摘要：我们已步入了新的世纪，并且21世纪是一个科技充满活力的世纪，信息、生物、能源、环境、先进制造、国防等领域的高速发展对材料提出了新的需求和挑战，元器件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小，而性能要求程度越来越高；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料的性能要求有时甚至高于材料本身。为了满足各个领域对材料的高度需求 ，纳米技术应运而生。而且很快作为了一门新兴学科，得到全球范围的广泛关注。所以认识纳米与发展纳米已越来越突出它的重要性了。
关键词：纳米技术，发展，应用。
［Abstract］：We have already marched into the new century, and the 21st century is a science and technology full of vigor of the century, information, biology, energy, environment, advanced manufacturing, national defense and other areas of high speed development of material puts forward new requirements and challenges, components of miniaturization, intelligent, high integration, high density storage and super fast transmissi
on on the size of the materials for smaller and smaller, and performance requirements increasingly high degree; Aerospace, new military equipment and advanced manufacturing technology on the properties of materials requirements sometimes even higher than material itself. In order to meet various fields to the height of the material demand, nanotechnology arises at the historic moment. And soon as a new subject, get worldwide attention. So understanding the development of nanotechnology and nano has become more and more highlighted the importance of it.
［Keywords］: nano technology, development application.
一、纳米的定义：
纳米（nanometer）是一个长度单位，用nm表示。1纳米等于十亿分之一米即1nm=10^-9m。形象地说，一纳米的球体就相当于一个乒乓球跟地球比较，由此可见纳米有多小了。
二、纳米技术的发展：
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为“超级纤维”。这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度； 1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2000年3月，美国政府向全世界公布了纳米技术的启动计划，至此，也表明纳米技术将引发21世纪新的工业革命。在2003年,俄罗斯以外的国家投资和部分公司的总投资就达到60亿美元。从表1中可以明显看出,一些国家花在纳米科技研究方面的投资正在增长(表1)。据统计,2005年纳米工艺市场需求达1000亿美元,到2015年将增长10倍(图2)。2006年纳米技术市场开始出现瓜分的局面,这一状况2015年前才能结束(表2和3)。
纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学
以及国防等等。尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有生活中最常见纳米技术50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。
三、纳米技术的应用：
（一）纳米材料在建材方面的应用。
⑴陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在工业生产及日常生活中起着非常重要的作用。陶瓷材料在通常情况下呈脆性，由纳米粒子压制成的纳米陶瓷材料有很好的韧性。因为纳米材料具有较大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出非常好的韧性与延展性。通过纳米改性金属陶瓷成分与不改性的相同金属陶瓷成分的实验证明，在成分相同的情况下，改性金属陶瓷的机械物理性能均高于不改性
的金属陶瓷，达到了纳米改性既提高强度又提高硬度的目的；金属陶瓷具有良好的耐磨耐高温的性能。
⑵混凝土是当今应用最广泛、最重要的工程材料之一,利用纳米技术和纳米矿粉开发的新型混凝土,可大幅度提高混凝土的强度、施工性能和耐久性能,纳米矿粉主要包括纳米SiO2、纳米CaCO3和纳米硅粉等。纳米矿粉不但可以填充水泥的空隙,提高混凝土的流动度,更重要的是可改善混凝土中水泥石与骨料的界面结构,使混凝土的强度、抗渗性与耐久性均得以提高。王冲等和叶青等的研究表明,纳米SiO2具有较高的火山灰活性,将纳米SiO2掺入到水泥基材料中,其强度和流动性都有所提高,但掺量不宜过高。进一步就纳米SiO2和硅灰对水泥基材料的改性研究表明,纳米SiO2材料能明显降低水泥浆体的结构缺陷,提高水泥硬化浆体的强度。在混凝土中掺入纳米矿粉CaCO3,水化硅酸钙凝胶可在纳米CaCO3表面形成并键合,钙矾石也可在CaCO3表面生成,均可形成以纳米CaCO3为核心的刺猬状结构。可见将纳米矿粉CaCO3应用于混凝土中,可改善水泥硬化浆体的微观结构。
（二）纳米材料在皮革中的应用。
纳米复合材料由于具有优良的物理、力学和化学性能，所以应用到皮革中。丙烯酸树脂
作为一种皮革鞣剂，有选择填充性好，增强作用强，成革柔软性好等优点。皮革制品不能经常洗涤，所以其自身的防霉性和抗菌性能就显得尤为重要。纳米抗菌剂主要分为金属抗菌剂和光催化型抗菌剂。其中金属抗菌剂可以防发霉。
（三） 纳米材料在医学上的应用。
医学上,纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。将药物储存在碳纳米管中，并通过一定的机制来激发药剂的释放，则可控药剂有希望变为现实。[1纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
现在医学中随着细菌耐药性和抗药性的不断增加和复杂化，使传统抗菌剂的弊端日益突出，这就需要研发新型的抗菌物质。抗菌纳米药物由于具有更大的比表面积和表面电荷密度，对细菌有较强的抗菌作用，因而成为许多药物的替代品。
（四）纳米材料在环保方面的应用。
随着人们环保意识的增强，越来越多的新型材料被用于处理各种污染物。尤其是纳米技术的进步，使得纳米材料在环保领域也有了很广泛的应用。其中应用最多的就是Ti02纳米材料。利用Ti02纳米材料光催化可降解其他的方法难以降解的物质，可用于燃料废水、农药废水、表面活性剂，氯代物、氟里昂等废水的处理，还可用以处理无机废水等。纳米Ti02表面活性羟基等具有非常高的反应活性，它不但能矿化其表面附着的有机物，而且能与其表面附着的细菌的组成成分(也是有机物)进行剧烈的反应，从而具有杀菌能力。不但能杀死细菌，而且能彻底矿化细菌尸体，有效消除其残留(毒)物和细菌分泌物，本身又不夹带污染，无毒无害而且成本低[19]。纳米Ti02涂层还可以用于空气净化，[其在紫外线照射下可分解房问内的新建材、黏接剂等产生的甲醛，吸烟产生的乙醛，家庭灰尘产生的硫醇等有机异臭，还可分解油污及其它有机物等。
四：结语：
纳米技术作为一门新兴的学科，被誉为二十一世纪最具有发展前景的技术，是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术。纳米技术将为改善人们的生活环境，提高生活质量做出不可估量的贡献。纳米功能材料已成为国内外研究的热点，目前研究开
发工作正处于刚刚起步阶段，还有很多问题还未很好的解决，需要将进一步加速对纳米材料的研究以及推广应用。纳米材料将成为21世纪新型建筑材料的发展新方向，相信在不久的将来，我们将跨入一个全新的材料时代-纳米材料时代，为我们的生活和生产提供更多的便利。
参考文献：
①纳米科技概论/沈海军编著.-北京：国防工业出版社，2007.2
②纳米材料/丁秉钧主编.-北京：机械工业出版社.2004.6
③纳米科技基础/陈乾旺编.-北京：高等教育出版社，2008.1
④Excimer laser ablation of polymersand—asses for grating fabrication．Applied Surface ScienceDyer 。P E，Farley R J，Giedl R，et a1．1996．
⑤纳米陶瓷的合成与制备/严东生- 浙江：无机材料学报, 1995,10(1): 1-6.
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