 納米技術的應用現狀和技術分析
納米的概念
納米與米、釐米、毫米一樣，是長度度量單位，那麼納米是多長呢？我們知道1米＝1000毫米，1毫米＝1000微米，那麼納米是更小的單位：1微米＝1000納米。也就是十億分之一米。納米約為原子的四倍大小，萬分之一頭髮粗。而納米技術就是指在1-100納米（介觀體系）這一尺度範圍內對原子、分子進行操縱和加工的技術，包括納米結構和納米材料。
神奇的介觀世界
到了20世紀80年代，科學家們驚奇地發現，在宏觀與微觀之間的納米體系（介觀）中，許多我們認為理所應當的性質都完全變了模樣：在介觀狀態時，金屬銀竟會失去了典型金屬特征；常態下電阻較小的金屬到了納米級電阻會增大，電阻溫度係數下降甚至出現負數；原是絕緣體的氧化物到了納米級，電阻卻反而下降；10-25nm的鐵磁金屬微粒，其矯頑力比相同的宏觀材料大1000倍，而當顆粒尺寸小於10nm，矯頑力變為零，表現為超順磁性。而原本無論是宏觀和微觀尺度都不相溶的水和油，在這個介觀世界里，居然可以相溶，並且溶的非常好，成為熱力學的穩定相，不管它溫度變化也好，振動也好，加化學原料也好，都是穩定的。
納米技術的發展應用
其實，早在古代時期，我們的祖先就已不自覺的使用了今天被人們所稱之的納米技術，如古人將燒制木碳后的煙氣收集起來，製成墨，這種煙灰的顆粒就是在納米量級範圍內的。
1990年，IBM公司阿爾瑪登研究中心的科學家成功的對單個的原子進行了重排。科學界取得這一重大突破后，納米科技得到迅速發展，主要有納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米生物學等等。納米科技為傳統產業帶來了新希望！21世紀世界經濟和社會的發展對納米技術有著巨大的需求。納米技術對人類健康、財富和安全生產的重大影響，將超過20世紀的抗生素、集成電路和人造聚合物。在一些關鍵的高技術領域，納米技術具有前所未有的衝擊力，對電子信息業、生物醫藥產業，環保與能源產業將產生重大影響。
納米材料的特性
納米材料與常規材料的區別不僅在於尺度的不同，最重要的是在於物理化學性能的變化，正是由於這些變化，為科學研究開闢了一個嶄新的領域，更為產品開發提供了新的手段和技術。它的特性包括表面效應、小尺寸效應和量子隧道效應等。
上世紀末的科學家研究發現：對於大部分固體材料，如礦物、陶瓷、合金等，在傳統工藝技術下，其結晶粒度均是在微米量級以上的，在這一量級以上的材料保持著其廣為人們所知傳統的物理及化學、磁、電、等特性， 但一進入納米量級，材料的物理和化學性質則產生巨大變化，如材料的熔點很低、抗壓強度明顯增強；當納米級材料參加化學反應時，其速度異常加快。
隨著物質粒徑的減小，比表面積大大增加。粒徑5nm的顆粒，表面積占體積50％，粒徑2nm時，表面與體積的百分比增加到80％。龐大的比表面，鍵態嚴重失配，出現許多活性中心，使納米材料具有極強的吸附能力。更使得納米粒子對於無論是促使物質 的氧原子、氧自由基，還是產生其他異味的烷烴類分子等，均具有極強的抓俘能力，使其具有防腐抗菌功能；還使納米材料具有作為催化劑的基本條件。這些特性的發現，加快了納米材料技術對傳統材料的改進步伐。 |
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 進入二十一世紀，我國建筑塗料市場發展速度相當迅速，市場需求量成倍增長，發展前景十分廣闊。據有關部門統計，1995年我國建筑塗料用量80萬噸，預計2005年可達200萬噸/年。按照“九五”規劃，全國人均居住面積將從7.9平方米增到9平方米，新建城市住宅將達成10億平方米，預計農村住宅建設可達65億平方米，公共和生產建筑建設可達23億平方米，我國的每個大型城市，每年至少有2000萬平方米房屋竣工，其中居民住宅到本世紀末要達到人均居住面積10平方米，每年就有1000萬平方米住宅竣工，另約有500萬平方米的舊住宅改善，由此就可以看出我國有著非常巨大、穩定的建筑塗料市場。
此外，隨著我國人民生活水平的提高，農村市場對建筑塗料的需求將會成倍的增加。納米塗料更符合未來建筑塗料發展方向。定會以其優異的理化性能，迅速發展並普及起來。
建筑外牆普遍採用外牆塗料是外牆裝飾的必然趨勢。做為外牆塗料必須具備良好的耐候性。耐碱性、耐老化及保色等優異性能。但縱觀市場，品質卓越、能經日月風霜雨雪考驗與歲月洗禮的外牆塗料卻寥若晨星，而多為洋貨，其昂貴的價格讓人望而興嘆。無論什麼時候人們都會接受質優價廉的產品。彩韻納米漆以其低成本、高品質、環保型等優點，定會受到廣大消費者的青睞。
納米改性乳膠漆的性能特點
我公司科研人員與國內相關科研院所合作，在多位國內高等院校教授和國外納米材料專家的指導下，利用納米材料的改性技術，成功地研製出彩韻系列改性納米乳膠漆。該產品是採用優質納米材料及納米光催化（光觸媒）技術，經過特殊工藝對高分子乳液、顏填料、助劑等進行改性復合而成。由於納米粒子（包括光觸媒）在水和空氣中受紫外線輻射產生帶負電的電子（e）和帶正電的空穴（h），形成空穴電子對，在電場作用下空穴（h）和電子（e）發生分離，分別向納米粒子表面的不同位置遷移，首先吸附在納米粒子表面氧氣（O2 ）吸收電子（e）形成活性負氧離子（O2）；其次吸附的水受納米粒子表面空穴（h）作用氧化成HO自由基活性物種。活性負氧離子和HO自由基這些活性物種具有很高的反應活性，能夠強有力地奪得其它物質中的自由電子，進而發生強氧化反應，有機污染物（如細菌、甲醛、甲苯）、微生物及微生物賴以生存的有機營養物、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)和相應的酸，從而達到抗菌、自潔、淨化空氣等目的。
因此，改性納米乳膠漆的綜合性能和質量大大優于普通乳膠漆，該產品具有如下優良性能及特點：
1、優異的抗菌防霉功能：採用納米抗菌機理，純物理作用，對環境無二次污染，作用持久安全。納米光催化技術的特點是使用的光催化劑（光觸媒）無毒，對人體和環境無害，光催化淨化效率高，作用持久，可徹底分解所有的有機物，並降解為無害的二氧化碳和水，同時光催化技術的高氧化性能，具有很強和廣譜的殺菌性能，可以通過破坏細菌的細胞壁以及凝固病毒的蛋白質，達到殺滅細菌和病毒的作用，其殺菌的廣譜性和高效率是普遍的紫外線殺菌所不能比擬的。經中國化工建材檢測中心抽樣檢測，彩韻系列改性納米乳膠漆對以金黃色葡萄球菌為代表的革蘭氏陽性菌和以大腸桿菌為代表的革蘭氏陰性菌等作用24小時后細菌減少百分率為99%。
2、淨化環境、清新空氣、無毒無味、健康環保：隨著生活和工作條件的現代化，在現代家庭和辦公樓中，都大量使用有機材料進行裝修和裝飾，這些有機材料中含有多種化學物質，都不同程度地含有揮發性有機污染物（簡稱VOC），在使用過程中會不斷散髮出一些有毒的有機氣體（如甲醛、甲苯等）污染居室的空氣，而且家庭烹調所產生的各種油煙中，同樣存在大量的污染物質，有些物質還存在致癌作用，同時大氣中的NO、NO2、SO2、H2S等也會影響空氣質量，所有這些污染物嚴重影響人們的身心健康。利用納米光催化技術，能夠將這些污染物逐步氧化降解為無害的二氧化碳、水和相應的酸（例如可將脂肪族有機物逐步氧化為醇，進一步氧化為醛、酚最後脫羧生成二氧化碳），從而淨化環境，保持週圍空氣的清新。
3、優異的疏水功能和耐污性能、耐水性能：利用光的照射可引起納米粒子表面在納米區域形成疏水性和疏油性的二元協同納米界面結構原理即（雙疏機理），可使水在納米塗層如同水珠在荷葉表面一樣，表現出奇特的疏水性能，這樣可提高塗料的耐污性能，降低灰塵和污物的附著力，任何油質、水、灰塵等都不易存留于塗層表面，可保証建筑物長期潔淨，同時也可使建筑物牆體中的水分蒸發出來，不會浸坏牆面基材，使牆面具有“呼吸”功能，透氣性好，可有效抵禦水的侵蝕。
4、自潔功能：利用納米粒子的光催化機理和疏水機理，塗層上的污染物、污漬、灰塵等在光的照射及雨、水淋洗等情況下，可被逐步氧化降解為二氧化碳、水或被沖洗掉，可使建筑物長期潔淨如新。
5、優異的抗老化性能和耐候性，使用壽命長：由於納米粒子粒徑小，比表面積大，對紫外線具有較強的吸收、反射、散射等作用，因此將納米顆粒填充于塗料中，可顯著提高塗料屏蔽紫外線能力，從而提高塗料，特別是戶外用塗料的耐候性和耐老化性，使塗料堅固耐用，與牆面結合力強、使用壽命長。
6、極強的附著力和遮蓋力，優異的耐洗刷性能：納米粒子的粒徑小，比表面積大，將納米粒子填充到塗料中，可使塗料中的有機高分子材料（如乳液）大分子鏈與納米粒子有機結合，對乳液具有增韌增強作用，並改善塗料的力學性能，提高塗膜的韌性、強度、硬度、遮蓋力和附著力，大大增強塗層的耐洗刷性能，耐洗刷次數可達萬次以上。塗膜光滑細膩，不易起皮，不易脫落，如有沾污，只
須用水輕輕擦洗，即可去除牆面上的污漬。
7、良好的流變性、觸變性、儲存穩定性及開罐性能、施工性能：納米材料高活性和巨大比表面積可與成膜物和溶劑形成強大的相互作用力，從而極大地改進了塗料的流變性和儲存穩定性，並提高了塗料的開罐性能（良好的觸變性）和施工性能（防流挂）。
8、優異的彈張功能和極強的耐碱性：納米材料能夠彌補牆體細微裂紋，能夠抵抗底材碱性的侵蝕。
9、具有豐富的色彩體系，可滿足人們的個性化要求：其顏色可通過電腦配色機任意調配，色樣豐富多彩。
10、施工方便：噴、刷、輥均可。
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