5 纳米科技在其它方面的应用
纳米颗粒的比表面积大、表面反应活性高、表面活性中心多、催化效率高、吸附能力强的优异性质使其在化工催化方面有着重要的应用。纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化铁等已直接用作高分子聚合物氧化、还原及合成反应的催化剂,大大提高了反应效率。使用纳米镍粉作为反应催化剂的火箭固体燃料,燃烧效率可提高100倍,用硅载体镍催化丙醛的氧化反应,当镍的粒径在5nm以下,反应选择性发生急剧变化,醛分解反应得到有效控制,生成酒精的转化率迅速增大。
小型化本身并不代表纳米技术,纳米材料和纳米科技有着明确的尺度和性能方面的定义。制造纳米器件目前主要的方法还是通过“由上而下”(top down)尽力降低物质结构维数来实现,而纳米科技未来发展方向是要实现“由下而上”( bottom up)的方法来构建纳米器件。目前此方面的尝试有两类,一类是人工实现单原子操纵和分子手术,日本大阪大学的研究人员利用双光子吸收技术在高分子材料中合成了三维的纳米牛和纳米弹簧,使功能性微器件的制备接受有了新的突破[39]。另一类是各种体系的分子自组装技术,已由分子自组装构建的纳米结构包括纳米棒、纳米管、多层膜、孔洞结构等。美国贝尔实验室的科学家利用有机分子硫醇的自组装技术制备直径为1-2nm的单层的场效应晶体管,这种单层纳米晶体管的制备是研制分子尺度电子器件重要的一步[40]。这方面的工作现在还仅限于实验室研究阶段。
三、 我国纳米技术目前产业化状况
每次技术上取得的重大突破之后总会引发新的产业革命,迎来一个经济高速发展的时期。蒸汽机的出现、电的应用、微电子技术的突破以及互联网经济横空出世都是如此。上个世纪最后5年在关键技术上取得突破性进展的基因技术和纳米技术成为本世纪新的希望。由于使基因工程获得广泛应用的经济前提仍然是纳米技术能够大幅降低工艺成本,因此,纳米技术就成为各方关注的热点。世界各主要国家均把纳米科技当作在最有可能取得突破的科学和工程领域。美国为此制定了“国家纳米技术倡议”,将其列入本世纪前10年11个关键领域之一,投资4.95亿美元来推动纳米科技的发展。
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