文档介绍：纳米材料第四章纳米技术与纳米材料的应用
材料科学与工程学院
11/11/2017
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安徽工业大学材料科学与工程学院
由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、光、电、敏感性等方面呈现常规材料不具备的特性。
因此纳米微粒在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面有广阔的应用前景。
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第一部分在日常生活中的应用
第二部分在纳米陶瓷与金属方面的应用
第三部分在纳米电磁材料方面的应用
第四部分在纳米电子器件方面的应用
第五部分在催化领域的应用
第六部分在环境保护方面的作用
第七部分在光学方面的应用
第八部分在生物工程上的应用
第九部分在精细化工方面的应用
第十部分在军事领域中的应用
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第一部分在日常生活中的应用
随着纳米功能材料技术的不断发展,以及在各领域的全面推广应用,人们的生活将会发生革命性变化,纳米时代离我们越来越近。
1 在纺织品中的应用
2 食品加工
3 纳米涂料
4 纳米化妆品
5 体育器材
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1 在纺织品中的应用
21世纪仿生科技的发展趋势是,把高科技与时代经济和文化发展紧密结合,开发功能性纺织品。
把舒适、休闲、保健结合在一起,已民成为当今世界纺织品发展的潮流和趋势。
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(1) 消除静电
化纤衣服和地毯由于静电效应在黑暗中摩擦产生的放电效应很容易被观察到,同时很容易吸附灰尘。
提高化纤制品的质量最重要的是解决静电问题,金属纳米颗粒为解决这一问题提供了一个新的途径。
在生产化纤的工序中掺入铜、镍等超微金属颗粒,可以导电,从而制成防电磁辐射的纤维制品或电热纤维。
将金属纳米粒子掺入化纤制品或纸张,可极大地减轻静电效应,德国和日本已成功地制备出了相应的产品。
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(2) 除味杀菌
人体在穿着服装过程中,织物会沾染很多汗液、皮脂及其它分泌物,同时也会被环境中的污物所沾污。这些污物是各种微生物的营养源,尤其在高温潮湿的条件下,成为各种微生物繁殖的良好环境。致病菌在服装纺织上不断繁殖及分解,使污物产生臭味,并导致皮炎及其它疾病的发生,使人们因受到微生物的侵蚀而损害健康。
抗菌纺织品不仅可以避免纺织品因微生物的侵蚀而污染,而且可以截断纺织品传递病菌的途径,阻止病菌繁殖以及细菌在织物上分解而产生臭味(主要为有机酸类和胺类)。
采用纳米层状银系无机抗菌材料制备的抗菌防霉织物,-1%的无机抗菌剂,成本较低。
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纳米纤维中具有较高的催化能力和还原电势极高的离子,能在其周围空间产生活性氧灭菌。同时该离子与细菌接触时,迅速向细菌体内渗透或附在细菌膜上,起到阻碍细菌生长合成路径和阻碍能量系统的作用,造成酵素蛋白的变性和细菌膜生物活性的损伤,从而杀死细菌。
纳米TiO2的抗菌功能,一般是通过向制品整体或部件中添加纳米TiO2,再用一种物质将其稳定住,在一定湿度下自由基会缓慢释放,起到杀菌作用。抗菌材料可用在经常与人体接触或易于滋生细菌的产品上,利用这些产品的抗菌性可有效抑制细菌生长、繁殖,切断其传播途径,又避免了采用其它杀菌方式对人体产生的刺激和不良影响。
普通毛巾因为有细菌,所以放一段时间就会有异味,而用纳米TiO2处理过的毛巾,只要有可见光照射,上面的细菌就会被纳米TiO2释放出的自由基杀死。用同样的方法对毛巾被、枕巾等织物处理,也可以使它们具有抗菌除臭的功能。
把Ag纳米微粒加到袜子中可以清除脚臭味,日本帝人公司将纳米ZnO和纳米SiO2混入化纤中,使其具有除臭功能,这种化纤被广泛用于制造消臭敷料、绷带、手术服、护士服及内衣等产品。
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(3) 抗紫外线
大气中的紫外线主要在300-400nm的波段,对人体有危害。纳米TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3及纳米云母等都有在这个波段吸收紫外光的特性。
在丝绸织物上涂覆纳米ZnO,防紫外线能力达98%以上,它还可用于帐篷、日光伞等。
采用溶胶与凝胶结合的方法把纳米粒子制成涂料在兵马俑上喷上薄薄的一层,可使兵马俑免受霉菌和紫外线的伤害,可制成一种“无机-塑料薄膜“,罩在丝绸卷和书画等文物上,保护文物不变色、材质不腐烂,排除病菌对文物的侵蚀。
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(4) 红外吸收
以纳米SiO2和