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标  题: 纳米技术专题 
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纳米技术专题 
http://zzhuang.3322.net/physics/gj3.htm

纳米是一个长度计量单位，一纳米相当于十亿分之一米，大约是１０个原子并列的宽度。

当物质颗粒小到纳米量级后，这种物质就可被称为纳米材料。由于纳米颗粒在磁、光、电

、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性，因此在陶瓷增韧、磁性材料、电子材料和光学

材料等领域有广阔的应用前景。我国著名科学家钱学森曾指出，纳米左右和纳米以下的结

构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起２１世纪又一次产业

革命。 

    纳米材料的特性：
　　纳米材料可划分为三大类：一是一维的纳米粒子；二是二维的纳米固体（包括薄膜和

涂层、管、线）；三是三维的纳米体材（包括介孔材料）。
　　纳米材料具有极佳的力学性能，如高强、高硬和良好的塑性。金属材料的屈服强度和

硬度随着晶粒尺寸的减小而提高。同时，不牺牲塑性和韧性。
　　纳米材料的表面效应和量子尺寸效应对纳米材料的光学特性有很大的影响。如，它的

红外吸收谱频带展宽，吸收谱中的精细结构消失，中红外有很强的光吸收能力。纳米材料

的颗粒尺寸越小，电子平均自由程缩短，偏离理想周期场愈加严重，使得其导电性特殊。

当晶粒尺寸达到纳米量级，金属会显示非金属特征。
　　纳米材料与常规材料在磁结构方面的很大差异，必然在磁学性能表现出来。当晶粒尺

寸减小到临界尺寸时，常规的铁磁性材料会转变为顺磁性，甚至处于超顺磁状态。
　　纳米材料的(表面积／体积) 比值很大，因此它具有相当高的化学活性，在催化等，

敏感和响应等性能方面显得尤为突出。

纳米材料涂层的应用：
　　将纳米材料与表面涂层技术相结合，有利于纳米材料的扩大应用，同时给涂层技术进

一步提高创造了条件。

　　1．纳米材料涂层的组成与体系
　　根据纳米涂层的组成将其分为三类：完全为一种纳米材料体系、两种（或以上）纳米

材料构成的复合体系，称0－0复合；添加纳米材料的复合体系，称为0－2复合。
　　完全的纳米材料涂层离商业化尚有相当一段距离，只有在军事上有所应用。但借助于

传统的涂层技术，添加纳米材料，可使传统涂层的功能得到飞跃提高，技术上勿需增加太

大的成本。这种纳米添加的复合体系涂层很快就可走向市场展示出强劲的应用势头。
　　利用现有的涂层技术，针对涂层的性能，添加纳米材料，都可以获得纳米复合体系涂

层。纳米涂层的实施对象既可以是传统材料基体，也可以是粉末颗粒或是纤维，用于表面

修饰、包覆、改性或增添新的特性。

　　2．纳米材料涂层产生与功用
　　凡是传统表面涂层技术，都可以用来或者稍加改造，实现纳米材料复合涂层。
　　在硬度高的，耐磨涂层中添加纳米相，可进一步提高涂层的硬度和耐磨性能，并保持

较高的韧性。
　　纳米材料涂层可以提高基体的腐蚀防护能力，达到表面修饰、装饰目的。在油漆或涂

料中加入纳米颗粒，可进一步提高其防护能力，能够耐大气，紫外线侵害，从而实现防降

解，防变色等功效；另外，还可以在建材产品，如卫生洁具、室内空间、用具等中运用纳

米材料涂层，产生杀菌、保洁效果。
　　纳米材料涂层具有广泛变化的光学性能。它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远

红外波段。纳米多层组合涂层经过处理后在可见光范围内出现荧光，用于多种光学应用需

要，如传感器等器件。在各种标牌表面施以纳米材料涂层，成为发光、反光标牌；改变纳

米涂层的组成和特性，得到光致变色，温致变色，电致变色等效应，产生特殊的防伪，识

别手段。80nm的氧化钇可作为红外屏蔽涂层，反射热的效率很高。在诸如玻璃等产品表面

上涂纳米材料涂层，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热作用；在涂料中加入

纳米材料，能够起到阻燃，隔热，起到防火作用。
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