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1、in课程名称：纳米材料与纳米技术论文题目：纳米材料与技术的发展现状与趋势学院：材料与能源学院姓名：夏国东学好：3110006707纳米材料与技术的反转现状与趋势21世纪前20年，是发展纳米技术的关键时期。由于纳米材料特殊的性能，将纳米科技和 纳米材料应用到工业生产的各个领域都能带来产品性能上的改变，或在性能上有较大程度的 提高。利用纳米科技对传统工业，特别是重工业进行改造，将会带来新的机遇，其中存在很 大的拓展空间，这已是国外大企业的技术秘密。英特尔、IBM、SONY、夏普、东芝、丰田、 三菱、日立、富士等具有国际影响的大型企业集团纷纷投入巨资开发自己的纳米技术，并到 得了令世人瞩目的研究成果
2、。纳米技术在经历了从无到有的发展之后，已经初步形成了规模 化的产业。欧盟、日本、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、中国、韩国、以色列、新西兰等国在 纳米材料领域的投资较大。日本国会提出要把发展纳米技术作为今后数十年日本的立国之 本，政府机构和大公司是其研究资金的主要来源，中小企业的作用很小。中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目， 投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距 很大。目前我国有50 多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10 多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产
3、超细纳米粉末、生物化学 纳米粉末等初级产品。目前纳米材料与技术在各方面的应用越来越广泛，小到日常使用的刀具，大到航空航天， 都遍布纳米材料的身影。1、纳米技术在建筑涂料中的应用涂料是建筑物的内衣（内墙涂料）和外衣（外墙涂料），国内传统的涂料普遍存在悬浮 稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于 涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材 （特别是建筑涂料）方面的应用已经显示出了它的独特魅力。2、纳米技术在混凝土材料中的应用 随着社会工业化的深入发展和我国基础建设的广泛开展，水泥混凝土作为一种传统的建材，其产量和用量都
4、在不断地增加，高性能混凝土已成为水泥基复合材料领域中的研究热点。 同时，许多特殊领域要求水泥混凝土具有一定的功能性，如希望其具有吸声、防冻、高强且 高韧性等功能。纳米材料由于具有小尺寸效应、量子效应、表面及界面效应等优异特性，因 而能够在结构或功能上赋予其所添加体系许多不同于传统材料的性能。利用纳米技术开发新 型的混凝土可大幅度提高混凝土的强度、施工性能和耐久性能。3、纳米技术在陶瓷材料中的应用二十世纪90年代初，日本Nihara首次报道了以纳米尺寸SiC颗粒为第二相的纳米复相 陶瓷具有很高的力学性能，并具有很多独特的性能。含有20%纳米钴粉的金属陶瓷是火箭喷 气口的耐高温材料。氧化物纳米材料
5、在这方面都优于同质传统陶瓷材料，在陶瓷基中添加其 他纳米微粒的效果也正在研究。利用纳米粒子特殊的光电磁特性制成太阳能陶瓷、远红外陶 瓷等，用于建筑物饰面，可开发太阳能，调节环境温度，促进人们身体健康。纳米技术在陶 瓷上的应用潜力不可估量。4、在国防科技上的应用纳米技术将对国防军事领域带来革命性的影响。例如：纳米电子器件将用于虚拟训练系 统和战场上的实时联系；对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米材料可以提高常 规武器的打击与防护能力；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击 任务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的 每一个角落，使战
6、场更加透明。而纳米材料在隐身技术上的应用尤其引人注目。 在雷达隐 身技术中，超高频段电磁波吸波材料的制备是关键。纳米材料正被作为新一代隐身材料加以 研制。5、纳米医学和生物学从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在l-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中 基本的东西。细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞就 象一个个“纳米车间”，植物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。纳米微粒的尺 寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳 米技术有了飞跃式的发展。纳米
7、技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和 生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、 平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子 晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、 量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。新产物的出现总是伴随着优点与缺点，纳米材料的发展也不是一帆风顺的，随着人们对 纳米材料的认识不断加深，一些存在的问题也不断被发掘出来。1、职业暴露人群，包括纳米技术的研发人员和工人的健康安全问题。根据现有的毒理 学研究，
8、纳米粉尘和颗粒有可能通过呼吸和皮肤接触进入人体。这就给长期暴露在纳米材料 氛围中的一线工人和研发人员的健康带来潜在威胁。此外，纳米材料还有一个特点就是易燃 易爆。万一因为操作不当等带来火灾或者爆炸，后果不堪设想。因此，如何切实保护在纳米 材料生产场所中暴露人员的健康，以及实验室和工作场所纳米材料的管理、纳米材料运输过 程中的安全措施以及一旦发生危险的危机处理问题等应该成为劳动保护法和工业环境法研 究和关注的对象。2、消费者的权益问题。随着纳米技术的产业化程度的提高，目前，在化妆品和食品中 纳米技术的应用越来越多。市场上的化妆品和体育用品有许多是纳米材料产品，比如说防晒 霜和口红。食品包装中的聚
9、合物基纳米复合材料(PNMC)的应用、作为食品机械的润滑剂、纳 米磁致冷工质和食品机械原材料中橡胶和塑料的改性等等都用到纳米材料。毫无疑问这些材 料具有独特的优点。但是在安全上也具有不确定性。但目前进行标识的纳米材料还微乎其微。 从知情同意的伦理原则出发，消费者和相关人员有权知道自己所接触的材料的内容及其风险 程度。3、环境保护问题。研究证明，不仅在纳米技术的工作场所的环境问题关系到相关人员 的健康，而且废弃的纳米材料进入空气、土壤、水体等环境后，可以产生一系列环境过程， 最终对人和整个生物链产生负面影响。由于纳米材料具有强烈的吸附能力。在扩散、迁移过 程中，还能吸附大气、土壤中存在的一些常见
10、化学污染物如多环芳烃、农药、重金属离子等。 因此，环境法应该研究纳米材料的环境问题，尤其必须加强废弃纳米材料的管理。4、隐私权的保护问题。随着纳米器件的微型化，纳米技术在医学、社会治安和国防方 面具有广泛的作用，但同时也构成对个人隐私的威胁。比如，通过将纳米设备嵌入对象物(身 体或者物件)中，可以监视和跟踪目标，搜集个人信息和行为习惯。而可以储存一个人的全 部基因和疾病信息的纳米芯片有可能成为被利用的工具，在劳资关系方面，成为企业用人歧 视的理由或者成为保险公司限制患者自由的砝码。面对高新技术的应用如何保护个人的隐私 权，是摆在我们法律工作者面前的一个重要问题在技术和经济全球化的今天，纳米技术
11、的许多前沿问题亦如能源问题、环境问题以及生 物技术的问题一样，不是基于一个国家的力量所能解决的。一旦国家之间与纳米技术相关的 法律框架存在不同，就不可避免地会导致国际间合作研究的障碍，以及全球纳米技术风险与 利益分配不公等问题，因此，有必要在一定的国际法体系下就纳米技术发展中的某些基本的 标准、原理达成一致意见，实现各国相关法律体系的协调。在此基础上，制定全球性的指导 纳米技术发展的基本原则框架，促进成员国和公众对于纳米技术的关注，真正推动纳米技术 风险的“善治”。而如果没有一个全球治理的框架协议，将导致纳米技术发展中的恶意竞争， 从而最终阻碍纳米技术的健康发展。纳米材料作为一种新型高科技材料
12、，毫无疑问会引起一系列强烈的变革，中国对与纳米 材料的研究与重视程度仍然落后于西方国家，在未来，如何在纳米材料领域更进一步不单是 前人的责任更是我们大学生的责任，只有不断的自强不息，才能让祖国在未来高科技时代中 不落于人后！关 键 词：纳米材料，纳米科技，进展，应用，前景，问题摘 要： 纳米材料是 21 世纪的新型发展领域，在各个方面都有重大的应用，带来很多技术 改革和创新，但是也存在一些不用忽视的问题，未来的发展需要靠我们的努力。参考文献：国家新材料行业生产力促进中心、国家新材料产业发展战略咨询委员会和北京麦 肯资讯有限公司联合编辑出版的中国新材料发展报告倪星元 姚兰芳 沈军 周斌 编著 纳米材料制备技术 化学工业出版社 张立德，牟季美，纳米材料和纳米结构，科学出版社，2001
