸絲法。,5,液相法制備納米微粒 沉淀法； 噴霧法 水熱法； 溶劑揮發(fā)分解法 溶膠一凝膠法(膠體化學(xué)法)； 超聲電化學(xué)微乳液法。,6,納米結(jié)構(gòu)材料(納米固體、塊體、膜)的制備方法主要有以下幾種： 惰性氣體蒸發(fā)、原位加壓制備法； 高能球磨法

2、； 非晶晶化法； 濺射法； 形變誘導(dǎo)納米晶的生成。,7,惰性氣體蒸發(fā)制備納米材料(氫等離子體法),該法是利用快速凝固的原理制備納米粉體。先使系統(tǒng)達到預(yù)定的高真空，然后充入低壓(約2kPa)的惰性氣體(含一定的活性氣體H2)。將欲蒸發(fā)的金屬置于坩堝內(nèi)，通過等離子體將其蒸發(fā)，產(chǎn)生原物質(zhì)煙霧，冷卻后得到納米金屬粉末。,8,等離子體中心區(qū)溫度可高達4000-6000，離開等離子焰后溫度以巨大的溫度梯度急劇下降，加上惰性氣體的對流，這種特殊的溫度場為金屬顆粒表面的迅速熔化和快速冷卻創(chuàng)造了良好的溫度環(huán)境。,氫等離子法制備納米粉體設(shè)備,9,蒸發(fā)中，由元物質(zhì)的原子與惰性氣體原子碰撞而迅速損失能量而形成冷卻，這

3、種有效的冷卻在元物質(zhì)蒸氣中造成很高的局域過飽和，導(dǎo)致均勻的成核過程。因此在接近冷卻棒的過程中，元物質(zhì)蒸氣首先形成原子簇，然后形成單個納米微粒。 氫等離子體法制備的納米金屬粉體成品不含鹵素、硫、氧、碳等雜質(zhì)，純度高、粒徑均勻、松裝密度小、表面活性高。,10,我院金屬材料系納米金屬粉體課題組系統(tǒng)研究了氫等離子體制備納米金屬粉體。目前已能制備出的材料種類有：Ni、Fe、Cu、Zn、Ag、Al、Mo、Ti等納米金屬粉體。,氫等離子法制備納米Ni粉和Fe粉,11,超聲電化學(xué)微乳液法制備納米粉體,該法是利用超聲波的空化作用和電化學(xué)原理制備納米金屬粉體。其基本原理是在電解液和微乳液形成的混合液中導(dǎo)入大功率超

4、聲波，產(chǎn)生的大量空化氣泡。,12,氣泡爆炸時釋放出巨大能量，產(chǎn)生具有強烈沖擊力的微射流，促使非均相界面間的擾動和相界面更新 在超聲場中振動的空氣泡收縮膨脹爆炸過程中，會造成其內(nèi)部氣體溫度、壓力驟然變化，產(chǎn)生局部高溫高壓環(huán)境，促進電解微乳液中的形核 微乳液易發(fā)生沉降、絮凝、聚結(jié)，在晶核表面形成不良導(dǎo)體包覆層，阻礙電化學(xué)反應(yīng)的繼續(xù)進行，有效阻止金屬粉體因持續(xù)電解而發(fā)生的繼續(xù)長大和團聚，同時對生成的粉體實現(xiàn)原位包覆。,13,通過相關(guān)工藝參數(shù)的調(diào)整可獲得粒度可控的超細(納米/微米)金屬粉體，而且粉體可以進行原位包覆，既可防止粉末氧化，又便于粉末收集。該制備工藝成本低，粒徑可控，產(chǎn)量高，易于實現(xiàn)技術(shù)放大

5、和產(chǎn)業(yè)化。目前已使用該方法制備出Fe、Cu、Zn、Ag、Sn等多種粉體材料。,電化學(xué)制備的Cu粉粒徑分布,電化學(xué)制備的Cu粉粒TEM圖,14,原位加壓法制備納米結(jié)構(gòu)材料,原位加壓法可以看成是惰性氣體法的延續(xù)加工過程，可以將其制備的納米粉末制成塊體材料。具體過程是：由惰性氣體蒸發(fā)制備的納米金屬或合金微粒，收集后經(jīng)漏斗直接落入低壓壓實裝置，物體在此裝置中輕度壓實后，由機械手將它們送至高壓原位加壓裝置，壓制成塊狀試祥，壓力為1-5GPa，溫度為300K-800K。,15,能獲得相對密度高于90的塊體，最高密度可達97，因此，此種制備方法的優(yōu)點是：納米微粒具有清潔的表面，很少團聚成粗團聚體，塊體純度高

6、，相對密度也較高。,16,球磨法制備納米材料,高能球磨法是利用球磨機的轉(zhuǎn)動或振動，使硬球?qū)υ线M行強烈的撞擊、研磨和攪拌，把金屬或合金粉末粉碎為納米級微粒的方法。如果將兩種或兩種以上金屑粉末同時投入球磨機的球磨罐中進行高能球磨，粉末顆粒經(jīng)壓延，壓合，又碾碎，再壓合的反復(fù)過程(冷焊粉碎冷焊反復(fù)進行)，最后獲得組織和成分均勻的臺金粉末。,17,我院金屬材料系的特種粉體課題組利用高能球磨法制備出了納米Ti(C,N)材料的前驅(qū)體TiC，經(jīng)過燒結(jié)后得到的Ti(C,N)粉體材料晶粒尺寸僅有幾十納米；貯氫材料課題組也利用高能球磨制備納米粉體用于貯氫電池以及磁制冷工質(zhì)的制備中。,納米晶Ti(C,N）粉體的XR

7、D圖譜,納米晶Ti(C,N)粉末的形貌,18,非晶晶化法,非晶晶化法是將原料用電弧或者是感應(yīng)圈將坩堝內(nèi)的母合金加熱熔化成熔體，然后將合金液從坩堝末端的狹縫中直接噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥輪上，冷卻速度達到105-106/s，快淬得到非晶薄帶。將非晶薄帶破碎后放入真空晶化爐中進行熱處理，得到具有納米晶結(jié)構(gòu)的材料。,快淬法制備非晶條帶,19,我院金屬材料系磁性材料課題組從事非晶晶化法制備納米晶材料已經(jīng)有十余年的歷史，系統(tǒng)研究了合金成分、快速工藝、熱處理工藝等對磁粉納米晶結(jié)構(gòu)的影響。,真空動態(tài)晶化爐,真空電弧快淬爐,20,制備出高性能的納米晶NdFeB永磁粉末、PrFeB永磁粉末、SmFeN永磁粉末等，

8、其性能與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)，處于國際領(lǐng)先和國內(nèi)一流的水平。課題組在這方面的研究成果顯著，已榮獲四川省科技進步一等獎和二等獎各一次，并且已經(jīng)申報了國家科技進步獎。,納米晶NdFeB粉末的微觀形貌自由面AFM照片,21,濺射法,兩塊金屬板分別作為陽極和陰圾，陰極為蒸發(fā)用的材料在兩電極間充入Ar氣，并施加電壓。由于兩極間的輝光放電使Ar離子形成，在電場的作用下Ar離子沖擊陰極靶材表面，使靶材原子從其表面蒸發(fā)出來形成超微粒子，并在基材附著面上沉積下來。,22,目前，計算機的硬盤、存儲光盤等都采用濺射法來制備納米磁性薄膜。我院材料科學(xué)系的太陽能電池課題組、功能陶瓷課題組、無機材料系的金剛石薄膜課題組等都已

9、經(jīng)開展了濺射法制備納米薄膜的研究。,23,納米材料和技術(shù)的應(yīng)用,24,納米材料和技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用,機械工業(yè) 納米材料給傳統(tǒng)機械工程材料的性能帶來飛躍。 日本東北大學(xué)用非晶晶化法制備出了在非晶基體上分布納米粒子的A1-Ce-過渡族金屬合金復(fù)合材料，這類合金的強度達到1340-1560MPa。 中金屬所用納米銅粉制備的帶材具有5000%的超塑性。,25,采用納米技術(shù)對機械關(guān)鍵零部件進行金屬表面納米涂層處理，可提高機械設(shè)備的耐磨性、硬度和使用壽命。芬蘭技術(shù)研究中心等用磁控濺射法成功地在碳鋼上涂上納米復(fù)合涂層(MoSi2/SiC)，涂層硬度達20.8GPa，比碳鋼提高了幾十倍。我國臺肥工大研究納米T

10、iN改性TiC基刀具材料，在金屬陶瓷基體中加入納米TiN、AlN以細化晶粒，大幅提高刀具材料的強度、硬度和斷裂韌性?？刹糠秩〈鶼G8、YT15等硬質(zhì)合金刀具，使用壽命提高2倍以上，生產(chǎn)成本與YG8刀具相當(dāng)或略低。,AlN納米耐磨涂層,26,納米磁流體技術(shù)可以大幅減少機械運行中的磨損。將包裹表面活性劑的磁性微粒(通常為Fe3O4和鐵氧體，直徑約為10nm左右)彌散分布于特定基液中，得到的穩(wěn)定復(fù)合體系便是納米磁流體。在這樣小的尺寸下，強磁性顆粒已失去了鐵磁或亞鐵磁性能，呈現(xiàn)超順磁狀態(tài)；在磁場作用下，磁性顆粒帶動著包裹液體一起運動。,納米Fe3O4磁流體,27,將磁流體分布在金屬表面，其中的納米粒子

11、能完充填到金屬表面的微孔中，形成比較平滑的金屬表面，有利于在表面形成烴類分子保護膜，最大限度地減少金屬與金屬間的摩擦，耗能大大減少，機械噪聲降低，機械壽命成倍增長；并且，只要采用合適的磁場就可以將磁性潤滑油約束在所需的部位。我院納米粉體課題組在納米潤滑方面取得了較大的成果，研制的納米潤滑油的潤滑效果和美國乙基公司的產(chǎn)品相當(dāng)，部分參數(shù)指標還大大超過乙基公司。,28,利用磁流體還可以加強機械結(jié)構(gòu)件之間的密封。在旋轉(zhuǎn)軸承密封部件產(chǎn)生一環(huán)狀的磁場分布，將磁性液體約束在磁場之中，形成具有密封作用O形。這種密封圈自身沒有磨損，可以實現(xiàn)長壽命的動態(tài)密封，而且對密封件還有潤滑作用。目前，在計算機中已普遍采用磁

12、性液體的防塵密封；在精密儀器的轉(zhuǎn)動部分，如X射線衍射儀中的轉(zhuǎn)靶部分的真空密封、大功率激光器件的轉(zhuǎn)動部件，甚至機械人的活動部件亦采用磁性液體密封法。,29,利用納米技術(shù)還可以直接制造超微型機械?？茖W(xué)家們已經(jīng)成功地制造出了納米齒輪、納米軸承、納米彈簧、納米噴嘴、納米傳感器等納米機械零器件，而且還發(fā)明了納米發(fā)動機和納米執(zhí)行機構(gòu)。美國波士頓大學(xué)制造出了世界上最小的僅由78個原子組成的分子馬達。,納米泵,納米軸承,納米齒輪,30,美國桑迪亞國家實驗室研制出微型發(fā)動機，直徑只有200m，主要部件是一個只有花粉顆粒大小的齒輪，速度達到每分鐘30萬轉(zhuǎn)，一滴油就可以灌滿約50個這樣的發(fā)動機。,納米碳管和苯分子構(gòu)

13、成的齒輪,用光刻技術(shù)制造的齒輪 齒輪直徑只有數(shù)微米,31,日本豐田公司用微型部件制造了一輛只有一粒米大的能開動的微型汽車。 這些研究為今后開發(fā)和研制微小的分子機械奠定一定的基礎(chǔ)。,以原子為起點設(shè)計的精密運動控制器 這個控制器包含若干可以獨立運動的齒輪和拔桿、共由2596個原子組成,32,催化工業(yè) 納米微粒尺寸小，表面所占的體積百分數(shù)大，表面原子配位不全等導(dǎo)致表面的活性位置增加，這就使它具備了作為催化劑的基本條件。 關(guān)于納米微粒表面形態(tài)的研究指出隨著粒徑的減小，表面光滑程度變差，形成了凸凹不平的原子臺階，增加了化學(xué)反應(yīng)的接觸面。 超微粒子催化劑在下個世紀將成為催化反應(yīng)的主要角色。,33,半導(dǎo)體的

14、光催化效應(yīng)是指在光的照射下，價帶電子躍遷到導(dǎo)帶，價帶的孔穴把周圍環(huán)境中的烴基電子奪過來，烴基變成自由基，作為強氧化劑引起的如下變化：酯醇一醛一酸CO，完成對有機物的降解。,半導(dǎo)體光催化示意圖,34,納米半導(dǎo)體比常規(guī)半導(dǎo)體光催化活性高得多 量子尺寸效應(yīng)使導(dǎo)帶和價帶能級變成分立能級，能隙變寬，導(dǎo)帶電位變得更負，價帶電位變得更正，納米半導(dǎo)體粒子具有更強的氧化和還原能力。 納米半導(dǎo)體粒子粒徑小，光生載流子比粗顆粒更容易通過擴散從粒子內(nèi)遷移到表面，有利于得或失電子，促進氧化和還原反應(yīng)。,納米二氧化鈦光催化機理,35,常用的光催化半導(dǎo)體納米粒子有TiO2(銳鈦型)、CdS、ZnS、PbS、PbSe、ZnF

15、e2O4等。利用納米TiO2絲的陣列提高光催化效率已獲得成功。由于納米絲表面積大，比同樣平面面積的TiO2膜的接受光的面積增加幾百倍，最大的光催化效率可以高300多倍。,36,納米TiO2在可見光的照射下對碳氫化合物也有催化作用，在光的照射下，任何粘在表面的物質(zhì)，包括油污、細菌，由于納米TiO2的催化作用，這些碳氫化合物進一步氧化成氣體或者很容易被擦掉的物質(zhì)。利用這個效應(yīng)可在玻璃、陶瓷和瓷磚的表面涂上一層納米TiO2薄層，使其具有自清潔作用。,37,能源工業(yè) 納米能源技術(shù)的開發(fā)將在不同程度上緩解世界能源的短缺狀況，提高現(xiàn)有能源的使用效率，為整個世界的發(fā)展提供新的動力。其中，納米太陽能電池材料、

16、高效儲能材料、熱電轉(zhuǎn)換材料等是新型能源材料的重要組成部分和主要發(fā)展方向，將在解決21 世紀日益突出的能源危機問題上，發(fā)揮重要作用，并且具有巨大的市場容量。,38,太陽能是理想的清潔能源，研制高效太陽能轉(zhuǎn)化電池是太陽能利用的一個重要方面。目前，國外用納米材料制作太陽能電池, 光電轉(zhuǎn)化效率大致在10% -15%范圍。 我院材料科學(xué)系太陽能電池課題組也在從事太陽能薄膜電池的研究，先后研制出非晶Si、TeZn、CdS、TeCd等薄膜太陽電池，其中碲化鎘太陽電池轉(zhuǎn)換效率達到11.6%，這是我國各種薄膜太陽電池的最高效率，進入世界先進水平。,39,單壁碳納米管是一種很有希望的儲氫材料。碳納米管比表面積大，

17、1g碳納米管的比表面積竟達數(shù)百平方米，可大量地吸附氣體，在室溫下就可吸附氫氣，只要稍微加溫，這些氫氣就可釋放出來，有望推動和促進氫能利用。作為鋰離子電池陰極材料，LiMn2O4納米管電極的放電容量可以達到133.8mAh/g，而相同材料的薄膜電極只有52mAh/g，循環(huán)10次以后，碳納米管電極的放電容量降低至125mAh/g，薄膜電極降低至41mAh/g。,40,納米技術(shù)在能源方面的潛在突破還有許多： 用納米機器人和智能系統(tǒng)進行環(huán)境和核廢料的管理； 用納米材料分離核燃料處理中的同位素； 用納米流體提高核反應(yīng)堆的冷卻效率； 用納米粉末消除能源污染； 用于清潔能源的人工光學(xué)合成系統(tǒng)； 用于新一代更

18、高效太陽能電池的分子晶體層。,41,涂料工業(yè) 納米粒子的粒徑遠小于可見光的波長(400-760nm)，對紫外光具有很強的吸收和散射能力。某些粒徑小于100nm 的納米材料對射線、射線具有吸收和散射作用，可提高涂層防輻射的能力。 內(nèi)外墻涂料中添加少量的納米SiO2后，納米SiO2具有極強的紫外線吸收、紅外線反射特性，對400nm以內(nèi)的紫外光的吸收率達到70%以上，明顯提高涂料的抗老化性能。納米TiO2有很強的散射和吸收紫外線的能力，用其改性后的涂料抗紫外線老化性能可由原來的250h提高到600h以上。,42,納米材料的表面催化特性賦予了納米SiO2、TiO2、ZnO等填充的涂料以消毒殺菌和自清潔

19、作用，用于涂料可提高其耐候性和抗污染能力。研究發(fā)現(xiàn)，納米ZnO具有一般的ZnO無法比擬的新性能和新用途，能使涂層具有屏蔽紫外線、吸收紅外線以及殺菌防毒的作用，通常與其它的納米材料配合使用于內(nèi)外墻涂料中。,初始長滿細菌實物照片,納米復(fù)合改性內(nèi)墻涂料抑菌效果,43,納米材料具有高活性的大的表面積，這使其與成膜物和溶劑形成強大的相互作用力； 表面活性中心與成膜物質(zhì)的官能團可發(fā)生次化學(xué)鍵結(jié)合，極大地增加了涂層的剛性和強度； 納米級的顏料和填料可以極大地減少含量，大大提高填充比，改進涂層的機械強度； 如納米SiO2表面分子狀態(tài)呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如果對SiO2表面進行改性處理，改善納米SiO2粒子的潤濕性。

20、涂料耐擦洗性由1000次提高到10000次以上,納米涂層后涂膜表觀形貌,44,我院金屬材料系納米抗菌涂料課題組長期從事納米功能涂料的研究，制備出具有良好性能的納米改性復(fù)合涂料，耐候性好，在紫外線較強的地區(qū)已成功應(yīng)用，如阿壩州阿壩縣縣政府大樓等；結(jié)合性能好，內(nèi)墻涂料耐洗刷性能達到10000次以上，外墻涂料耐洗刷性能達到20000次以上；具有抑菌功能，可以殺滅金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌，同時還可以降解甲醛，凈化空氣，,若爾蓋紅梅賓館,阿壩縣縣政府辦公樓,45,儀器儀表工業(yè) 傳感器技術(shù)是現(xiàn)代儀器儀表與自動化控制系統(tǒng)的信息采集技術(shù)，它的研究和開發(fā)對儀器儀表和自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義。 傳感器

21、是納米材料最有前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一。 納米微粒(金屬)是黑色，具有吸收紅外線等特點；表面積巨大、表面活性高，對周圍環(huán)境敏感(溫、氣氛、光、濕度等)很高。 用作氣體傳感器的微粒粒徑越小，比表面積越大，表面與周圍接觸而發(fā)生相互作用越大，敏感度越高。,46,氣體傳感器有納米SnO2膜制成的傳感器，它可用作可燃性氣體泄漏報警器和濕度傳感器。它是利用納米金屬氧化物隨周圍氣氛中氣體組成的改變，電學(xué)性能(如電阻)所發(fā)生變化，從而對氣體進行檢測和定量測定。 用金超微粒子沉積在基板上形成的膜可用作紅外線傳感器；,納米Au顆粒膜制備的紅外傳感器,47,美國斯坦福大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)碳納米管可以用來探測有毒的二氧化氮和氯氣

22、； 英國利用納米技術(shù)研制成功一種類似手表的哮喘警示器，它能同時檢測出六種有害氣體。 意大利研制出一種探測疾病的“電子鼻”，它可以嗅出人體各種疾病的氣味。在 “電子鼻”中配有非常靈敏的極其微小的生物傳感器，可將人體的各種氣味轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過計算機處理后繪制成人體“氣味圖譜”，用于分析人體的健康狀況。,48,航空航天工業(yè) 航空發(fā)動機葉片等構(gòu)件表面作納米涂層處理后大大提高其使用壽命。傳統(tǒng)熱處理工藝生產(chǎn)出的葉片的平均壽命約4-8年, 用納米表面覆層技術(shù)處理的葉片的使用壽命可達20年左右。 要提高發(fā)動機的效率，需要提高燃氣的溫度，這需要能承受超高溫的材料。增韌陶瓷在1000的高溫下也不變形，可在發(fā)動機

23、中實現(xiàn)應(yīng)用，發(fā)動機用增韌陶瓷后可在更高的溫度下工作，徹底甩掉冷卻系統(tǒng)，重量大大減輕，這對研制新一代高速發(fā)動機來說是一大福音。,49,納米衛(wèi)星重量不足10千克，各種部件全部由納米材料制造，采用最先進的微機電一體化集成技術(shù)整合，質(zhì)量好，可靠性強。若在地球同步軌道上等間隔地放置648顆功能不同的納米衛(wèi)星，就可保證在任何時刻對地球上任何一點進行連續(xù)監(jiān)視。 用一枚小型運載火箭就可以發(fā)射幾百顆甚至上千顆納米衛(wèi)星，組成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。 我國清華大學(xué)宇航研究院已經(jīng)制造出重量為幾十公斤的微型衛(wèi)星，并發(fā)射成功。,50,出汗是常見的生理現(xiàn)象，通過汗液的蒸發(fā)帶人部分熱量，從而調(diào)節(jié)體溫，。 高速飛行的箭體與空氣摩擦生成大量的

24、熱，使殼體溫度升高。為了及時散熱，降低表面溫度，人們把金屬鎢制成多孔的金屬骨架首先保證殼體骨架的強度，以相對低熔點的銅或銀等填充在孔隙或“汗孔”中，制成“發(fā)汗金屬”。隨溫度升高，銅和銀逐漸熔化、沸騰和蒸發(fā)，及時帶走大量的熱，保護了噴嘴骨架，保證了火箭的正常遠行。,51,塑料工業(yè) 納米材料可以大幅改善塑料的力學(xué)性能。 粒徑為10nm的TiO2/PP(聚丙烯)復(fù)合體系薄膜的彎曲模量比純PP提高20，沖擊強度提高40。 當(dāng)含5納米TiO2時，納米TiO2/EP(環(huán)氧樹脂)復(fù)合材料，拉伸模量為純EP的383，拉伸強度為純EP的485，彎曲模量為純EP的236，彎曲強度為純EP的245，簡支梁缺口沖擊強

25、度為純EP的878。,納米TiO2/PP材料沖擊斷口,納米TiO2/PS材料沖擊斷口,52,含10納米SiO2時，納米SiO2/聚酰亞胺(PI)復(fù)合材料的拉伸強度為PI的1.5倍，30時斷裂伸長率為PI的3倍。 添加納米SiO2的橡膠彈性、耐磨性明顯優(yōu)于常規(guī)白炭黑作填料的橡膠，輪胎側(cè)面的抗折性能由10萬次提高到50萬次。 納米Al2O3添加到PS(聚苯乙烯)中，體積含量15時，復(fù)合材料拉伸強度為純PS的4倍，沖擊強度為純PS的3倍。,納米SiO2/PI制成的保險杠,納米改性PA制成的注塑件,53,納米材料還可以改善塑料的其他性能。 納米SiO2與納米TiO2可大量吸收紫外線，將其加入環(huán)氧樹脂可

26、延緩材料的老化。 添加0.1-0.5納米TiO2制成的透明塑料包裝袋，既可防止紫外線對食品的破壞，又具有殺菌作用，保持食品新鮮。,納米TiO2改性PC陽光板,54,納米材料和技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用 傳統(tǒng)電子產(chǎn)業(yè)具有以下限制： 強場效應(yīng)、量子隧穿效應(yīng)等為代表的物理限制， 以功耗、互聯(lián)延遲、光刻等為代表的技術(shù)限制 制造成本昂貴、用戶難以承受的經(jīng)濟限制， 納米技術(shù)的應(yīng)用將為電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展克服以上限制，制造出基于量子效應(yīng)的新型納米器件。具有量子效應(yīng)的納米材料將提供不同于傳統(tǒng)器件的全新功能，這對信息產(chǎn)業(yè)和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深刻影響。,55,高存儲量器件 IBM公司從1994年起利用巨磁阻效應(yīng)制作出了硬

27、盤驅(qū)動器(HDD)讀出磁頭，HDD的面密度達到已達到5Gbit/in2。 1998年，美園明尼蘇達大學(xué)和普林斯頓大學(xué)制備出量子磁盤，核心部分是長度為40納米的Co棒按周期性排列成量子棒陣列，每平方英寸包含1011-1012根Co棒，存儲密度達11Gbit/in2，現(xiàn)在正在向40-100Gbit/in2的目標推進。 美國還研制成功容量接近1000G的高密度磁盤。,56,英國成功地將有機分子形成的導(dǎo)線分別與納米金顆粒和金電極相連，組裝成能承載電流的納米電路。 美國耶魯大學(xué)宣布發(fā)明一種新型計算機存儲器，它可以用單個的分子存儲一個信息單位(一個bit)。這種存儲器的外觀和性能幾乎完全和普通的計算機存儲

28、器一樣，但體積卻小得多。 美國科學(xué)家已成功地用單電子移動單電子, 這種技術(shù)可用于研制速度和存儲容量比現(xiàn)在提高上萬倍的量子計算機。 美國1BM研究室利用STM可按照需要排布單個原子的能力，構(gòu)成高密度的數(shù)據(jù)儲存器件，其密度比目前的磁盤高十億倍。,57,微型集成電路 集成電路的集成度越高，要求圖形的尺寸就越小，一般用最小線寬來表示。以硅集成電路而言, 普遍認為極限線寬是70nm左右。如果將硅器件做得更小, 電子會隧穿通過絕緣層, 造成電路短路。 日本NEC公司率先研發(fā)成功95nm的半導(dǎo)體技術(shù)。與采用130nm技術(shù)制造的產(chǎn)品比較，新產(chǎn)品的集成化程度提高19倍，節(jié)電30，能獲得1干兆赫的運行速度。 In

29、tel公司研制出僅有20nm的晶體管，比當(dāng)前最快晶體管體積小30，速度快25。這使Intel公司在2007年左右能制造出包含近10億只晶體管的微處理器，遠行速度接近20GHz，操作電壓低于1V，,58,納米材料和技術(shù)在環(huán)境保護上的應(yīng)用廢氣的治理,工業(yè)中的汽油、柴油燃燒時會產(chǎn)生SO2氣體。以納米鈦酸鈷作為催化活體，催化效率高，催化后石油中硫含量小于0.01 工業(yè)中的煤燃燒也會產(chǎn)生SO2氣體，加入一種納米助燒催化劑不僅可以使煤充分燃燒，不產(chǎn)生CO氣體，而且使硫轉(zhuǎn)化成固體的硫化物，不產(chǎn)生SO2氣體,工業(yè)廢氣處理裝置,59,工業(yè)廢水中含有是對人體極其有害的貴金屬，它從污水中流失，也是資源的浪費，同時廢

30、水中含有有毒有害物質(zhì)、懸浮物、泥沙、鐵銹、異味污染物、細菌病毒等，因此需要對污水進行處理。 傳統(tǒng)的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題，污水治理一直得不到很好解決。 納米技術(shù)的發(fā)展很可能徹底解決這一難題。,廢水的治理,60,新型的納米級凈水劑的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑的10-20倍。能將污水中的懸浮物完全吸附并沉淀下來。 納米磁性物質(zhì)、纖維和活性炭的凈化裝置能有效除去水中鐵銹、泥沙以及異味等污染物，同時將污水中的貴金屬如金、鈀、鉑等提煉出來，變害為寶。 用由納米孔徑的特殊水處理膜和不同納米孔徑的陶瓷小球組成的裝置再對水進行處理，可將水中的細菌、病毒百分之百去除，得到高質(zhì)量的純凈水

31、。,61,納米TiO2可以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大顆粒TiO2的10倍以上。一般常用的殺菌劑能使細胞失去活性但細菌被殺死后，可釋放出致熱和有毒的組分如內(nèi)毒素。利用納米TiO2的光催化性能不僅能殺死環(huán)境中的細菌，而且能同時降解由細菌釋放出的有毒復(fù)合物。 在醫(yī)院的病房、手術(shù)室及生活空間細菌密集場所安放納米TiO2光催化劑還具有除臭作用。,廢物的處理,62,納米材料和技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用,納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細胞、紅血球還要小, 這就為醫(yī)學(xué)研究提供了新的契機。應(yīng)用納米材料和技術(shù)可以方便有效地進行細胞分離、細胞內(nèi)部染色、病情診斷、靶向藥物定向治療等。,63,以往的細胞分離技術(shù)采用傳

32、統(tǒng)離心法，時間長效果差。 在粒徑在15-20nm的SiO2納米微粒表面包覆單分子層，包覆層選擇與所要分離的細胞有親和作用的物質(zhì)，得到的復(fù)合體尺寸約為30nm。細胞尺寸一般在微米級，在包覆層的作用下，納米包覆體很容易依附在所需要的細胞上。通過離心技術(shù)，利用密度梯度原理，很快分離需要的細胞。,傳統(tǒng)細胞離心分離機,細胞分離技術(shù),64,細胞內(nèi)部的染色在細胞生物學(xué)的研究中有極為重要的作用。這些復(fù)合體分別與體內(nèi)各種器官和骨骼的細胞系統(tǒng)相結(jié)合，就相當(dāng)于給各種組織貼上了標簽。由于它們在光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡下襯度差別很大，這就很容易分辨各種組織。,細胞內(nèi)部染色,肺部結(jié)核菌的染色,65,美國MIT研究了納米磁性

33、材料為藥物載體的靶向藥物，稱為“生物導(dǎo)彈”。在磁性納米粒子表面涂覆高分子，外部與蛋白結(jié)合，這種載有高分子和蛋白的磁性納米粒子作為藥物載體，靜脈注射到生物體內(nèi)，在外加磁場作用下通過納米微粒的磁性導(dǎo)航，使其移向病變部位，達到定向治療的目的。這種磁性靶向藥物可用于癌癥的診斷和治療。,納米藥物,66,很多不溶于水的物質(zhì)做成納米微粒后可溶于水。我國中藥之所以難以做成見效快的注射劑，是因為大部分中藥的有效成分不溶于水，只能煎服。把中藥的有效成分做成納米微粒，就可溶于水中，這將有利于我國中藥的發(fā)展。 人們吸收人參中有益成分都是喝人參浸泡的湯，再經(jīng)過胃腸分解，有效成分損失較大。最好的方法是把人參的有效成分制成

34、納米微粒，溶于水后以注射入人體，十分方便地就可將其全部吸收。,67,米微粒在醫(yī)療臨床診斷上有重要應(yīng)用，它可使臨床診斷變得準確、快捷，有利于對疾病的及時發(fā)現(xiàn)和早期治療。 納米金顆粒通過弱相互作用與生物大分子結(jié)合，也可通過化學(xué)鍵與生物大分子偶聯(lián)，不改變生物大分子的生物活性；而且金顆粒具有高電子密度、分辨率高、對結(jié)構(gòu)遮蓋少、定位精確等特點。用超微金顆粒制成金溶膠，接上抗原或抗體就能進行免疫學(xué)的間接凝集試驗，可用于快速診斷。,納米診斷技術(shù),68,目前對艾滋病的檢測主要采用酶聯(lián)免疫染色法，但此法復(fù)雜，成本較高，只適于專門的檢測機構(gòu)采用。納米金膠體與免疫球蛋白的結(jié)合制備的金探針可定性檢測艾滋病病毒抗體。若

35、待測液中有HIV抗體，金顆粒被附在濾紙上，呈現(xiàn)出紅色的斑點，即為抗體陽性；若沒有，金顆粒將全部通過濾紙，不顯紅點，即為抗體陰性。該法可用裸眼觀察，簡單易行，不需特殊儀器；成本較低，可推廣至普通基層醫(yī)院或血站。,69,納米微粒在核磁共振成像領(lǐng)域可以做為增強顯示材料，不但使檢測更為準確，而且成本大大降低。處于納米尺度的氧化鐵磁性消失；當(dāng)遇到外界強磁場時，它又具有超強的磁性，這種性能意味在外部磁場作用下它能集中在某個區(qū)域。,外包層,納米硅示蹤顆粒,70,肝臟內(nèi)的網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞是由被枯否細胞的巨吞噬細胞構(gòu)成，它可吞噬氧化鐵顆粒，但惡性腫瘤細胞僅含極少量的枯否細胞，沒有大量吸收氧化鐵的功能。納米氧化鐵造影

36、劑就是利用正常細胞和惡性腫瘤細胞之間的這種功能差別：正常組織吸收納米氧化鐵表現(xiàn)為黑的低信號，病灶不吸收納米氧化鐵表現(xiàn)為亮的高信號。 以前的造影劑制備工藝復(fù)雜，價格昂貴。納米氧化鐵造影劑成本低，操作簡便，應(yīng)用于臨床可使肝腫瘤的早期診斷變得容易。,黑的低信號,亮的高信號,71,磁療治癌是從人體外利用電磁場對腫瘤部位進行加熱，當(dāng)溫度高于40時，殺死癌細胞，但是，這種磁療方法也會同時損害腫瘤周圍的健康組織，治癌同時又造成人體組織的傷害。 德國發(fā)明了治療癌癥的新方法，將一些納米磁性材料氧化鐵微粒注入患者腫瘤里，將患者置于可變磁場中。受磁場作用，腫瘤里的納米氧化鐵微?？缮郎氐?5左右，足以燒毀癌細胞。腫瘤

37、附近的健康組織沒有磁性微粒，溫度不會升高，不會受到傷害。,納米治療技術(shù),72,納米機器人比人體紅血球小，能周游于人體而不被免疫系統(tǒng)排斥，以光感應(yīng)器作開關(guān)，從溶解在血液中的葡萄糖和氧氣中獲得能量，并按編制好的程序探示體內(nèi)物體，以醫(yī)師預(yù)先編制的程序進行全身健康檢查，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物，吞噬病毒和組織破碎細胞，殺死癌細胞，監(jiān)視體內(nèi)的病變等。納米機器人還可以用來進行人體器官修復(fù)工作，如修復(fù)損壞的器官和組織做整容手術(shù)，進行基因裝配工作。從基圍中除去有害的DNA或把正常的DNA安裝在基因中，使機體恢復(fù)正常功能。,73,血管中納米機器人工作示意圖,74,納米材料和技術(shù)在國防上的應(yīng)用,

38、隱身材料 海灣戰(zhàn)爭中，美軍第一天出動的戰(zhàn)斗機就躲過了伊拉克嚴密的雷達監(jiān)視網(wǎng)，直接摧毀了電報大樓和其他軍事目標。在歷時42天的戰(zhàn)斗中，執(zhí)行任務(wù)的飛機達1270架次，使伊軍95的重要軍事目標被毀，而美國戰(zhàn)斗機卻無一架受損。,75,美國戰(zhàn)機的機身表面包覆了紅外與微波隱身材料具有優(yōu)異的寬頻帶微波吸收能力，可以逃避雷達的監(jiān)視；而伊拉克的軍事目標和坦克等武器沒有防御紅外線探測的隱身材料，很容易被美國戰(zhàn)斗機上靈敏紅外線探測器所發(fā)現(xiàn)，通過先進的激光制導(dǎo)武器很準確地擊中目標。,76,納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長，對雷達波的透過率比常規(guī)材料強得多，大大減少波的反射，使紅外探測器和雷達接收的反射信號很弱； 納

39、米顆粒表面原子比例高，不飽和鍵和懸鍵增多。大量懸掛鍵的存在使界面極化，電磁波吸收頻帶展寬； 納米顆粒的比表面積比常規(guī)粗粉大3-4個數(shù)量級，這造成電磁波的多重散射； 納米材料的量子尺寸效應(yīng)使電子能級分裂, 分裂的能級間距正處于微波的能量范圍, 為納米材料創(chuàng)造了新的吸波通道； 納米材料中的原子、電子十分活潑，在微波場的輻照下運動加劇，大量電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，從而提高對電磁波的吸收性能。,77,納米磁性材料，特別是類似鐵氧體的納米磁性材料放入涂料中，不但具有上述優(yōu)勢，這種材料還可以與駕駛艙內(nèi)信號控制裝置配合，通過開關(guān)發(fā)出干擾，改變雷達波的反射信號，使波形畸變，或者使波形變化不定，有效干擾迷惑雷達操縱員

40、，達到隱身目的。,美F117隱形戰(zhàn)斗機,美B52隱形戰(zhàn)略轟炸機,78,美國研制的納米隱身涂料“超黑粉”對雷達波的吸收率達99，將其涂在戰(zhàn)機、導(dǎo)彈等攻擊性飛行器的表面，能有效地吸收敵方防空雷達的電磁波。 法國研制的CoNi納米顆粒包覆絕緣層的納米復(fù)合材料, 在2-7GHz范圍內(nèi)對電磁波有很好的吸收效果。 目前，國外正致力于研究可覆蓋厘米波、毫米波、紅外、可見光等波段的納米復(fù)合材料。,79,利用納米材料制造軍艦、潛艇的蒙皮，可以靈敏地“感覺”到水中水流、水溫、水壓等極細微的變化，能隨時測定潛艇的航速，及時反饋給中央計算機并使之進行操縱微調(diào)，從而將潛艇的信號特征減至最小，大幅度降低噪聲，達到隱身目的

41、，并大大節(jié)約能源。此外，還可以根據(jù)水波的變化提前“察覺”來襲的敵方魚雷，使?jié)撏Ъ皶r做規(guī)避功作。,采用隱身涂料的美國宙斯盾導(dǎo)彈驅(qū)逐艦,80,人體釋放的紅外線很容易被非常靈敏的中紅外探測器所發(fā)現(xiàn)。納米Al2O3、TiO2、SiO2和Fe2O3的復(fù)合粉具有很強的吸收中紅外頻段的特性。這些納米微粒很容易填充到纖維中，對人體釋放的紅外線有很好的屏蔽作用。 納米顆粒對人體的紅外線強吸收作用，可增加保暖作用，減輕衣服的重量。用添加紅外吸收納米粉的纖維做成的衣服，重量可減輕30%。,納米軍服,81,利用納米技術(shù)對傳統(tǒng)的材料進行處理。產(chǎn)生出功能強大的新型軍服面料。納米軍服可防油、防水、抗菌、杭污，清潔起來極其簡

42、便；可抗紫外老化、熱老化、彈性、強度、耐磨性和穩(wěn)定性得到大幅提高；可保暖隔熱，減輕軍服重量；可防靜電效應(yīng)，吸收紅外線等，增強隱蔽性。此類軍用面料在理論上已經(jīng)得到證實，現(xiàn)在正進行應(yīng)用研究，在該領(lǐng)域我國現(xiàn)處在世界先進水平行列。,美陸軍納米男式常服,82,美國陸軍實驗室材料中心利用納米技術(shù)正在研制一種重量輕、防護性能強的STF硅材料“液態(tài)盔甲”。材料中的納米粒子在常態(tài)下像液體一樣，遇到子彈或者彈片沖擊時，它們立即形成格子結(jié)構(gòu)的固體形態(tài)，彼此之間緊密地“鎖”在一起，迅速變成一套堅硬無比的盔甲。,美陸軍研制的液體盔甲,83,一件注入了STF的輕型防護馬夾可以阻擋利刃、注射器針頭、低速子彈的穿透，甚至還可

43、以阻擋爆炸的沖擊波。在目前的研究階段，它已可作為防暴警察和監(jiān)獄看守的防護服。隨著研究的完善，盔甲的防護力進一步提高，該新型防彈衣最終會取代目前美軍穿戴的笨重防彈衣。,以利器對防彈衣進行實驗,84,知己知彼，百戰(zhàn)不殆。掌握敵方的舉動對于在戰(zhàn)爭中取得勝利有決定作用。納米材料和技術(shù)的出現(xiàn)使偵察設(shè)施具有了強大的功能，可以真正做到運籌于帷幄之中，決勝于千里之外。 納米技術(shù)大大提高了傳感器的性能，使得戰(zhàn)場上的“干里眼”的目光更加銳利。這種新型傳感器是以納米微粒為原材料制成的。具有較強的吸收紅外線的能力，而且表面積大，表面活性高對周圍的溫度變化、光、空氣振動等環(huán)境條件十分敏感。,納米偵察設(shè)施,85,如果將超

44、微型攝像機和傳感器一起裝備，制成類似于小草或沙粒的裝置，隱蔽性很好。戰(zhàn)爭中可用飛機將無數(shù)小于1mm的納米傳感器散布在作戰(zhàn)區(qū)域來及時探測敵方軍情，也可以散布在天空中來捕捉敵方發(fā)射的導(dǎo)彈。納米傳感器的覆蓋面積比現(xiàn)今遠程探測系統(tǒng)還要大，而且能實施連續(xù)監(jiān)視。,86,納米偵察機是一種比蒼蠅還要小的遙控飛行裝置。它們可以攜帶各種探測儀器，不僅具有信息處理，導(dǎo)航和通訊能力，還可以有效避開敵方雷達的探測，潛伏到敵方附近。因此納米偵察機可以晝夜拍攝紅外線照片并及時將最新軍事情報傳回數(shù)百公里外的基地，也可以直接引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊目標。同時，納米偵察機也可以單兵配置，以便在小分隊和單兵作戰(zhàn)時探測周圍叢林小丘和毀壞建筑物中

45、的軍事情況，以防遭受敵方突然襲擊。,87,美國軍方正在研制納米衛(wèi)星，重量不到10公斤，所用元器件全部用納米材料制造。納米衛(wèi)星由于性能好，可靠性強可用于各種不同的軍事目的；納米衛(wèi)星由于重量輕，一枚小型火箭就可同時發(fā)射數(shù)百上千顆納米衛(wèi)星，可方便地在地球的同步軌道上構(gòu)成網(wǎng)狀布局；納米衛(wèi)星由于體積小，隱蔽性極好，可免受攻擊，個別衛(wèi)星損壞也不會對地面接受造成影響。因此，納米衛(wèi)星可對地球上任何地方進行連續(xù)的全方位和全天候監(jiān)視。,88,納米材料和技術(shù)使武器裝備微型化。 用量子器件取代大規(guī)模的集成電路，可使武器控制系統(tǒng)的重量和功耗成千倍減小。 用量子器件取代半導(dǎo)體器件，可大大提高武器控制系統(tǒng)中的信息傳輸、存儲

46、和處理能力。 由納米技術(shù)制造的微型武器系統(tǒng)，幾乎沒有肉眼看得見的硬件連接，省去大量線路板和接頭，體積小得多，運用十分方便。 納米技術(shù)可以把現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機的全部電子系統(tǒng)集成在塊芯片上，也能使目前需車載的電子系統(tǒng)縮小至可由單兵攜帶,納米武器裝備,89,納米材料和技術(shù)使武器裝備高速化。 武器都要求射程遠、初速大，目前的技術(shù)只有增加裝藥量，這勢必增加武器及彈藥重量，與當(dāng)前武器設(shè)計的發(fā)展趨勢相悖。 將Cu、Fe、Al等金屬制成納米顆粒，一遇到空氣就會猛烈爆炸，產(chǎn)生巨大的能量。 將發(fā)射藥制成納米級顆粒，質(zhì)量輕，不但提高火箭、導(dǎo)彈、炮彈、子彈等飛行速度、穿透能力以及射程，還會減輕彈藥的重量，便于攜帶和運輸。

47、納米發(fā)射藥可從根本上改變武器發(fā)射機構(gòu)。新的擊發(fā)機構(gòu)就是一個控制發(fā)射藥與空氣接觸的機構(gòu)。這使武器變得更小，更輕。,90,納米材料和技術(shù)使武器裝備新型化。 利用納米技術(shù)制造的納米導(dǎo)彈，俗稱“蚊子導(dǎo)彈”，其隱蔽性、機動性和生存能力都發(fā)生了質(zhì)的變化。納米導(dǎo)彈可以神不知鬼不覺地潛入目標內(nèi)部，以足夠的火力炸毀敵方的火炮、坦克、飛機和彈藥庫，甚至指揮部。 軍用納米機器人，俗稱“螞蟻士兵”，是一種比螞蟻還要小的靠太陽能電池驅(qū)動的具有驚人破壞力的機器人。它們可以通過各種途徑潛入敵方的軍事要害內(nèi)部進行破壞。也可以潛伏數(shù)十年之久，無聲無息。戰(zhàn)事一旦爆發(fā)，通過微型遙控裝置可以誘發(fā)它們?nèi)浩鸸ブ?，迅速破壞敵方作?zhàn)系統(tǒng)。,

48、91,“空地英雄”是種黃蜂大小的攻擊型微型飛行器在作戰(zhàn)中這些“黃蜂”可裝有少量高能炸藥，對地面目標攻擊時，可離地面10-15厘米進行超低空飛行。接近目標時迅速集結(jié)，象蜜蜂包圍蜂窩一樣能把武器裝備團團圍住，然后齊聲爆炸摧毀或破壞武器裝備及軍事設(shè)施。此外。對空中的目標如作戰(zhàn)飛機、直升機、導(dǎo)彈等都具有良好的攔截打擊能力。,92,納米材料和技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用,納米材料和技術(shù)在食品中的應(yīng)用,納米技術(shù)會提高農(nóng)作物、畜牧漁業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低人口膨脹造成的農(nóng)業(yè)負荷和生態(tài)負荷。 納米農(nóng)用陶瓷浸種器具有吸收遠紅外線的功能，可使大水分子團產(chǎn)生共振而分解成小水分子。小水分子帶有大量動能，速度快，溶解力、滲透

49、力、代謝力比普通水強30以上，這使活性水進入生物體內(nèi)，不斷撞擊生物體細胞，促進新陳代謝，提高免疫力，增強抗病性，達到增產(chǎn)目的。,93,納米技術(shù)還可給人們帶來健康食品。人體膽固醇含量過高會導(dǎo)致動脈硬化。在食品中加入更多的植物固醇，它們在大腸中被吸收，吸收的膽固醇量便會減少。但植物固醇無論在水中，還是在脂肪中部是難以溶解的，難以被吸收。研究人員用納米技術(shù)將植物固醇制成微粒，在一定的溫度下將微粒均勻地分散于植物脂肪中，同樣也可以加入到酸奶、冰淇淋及色拉油等其他食品中，大大增強人體對植物固醇的吸收和利用。,94,納米技術(shù)可以帶來新食品。納米技術(shù)還可將纖維素粉碎成單糖、葡萄糖和纖維二糖等，使地球上豐富的

50、有機物成為人、畜可利用的營養(yǎng)物質(zhì)和化工原料。利用納米技術(shù)，只要操縱DNA鏈上少數(shù)幾種核苷酸甚至改變幾個原子的排列，就可以培養(yǎng)出新品種甚至完全新的基因食品。,納米破壁花粉,95,納米材料促使抗菌服裝出現(xiàn)。 服裝會沾染很多汗液、皮脂及其他分泌物，同時也會被環(huán)境中的污物粘污。這些污物是各種微生物的營養(yǎng)源，病菌在服裝上不斷繁殖，使污物產(chǎn)生臭味，并導(dǎo)致皮炎及其他疾病。 把納米材料加到色漿中，通過織物與染料的結(jié)合，使抗菌劑牢固附著在織物上，可得到抗菌服裝。同樣的方法可得到抗菌毛巾、棉被、枕巾等織物。,納米材料和技術(shù)在服裝中的應(yīng)用,抗菌襯衣和領(lǐng)帶,抗菌毛巾,96,在染料中加入納米TiO2，光照射在它表面就會產(chǎn)生一種自由基，遇到細菌時破壞細菌中的蛋白質(zhì)，使其失去活性，殺死細菌。 采用納米層狀銀系無機抗菌材料制備的抗菌防霉織物，且有廣譜抗菌功能，僅需添加0.5-1無機抗菌劑，抗菌效果顯著且具有持久性，對皮膚也無刺激性。 日本帝人公司將納米ZnO利納米SiO2放入化纖中，使其具有除臭功能，這種化纖被廣泛用于制造消臭敷料、繃帶、手術(shù)服、護士服，還可用于內(nèi)衣