 纳米技术的应用现状和技术分析
纳米的概念
纳米与米、厘米、毫米一样，是长度度量单位，那么纳米是多长呢？我们知道1米＝1000毫米，1毫米＝1000微米，那么纳米是更小的单位：1微米＝1000纳米。也就是十亿分之一米。纳米约为原子的四倍大小，万分之一头发粗。而纳米技术就是指在1-100纳米（介观体系）这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术，包括纳米结构和纳米材料。
神奇的介观世界
到了20世纪80年代，科学家们惊奇地发现，在宏观与微观之间的纳米体系（介观）中，许多我们认为理所应当的性质都完全变了模样：在介观状态时，金属银竟会失去了典型金属特征；常态下电阻较小的金属到了纳米级电阻会增大，电阻温度系数下降甚至出现负数；原是绝缘体的氧化物到了纳米级，电阻却反而下降；10-25nm的铁磁金属微粒，其矫顽力比相同的宏观材料大1000倍，而当颗粒尺寸小于10nm，矫顽力变为零，表现为超顺磁性。而原本无论是宏观和微观尺度都不相溶的水和油，在这个介观世界里，居然可以相溶，并且溶的非常好，成为热力学的稳定相，不管它温度变化也好，振动也好，加化学原料也好，都是稳定的。
纳米技术的发展应用
其实，早在古代时期，我们的祖先就已不自觉的使用了今天被人们所称之的纳米技术，如古人将烧制木碳后的烟气收集起来，制成墨，这种烟灰的颗粒就是在纳米量级范围内的。
1990年，IBM公司阿尔玛登研究中心的科学家成功的对单个的原子进行了重排。科学界取得这一重大突破后，纳米科技得到迅速发展，主要有纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学等等。纳米科技为传统产业带来了新希望！21世纪世界经济和社会的发展对纳米技术有着巨大的需求。纳米技术对人类健康、财富和安全生产的重大影响，将超过20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物。在一些关键的高技术领域，纳米技术具有前所未有的冲击力，对电子信息业、生物医药产业，环保与能源产业将产生重大影响。
纳米材料的特性
纳米材料与常规材料的区别不仅在于尺度的不同，最重要的是在于物理化学性能的变化，正是由于这些变化，为科学研究开辟了一个崭新的领域，更为产品开发提供了新的手段和技术。它的特性包括表面效应、小尺寸效应和量子隧道效应等。
上世纪末的科学家研究发现：对于大部分固体材料，如矿物、陶瓷、合金等，在传统工艺技术下，其结晶粒度均是在微米量级以上的，在这一量级以上的材料保持着其广为人们所知传统的物理及化学、磁、电、等特性， 但一进入纳米量级，材料的物理和化学性质则产生巨大变化，如材料的熔点很低、抗压强度明显增强；当纳米级材料参加化学反应时，其速度异常加快。
随着物质粒径的减小，比表面积大大增加。粒径5nm的颗粒，表面积占体积50％，粒径2nm时，表面与体积的百分比增加到80％。庞大的比表面，键态严重失配，出现许多活性中心，使纳米材料具有极强的吸附能力。更使得纳米粒子对于无论是促使物质 的氧原子、氧自由基，还是产生其他异味的烷烃类分子等，均具有极强的抓俘能力，使其具有防腐抗菌功能；还使纳米材料具有作为催化剂的基本条件。这些特性的发现，加快了纳米材料技术对传统材料的改进步伐。 |
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 进入二十一世纪，我国建筑涂料市场发展速度相当迅速，市场需求量成倍增长，发展前景十分广阔。据有关部门统计，1995年我国建筑涂料用量80万吨，预计2005年可达200万吨/年。按照“九五”规划，全国人均居住面积将从7.9平方米增到9平方米，新建城市住宅将达成10亿平方米，预计农村住宅建设可达65亿平方米，公共和生产建筑建设可达23亿平方米，我国的每个大型城市，每年至少有2000万平方米房屋竣工，其中居民住宅到本世纪末要达到人均居住面积10平方米，每年就有1000万平方米住宅竣工，另约有500万平方米的旧住宅改善，由此就可以看出我国有着非常巨大、稳定的建筑涂料市场。
此外，随着我国人民生活水平的提高，农村市场对建筑涂料的需求将会成倍的增加。纳米涂料更符合未来建筑涂料发展方向。定会以其优异的理化性能，迅速发展并普及起来。
建筑外墙普遍采用外墙涂料是外墙装饰的必然趋势。做为外墙涂料必须具备良好的耐候性。耐碱性、耐老化及保色等优异性能。但纵观市场，品质卓越、能经日月风霜雨雪考验与岁月洗礼的外墙涂料却寥若晨星，而多为洋货，其昂贵的价格让人望而兴叹。无论什么时候人们都会接受质优价廉的产品。彩韵纳米漆以其低成本、高品质、环保型等优点，定会受到广大消费者的青睐。
纳米改性乳胶漆的性能特点
我公司科研人员与国内相关科研院所合作，在多位国内高等院校教授和国外纳米材料专家的指导下，利用纳米材料的改性技术，成功地研制出彩韵系列改性纳米乳胶漆。该产品是采用优质纳米材料及纳米光催化（光触媒）技术，经过特殊工艺对高分子乳液、颜填料、助剂等进行改性复合而成。由于纳米粒子（包括光触媒）在水和空气中受紫外线辐射产生带负电的电子（e）和带正电的空穴（h），形成空穴电子对，在电场作用下空穴（h）和电子（e）发生分离，分别向纳米粒子表面的不同位置迁移，首先吸附在纳米粒子表面氧气（O2 ）吸收电子（e）形成活性负氧离子（O2）；其次吸附的水受纳米粒子表面空穴（h）作用氧化成HO自由基活性物种。活性负氧离子和HO自由基这些活性物种具有很高的反应活性，能够强有力地夺得其它物质中的自由电子，进而发生强氧化反应，有机污染物（如细菌、甲醛、甲苯）、微生物及微生物赖以生存的有机营养物、氮氧化物（NOX）、硫氧化物 （SO2）、硫化物（H2S）等可被其氧化成二氧化碳（CO2 ）、水(H2O)和相应的酸，从而达到抗菌、自洁、净化空气等目的。
因此，改性纳米乳胶漆的综合性能和质量大大优于普通乳胶漆，该产品具有如下优良性能及特点：
1、优异的抗菌防霉功能：采用纳米抗菌机理，纯物理作用，对环境无二次污染，作用持久安全。纳米光催化技术的特点是使用的光催化剂（光触媒）无毒，对人体和环境无害，光催化净化效率高，作用持久，可彻底分解所有的有机物，并降解为无害的二氧化碳和水，同时光催化技术的高氧化性能，具有很强和广谱的杀菌性能，可以通过破坏细菌的细胞壁以及凝固病毒的蛋白质，达到杀灭细菌和病毒的作用，其杀菌的广谱性和高效率是普遍的紫外线杀菌所不能比拟的。经中国化工建材检测中心抽样检测，彩韵系列改性纳米乳胶漆对以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌和以大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌等作用24小时后细菌减少百分率为99%。
2、净化环境、清新空气、无毒无味、健康环保：随着生活和工作条件的现代化，在现代家庭和办公楼中，都大量使用有机材料进行装修和装饰，这些有机材料中含有多种化学物质，都不同程度地含有挥发性有机污染物（简称VOC），在使用过程中会不断散发出一些有毒的有机气体（如甲醛、甲苯等）污染居室的空气，而且家庭烹调所产生的各种油烟中，同样存在大量的污染物质，有些物质还存在致癌作用，同时大气中的NO、NO2、SO2、H2S等也会影响空气质量，所有这些污染物严重影响人们的身心健康。利用纳米光催化技术，能够将这些污染物逐步氧化降解为无害的二氧化碳、水和相应的酸（例如可将脂肪族有机物逐步氧化为醇，进一步氧化为醛、酚最后脱羧生成二氧化碳），从而净化环境，保持周围空气的清新。
3、优异的疏水功能和耐污性能、耐水性能：利用光的照射可引起纳米粒子表面在纳米区域形成疏水性和疏油性的二元协同纳米界面结构原理即（双疏机理），可使水在纳米涂层如同水珠在荷叶表面一样，表现出奇特的疏水性能，这样可提高涂料的耐污性能，降低灰尘和污物的附着力，任何油质、水、灰尘等都不易存留于涂层表面，可保证建筑物长期洁净，同时也可使建筑物墙体中的水分蒸发出来，不会浸坏墙面基材，使墙面具有“呼吸”功能，透气性好，可有效抵御水的侵蚀。
4、自洁功能：利用纳米粒子的光催化机理和疏水机理，涂层上的污染物、污渍、灰尘等在光的照射及雨、水淋洗等情况下，可被逐步氧化降解为二氧化碳、水或被冲洗掉，可使建筑物长期洁净如新。
5、优异的抗老化性能和耐候性，使用寿命长：由于纳米粒子粒径小，比表面积大，对紫外线具有较强的吸收、反射、散射等作用，因此将纳米颗粒填充于涂料中，可显著提高涂料屏蔽紫外线能力，从而提高涂料，特别是户外用涂料的耐候性和耐老化性，使涂料坚固耐用，与墙面结合力强、使用寿命长。
6、极强的附着力和遮盖力，优异的耐洗刷性能：纳米粒子的粒径小，比表面积大，将纳米粒子填充到涂料中，可使涂料中的有机高分子材料（如乳液）大分子链与纳米粒子有机结合，对乳液具有增韧增强作用，并改善涂料的力学性能，提高涂膜的韧性、强度、硬度、遮盖力和附着力，大大增强涂层的耐洗刷性能，耐洗刷次数可达万次以上。涂膜光滑细腻，不易起皮，不易脱落，如有沾污，只
须用水轻轻擦洗，即可去除墙面上的污渍。
7、良好的流变性、触变性、储存稳定性及开罐性能、施工性能：纳米材料高活性和巨大比表面积可与成膜物和溶剂形成强大的相互作用力，从而极大地改进了涂料的流变性和储存稳定性，并提高了涂料的开罐性能（良好的触变性）和施工性能（防流挂）。
8、优异的弹张功能和极强的耐碱性：纳米材料能够弥补墙体细微裂纹，能够抵抗底材碱性的侵蚀。
9、具有丰富的色彩体系，可满足人们的个性化要求：其颜色可通过电脑配色机任意调配，色样丰富多彩。
10、施工方便：喷、刷、辊均可。
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