纳米技术论文

2022-04-10 版权声明 我要投稿

纳米技术是指研究结构尺寸在1~100nm范围内的材料性质和应用的一项崭新技术[6]。下面是小编整理的《纳米技术论文 (精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

纳米技术论文 篇1:

区域纳米技术应用产业引领探索与研究

[摘 要]现阶段纳米技术在电子信息、新能源、新材料、先进装备、生物医药、生态环保等新兴产业中都具有重大的引领带动作用。在我国、江苏省尤其以苏州工业园区的纳米产业创新发展体系为重心。文章就是以纳米技术在区域乃至全国的引领发展为探索与研究样本展开。

[关键词]纳米技术;产业引领;苏州工业园区

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.33.087

纳米技术对电子信息、新能源、新材料、先进装备、生物医药、生态环保等新兴产业发展有重大的引领带动作用,被全球公认为21世纪最重要的、发展最快的战略高新技术之一。

1 国内外纳米技术产业发展态势

从全球范围来看,普遍公认纳米技术将带来巨大的产业变革,未来掌握并广泛应用纳米技术的国家和地区将更加具备核心竞争力。为此,发达国家和主要发展中国家均高度重视,将纳米技术创新和产业化作为国家战略积极推动。俄罗斯把纳米技术战略作为大国复兴的重要支撑,2007年由俄国总统普京亲自推动设立了国家纳米集团,并为此专门制定联邦法律保证其顺利运营,作为一个非盈利的“央企”投资纳米技术产业化项目、建设公共技术平台、开展纳米科普教育等。美国国家纳米委员会在过去10年每年投资均在20亿美元左右用于纳米技术基础设施平台建设和创新研发,以确保美国在纳米技术领域的领先地位。在发展创新技术的同时,世界各国近年均加快了技术应用和产业化发展。美国在2011年《国家纳米技术计划》中特别强调纳米技术的应用,大力支持可持续发展的纳米技术制造业。德国政府于2011年批准通过了《纳米技术2015行动计划》,旨在提高企业特别是中小企业的技术竞争力,扩大其在欧盟的领先地位。世界各国针对不同国情,建立纳米技术创新与产业化机制。美国通过国家布局、研发资源联网、跨国企业高度参与、风险投资与资本市场高度活跃的成熟市场化机制推动产业发展;日本则通过面向应用的国家重大项目和“官产学研”合作推动产业技术创新;俄罗斯通过国家纳米集团全球范围征集项目进行投资并要求必须部分在俄罗斯生产;芬兰通过2005年启动的纳米技术计划项目将企业以会员制联合起来,协同创新并建立多个纳米技术产业集群。全球纳米技术相关产业已进入高速成长的爬坡期。美国专业产业分析机构Lux Research预测,到2015年全球纳米技术应用产业产值将达2.46万亿美元。

从国内发展情况来看,我国是开展纳米技术研究最早的国家之一。从20世纪80年代起就持续高度重视纳米技术研发,2001年成立国家纳米科技指导协调委员会,同年7月发布《国家纳米科技发展纲要(2001—2010)》。我国纳米技术创新资源丰富、基础实力雄厚。清华大学等50余所大学、中科院近半数的研究所从事纳米技术研究,基础研究与世界同步,目前每年发表纳米技术相关论文总数居世界第一,专利申请量居世界第二,我国已成为世界公认的纳米技术大国。我国纳米技术应用产业发展严重滞后。规模企业未广泛参与纳米技术的应用及产业化,有效促进创新资源与产业资源协同发展的机制尚不成熟。纳米技术产业开始得到地方政府的重视和推动。国家七大战略性新兴产业的高端、上游环节均需要纳米技术的应用以真正形成产业核心竞争力,国内部分发达地区已开始重视推动相关产业的布局发展,纳米技术产业已成为国内区域发展新的竞争热点。

2 苏州工业园区纳米技术产业发展情况

2006年中科院、江苏省在苏州工业园区共建国内首个纳米技术领域的国家级研究所——中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,同时园区开始规划建设生物纳米科技园,纳米技术与产业资源开始在园区集聚。2010年园区正式明确纳米技术产业的“一号产业”地位。

2.1 确立了纳米技术创新和产业化的国家级地位

自2007年以来,苏州工业园区先后被授予国家纳米技术国际创新园、苏州纳米技术国家大学科技园、国家级纳米科技企业孵化器、苏州国家纳米高新技术产业化基地、国家纳米技术产业化标准化示范区、国家微纳加工与制造产业技术创新战略联盟、国家科教结合苏州纳米技术产业创新基地等七个国家级纳米技术创新基地的牌子,奠定了园区纳米技术产业的国家级地位,基本纳入了国家纳米技术创新体系。

2.2 形成了良好的发展态势

一是创新资源迅速积聚。已建设包括中科院苏州纳米所、苏州大学、中国科技大学在内的近20所与纳米技术相关的国内知名高校和科研院所,设立纳米材料与器件、微纳米制造等相关领域实验室近30个。聚集纳米技术相关领域高端人才近500人,其中国家千人、江苏省双创、姑苏领军、园区领军累计超160人,一大批纳米技术相关领域的院士、领域专家、学术带头人、产业界精英长期活跃于园区。

二是优势领域逐渐形成。在MEMS、氮化镓材料、激光器、LED、印刷电子、微纳柔性制造、纳米微球、高分子导电材料、小核酸药物、锂离子电池、水处理、装备与测试设备、光伏等十几个子领域的上游环节突破了一批国际一流、国内领先的核心关键技术,形成了比较优势。

三是产业高地初步形成。目前,苏州工业园区已集聚纳米技术相关企业近200家,就业人数超过7000人,今年总产值将达到90亿元,企业家数、就业人数及产业产值平均年增长率超过50%,其中产值超亿元的企业达到10家。已吸引社会资本超40亿元。

四是国际影响与品牌效应凸显。纳米技术应用产业已成为引领园区转型升级、新兴产业发展和科技创新的特色“名片”,是国家、省、市一致认可的园区“品牌”。“中国国际纳米技术产业发展论坛暨纳米技术成果展”连续举办三年,与美国、芬兰、德国、新加坡、英国等多国产业资源、研发机构的多元化合作,使园区成为国际认可的代表中国纳米技术应用产业的重要一极。

2.3 创新了产业发展模式

苏州工业园区现有主导产业主要以低附加值的加工制造为主,缺乏研发环节及核心技术。园区纳米技术应用产业发展开启了 “研发—创新—产业化—规模化”的发展模式,形成了人才集聚、创新活跃、创业加速的局面,促进了以加工制造为主向以研发创新为主的企业内涵结构的变化和以劳力为主向以智力为主的就业结构的变化,从而全面带动服务业、金融业、房地产等其他产业的发展。

3 面临的挑战和机遇

纳米技术产业作为一个真正意义上的战略性新兴产业在国内尚处在早期发展时期,园区推动纳米技术应用面临诸多挑战。一是产业规模亟待快速做大。园区纳米技术应用尚处于起步阶段,企业数量不多,龙头企业缺乏,产业整体规模不足;二是对新兴产业的引领带动作用尚未充分体现。园区虽集聚了一批在不同领域处于领先地位的纳米技术高端创新企业,因缺少规模型企业的高度参与、产业中下游市场拉动效应不明显,上游纳米技术核心企业对新兴产业的引领带动作用尚未充分发挥;三是地区竞争加剧。北京、上海、天津等发达城市已充分意识到纳米技术产业的战略意义。

苏州工业园区发展纳米技术产业机遇大于挑战。一是具有先发优势。园区发展纳米技术产业,战略指导思想最务实,措施最得力,因此得到国家、省、市的认可与支持,使园区已步入国内纳米技术发展的第一梯队,具有了一定的领先优势。二是纳米技术应用业态逐渐成熟。越来越多纳米技术成果的产业化,企业转型升级的内外驱动,国际资源关注并积极寻求合作的意愿,都将成为园区纳米技术产业发展的重要资源。三是广泛的产业应用基础。园区现有的三大主导产业、无锡的物联网产业、江苏省十大战略性新兴产业及长三角地区现有的产业,都将成为纳米技术成果应用的承接载体,为纳米技术产业的进一步集聚发展提供重要的支撑。

参考文献:

[1]方正.科技创新引领企业发展研究——小小科技的科技创新之路及其经验启示[J].中国市场,2016(7).

[2]刘倩.浅析纳米材料制备方法的研究现状[J].中国市场,2016(15).

作者:丁慧洁

纳米技术论文 篇2:

NASA《2015技术路线图》对我国纳米技术发展的启示

纳米技术已成为国内外高科技产业竞争的制高点。未来10~20年,以纳米技术为代表的新兴科技,将有望引发一场新的技术革命,给材料、高端制造、新一代信息技术、生物、能源和环境等领域带来重大变革。发展纳米技术、抢占发展先机,不仅是我国提升国家高端制造业核心竞争力的重要手段,也是促进我国工业转型升级,迈向制造强国的必要途径。2015年7月,美国国家航空航天局(NASA)正式发布《2015技术路线图》,重点关注之一是纳米技术发展,详细介绍了未来20年NASA亟需的任务能力和技术需求,量化了候选技术的技术成熟度和性能指标。同期,我国发布《中国制造2025》,将新材料作为重点发展的十大产业之一,提出“要做好纳米材料等战略前沿材料的提前布局”。当前,全球各国都将纳米材料作为发展重点,NASA如何推动纳米技术研发和产业化?哪些成功经验值得分享?

一、NASA推动纳米技术发展的经验

1.高度重视纳米技术研究

美国政府制定了国家纳米科技计划,并作为第一计划优先发展,自2001年至今累计投资约220亿美元持续支持纳米技术创新。在该计划指导下,NASA先后3次制定了纳米技术路线图,明确纳米技术对NASA未来发展的影响,制定详细的技术发展目标和计划,以保证载人深空探索工程的持续及预算的稳定,确保美国在纳米技术领域的全球领先地位。

2.通过重大任务引领纳米技术发展

为创建更安全、高效和环境友好的航天运输系统,开展国际空间站运营和登陆火星等载人深空探索,拓展美国民用航空、航天等科学领域的前沿技术与核心能力,NASA以核心任务为依托,推动纳米技术前瞻性研究,并注重基础研发向应用创新的快速转化。一方面,推动前瞻性纳米技术研究,构建了未来20年(2015-2035年)重点发展的纳米技术体系及其发展路径;另一方面,开展具有较高技术成熟度的纳米技术应用研究,重点推进纳米技术在工程材料和结构,能量产生、存储和传输,电子设备、传感器和器件以及推进等4个关键领域的应用研究。

3.推动技术跨领域深度融合

在满足航空航天发展的同时,NASA更注重推动纳米技术与新材料、电子信息、新能源、机器人、装备制造等高端技术的深度融合,以促进纳米技术跨学科、跨领域融合发展,进而带动能源、生物、信息、制造等多个产业发展,满足公众改善健康、医药、交通、公共安全、消费品的需要。如,NASA通过技术融合,突破新型纳米材料和结构、纳米电子器件、新能源等产业化关键技术,实现集成系统的个性化、移动化、柔软化、传感化和驱动化,推动太阳能电池、燃料电池等新能源的综合利用,推动装备和仪表元器件的轻量化和定制化,从而为相关产业的快速发展提供新机遇和新空间。

4.注重纳米技术协同创新

NASA重视纳米技术交流协作,广泛开展技术合作创新,为美国工业界和学术界创造相关机会、市场和产品。第一,加强NASA不同研究中心之间的交流、协作与共享,避免无序竞争和重复资助。第二,加强与工业界、学术界、美国国家科学基金会等各个机构的合作,实现取长补短和成果共享;第三,广泛吸收公众和其他关键参与方的意见建议,提高公众参与度,创新解决方案。

5.构建纳米大数据和智能决策系统

NASA制定了《战略技术投资计划》,建立了基于网络技术的资助跟踪和智能分析系统(Techport),集成各种纳米技术、数据资源,充分进行数据信息挖掘,为实现资助和评价的科学性和有效性提供支持。具体操作如下:第一,根据科技发展和能力需求的变化,美国国家研究理事会每两年对上述计划进行评审,并进行动态调整,以确保技术路线图的前瞻性。第二,利用Techport实现当前技术资助方案和战略技术投资计划的定量比较, 向技术执行委员会(NTEC)等决策机构提供量化评估报告,从而减少重复资助,降低资助成本,实现资助有效管理。第三,依据战略技术投资计划,NTEC每季度评估NASA的能力需求和候选技术的差距,进而确定新的战略技术投资方向。

6.建立分级管理、指标明确的技术体系

NASA制定了当前能力和支撑技术的定量指标,提出实现未来任务的能力需求和候选技术的量化指标,并详细论证各个候选技术的技术成熟度,从而实现候选技术的科学评价和追溯,提高技术研发资助效率。具体操作如下:第一,识别和描述完成核心任务面临的挑战,确定任务开始时间、技术需求时间,预估技术成熟时间;第二,确定完成任务所需的能力类型,描述能力现状和对应的量化指标,明确能力差距,确定突破能力差距的关键技术;第三,详细说明候选技术的技术挑战、当前技术水平和技术性能目标以及潜在收益,根据技术发展全生命周期实行7级分级管理,包括早期概念研究 (TRL 1~2)、技术可行性研究 (TRL 3~5)以及实际应用研究(TRL 5~7)。

二、我国纳米技术发展存在的问题

1.顶层规划缺失

世界各发达国家均对纳米科技发展进行战略布局,纷纷设立纳米科技发展计划,已有超过60多个国家发布了国家级发展规划。我国仅科技部于2012年5月14日以国科发基〔2012〕627号印发了《纳米研究国家重大科学研究计划“十二五”专项规划》。纳米材料研究在工业和信息化部《新材料产业发展指南》中只是前沿新材料领域的一个发展方向。鉴于纳米技术在其他高新产业发展中的重要引领作用,我国对纳米技术的重视程度还远远不够,至今都没有制定国家级纳米技术发展规划。

2.技术研究原创性不足

近年来,国内各高校、研究院所和企业等纷纷致力于纳米技术研究,科技创新活动取得较大成果,我国纳米技术领域的论文数量、专利数量以及论文被引用次数位居世界首位。但是,我国纳米技術研究“跟风”现象普遍,大多是在国外研究基础上加以改进,提出的重大创新研究不多,缺少开创性发现。

3.技术成果产业化水平低

第一,学术界和产业界脱节严重,有效促进产业资源与创新资源协同发展的机制尚不成熟,科技成果批量转化机制缺乏,使得纳米技术成果转化周期长、转化效率低、成功转化率不到20%;第二,纳米技术应用产业发展严重滞后,规模企业缺乏参与纳米技术应用及产业化的积极性;第三,纳米技术转化中介缺失,政府、企业、科研院所缺乏必要的交流平台和有效的沟通机制,难以实现产业各个层面的无缝对接和有序协调。

4.技术评价体系不完善

一方面,科研項目资助“重立项轻管理、重申请轻验收、重论文轻转化”,项目申报、执行、验收各个环节缺乏有效监督,科技成果评价体系松散、流于形式;另一方面,无法准确提出产业化关键技术的当前性能指标,使得新技术研发提出的指标缺少对照,技术成熟度和先进性难以定量评价。

5.技术研发资金投入不足

近年来,我国科技投入大幅增加,在纳米技术研究上的投入已经超过10亿美元,但与美国国家纳米计划220亿美元的累计投入相比,我国纳米技术、产品的研究开发和产业化投入总量严重不足,并且纳米技术投入支持项目分散,使得投入强度不高,严重制约我国纳米技术及产业发展。

三、推动我国纳米技术快速发展的建议

1.加强顶层设计,制定纳米技术路线图和产业发展规划

建立“国家纳米产业发展推进协调委员会”,深入调研我国纳米技术和产业发展状况,结合纳米技术重大科学研究计划,利用《中国制造2025》战略契机,确定关键纳米技术,制定纳米技术发展路线图,并实时更新;尽早制定纳米产业发展规划,推动产业发展战略从“小局”到“大局”转变。

2.设立重大工程,推动原创性重大成果突破

强化中国制造业转型升级的目标导向,深入研究《中国制造2025》重点领域,对纳米技术研究进行整体布局,出台纳米技术发展重点工程,开展战略性、前瞻性关键技术研究,加大对现有优势纳米技术应用的支持力度,突破产业化关键技术,强化纳米技术对新一代信息技术、航空航天装备、先进轨道交通装备、新能源等国家重大需求的支撑,促进系统性、原创性纳米技术突破。

3.加强产学研合作和军民融合,加快纳米技术产业化

建立创新资源与产业资源协同发展的有效机制,出台纳米技术成果转化激励政策,激发和调动产学研合作的积极性,共同创建纳米技术转移和产业化的顺畅通道;组织纳米技术企业与应用企业对接会,为企业、科研机构提供多层次产业合作服务,帮助相关企业开拓市场;制定促进工业和信息化领域纳米科技成果转化的指导意见,充分发挥“军民融合转化平台”作用,编制发布《军用纳米技术转民用推广目录》,推动科研院所、高校、军工系统和大型央企等纳米技术成果的高效产业化。

4.构建纳米技术指标型谱,完善纳米技术评价体系

深入调研当前纳米技术的定量指标,提出未来技术发展的量化目标,构建科学合理的纳米技术指标型谱,对纳米技术、产品的开发应用和检测评定提供有力支撑;第一建议摒弃项目评价中发表论文数量的硬性指标,建立产业规模、企业投资、经济社会效益的衡量新标准;第二推动新型研发机构、大型骨干企业、高新技术企业从“重论文、重科研项目”向“重成果转化、重产业化”转变;第三建立智能化科技管理平台,提升政府科技管理和服务的科学决策水平。

5.加大资金扶持力度,助力产业快速发展

加大资金支持力度,争取国家、省、市共同设立纳米科技专项,吸引民间资本投入,鼓励企业与国家或地方政府共同设立纳米产业发展基金,助力纳米技术产业化;加强纳米产业化基地建设,增强对全球纳米技术及产业资源的吸引力和集聚能力;聚焦企业发展要素,围绕技术链配置创新链,围绕创新链配置资金链,推动纳米科技创新从技术活动向经济活动转变。

作者:王本力

纳米技术论文 篇3:

高分子材料改性中纳米技术的应用

摘要:随着信息化时代的发展以及社会对材料的要求不断提高,纳米技术的问世为材料科研行业的发展提供了新的研究方向,尤其是在高分子材料的改性研究上。纳米技术是近年来伴随着先进的科技发展起来的,在高分子材料的研究过程中,研究材料的改性对于提高高分子材料的性质和应用性能至关重要。基于此,本文从纳米技术的发展背景着手,首先,简要分析了纳米粒子的特点以及纳米技术的概念,随后阐述了通过纳米技术改性高分子材料的原理,最后探讨了纳米技术在高分子材料改性研究中的具体应用。

关键词:纳米技术;高分子材料;材料改性

引言:

纵观近年来我国材料科研的研究和发展进程,材料行业尤其是高分子材料的科研工作,已经取得了很多骄人的成绩。但是,随着时代的发展,社会各行各业对材料的应用需求和性能要求越来越高,进行高分子材料的改性至关重要。纳米技术是近年来科研界发展热议的话题,在不断的探索和实践中,一直在不断革新。纳米技术的发展给高分子材料的改性手段提出了非常重要的参考方向。

1纳米技术的概念以及纳米粒子的特性

纳米技术(nanotechnology),也称毫微技术,是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

纳米粒子是指颗粒尺寸在1~100纳米,具有普通宏观粒子没有的特殊性质的粒子。将纳米粒子添加到高分子材料的生产制造过程中,可以赋予高分子材料相应的特殊功能。这一特性为高分子材料的改性研究提供了新的发展思路,纳米技术的应用,推动着高分子材料改性研究的蓬勃发展。可以预见,纳米粒子应具有一些新异的物理化学特性。纳米粒子区别于宏观物体结构的特点是,它表面积占很大比重,而表面原子既无长程序又无短程序的非晶层。可以认为纳米粒子表面原子的状态更接近气态,而粒子内部的原子可能呈有序的排列。即使如此,由于粒径小,表面曲率大,内部产生很高的Gilibs压力,能导致内部结构的某种变形。纳米粒子的这种结构特征使它具有下列三个方面的效应:

(1)表面与界面效应。纳米微粒比表面积大,位于表面的原子占相当大的比例,表面能高。由于表面原子缺少邻近配位的原子和具有高的表面能,使得表面原子具有很大的化学活性,从而使纳米粒子表现出强烈的表面效应。利用纳米材料的这种特点,能与某些大分子发生键合作用,提高分子间的键合力,从而使添加纳米材料的复合材料的强度、韧性大幅度提高。

(2)小尺寸效应。当超细微粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,导致其磁性、光吸收、热、化学活性、催化性及熔点等发生变化。如银的熔点为900℃,而纳米银粉的熔点仅为100℃(一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%~50%)。应用于高分子材料改性,利用纳米材料的高流动性和小尺寸效应,可使纳米复合材料的延展性提高,摩擦系数减小,材料表面光洁度大大改善。

(3)量子尺寸效应。即纳米材料颗粒尺寸小到定值时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象。其结果使纳米材料具有高度光学非线性、特异性催化和光催化性质等。

总之,纳米材料能在低温下继续保持顺磁性,对光有强烈的吸收能力,能大量的吸收紫外线,对红外线亦有强烈的吸收能力;在高温下,仍具有高强、高韧性、优良的稳定性等,其应用前景十分广阔,在高分子材料改性中的研究也将出现一个新的发展。

2通过纳米技术改性高分子材料的原理

20世纪90年代,美国巴尔召开的NanoscateScienceandTechnology会议中,纳米技术第一次被世界认识,但是,将纳米技术应用到高分子材料的改性研究过程,是近几年才开始的,因此,研究的还不够深入,研究成果还比较有限。现阶段,对于应用纳米技术改性高分子材料的认识,还停留在比较初级的水平:不同的纳米粒子与高分子材料中分子的作用机理具有一定的差异性,纳米粒子与高分子之间产生的有物理反应也有化学反应。改性研究中高分子材料的性能由所添加的纳米粒子的量子尺寸效应、体积效应等共同影响。

3纳米技术在高分子材料改性研究中的具体应用

高分子材料的研究对于社会各行各业尤其是生产加工制造行业具有非常重要的意义和价值。因此,由于生产制造行业对材料应用的性能要求越来越高,进行高分子材料的改性研究迫在眉睫。高分子材料中应用比较广泛的主要有塑料、橡胶以及化学纤维材料等,在这些材料的改性研究中,纳米技术能够发挥非常重要的应用价值。

3.1塑料改性研究中纳米技术的应用

纳米技術是当前阶段社会比较先进的科研技术,对于纳米技术的科学应用,能够促进高分子材料中塑料的改性研究。塑料是社会生产制造行业中应用非常广泛的高分子材料,随着各行各业对产品的性能要求越来越高,对于塑料的改性研究刻不容缓。纳米技术的应用,在塑料高分子材料的改性研究中,能够有效增强塑料的各项性能,与此同时,也能够拓展塑料材料的新的应用性能。

(1)纳米技术能够对塑料进行增强增韧。在塑料的增韧改性研究中,改性的手段是多种多样的。比较传统的塑料增韧改性方式有共混、共聚以及添加增韧剂等,这是过去很长一段时间内提高塑料材料应用性能的有效方式。纳米技术的发展,为塑料的增强增韧改性提供了新的发展思路。在塑料增韧改性中使用纳米技术,是将纳米粒子添加到塑料材料中,从而增加塑料的韧性。纳米粒子尺寸较小、透光性非常强,这些特征对于增强塑料的致密感以及透明度等具有重要意义。纳米技术的研究过程中,该技术不容易受到其他因素的影响,能够分散冲击力,因而能够提高塑料的韧性。例如,黄锐等人曾经对LDPE塑料的改性进行了研究,将经过钛酸酯处理过后的SiC/Si3N4纳米粒子添加到材料中进行填充,从而提高产品的性能。

(2)纳米技术能够促进塑料的功能化。塑料在社会各行各业中具有非常广泛的应用意义,同时,在人们的生产生活中也有非常大的用途,例如,家用电器以及日用品的生产制造等。因此,随着人们生活需求的提高,对塑料的性能和功能提出了更高的要求。通过在塑料中加入有较强抗菌性能的纳米粒子后,可以增强塑料的抗菌性能。现阶段,利用纳米技术已经能够制造出具有更高抗菌性能的冰箱,其原理就是在冰箱的塑件原料中加入

了具有抗菌性能的纳米粒子,从而使冰箱具有抗菌杀菌的功能。除此之外,国内还有将纳米技术应用于开发制造无菌的塑料餐具等,在市场中具有非常大的应用空间。将纳米金属粒子ZnO加入塑料的制造过程,可以促进塑料抗静电性能的发展。在未来的塑料改性研究中,利用纳米粒子还能够进行“隐形材料”的研究。

(3)纳米技术能够促进通用塑料工程化。通用塑料的产量非常大,应用广泛,并且价格低廉,但是,在性能上与工程塑料相比还有较大的差距。工程塑料虽然具有比较优越的性能和特色,但是,生产应用的成本较高,不适宜大批量生产过程的应用。因此,通过纳米技术的应用,可以在通用塑料中加入纳米粒子,使得通用塑料具有工程塑料的性能,而仍然保持较低的生产成本。例如,浙江某公司通过纳米技术的应用,将通用聚丙烯的性能提升到能与尼龙6性能相媲美的程度,而成本降低了1/3,具有非常大的应用价值,获得非常可观的经济效益。

3.2化学纤维材料改性研究中纳米技术的应用

近年来,在市场生产过程中,各种新型的化学纤维材料层出不穷,并且功能性也多种多样,能够满足不同生产加工制造过程对材料的需求。这些化学纤维材料的生产大多应用了纳米技术。在化学纤维材料的制造过程中,如果适当添加纳米级的二氧化钛,能够大大促进化学纤维抗紫外线能力的提高,从而大幅度提高化学纤维的寿命,例如,现阶段市场上常见的太阳伞就运用了此技术。当前阶段,化学纤维材料的生产制造技术一直在突飞猛进地发展,为满足市场应用需求,各种新型的纤维材料不断现世,很多化学纤维材料的改性研究都應用了纳米技术。例如,通过在化学纤维材料中加入纳米级的ZnO、SiO2等,可以使化学纤维材料拥有净化、除臭的功能和特点,这种改性方式在医疗用品如绷带、纱布等中广泛应用。除此之外,将纳米级的ZnO添加在聚酯纤维中,可以增强材料的抗紫外线能力、抗细菌能力;将纳米级的金属粒子添加在化学纤维材料中,可以增强材料的抗静电能力;将纳米级的银离子添加在化学纤维材料中,还能够增强材料自身的杀菌能力。随着人们生活质量的持续提高,人们对产品的优良性能有了更高要求,将纳米粒子添加在化学纤维材料中,可以增强化学 纤维衣物抵抗电磁波的能力。

3.3橡胶改性研究中纳米技术的应用

橡胶材料是高分子材料家族中非常具有应用价值的材料类型,是高分子材料的重要组成类型。通过纳米技术的应用,在橡胶材料中添加碳黑纳米粒子,可以大大提高橡胶材料的强度、抗磨性能,从而提高橡胶材料的使用寿命。在此改性研究的具体过程中,要保证研究成果,必须从细节处着手,对纳米级碳黑粒子的尺寸控制要符合科学规律。一般来说,碳黑纳米粒子的尺寸越小,橡胶材料的抗磨损性能就越好,即二者之间存在反比关系。与此同时,由于纳米碳黑粒子的添加,橡胶材料的色泽也会受到影响,呈现黑色。通过纳米技术的应用,加入其他颜色的补强材料如白色纳米粒子,并且加入相应的着色材料,能够使得橡胶呈现多种颜色。

4结语

综上所述,纳米技术是当前阶段社会比较先进并且科研价值和应用价值非常大的技术,对于目前急需进行的高分子材料的改性工作,能够发挥非常重要的应用价值。纳米技术的科学应用,能够帮助高分子材料的改性工作提供更多的技术支持,支持高分子材料改性的快速发展。但是,当前阶段纳米材料在我国的材料科研工作中应用的时间不长,应用经验还比较有限,相关科研工作人员对于纳米技术的理论知识和应用技能的掌握还存在很多不足。因此,目前高分子材料改性研究的相关工作人员,在科研工作过程中要积极加强自身对纳米技术的理解和应用,推动高分子材料改性研究的进一步发展。

参考文献:

[1]位浩,刘飞,王锦文.纤维素纳米纸的疏水改性及应用研究[J].材料科学与工艺,2019(4):30-41.

[2]陈贺,潘明珠.纳米材料改性聚磷酸铵在聚合物阻燃中的应用研究进展[J].化工新型材料,2019(2):42-46.

[3]陈佳,夏忠林,洪波.芳纶纤维的表面改性及增强高分子复合材料的研究进展[J].广州化工,2017,45(24):3-5.

作者:王磊

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