納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域

硬件型號：AMD銳龍75800X處理器

系統(tǒng)版本：IC系統(tǒng)

納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域是十分廣闊的,如:汽車行業(yè)、建筑行業(yè)、紡織行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、電子信息行業(yè)、生物醫(yī)藥行業(yè)、環(huán)保行業(yè)、能源行業(yè)、裝備行業(yè)等。

1）汽車行業(yè)

納米技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)用納米技術(shù)可以提高汽車的安全、輕質(zhì)、環(huán)保等性能。由于納米材料比表面積大、催化效率高等特點(diǎn)，在汽車尾氣及車內(nèi)空氣凈化方面應(yīng)用納米技術(shù)，將使排放的氣體更清潔、更環(huán)保。發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用納米陶瓷復(fù)合材料，將使發(fā)動(dòng)機(jī)更堅(jiān)固，使用壽命更長。

在安全防護(hù)方面應(yīng)用納米力敏傳感材料、汽車防腐底漆、自清潔功能面漆、保險(xiǎn)杠及車內(nèi)裝飾用納米改性高分子材料，可以顯著地提高汽車壽命，改善汽車的安全和防腐耐磨性能。各類電機(jī)中應(yīng)用的新型納米稀土永磁材料以及汽車動(dòng)力應(yīng)用的納米太陽能電池，將進(jìn)一步降低能耗，使能源更清潔，動(dòng)力更強(qiáng)勁。

2）建筑行業(yè)

納米材料以其特有的光、電、磁等性能為建筑材料的發(fā)展帶來一次前所未有的革命，在建材中具有十分廣闊的應(yīng)用前景和巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

未來可移動(dòng)的整體房屋可以用納米復(fù)合材料建造，包括輕質(zhì)高強(qiáng)度的墻體、門窗、管材，環(huán)保涂料、屋面材料、太陽能電池、通風(fēng)及給排水凈化系統(tǒng)等。

具有自清潔功能的納米抗菌防腐涂料，對墻體有更牢固的附著力，并且易于清潔，能有效地抑制細(xì)菌、霉菌的生長，分解空氣中的有機(jī)物和臭味，凈化空氣中的有害氣體，增加空氣中的負(fù)離子濃度，從而達(dá)到清新空氣等功效。具有自清潔功能的玻璃可實(shí)現(xiàn)免擦洗，減少“蜘蛛人”危險(xiǎn)而繁重的日常勞動(dòng)。具有自清潔功能的瓷磚將使家居生活更溫馨，將使繁重的家務(wù)勞動(dòng)變得很輕松。具有自潔、抗菌功能的無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）供水管，將使生活更輕松，管道使用壽命更長，水質(zhì)污染更小。

利用納米技術(shù)開發(fā)的納米導(dǎo)電涂料，可用于儲(chǔ)油罐、機(jī)房等設(shè)施的防靜電處理。利用納米材料屏蔽紫外線的功能可大大提高聚氯乙烯（PVC）塑鋼門窗的抗老化性能，增加使用壽命。

3）紡織行業(yè)

我國是世界紡織大國，2008年棉花年產(chǎn)量已超過650萬噸，化纖產(chǎn)量已達(dá)2405萬噸。將功能納米氧化物填充到纖維中可制得各種差別化、功能化纖維，從而賦予普通纖維特殊功能（如高感、高吸濕透濕、防污、抗靜電及導(dǎo)電、抗菌及消毒、離子交換、生物降解與相容、隱身、發(fā)光燈）而成為新一代化學(xué)纖維。還可采用化學(xué)、物理方法，將功能性納米組分與高聚物復(fù)合成纖維，達(dá)到集多種功能于一體的效果。這一切將為紡織材料的發(fā)展帶來一場革命，這些特種功能纖維將滿足人們?nèi)找孀非蟮氖孢m、保健、環(huán)保、智能型服裝的要求。這一領(lǐng)域的市場容量很大，據(jù)國際權(quán)威RNCOS調(diào)查公司預(yù)測，2012年應(yīng)用納米技術(shù)的紡織品市場將達(dá)到1152億美元。

高阻燃、高強(qiáng)防彈、隱身性纖維也將為軍隊(duì)服裝和國防建設(shè)做出重要貢獻(xiàn)。納米技術(shù)可以應(yīng)用于紡織機(jī)械、面料后整理等方面。隨著納米技術(shù)的深入開發(fā)，方便快捷的后整理技術(shù)也將引發(fā)納米材料在纖維應(yīng)用上的又一次革命，將為社會(huì)帶來十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益，可大大提高我國纖維產(chǎn)業(yè)在國際市場的競爭力。

4）機(jī)械行業(yè)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上1/3以上的一次性能源消耗于摩擦，磨損是材料與設(shè)備破壞和失效的三種最主要形式之一，每年所造成的損失約占GDP的1%。納米科技的發(fā)展為解決該領(lǐng)域的潤滑材料與技術(shù)難題提供了可能。金屬材料的晶粒細(xì)化和納米化，尤其是強(qiáng)機(jī)械力作用下的材料表層晶粒的納米化，并配合碳氮物理化學(xué)滲透，形成了高強(qiáng)度或者搞耐磨損性的金屬納米材料，可用于閥門軸承及高強(qiáng)度耐磨損部件。

金屬材料的表面納米化能夠明顯地提高金屬材料（如銅、鐵、低碳鋼和不銹鋼等）的力學(xué)和化學(xué)性能，而又不損害材料的韌性。硬質(zhì)合金作為一種重要的工具材料和結(jié)構(gòu)材料，其用途極其廣泛。最新研制的納米硬質(zhì)合金，不但強(qiáng)度和硬度均高于相同成分的粗晶合金，還展示出一些其他的新奇特性。

5）電子信息行業(yè)

在電子信息行業(yè)，應(yīng)用納米技術(shù)制造出的基于量子效應(yīng)的新型納米器件將克服電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的局限，這包括以強(qiáng)場效應(yīng)、量子隧穿效應(yīng)等為代表的物理限制和以功耗、互聯(lián)延遲、光刻等為代表的技術(shù)限制以及制造成本昂貴、用戶難以承受的經(jīng)濟(jì)限制。具有量子效應(yīng)的納米信息材料將提供不同于傳統(tǒng)器件的全新功能，從而產(chǎn)生出新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。這將是對信息產(chǎn)業(yè)和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的一場深刻的革命。

這些技術(shù)上的突破將全面地改變?nèi)祟惖纳娣绞剑鶐淼慕?jīng)濟(jì)價(jià)值是難以估量的。正如美國《新技術(shù)周刊》指出的，納米技術(shù)在電子信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用將成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)主要發(fā)動(dòng)機(jī)，其作用可使微電子學(xué)在20世紀(jì)后半葉對世界的影響相形見絀。

據(jù)國際半導(dǎo)體設(shè)備暨材料協(xié)會(huì)（SEMI）2006年發(fā)表的一份市場調(diào)研報(bào)告《全球納米電子市場與機(jī)遇》，2005年面向納米電子應(yīng)用的納米材料、工具和設(shè)備市場總計(jì)為18億美元，預(yù)計(jì)2010年將增長到42億美元。其中碳納米管（CNT）、納米壓印和遠(yuǎn)紫外光刻的增長最為迅速。未來5年內(nèi)，CNT背光和CNT場致發(fā)光顯示器（FED），以及許多采用納米材料的聚合物和透射膜將實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。采用納米技術(shù)，將使顯示器產(chǎn)業(yè)能夠采用噴墨打印和絲網(wǎng)印刷等新型制造工藝。另外，采用納米線的MEMS存儲(chǔ)器件以及采用納米材料的新型半導(dǎo)體存儲(chǔ)也將實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。報(bào)告還顯示，關(guān)注技術(shù)挑戰(zhàn)的產(chǎn)業(yè)，包括半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，在采用新技術(shù)方面通常比較保守；而那些關(guān)注成本挑戰(zhàn)的產(chǎn)品，如顯示和硬盤存儲(chǔ)，更愿意嘗試新技術(shù)。

6）生物醫(yī)藥行業(yè)

納米技術(shù)將在生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、人類健康等生命科學(xué)領(lǐng)域有重大應(yīng)用。隨著納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，它對疾病特別是重大疾病的早期診斷和治療將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，例如采用可植入性和彌補(bǔ)性生物相容材料、診斷器件以及治療技術(shù)等。納米材料將有更多的機(jī)會(huì)應(yīng)用于藥物輸運(yùn)、診斷和治療系統(tǒng)。因此納米生物技術(shù)具有重要的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)前景。根據(jù)產(chǎn)業(yè)咨詢公司納米市場（NanoMarkets）發(fā)布的報(bào)告，2009年全球藥物輸運(yùn)和服務(wù)市場的收入有望超過67億美元，其中納米技術(shù)藥物輸運(yùn)系統(tǒng)將創(chuàng)造超過17億美元的經(jīng)濟(jì)效益，2012年將超過48億美元。

7）環(huán)保行業(yè)

納米技術(shù)在環(huán)保行業(yè)上的應(yīng)用，能夠極大地促進(jìn)環(huán)保行業(yè)的發(fā)展。將使處理“三廢”的手段更有效率，使人類居住的環(huán)境得到很大程度的改善。我國為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對新型納米環(huán)境材料及技術(shù)也提出了新的迫切需求。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米光催化、凈化材料，脫硫脫硝用納米復(fù)合材料和可再生環(huán)境凈化用納米吸附材料等的批量制備技術(shù)將獲得突破，這對環(huán)境保護(hù)極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

8）能源行業(yè)

納米能源技術(shù)的開發(fā)，將在一定程度上緩解世界能源短缺的現(xiàn)狀，提高現(xiàn)有能源的使用效率，為世界的可持續(xù)發(fā)展提供新的動(dòng)力。納米材料將成為化學(xué)和能源轉(zhuǎn)化工藝方面具有高度選擇性和高效的催化劑，納米材料和技術(shù)將在低成本固態(tài)太陽能電池、高性能可充電電池（含超級電容器）和溫差電池、燃料電池等方面取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。這不僅對能源生產(chǎn)非常重要，而且對能源轉(zhuǎn)換極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其中，納米太陽能電池材料、高效儲(chǔ)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(jì)日益突出的能源危機(jī)問題上發(fā)揮重要作用，形成一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，并具有巨大的市場容量。

9）裝備行業(yè)

微納米加工與檢測儀器裝備是人類對納米世界的信息進(jìn)行測量、控制及有效利用的基本手段和設(shè)備，其發(fā)展水平是國家納米科技水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。納米科技的競爭，越來越明顯地表現(xiàn)為制造與檢測技術(shù)的競爭。因此，納米加工與檢測儀器設(shè)備的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化逐漸成為納米科技的競爭核心。

（圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)）