納米沉淀碳酸鈣工業(yè)化技術(shù)簡介

納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)

納米科學(xué)與技術(shù)主要包括：納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)等 。

納米科學(xué)技術(shù)納米科技

納米科學(xué)技術(shù)是在0.1nm~100nm尺度空間內(nèi)，研究電子，原子和分子運(yùn)動規(guī)律與特性的高技術(shù)學(xué)科。納米科學(xué)技術(shù)涵蓋納米物理學(xué)，納米電子學(xué)，納米材料學(xué)，納米機(jī)械學(xué)，納米制造學(xué)，納米顯微學(xué)，納米計量學(xué)，納米化學(xué)，納米生物學(xué)，納米醫(yī)學(xué)。納米科學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代物理學(xué)與先進(jìn)工程技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上誕生的，是基礎(chǔ)研究與應(yīng)用探索緊密聯(lián)系的新興高尖端科學(xué)技術(shù)。

納米科學(xué)技術(shù)納米加工技術(shù)

為了納米科學(xué)研究及其成果的應(yīng)用，首先要能按照人們的意愿在納米尺度上對材料進(jìn)行自由地剪裁和安排，這一技術(shù)被稱為納米加工技術(shù)。實際上，一方面納米加工技術(shù)是納米材料應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，另一方面納米加工技術(shù)中也包含了許多人們尚未認(rèn)識清楚的納米科學(xué)問題。比如說，在一個粗細(xì)為幾納米的孔或線里，原子的擴(kuò)散就與宏觀世界里的擴(kuò)散大不一樣。一般而言，原子運(yùn)動的自由程為幾個微米。在這個長度上，原子發(fā)生碰撞、進(jìn)行熱擴(kuò)散的作用可忽略不計?？墒窃诩{米孔或線內(nèi)，原子的擴(kuò)散主要是靠與孔壁的碰撞來完成的。再舉一個例子，一般認(rèn)為物體之間相互運(yùn)動時的摩擦力主要來源于物體表面的不平整性，即物體表面越光滑，它們之間的摩擦力越小。在納米世界里，材料表面很小，相互之間距離很近，以至于兩塊材料表面上的原子會發(fā)生化學(xué)鍵合而產(chǎn)生對相互運(yùn)動的阻力。因此，在納米世界內(nèi)，所有的加工技術(shù)都必須在原子尺寸的層面上考慮。2100433B

納米技術(shù)已成功用于許多領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)及生物檢測、制造業(yè)、光學(xué)以及國防等等。本詞條為納米技術(shù)應(yīng)用的總綱，包括如下領(lǐng)域：

1、納米技術(shù)在新材料中的應(yīng)用

2、納米技術(shù)在微電子、電力等領(lǐng)域中的應(yīng)用

3、納米技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用

4、納米技術(shù)在生物、醫(yī)藥學(xué)中的應(yīng)用

5、納米技術(shù)在化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

6、納米技術(shù)在能源、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用

7、納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

8、 納米技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用

9、納米技術(shù)在環(huán)境污染防治中的應(yīng)用

在汽車尾氣凈化方面的應(yīng)用

在燃料脫硫方面的應(yīng)用

在室內(nèi)空氣凈化方面的應(yīng)用

在固體廢棄物處理方面的應(yīng)用

在控制噪聲方面的應(yīng)用

納米技術(shù)應(yīng)用衣

在紡織和化纖制品中添加納米微粒，可以除味殺菌?；w布雖然結(jié)實，但有煩人的靜電現(xiàn)象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現(xiàn)象。

納米技術(shù)應(yīng)用食

利用納米材料，冰箱可以抗菌。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經(jīng)面世。利用納米粉末，可以使廢水徹底變清水，完全達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。納米食品色香味俱全，還有益健康。

納米技術(shù)應(yīng)用住

納米技術(shù)可以使墻面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，根本不用擦洗。含有納米微粒的建筑材料，還可以吸收對人體有害的紫外線。

納米技術(shù)應(yīng)用行

納米材料可以提高和改進(jìn)交通工具的性能指標(biāo)。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機(jī)等發(fā)動機(jī)部件的理想材料，能大大提高發(fā)動機(jī)效率、工作壽命和可靠性。納米衛(wèi)星可以隨時向駕駛?cè)藛T提供交通信息，幫助其安全駕駛。

納米技術(shù)應(yīng)用醫(yī)

利用納米技術(shù)制成的微型藥物輸送器，可攜帶一定劑量的藥物，在體外電磁信號的引導(dǎo)下準(zhǔn)確到達(dá)病灶部位，有效地起到治療作用，并減輕藥物的不良的反映。用納米制造成的微型機(jī)器人，其體積小于紅細(xì)胞。通過向病人血管中注射能疏通腦血管的血栓。清除心臟動脈的脂肪和沉淀物，還可“嚼碎”泌尿系統(tǒng)的結(jié)石等。納米技術(shù)將是健康生活的好幫手。

納米技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊，經(jīng)濟(jì)效益十分巨大，美國權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，2010年納米技術(shù)市場估計達(dá)到14400億美元，納米技術(shù)未來的應(yīng)用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計算機(jī)工業(yè)。納米復(fù)合、塑膠、橡膠和纖維的改性，納米功能涂層材料的設(shè)計和應(yīng)用，將給傳統(tǒng)產(chǎn)生和產(chǎn)品注入新的高科技含量。專家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設(shè)備等領(lǐng)域，將免不了一場因納米而引發(fā)的“材料革命”我國以納米材料和納米技術(shù)注冊的公司有近100個，建立了10多條納米材料和納米技術(shù)的生產(chǎn)線。納米布料、服裝已批量生產(chǎn)，象電腦工作裝、無靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問世。加入納米技術(shù)的新型油漆，不僅耐洗刷的性能提高了十幾倍，而且無毒無害無異味。納米技術(shù)正在改善著、提高著人們的生活質(zhì)量。

不少國家紛紛制定相關(guān)計劃，投入巨資搶占納米技術(shù)的戰(zhàn)略高地。每一種新科技的出現(xiàn)，似乎都包涵著無限可能，尤其是納米機(jī)器人具有不可限量的應(yīng)用前景。 用不了多久，個頭只有分子大小的神奇納米機(jī)器人將源源不斷地進(jìn)入人類的日常生活。中國著名學(xué)者周海中教授在1990年發(fā)表的《論機(jī)器人》一文中就預(yù)言：到21世紀(jì)中葉，納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟惖膭趧雍蜕罘绞健?100433B

納米科學(xué)技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域

納米技術(shù)已成功用于許多領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)及生物檢測、制造業(yè)、光學(xué)以及國防等等。本詞條為納米技術(shù)應(yīng)用的總綱，包括如下領(lǐng)域：

1、納米技術(shù)在新材料中的應(yīng)用

2、納米技術(shù)在微電子、電力等領(lǐng)域中的應(yīng)用

3、納米技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用

4、納米技術(shù)在生物、醫(yī)藥學(xué)中的應(yīng)用

5、納米技術(shù)在化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

6、納米技術(shù)在能源、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用

7、納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

8、 納米技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用

納米科學(xué)技術(shù)日常生活

衣 在紡織和化纖制品中添納米微粒，可以除味殺菌?；w布挺括結(jié)實，但有煩人的靜電現(xiàn)象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現(xiàn)象。

食 利用納米材料，冰箱可以抗菌。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經(jīng)面世。利用納米粉末，可以使廢水徹底變清水，完全達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，納米食品色香味俱全，還有益健康。

住 納米技術(shù)的運(yùn)用，使墻面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，根本不用擦洗。含有納米微粒的建筑材料，還可以吸收對人體有害的紫外線。

行 納米材料可以提高和改進(jìn)交通工具的性能指標(biāo)。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機(jī)等發(fā)動機(jī)部件的理想材料，能大大提高發(fā)動機(jī)效率、工作壽命和可靠性。納米球潤滑添加劑可以在機(jī)車發(fā)動機(jī)加入，起到節(jié)省燃油、修復(fù)磨損表面、增強(qiáng)機(jī)車動力、降低噪音、減少污染物排放、保護(hù)環(huán)境的作用。納米衛(wèi)星可以隨時向駕駛?cè)藛T提供交通信息，幫助其安全駕駛。

醫(yī) 利用納米技術(shù)制成的微型藥物輸送器，可攜帶一定劑量的藥物，在體外電磁信號的引導(dǎo)下準(zhǔn)確到達(dá)病灶部位，有效地起到治療作用，并減輕藥物的不良的反映。用納米制造成的微型機(jī)器人，其體積小于紅細(xì)胞，通過向病人血管中注射，能疏通腦血管的血栓。清除心臟動脈的脂肪和沉淀物，還可“嚼碎”泌尿系統(tǒng)的結(jié)石等。納米技術(shù)將是健康生活的好幫手。

納米科學(xué)技術(shù)具體應(yīng)用簡介

納米抗血栓中藥

用親脂型二元納米協(xié)同界面包覆的中藥成分將使人類健康的頭號威脅——心腦血管疾病得到更加有效的治療，并將使中國文明的重要組成部分——中藥走向世界。因為這樣的納米中藥將具有普通中藥數(shù)百萬倍的物理活性（治療效果），可以暢通無阻地到達(dá)因脂肪堆積而造成的血管栓塞和組織病變部位，并因親和而與脂肪溶合，同時釋放出治療的有效成分，從而使藥物的靶向性提高數(shù)百萬倍。

納米孔膜

利用二元協(xié)同納米界面技術(shù)平臺制備的納米孔膜，將徹底解決油漆、涂料的潮解脫落問題，并可方便地大規(guī)模生產(chǎn)帶有呼吸作用的納米防水涂料和帶有反滲析作用的納米超濾膜，這將給人類的日常生活，甚至給海水淡化技術(shù)帶來革命性變化，從根本上解決人類日益嚴(yán)重的缺水問題。

納米修復(fù)材料

利用納米技術(shù)還可以新原理和新結(jié)構(gòu)在納米層次上構(gòu)筑特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作生物材料和仿生材料，并能在材料破壞過程中進(jìn)行納米級的損傷診斷和修復(fù)。例如，納米球是一種以多元合金為原料的納米級尺度的球狀原子團(tuán)簇，能夠吸附在受損的摩擦表面，形成新的超高硬度、極低摩擦系數(shù)、抗磨損、耐腐蝕的保護(hù)膜，實現(xiàn)潤滑、修復(fù)和保護(hù)作用，實驗顯示其摩擦阻力僅為普通潤滑劑的1/3。同時，納米球潤滑劑在潤滑和修復(fù)的同時，提高了機(jī)械密封型，控制燃料和空氣比重，燃料燃燒更充分，增強(qiáng)發(fā)動機(jī)動力，減少不完全燃燒過程中產(chǎn)生的多種有害氣體污染，實現(xiàn)節(jié)能和減排的目的。納米材料在儀器、化妝品、醫(yī)藥、印刷、造紙、電子、通信、交通、建筑及軍事等方面都得到越來越多的應(yīng)用。

納米自潔表面處理和涂料

如果將透明、疏油、疏水的納米材料顆粒組合在大樓表面或瓷磚、玻璃上，大樓就不會被空氣中的油污弄臟，瓷磚和玻璃也因不會沾上水蒸氣而永遠(yuǎn)透明。任何粘在表面上的物質(zhì)，經(jīng)陽光的照射，都會在納米涂料的催化作用下，變成可以蒸發(fā)的氣體或者容易被擦掉的物質(zhì)，建筑物不再總是臟乎乎的，家庭里的衛(wèi)浴設(shè)備也不必每天清洗了。將這種納米顆粒放到織物纖維中去，做成的衣服不會沾上灰塵，省去不少洗衣服的麻煩。氧化物納米顆粒最大的本領(lǐng)是在電場作用下或在光的照射下迅速改變顏色。平常人們戴的變色鏡的變色速度較慢，用納米材料做成的變色鏡就不一樣了，變色速度很快，用它做士兵的防護(hù)激光鏡是再好不過了。

新型納米光源和太陽能轉(zhuǎn)換器

用納米氧化物材料做成廣告板，在電、光的作用下，會變得更加絢麗多彩。半導(dǎo)體納米材料的最大用處是可以發(fā)出各種顏色的光，可以做成超小型激光光源，它還可以吸收太陽光中的光能，把它們直接變成電能。這種技術(shù)一旦實現(xiàn)，太陽能汽車、太陽能住宅就會成為現(xiàn)實，到那時，人們居住的環(huán)境將更加美麗，空氣更加清新。

納米傳感器

半導(dǎo)體納米材料做成的各種傳感器可靈敏地檢測溫度、濕度和大氣成分的變化，這在汽車尾氣和大氣環(huán)境保護(hù)上已得到應(yīng)用。納米傳感系統(tǒng)能進(jìn)行病癥的早期診斷，利用納米材料還能制作耐用且人體友好的人工組織和器官、復(fù)明和復(fù)聰器件，提高病人的生活質(zhì)量。

納米導(dǎo)向藥物和皮膚護(hù)理保健品

如果在人體外部加以導(dǎo)向，可利用納米藥物阻斷毛細(xì)血管來餓死癌細(xì)胞，藥物治療的效果會大大提高。納米顆粒還可以用于人體的細(xì)胞分離或細(xì)胞染色，也可以用來攜帶DNA進(jìn)行基因缺陷治療。如果把納米藥物做成膏藥貼在患處，藥物可以通過皮膚直接被吸收，而無須針管注射，少去了注射的感染。把不容易被人體吸收的藥物或食品，如維生素等做成納米粉或納米粉的懸浮液，這種就極易被人體吸收。

納米技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊，經(jīng)濟(jì)效益十分巨大，美國權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，2010年納米技術(shù)市場估計達(dá)到14400億美元，納米技術(shù)未來的應(yīng)用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計算機(jī)工業(yè)。納米復(fù)合、塑膠、橡膠和纖維的改性，納米功能涂層材料的設(shè)計和應(yīng)用，將給傳統(tǒng)產(chǎn)生和產(chǎn)品注入新的高科技含量。專家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設(shè)備等領(lǐng)域，將免不了一場因納米而引發(fā)的“材料革命”我國以納米材料和納米技術(shù)注冊的公司有近100個，建立了10多條納米材料和納米技術(shù)的生產(chǎn)線。納米布料、服裝已批量生產(chǎn)，象電腦工作裝、無靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問世。加入納米技術(shù)的新型油漆，不僅耐洗刷性提高了十幾倍，而且無毒無害無異味。納米技術(shù)正在改善著、提高著人們的生活質(zhì)量。

納米電子元器件

納米加工技術(shù)可以使不同材質(zhì)的材料集成在一起，它具有芯片的功能，又可以探測到電磁波、光波（包括可見光、紅外線和紫外線等）信號，同時還能執(zhí)行電腦的指令。如果將這一集成器件安裝在衛(wèi)星上，可以使衛(wèi)星的重量大大減小。當(dāng)前人們已經(jīng)在考慮用“小鳥”衛(wèi)星部分地代替現(xiàn)有的衛(wèi)星系統(tǒng)。如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，“小鳥”衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射，成本也更低。

納米碳管的應(yīng)用

各國科學(xué)家正在努力研究的碳納米管是一種非常獨特的材料。它是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的，外部直徑只有幾到幾十個納米。

這樣的材料很輕，但是很結(jié)實。它的密度是鋼的1/6而強(qiáng)度卻是鋼的100倍。用這樣輕而柔軟、又非常結(jié)實的材料做防彈背心是最好不過的了。如果用碳納米管做繩索，是唯一可以從月球上掛到地球表面，而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球到月球的電梯，人們到月球定居就很容易了。納米管的細(xì)尖極易發(fā)射電子，用于做電子槍，可以制成幾厘米厚的壁掛式電視屏，這是電視制造業(yè)新的方向。

納米材料超高物理活性應(yīng)用

想像一下只包含幾百個或幾千個原子、分子的“納米顆粒”，按照一般的經(jīng)驗，原子與原子之間的距離為0.2納米左右，由此可以估計出在尺寸為1納米的立方體“顆?！敝?，每一邊上只能排列5個原子，總體可容納125個原子，但是其中有98個原子在表面上。我們知道，表面上的原子只受到來自內(nèi)部一側(cè)的原子的作用。因此，它們很容易與外界的氣體、流體甚至固體的原子發(fā)生反應(yīng)，也就是說十分活潑。實驗發(fā)現(xiàn)，如果將金屬銅或鋁做成幾個納米的顆粒，一遇到空氣就會燃燒、發(fā)生爆炸。有人認(rèn)為用納米顆粒的粉體做成火箭的固體燃料將會有更大的推力，可以用做新型火箭的固體燃料，也可用做烈性炸藥。另外，用納米金屬顆粒粉體做催化劑，可加快化學(xué)反應(yīng)過程，大大提高化工合成的出產(chǎn)率。

納米高強(qiáng)度材料

如果把金屬納米材料顆粒粉體制成塊狀金屬材料，它會變得十分結(jié)實，強(qiáng)度比一般金屬高十幾倍，同時又可以像橡膠一樣富于彈性。人們幻想在下一個世紀(jì)，總有一天會制造出如此神奇性質(zhì)的納米鋼材和納米鋁材。用這種材料制造汽車、飛機(jī)或輪船，會使它們的重量減少到1/10。到那時，一輛摩托車的重量會變成只有20～30千克。人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫奶沾刹牧暇哂杏捕嗟奶攸c。硬是指它可以當(dāng)做刀具用來切削金屬，脆是指它經(jīng)不住沖擊。陶瓷的另一個長處是耐高溫，在10000℃的高溫下也不變形。用納米陶瓷粉制成的陶瓷已經(jīng)表現(xiàn)出一定的塑性。這個問題一旦被徹底解決，會在汽車發(fā)動機(jī)上大顯身手，徹底甩掉發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)，使發(fā)動機(jī)工作在更高的溫度下，汽車將跑得更快、飛機(jī)會飛得更高。

納米單電子元器件

把自由運(yùn)動的電子囚禁在一個小的納米顆粒內(nèi)，或者在一根非常細(xì)的短金屬線內(nèi)，線的寬度只有幾個納米，就會發(fā)生十分奇妙的事情。由于顆粒內(nèi)的電子運(yùn)動受到限制，原來可以在費(fèi)米動量以下連續(xù)具有任意動量的電子狀態(tài)，變成只能具有某一動量值，也就是電子動量或能量被量子化了。自由電子能量量子化的最直接結(jié)果表現(xiàn)為，在金屬顆粒的兩端加上電壓，當(dāng)電壓合適時，金屬顆粒導(dǎo)電；而電壓不合適時，金屬顆粒不導(dǎo)電。這樣一來，原來在宏觀世界內(nèi)奉為經(jīng)典的歐姆定律在納米世界就不再成立了。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)，這就切斷了電流的連續(xù)性，這使人們聯(lián)想到是否可以發(fā)明用一個電子來控制的電子器件，所謂單電子器件。單電子器件的尺寸很小，一旦實現(xiàn)，把它們集成起來做成電腦芯片，電腦的容量和計算速度將提高上百萬倍。

納米激光器和高密度信息存儲器

實際上，被囚禁的電子并不那么“老實”。按照量子力學(xué)的規(guī)律，有時它可以穿過“監(jiān)獄”的“墻壁”逃逸出來，這種現(xiàn)象一方面預(yù)示著在新一代芯片中的邏輯單元將不用連線而相關(guān)聯(lián)，因而需要新的設(shè)計才能使單電子器件變成集成電路;另一方面也會使芯片的動作不可控制。歸根結(jié)底，在這一情況下電子應(yīng)被看成是“波”而不是一個粒子。所以盡管電子器件已經(jīng)在實驗室里得以實現(xiàn)，但是真要用在工業(yè)上還需要時間。被囚禁在小尺寸內(nèi)的電子的另一種貢獻(xiàn)，是會使材料發(fā)出很強(qiáng)的光?！傲孔狱c列激光器”或“級聯(lián)激光器”的尺寸極小，但發(fā)光的強(qiáng)度很高，用很低的電壓就可以驅(qū)動它們發(fā)出藍(lán)光或綠光，用來讀寫光盤可使光盤的存儲密度提高好幾倍。如果用“囚禁”原子的小顆粒量子點來存儲數(shù)據(jù)，制成量子磁盤，存儲度可提高成千上萬倍，會給信息存儲技術(shù)帶來一場革命。

納米機(jī)器人的研發(fā)

納米機(jī)器人根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計原型，設(shè)計制造可對納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”，也稱分子機(jī)器人；而納米機(jī)器人的研發(fā)已成為當(dāng)今科技的前沿?zé)狳c。

目前，不少國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計劃，投入巨資搶占納米機(jī)器人這種新科技的戰(zhàn)略高地?！稒C(jī)器人時代》月刊日前指出：納米機(jī)器人潛在用途十分廣泛，其中特別重要的就是應(yīng)用于醫(yī)療和軍事領(lǐng)域。

每一種新科技的出現(xiàn)，似乎都包涵著無限可能。用不了多久，個頭只有分子大小的神奇納米機(jī)器人將源源不斷地進(jìn)入人類的日常生活。中國著名學(xué)者周海中教授在1990年發(fā)表的《論機(jī)器人》一文中就預(yù)言：到21世紀(jì)中葉，納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟惖膭趧雍蜕罘绞健?