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1、有关纳米技术在生活中的应用的论文学院：计算机学院姓名：吴红霞学号：2010302530056【论文摘要】纳米技术是近年发展起来的一门前沿，综合性交叉的新学科，文中讨论了纳米技术在 21 世纪人类生活中的应用，并展望了纳米技术未来的发展。【关键词】纳米科学，纳米技术，应用，未来。随着现代科技的迅猛发展，以纳米技术为代表的新一代工程技术悄然崛起，使得作为信息技术先导和基础的微电子技术面临前所未有的挑战。所谓纳米技术是指在小于 100nm 的量度范围内对物质结构进行制造的技术，其实就是一种用单个原子，分子制造物质的科学技术【1】 。纳米技术在新世纪将推动信息技术，生物医学，环境科学，自动化技术及能源
2、科学的发展，极大的影响人类的衣，食，住，行，医疗等方面。一 纳米技术的应用近年来，对纳米技术的研究不断取得突破性进展，并显示革命性的产业前景。纳米技术的发展，不仅开创了一个科学技术的新时代，还引起社会经济，军事领域发生重大变革。1. 纳米技术在生物医学中的应用纳米脂质体仿生物细胞的药物载体脂质体（Liposome)是一种定时定向药物载体，属于靶向给药系统的一种新剂型。20 世纪 60 年代，英国 bangham AD首先发现磷脂分散在水中构成由脂质双分子层组成的内部为水相的封闭囊泡，由双分子磷脂类化合物悬浮在水中形成的具有类似生物膜结构和通透性的双分子囊泡称为脂质体。70 年代初，Rahman
3、 YE 等在生物膜研究的基础上，首次将脂质体作为酶和某些药物的载体。纳米脂质体作为药物载体的优点：由磷脂双分子层包封水相囊泡构成，与各种固态微球药物载体相区别，脂质体弹性大，生物相容性好；对所载药物有广泛的适应性，水溶性药物载入内水相，脂溶性药物溶于脂膜内，两亲性药物可插于脂膜上，而且同一个脂质体中可以同时包载亲水和疏水性药物；磷脂本身是细胞膜成分，因此纳米脂质体注入体内无毒，生物利用度高，不引起免疫反应；保护所载药物，防止体液对药物的稀释，及被体内酶的分解破坏。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。对脂质体表面进行修饰，譬如将对特定细胞具有选择性或亲和性的各种配体组装于脂质体表面，以达到寻
4、靶目的。以肝脏为例，纳米粒子药物复合物可通过被动和主动两种方式达到靶向作用：当该复合物被 Kupffer细胞捕捉吞噬，使药物在肝脏内聚集，然后再逐步降解释放入血液循环，使肝脏药物浓度增加，对其它脏器的副作用减少，此为被动靶向作用；当纳米粒子尺寸足够小约 100150 nm 且表面覆以特殊包被后，便可以逃过 Kupffer 细胞的吞噬，靠其连接的单克隆抗体等物质定位于肝实质细胞发挥作用，此为主动靶向作用。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。纳米粒作为输送多肽与蛋白质类药物的载体是令人鼓舞的，这不仅是因为纳米粒可改进多肽类在生物医学中的应用药物的药代动力学参
5、数，而且在一定程度上可以有效地促进肽类药物穿透生物屏障。纳米粒给药系统作为多肽与蛋白质类药物发展的工具有着十分广泛的应用前景。【2】2. 纳米技术和纳米材料在新型建筑材料中的应用纳米金属粉末在混凝土中的应用由于纳米材料的表面效应, 增加了纳米材料的活性, 使得纳米金属粉末具有两个特殊性能, 其一是纳米金属粉末的强度、硬度高, 并随着晶粒尺寸的减小, 其强度、硬度不断提高, 同时还表现出非常好的塑韧性; 其二是纳米金属粉末是一种良好的吸波材料【3】 。利用上述纳米金属粉末的特殊性能, 如果把它掺入到水泥混凝土中, 可制成具有功能性的电磁屏蔽混凝土。纳米金属氧化物在混凝土中的应用锐钛型纳米 TiO
6、2 是一种优良的光催化剂, 它具有净化空气、杀菌、除臭、表面自洁等特殊功能【4】 。利用纳米 TiO2 具有净化空气的特性来制备光催化混凝土, 它在净化机动车排出的尾气时发生了光催化反应, 对机动车辆排放的二氧化硫、氮氧化物等对人体有害的污染气体进行分解去除, 起到净化空气的作用【5,】 。利用纳米金属氧化物材料可以进行电磁屏蔽, 还可以用来制备智能水泥混凝土【6】, 如自警水泥混凝土等。这种水泥混凝土具有较强的导电性能, 同时还具有传感作用。这种智能型水泥混凝土可用于土木工程结构的实时和长期监测, 便于监控混凝土结构的开裂与破坏情况及其损伤评价、检测车重与车速等, 这对混凝土性能的检测是一场
7、革命。3. 纳米技术在为机械领域中的应用纳米分子电动机美国 IBM 公司瑞士苏黎士实验室与瑞士巴塞尔大学的研究人员发现 DNA 能够被用来弯曲直径不及头发丝的五十分之一的硅原子构成的“悬臂” 。上下弯曲，顶端则粘有单股DNA 链。DNA 自然形成双螺旋结构，双链被分开后，它们会力图重新组合。当研究人员将带有单股 DNA 链的“悬臂” 置于含有与之对应的单股 DNA 链的溶液中，这两个链就会自动配对结合在一起，小“悬臂” 在这种力的作用下开始弯曲。研究人员利用这种生物力学技术制造带有纳米级阀门的微型胶囊（纳米分子电动机） 。通过控制这种驱动力来控制阀门的开合，可以将精确剂量的药物传送到身体的需要
8、部位来达到治疗的目的。4. 纳米技术在纺织工业中的应用纳米防紫外线，防防磁功能晒晒阳光有利于健康，然而过量的暴晒会增加因紫外线辐射而导致的永久性皮肤损伤的危险。研究发现利用金属氧化体粉体，即所谓陶瓷粉如纳米 TiO2,ZnO,siO2,Al2O3,Fe2O3 和纳米云母，添加到化学纤维中，可以屏蔽紫外线的过度照射，并用电子计算机模拟设计发现二氧化钛粒粒径在 50120nm 时吸收紫外线效率最大，经过实验修正，二氧化钛紫外线最大吸收率的粒径应在 120300nm 左右。利用这种粒径的屏蔽粉体加入到涤纶，维纶，腈纶，尼龙和丙纶等制作各类纺织品，就能满足人们对抗紫外线衣物的需要。此外氧化镍，氧化铁等
9、纳米颗粒也能强烈的吸收电磁辐射，从而有效地保护人体免受电磁辐射损伤。例如西安杨建忠博士，高建忠高级工程师与相关科技人员成功的将抗辐射物质粉碎到纳米级，并溶于纤维，用该纤维制成的面料不仅能吸收阻隔 95%以上的紫外线，还能阻隔同量的电磁波。紫外线遮挡系数UPF 为 38%42%，具有无毒，无刺激，不受洗涤，着色和磨损的影响等特点，可做成衬衣，裙装，T 恤等，保护人体皮肤不受辐射伤害。二 纳米技术的展望纳米技术是近 10 多年来逐步发展起来的一门前沿、综合性交叉的新学科，它是现代科学（混沌物理、量子力学、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子技术、分析技术）相结合的产物，它的迅猛发展将引发 2
10、1 世纪新的工业革命。因此，目前所有发达国家的政府和企业都在对纳米技术的研发进行大量的投入，试图抢占这 21 世纪科技战略制高点，从而在世界竞争中保持优势。我国政府也明确提出了将新材料和纳米技术的进展作为“十五” 规划中科技进步和创新的重要任务，这为我国21 世纪初纳米技术的快速发展奠定了重要基础。相信在 21 世纪，纳米产品将广泛应用于各个领域，它给人类生活方式和生活质量全面提高所带来的影响将是巨大的。纳米科技由于其无可挑剔的优越性，已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域，促使许多传统产业得到改进。随着土木工程业的飞速发展与不断完善，越来越多的新型纳米建筑材料产生必
11、将对土木事业的发展产生深远的影响。改造现有传统的建材产品，开发具有新功能的纳米材料和拓宽现有纳米材料在土木工程中的应用，已成为当务之急。因此，纳米材料及纳米复合技术在建材中的应用，是将来新型建筑材料发展的重要方向。【1】向春礼纳米科技及其发展前景【2】成才军等纳米材料及其技术在涂料产品中的应用 【J 】新型建筑材发展的重要方向。 料【3】咸才军纳米建材【M 】 北京：化学工业出版社【4】熊国宣、邓 敏等纳米材料在混凝土中应用的思考混凝土与水泥制【5】王新林金属功能材料的几个最新发展动向J 新材料产业，【6】杨大智智能材料与智能系统M 天津大学出版社，2000【7】薛增泉纳米科技探索【M】北京：清华人学Ij 版社，2002
