能源地质与纳米
杨飞 资源学院05092337
我作为一名地质领域的学生，深知纳米的重要性，随着社会的进步，科学的创新，我们在工作中也越来越离不开纳米科技。
“纳米”是英文namomeler的译名，是一种长度单位，1纳米为百万分之一毫米，即1毫微米，也就是十亿分之一米，约相当于45个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，明显表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。
纳米材料具有奇异的物理化学性能，与常规材料迥然不同。譬如，金属铜是良导体，而纳米铜是绝缘体，硅是半导体，而纳米硅是良导体，陶瓷是易碎品，而纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲，纳米磁材料的磁记录密度是普通磁材料的10倍，纳米碳管的强度是钢的100倍，纳米铁材料的断裂应力比一般铁材料高12倍，纳米铜比普通的铜坚固5倍，且硬度随颗粒尺
生活中最常见纳米技术寸的减小而增大，气体在纳米材料中的扩散速度比在一般材料中的扩散速度快几千倍……
  碳纳米管是由石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米；比重只有钢的1/6，强度却是钢的100倍。轻柔又非常结实的碳纳米管最适于制作防弹背心。如果用碳纳米管作绳索，即使从月球挂到地球表面，也不会被自身重拉断，碳纳米管甚至可用于制造地球到月球的电梯。纳米碳管的细尖极易发射电子，如果用于电子，可做成几厘米厚的壁挂式电视屏。
  　我们地质平常用的指南针制品硬而脆，一摔就碎；而用纳米指南针制成的指南针坚韧、耐高温、耐腐蚀，可用于地质工作。添加了纳米的特种材料涂在指南针内，可使其具有防火、防尘和耐磨的性能，还可以减小体积。
　我们地质工作者一直希望衣服能防虫防水，现在这种梦想已由中国科学家实现。中科院化学所雷江教授等在2000年宣布，他们研制成功一种防虫子、不沾水的新型纳米材料——超双疏性界面材料。使用这种材料的纺织品和建材，驱虫、不用洗涤。它的诞生可使石油工人的工作服不再油渍斑斑，也使研制水陆两用服成为可能。如果将其用于建筑物表面，还具有自清洁和防雾、防霜效果，可免除人工清洗。
  作为微观工程学，纳米技术就是要将原子和分子组装成具有特定功能的纳米量级结构。有
人预言，纳米技术引起的世界性技术革命和产业革命，将会比历史上任何一次世界性技术革命对社会经济、政治、国防等领域产生的影响更为巨大。我们地质也要与时俱进，在仪器上，多运用纳米科技，减小体积的同时，增大仪器的灵敏，这样会使我们外出考察的时候更加轻松。
资源学院在国家985工程中，就有一项运用与纳米科技挂钩，集合数位我校研究人员，据说，这项研究会是我国能源领域的进步，进行纳米材料能源利用，减小污染，会起重大作用。
纳米材料和纳米技术在环保应用方面的深入研究，将为治理环境污染提供新的途径。大气污染一直是各国政府需要解决的难题，空气中超标的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体。而纳米材料和纳米技术有望从源头上最终解决这一难题。由于含硫燃料在燃烧时会产生二氧化硫气体，所以石油提炼工业中有一道脱硫工艺。纳米钛酸钴就是一种非常好的石油脱硫催化剂，经其催化脱硫的石油硫含量小于0.01%。同时，工业生产中使用的煤，如果在燃烧时加入一种纳米级助燃催化剂，不仅使煤充分燃烧，提高能源利用率，而且还会使硫转化成固体硫化物，杜绝有害气体的产生。另外，复合稀土化合
物的纳米级粉体有极强的氧化还原性能，这是其他任何汽车尾气净化催化剂所不能比拟的。新一代的纳米催化剂，在汽车发动机汽缸里发挥催化作用，使汽油在燃烧时不产生一氧化碳和氮氧化物，无需尾气净化处理。
污水中通常含有悬浮物、泥沙、铁锈、异味污染物、细菌、病毒等有害物质。传统的水处理方法效率低、成本高，存在二次污染等问题。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。污水中的贵金属是对人体极其有害的物质。但让它从污水中流失，也是资源的浪费。一种新的纳米技术可以将污水中的贵金属，如金、钌、钯、铂等完全提炼出来，变害为宝。纳米净水剂的吸附和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10-20倍，因此可先用它将污水中的悬浮物完全吸附并沉淀下来；然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭的净化装置，除去水中的铁锈、泥沙以及异味等污染物。经前两道净化工序后，水体清澈、没有异味，再经过带有纳米膜和陶瓷小球组装的处理装置后，水中的细菌、病毒就可全部去除，得到高质量的纯净水，完全可以饮用。这是因为细菌、病毒的直径比纳米孔径大，在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时，就会被过滤掉，水分子及水分子直径以下的矿物质元素则保留下来。该技术在医学领域血液透析中已开始应用，有“体外肾脏”之称。肝、肾功能衰竭者饮用这种水后，可大大减轻肝、肾脏的负担。
  有人曾把纳米技术、信息技术和生物技术看作21世纪的三大关键技术。纳米科技在21世纪将更加辉煌。作为新型技术的纳米技术，与我们资源地质密不可分，正在或者将要对我国能源工作者产生不可估量的影响。它向人们昭示：一个纳米与地质能源结合的新时代即将来临。