序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇納米技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

納米科學技術指的是在一定的尺度空間內（通常是0．1nm～100nm），觀測分子、原子、電子3者的運動軌跡，進而揭示其運動規(guī)律和特性的學科。納米科學技術的研究目的，是人類希望通過掌握分子、原子、電子等微粒的特性，能按照自己的意志操縱他們，結合計算機、微電子、核分析和掃描隧道顯微鏡等現(xiàn)代科技，從而制造出新的產(chǎn)品并運用到多個領域，并派生出一系列的新學科新技術，如納米機械學、納米材料學、納米電子學等等。

2納米技術在焊接領域的應用

2．1在焊接材料中的應用

2．1．1在焊絲涂層中的應用。為了讓焊絲暴露在空氣環(huán)境下不至于生銹氧化，人們往往會對焊絲表面進行一些處理，如最常見的就是在焊絲表面鍍上一層銅粉，用以保護焊絲和延長焊絲的使用壽命。但這樣做的副作用卻是使表面經(jīng)常會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象。隨著科技的發(fā)展，對原材料的強度提出了越來越高的要求，而焊縫中的Cu元素對焊縫強度無益，反而被指會削弱焊縫的性能和材料強度。因此，在現(xiàn)階段實際應用中，高強度鋼焊絲則不再鍍銅，而這樣就對焊絲材料的表面處理工藝提出了新的要求，需要運用一種新的材料去做焊絲涂層。而近來，國內著名學府天津大學，就運用了納米技術和現(xiàn)代金屬表面工程技術相結合的方法，采用特殊工藝對焊絲表面進行了處理，形成了一層非常薄的保護膜，從根本上解決了焊絲制造業(yè)傳統(tǒng)鍍銅防銹帶來的問題，對焊絲保護起到了非常好的作用。

2．1．2在焊條藥皮中添加納米材料。在焊接工藝里，焊條藥皮的制造是至關重要的一環(huán)，它擔負著造渣、穩(wěn)弧、脫氧、造氣等多重使命，更要向焊縫過渡合金元素。為了保證焊條有良好的性能和精良的制作工藝，通常要在藥皮中要加入共計十多種材料糅合而成各種組成物?，F(xiàn)今在制作原料中加入納米材料，而納米材料本身有著較強的體積效應和表面效應，能使熔滴和焊條藥皮的接觸面積大大增大，并使相互的化學反應速度加快，在焊接冶金等反應過程中，有助于反應過渡有益合金元素，同時減少雜質。同時，在焊縫的制作過程中添加納米材料元素過渡到焊縫，可以使得焊縫中的有益元素分布發(fā)生改變，通過對焊縫內部組織的調整，從而使其性能更加優(yōu)異。

2．1．3在焊劑制造中的應用。由于用燒結焊劑在燒結過程溫度要求不高，且會使合金元素損耗較少，最重要的是燒結焊劑的成分簡單比較容易控制，因此，和傳統(tǒng)的熔煉焊劑相比，前者正代替后者成為焊接時的必備工具。但燒結焊劑的使用仍要耗費很多的能源，因為其燒結溫度一般在400℃～1000℃之間，并且，焊劑中重要的組成部分，如碳酸鋰達到了一定高溫的條件下，會產(chǎn)生化學分解，使該焊劑性能減弱乃至失靈。與此不同，納米材料各組成物，得益于納米材料充足的活性，在燒結過程中用時更短，能耗更低，在低溫情況下也可以燒結而不至于產(chǎn)生材料分解現(xiàn)象。

2．2在焊接結構中的應用

2．2．1改善接頭組織不均勻性。不同焊接接頭的性能差異，主要是由于熱影響區(qū)、焊縫之間的微粒組織不均勻性引起的，解決方法通常是表面納米化處理，這樣就可以使內部組織均勻，使接頭表面晶粒大小基本一致。通過高能噴丸納米化技術的處理，表層原始組織的內部結構發(fā)生了改變，有截然不同的3個區(qū)域形成了等軸狀納米晶的形狀，且微粒之間尺寸均勻。

2．2．2提高焊接接頭的抗磨損性能，延長工件使用壽命。在焊接接頭的表面，經(jīng)納米化處理的比不經(jīng)納米化處理的對比件材料硬度更大，晶粒更小。因此，經(jīng)納米化處理的工件更為耐磨，實際使用壽命更長。

2．2．3提高焊接接頭疲勞壽命。運用納米化處理，如超聲速微粒轟擊等表面機械加工處理，可以轉化接頭工件表層的殘余拉伸應力，使之變?yōu)闅堄鄩簯?，這樣相比起未經(jīng)該方法加工的工件裂紋發(fā)生率會減少，焊接接頭的疲勞壽命得到延長。

2．2．4改善接頭抗應力腐蝕性能。接頭工件本身所具有的殘余拉應力，會使接頭更容易被腐蝕。但若經(jīng)過米化處理，即會使晶粒比以前更細小，加之所產(chǎn)生的壓應力協(xié)同作用，將會使接頭抗腐蝕能力更強。但必須看到，當壓應力超過一定限度，比如超過接頭材料本身的屈服強度，就會產(chǎn)生不良后果，如發(fā)生塑性變形，進而在表層一些硬度較高的地方產(chǎn)生裂痕，這樣就會使材料的抗腐蝕應力反而降低，應該特別注意。

2．3難焊材料中的應用原子的短程擴散途徑和納米結構也有關系，在納米材料中我們會看見有很多界面，因此，保證了該種材料擴散時能保持較高的速度。相比于普通材料，納米材料熔點低，明顯更容易熔化，正因為這一點，一些在高溫形成的穩(wěn)定或介穩(wěn)相可以存在于低溫環(huán)境，也可以降低高熔點材料燒結溫度。

2．4其他方面的應用納米技術和材料在很多方面和領域都應用廣泛，如納米材料應用在元器件的制造上，能提高芯片的集成程度，使電子元件更小更便攜；納米材料應用在焊接設備，能使設備體積更小，容量更大；相比起其他材料，采用納米材料加工而成的傳感器，比普通傳感器更加靈敏，精度更高更精密，能準確控制焊接參數(shù)，使焊接產(chǎn)品質量更好；尤其是采用納米材料加工的導電嘴比普通導電嘴更耐磨，更耐腐蝕，被廣泛應用在高強度焊絲的大電流焊接等眾多工序和領域。

3結束語

篇(2)

1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃

由于納米技術對國家未來經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術的研發(fā)作為21世紀技術創(chuàng)新的主要驅動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導和推進本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發(fā)。

（1）發(fā)達國家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術計劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機構的力量，加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發(fā)工作方面的協(xié)調。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發(fā)法案》，這標志著納米技術已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃，從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。

日本政府將納米技術視為“日本經(jīng)濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環(huán)境技術和納米技術作為4大重點研發(fā)領域，并制定了多項措施確保這些領域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進從基礎性到實用性的研發(fā)，同時跨省廳重點推進能有效促進經(jīng)濟發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。

歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術給予了空前的重視。該計劃將納米技術作為一個最優(yōu)先的領域，有13億歐元專門用于納米技術和納米科學、以知識為基礎的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術戰(zhàn)略，目前，已確定了促進歐洲納米技術發(fā)展的5個關鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強研發(fā)基礎設施；從質和量方面擴大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉化為產(chǎn)品和服務；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術研發(fā)計劃。

（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟體瞄準先機

意識到納米技術將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術10年計劃》，2002年頒布了新的《促進納米技術開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術開發(fā)實施規(guī)則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術、生物技術和納米技術3個主要技術領域，以提升前沿技術和基礎技術的水平；到2010年10年計劃結束時，韓國納米技術研發(fā)要達到與美國和日本等領先國家的水平，進入世界前5位的行列。

中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設施建設為基礎，以追求“學術卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標，意在引領臺灣知識經(jīng)濟的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。

（3）發(fā)展中大國奮力趕超

綜合國力和科技實力較強的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導協(xié)調委員會、國家納米科學中心和納米技術專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務，以便在國家層面上進行指導與協(xié)調，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術浪潮是納米技術，南非科技部正在制定一項國家納米技術戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學研究的科研機構和項目的支持力度，加強材料科學中具有廣泛應用前景的納米技術的研究和開發(fā)。

2、納米科技研發(fā)投入一路攀升

納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學、技術與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術研究資金估計為20億歐元。這說明，全球對納米技術研發(fā)的年投資已達50億歐元。

美國的公共納米技術投資最多。在過去4年內，聯(lián)邦政府的納米技術研發(fā)經(jīng)費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀納米技術研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯(lián)邦政府將對納米技術計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費。

日本目前是僅次于美國的第二大納米技術投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。

在歐洲，根據(jù)第六個框架計劃，歐盟對納米技術的資助每年約達7.5億美元，有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。

中國期望今后5年內中央政府的納米技術研究支出達到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術相關領域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術投入預計約為1.45億美元，而新加坡則達3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。

另外，據(jù)致力于納米技術行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業(yè)對納米技術的投資也快速增加。美國的公司在這一領域的投入約為17億美元，占全球私營機構38億美元納米技術投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機構將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術的創(chuàng)新時代必將到來。

3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋

各納米科技強國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。

（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下

根據(jù)中國科技信息研究所進行的納米論文統(tǒng)計結果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領先于其他國家，3年累計論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點，到2002年已經(jīng)超過德國，位居世界第三位，與日本接近。

在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。

另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。

（2）在申請納米技術發(fā)明專利方面美國獨占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計：美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關于納米技術的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標局，所以美國的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。

專利反映了研究成果實用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術研究上具備一定的實力，但比較側重于基礎研究，而實用化能力較弱。

（3）就整體而言納米科技大國各有所長

美國納米技術的應用研究在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等領域快速發(fā)展。隨著納米技術在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應用，目前美國納米研究熱點已逐步轉向醫(yī)學領域。醫(yī)學納米技術已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學方面，納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷，而且，已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術計劃》，目的是將納米技術、癌癥研究與分子生物醫(yī)學相結合，實現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標；利用納米顆粒追蹤活性物質在生物體內的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。

雖然醫(yī)學納米技術正成為納米科技的新熱點，納米技術在半導體芯片領域的應用仍然引人關注。美國科研人員正在加緊納米級半導體材料晶體管的應用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術是這一領域中最受關注的地方。不少科學家試圖利用化學反應來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術。在光學新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導線。

日本納米技術的研究開發(fā)實力強大，某些方面處于世界領先水平，但尚未脫離基礎和應用研究階段，距離實用化還有相當一段路要走。在納米技術的研發(fā)上，日本最重視的是應用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結構的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結構、富勒結構套富勒結構、納米管套富勒結構、酒杯疊酒杯狀結構等。

在制造方法上，日本不斷改進電弧放電法、化學氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術，特別是批量生產(chǎn)技術。細川公司展出的低溫連續(xù)燒結設備引起關注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復合的超微粒材料。東麗和三菱化學公司應用大學開發(fā)的新技術能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內即可進入批量生產(chǎn)階段。

日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術。目前廣泛應用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品?？茖W家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應用于納米領域，在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路，是世界最高水平。

日本企業(yè)、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內為納米技術尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機，解析分子、蛋白質及基因的結構等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。

歐盟在納米科學方面頗具實力，特別是在光學和光電材料、有機電子學和光電學、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導體、復合材料、醫(yī)學材料、智能材料等方面的研究能力較強。

中國在納米材料及其應用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學、納米器件和納米生物醫(yī)學研究方面與發(fā)達國家有明顯差距。

4、納米技術產(chǎn)業(yè)化步伐加快

目前，納米技術產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計：2004年全球納米技術的年產(chǎn)值已經(jīng)達到500億美元，2010年將達到14400億美元。為此，各納米技術強國為了盡快實現(xiàn)納米技術的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進產(chǎn)業(yè)化進程。

美國國家科研項目管理部門的管理者們認為，美國大公司自身的納米技術基礎研究不足，導致美國在該領域的開發(fā)應用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術的基礎研究和應用開發(fā)緊密結合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉化中心”，以便及時有效地將納米科技領域的基礎研究成果應用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項：一是進行納米技術基礎研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎研究成果盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應用于美國國防工業(yè)。

美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術改進其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學術組織組成的網(wǎng)絡在迅速擴大，其目的是共享信息，促進聯(lián)系，加速納米技術應用。

日本企業(yè)界也加強了對納米技術的投入。關西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學及國立科研機構聯(lián)合，不久前又建立了“關西納米技術推進會議”，以大力促進本地區(qū)納米技術的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術研究所，試圖將納米技術融合進各自從事的產(chǎn)業(yè)中。

歐盟于2003年建立納米技術工業(yè)平臺，推動納米技術在歐盟成員國的應用。歐盟委員會指出：建立納米技術工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學家、醫(yī)療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產(chǎn)品和運輸領域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術工業(yè)平臺和增加納米技術研究投資使其在納米技術方面盡快趕上美國。

篇(3)

論文摘要： 納米技術作為一種新興的科學技術，隨著技術的發(fā)展，納米技術已經(jīng)被日趨應用于生活領域的各個方面。本文回顧了納米技術和納米材料的發(fā)展過程并對納米材料在食品安全的應用進行了介紹和論述。

納米技術是20世紀末興起并迅速發(fā)展的一項高科技技術，隨著研究的深入和科學的發(fā)展，納米技術已經(jīng)日趨成熟并廣泛的應用于各種領域，近年來納米技術在醫(yī)藥上的許多研究成果正逐步地應用于食品行業(yè)，在此技術上開發(fā)、生產(chǎn)了許多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品，納米材料在食品安全上也發(fā)揮著越來越重要的作用。

納米是一種幾何尺寸的度量單位，l納米為百萬分之一毫米，即十億分之一米的長度。以納米為基礎的納米技術在20世紀90年代初起得到迅速發(fā)展并先后興起了一系列的像納米材料學、納米電子學、納米化學、納米生物學、納米生物技術和納米藥物學，納米技術就是一種多學科的交叉技術，最終實現(xiàn)利用納米機構所具有的功能制造出有特殊功能的產(chǎn)品和材料。因此，利用納米技術制造出來的材料就具有微觀性和一些普通材料所不具有的功能。

隨著納米技術的發(fā)展，納米食品生產(chǎn)也取得了很大的成就。目前，納米食品產(chǎn)品超過300種，一些帶有納米級別添加劑的食品和維生素已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化。據(jù)預測納米食品市場在2010年將達到204億美元，因此納米技術在食品上的研究有著很大的發(fā)展?jié)摿Α＜{米技術在食品上的研究和應用主要包括納米食品加工、納米包裝材料和納米檢測技術等方面。

所謂納米食品是指在生產(chǎn)、加工或包裝過程中采用了納米技術手段或工具的食品。納米食品不僅僅是指利用了納米技術的食品，更大程度上指里喲個納米技術對食品進行了改造從而改變食品性能的食品。尤其是利用納米技術改造過結構的食品在營養(yǎng)方面會有一個很大的提高，在這方面應用最廣泛主要有鈣、硒等礦物質制劑、維生素制劑、添加營養(yǎng)素的鈣奶與豆奶、納米茶等。

然而納米食品也存在一些問題，首先由于對于納米食品的加工主要是球磨法這就使得在納米食品生產(chǎn)的過程中容易產(chǎn)生粉料污染，同時現(xiàn)有的納米技術也會產(chǎn)生成材料的功能性無法預測，納米結構的穩(wěn)定性不高等問題。納米食品還存在另外問題那就關于納米食品的安全檢測并沒有個一個同一的標準。目前，國際上尚未形成統(tǒng)一的針對納米食品的生物安全性評價標準，大多數(shù)是短期評價方法，短期的模型很難對納米食品的生物效應有徹底的認識。而部分納米食品存存在一些有害成分，并且經(jīng)過納米化后，這些物質更加很容易進入細胞甚至細胞核內，因此副作用也就越大，而這些由于安全檢測的標準不統(tǒng)一可能在檢測的時候檢測不出來，因此納米食品的安全標準有待進一步統(tǒng)一。雖然納米食品存在一系列的問題但是納米技術在食品包裝和保險技術中卻得到了很好的應用。

首先，在已有的包裝材料中加入一定的納米微?？梢栽黾影b材料的抗菌性從而產(chǎn)生殺菌功能。目前一些冰箱的生產(chǎn)技術中已經(jīng)應用了這種技術生產(chǎn)出了一些抗菌性的冰箱。

其次，由于納米材料的特殊性質，加入一定的納米微粒還可以改變現(xiàn)有的包裝材料的性能，從而進一步保證食品的安全。目前，部分學者已經(jīng)成功的將納米技術應用玉改進玻璃和陶瓷容器的性能，增加了其韌性。同時，由于納米微粒對紫外線有吸收能力，因此在塑料包裝材料中加入一些納米微粒還可以防止塑料包裝的老化，增加使用壽命。從而為食品生產(chǎn)提供了性能更加優(yōu)越的包裝容器。

第三，由于納米材料的力磁電熱的性質，使得納米材料有著優(yōu)越的敏感性。一些學者已經(jīng)在研究將納米材料的敏感性應用到防偽包裝上面并取得了一定的成就。新的防偽包裝的產(chǎn)生，無疑能夠進一步加強普通食品和納米食品的安全。

第四，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)納米技術和納米材料的一些性能能夠很好的解決食品的保鮮問題。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的食品保鮮包轉，在起到保鮮功能的同時還能夠產(chǎn)生乙烯，而乙烯又反過來加劇了食品的腐蝕，因此可以說傳統(tǒng)的食品保鮮包轉并沒有能夠很好的起到保鮮功能。在納米技術在研究過程中，發(fā)現(xiàn)納米Ag粉具有對乙烯進行催化其氧化的作用。所以只要在現(xiàn)有的保鮮包轉材料中加入一些納米Ag粉，就可以加速傳統(tǒng)保鮮包轉材料產(chǎn)生的乙烯的氧化從而抑制乙烯的產(chǎn)生，進而產(chǎn)生更好的保鮮效果。

綜上所述納米技術雖然還有一些不足和缺陷，但是經(jīng)過多年的研究和發(fā)展納米技術已經(jīng)取得了很大的進步和發(fā)展，并且已經(jīng)開始應用于生產(chǎn)和生活領域。納米技術和納米材料以其特殊的性能不緊能夠生產(chǎn)出性質更加優(yōu)越的納米食品同時通過改善包裝材料還可以進一步提高食品的安全。

參考文獻

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納米技術作為當前發(fā)展最迅速、研究最廣泛、投入最多的科學技術之一，被譽為21世紀的科學，并且和生物工程一起被認為是未來科技的兩大重要前沿。從納米技術的發(fā)展來看，納米測量技術的地位和作用是不容忽視的。納米加工和制造離不開納米測量，精密計量已不能適應納米技術發(fā)展的要求，而且成為了納米技術發(fā)展的瓶頸。因此，納米測量技術和測量裝置，不僅是21世紀納米技術實用過程中必須關注的焦點，而且也是21世紀計量測試領域研究的重中之重。在納米技術研究中，原子力顯微鏡（AFM）一直發(fā)揮著重要作用。

對于納米技術的基礎教學而言， AFM無疑是學生們感知納米量級的最直接的方式之一。因此，本論文針對學生特點及教學要求，將AFM工作原理及實際掃描后得到的圖片引入到課堂中進行輔助教學，取得了一定的效果。

一、AFM引入基礎教學

納米級位移測量技術至今尚未有明確的定義。通常認為測量精度或分辨率在0.5～100納米之間的位移測量技術，統(tǒng)稱為納米級位移測量技術。納米測量技術的內涵涉及納米尺度的評價、成份、微細結構和物質特性的納米尺度的測量，它是在納米尺度上研究材料和器件的結構與性能、發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、發(fā)展新方法、創(chuàng)造新技術的基礎。納米測量所涉及的兩個重要領域就是納米長度測量和納米級的表面輪廓測量[1]。

原子力顯微鏡（atomic force microscope，簡稱AFM）是利用微懸臂感受和放大懸臂上探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率[2]。

原子力顯微鏡研究對象可以是有機固體、聚合物以及生物大分子等，其可以在空氣或者液體下對樣品直接進行成像，分辨率很高。因此，AFM被廣泛應用于納米長度測量和納米級的表面輪廓測量中。

在教學中，單純依靠數(shù)學推演來講解，并不能收到很好的效果。例如學生們單從概念上很難想象1納米，1微米到底有多大，作材料表面形貌到底是什么樣子等。因此，通過實驗教學中，使用AFM來檢測不同量級的研究對象，可以加深學生們的理解，從而增強學生的實際應用能力。

二、AFM教學實例

針對納米測量所涉及的兩個重要領域：納米長度測量和納米級的表面輪廓測量。列舉了AFM掃描的利用多光束激光干涉光刻制備單晶硅形貌圖。

圖2，圖3和圖4為AFM掃描的二維圖像，觀測者可以直接看到被測樣品的表面形貌，不僅如此，AFM二維圖像還可以形成相應的三維像，獲得樣品表面結構的深度，大小以及長度等重要信息參數(shù)，如圖5所示。

通過原子力顯微鏡對樣品形貌的掃描，可以讓學生更為直觀地了解AFM以及納米測量的相關概念及原理。同時，清晰的掃描圖像可以進一步促進學生對教學內容的理解和認識。

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論文摘要：納米尺寸開辟科學新領域，介紹納米材料的神奇特性及在生活中的應用。

人類對物質世界的研究，曾小到原子、分子，大到宇宙空間。從無限小和無限大兩個物質尺寸去認識物質，使人們了解到世界是物質的。物質是由原子或分子構成的，原子、分子是保持物質化學、物理理特性的最小微粒。這為人類認識世界、改造世界推進科學的向前發(fā)展提供了堅實的理論基礎，也產(chǎn)生了一個個的科學原理和定理，推動了人類生產(chǎn)和生活的不斷向前發(fā)展。

隨著科學研究的進一步發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)當物質達到納米尺度以后，大約在1～100納米這個范圍空間。物質的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀物質的特殊性能的物質構成的材料，即為納米材料。

過去，人們只注意原子、分子，或者宇宙空間，常常忽略他們的中間領域，而這個領域實際上大量存在于自然界，只是以前沒有認識到這個尺度的范圍的性能。第一個真正認識到它的性能并引用納米概念的是日本科學家。他們發(fā)現(xiàn)：一個導電，導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質，表現(xiàn)出既不導電，也不導熱。材料在尺寸上達到納米尺度，大約是在1～100納米這個范圍空間，就會產(chǎn)生特殊的表面效應，體積效應，量子尺寸效應，量子隧道效應等及由這些效應所引起的諸多奇特性能。擁有一系列的新穎的物理和化學特性，這些特性在光、電、磁、催化等方面具有非常重大應用價值。

近年來，已在醫(yī)藥、生物、環(huán)境保護和化工等方面得到了應用，并顯示出它的獨特魅力。

1醫(yī)學方面的應用：

目前，國際醫(yī)學行業(yè)面臨新的決策，那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)學就是從動植物中提取必要的物質，然后在納米尺度組合，最大限度發(fā)揮藥效，這恰恰是我國中醫(yī)的想法，隨著健康科學的發(fā)展，人們對藥物的要求越來越高?？刂扑幬镝尫艤p少副作用，提高藥效，發(fā)展藥物定向治療，必須憑借納米技術。納米粒子可使藥物在人體內方便傳輸。用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入人體，可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織，尤其是以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱為"定向導彈"。該技術是在磁性納米微粒包覆蛋白質表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由的滾動，因此可以用檢查和治療身體各部位的病變。利用納米系統(tǒng)檢查和給藥，避免身體健康部位受損，可以大大減小藥物的毒副作用，因而深受人們的歡迎。

2在涂料方面的應用；

納米材料由于其表面和結構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術，再給涂料中添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能，如；有超硬、耐磨，抗氧化、耐熱、阻燃、耐腐蝕、變色等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現(xiàn)防紫外線照射，耐大氣侵害和抗降解等，在衛(wèi)生用品上應用可起到殺菌保結作用。在建材產(chǎn)品如玻璃中加入適宜的納米材料，可達到減少光的透射和熱估遞效果，產(chǎn)生隔熱，阻燃等效果。由于氧化物納米微粒的顏色不同，這樣可以通過復合控制涂料的顏色，克服碳黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調性。納米材料的顏色不僅限粒徑而變，而具有隨角度變色的效應。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米Tio2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面色彩多樣化。

3在化工方面的應用；

化工業(yè)影響到人類生活的方方面面，如果在化工業(yè)中采用納米技術，將更顯示出獨特畦力。在橡膠塑料等化工領域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米Sio2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3和SiO2,加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強度和韌性，而且致密性和防水性也相應提高。最近又開發(fā)了食品包裝的TiO2.納米TiO2能夠強烈吸收太陽光中的紫外線，產(chǎn)生很強的光化學活性，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有利污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優(yōu)點，在環(huán)保水處理中有著很好的應用前景。

4其他生活方面的應用：

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論文關鍵詞 納米技術 刑事偵查 潛指紋鑒定

指紋又稱之為手紋，指的是基于人體手部皮膚的紋理。由于指紋的生理結構及特征體系具有高度的特殊性，因此在刑偵領域中作為一種物證，其優(yōu)越性十分明顯。就目前而言，傳統(tǒng)的潛指紋鑒定方法還存在一些明顯的缺陷，例如：不具靈敏性、不具準確性以及在信息提取過程中常常受到限制等。近年來，隨著納米技術的日益成熟與完善，相關研究者開始研究納米技術在潛指紋顯現(xiàn)方面的應用。鑒于此，本課題對“納米技術在刑事偵查潛指紋鑒定中的應用”進行分析與探究具有尤為深遠的重要意義。

一、傳統(tǒng)潛指紋顯現(xiàn)方法應用現(xiàn)狀分析

顯現(xiàn)潛指紋只要是采用一種管線或者一種物質，將其作用在基于指紋印痕的汗液等物質中，讓難以發(fā)現(xiàn)的汗液指紋變成可以看見的圖像。因為指紋中存在的課題表面物質其種類具有繁多性，所以對于指紋顯現(xiàn)方法的靈活性有了很高的要求。并且，以顯現(xiàn)原理的異同為依據(jù)，可將潛指紋顯現(xiàn)方法歸分為三類：物理吸附法、化學顯現(xiàn)法及光學顯現(xiàn)法。

物理吸附法主要是對汗液物質的黏附作用進行利用，并把另一種物質吸附至指紋紋線上面，進而達到顯色的效果。如果潛指紋中殘留的指紋物質大約為750ng的情況下，利用此方法獲取清晰度極高的指紋顯現(xiàn)?；瘜W顯現(xiàn)法主要是對某化學試劑進行利用，然后和潛指紋上的汗液物質作用產(chǎn)生化學反應，讓無色指紋編程有色且可見的指紋。如果基于潛指紋當中的指紋植物質的含量大約在150ng的情況下，利用此方法能夠獲取清晰的可見指紋。光學先憲法主要是利用光線作用在潛指紋上，讓其產(chǎn)生光化學效應，進一步獲取清晰的顯現(xiàn)指紋。

雖然在長期的演變及技術進步之下，傳統(tǒng)潛指紋的顯現(xiàn)方法得到了廣泛的應用；但是，仍舊存在一些問題。首先，很多客觀條件不具理想型的指紋樣品的顯現(xiàn)方法需要進一步完善，如人體皮膚潛指紋。其次，現(xiàn)有的顯現(xiàn)試劑與顯現(xiàn)方法存在一定程度上的安全隱患。如使用刷顯法的情況下懸浮在空氣里的粉塵，這類型的粉塵會對技術人員的身心健康造成極其嚴重的威脅。最后，使用一些有色試劑會對物證的原始狀態(tài)遭遇嚴重破壞，還有一些試劑因為價格昂貴，所以在實際應用中不具推廣使用的價值。基于上述問題，進行有效解決是非常有必要的，這樣才能為刑事偵查的時效性與科學性提供基礎與保障。

二、納米技術在潛指紋顯現(xiàn)中的應用分析

將納米技術應用在潛指紋鑒定中，其效果顯著，有多方面的優(yōu)點，例如：高效、無毒害、無損耗且價格不具昂貴性等。不但能夠使指紋鑒定工作對靈敏度的高要求得到滿足，而且還使現(xiàn)狀之下傳統(tǒng)潛指紋的顯現(xiàn)方法得到了有效解決。下面筆者便從光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋與金屬納米顆粒顯現(xiàn)潛指紋兩大方面對其應用進行分析與探究。

（一）光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋

光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋主要是把物理、化學及光學檢驗三者有機結合的一種方法。利用此方法，靈敏度能夠達到單光子水平。把納米材料和指紋內殘留的氨基酸及油脂等物質相融合，將納米材料的光致發(fā)光現(xiàn)象充分利用，進而對幾何指紋物質之后的納米材料發(fā)出的熒光進行檢測，最終獲取清晰度高的指紋圖像。該過程便是光致發(fā)光顯現(xiàn)潛指紋的基本原理。并且，該方法需同時具備兩大要素：其一，物質需要能夠對激發(fā)光進行吸收，這樣才能為后面的熒光發(fā)射奠定基礎。其二，發(fā)射光波的廠與激發(fā)光波的長需不相同，這樣方可在背景情況下對指紋紋線進行識別?，F(xiàn)狀之下，此方法在檢測上常應用到的是具備熒光特性的有機物質。但是，此類物質存在一些明顯的缺陷，例如：激發(fā)光譜不夠寬、成像很難分辨等。并且，它的熒光性能常受到環(huán)境因素的強烈干擾，其物質的抗光漂白能力與熒光穩(wěn)定性極差。另外，它的成像發(fā)光時間短暫，使成像技術存在明顯缺陷。鑒于上述種種缺陷，刑偵技術人員逐步將研究的重點方向轉入了新型光致發(fā)光材料的開發(fā)及利用上面。

為了使錫箔紙上所留下的潛指紋圖像信息能夠清晰地識別出，澳大利亞有研究者研制出了一種納米復合物粉末，該納米復合物粉末主要是合成殼聚糖包被的硫化鎘量子點。另外，硅納米材料因有很大的負載容量與高比表面積，因此受到了國內外刑偵科學范疇內的廣泛重視。英國有研究者將疏水性硅納米顆粒作為骨架，以離子互相作用為基礎，進而和各類染料及熒光探針有效融合，最終融合成一些摻雜硅納米顆粒。通過實踐表明，該摻雜硅納米顆粒能夠在潛指紋的顯影實驗當中獲得優(yōu)良的效果。美國有研究者將不相同的二氧化硅納米顆粒摻雜熒光Eu3+感光劑復合物，進一步實施潛指紋顯影測試。結果表明，基于四乙氧基硅烷，把1，10- 鄰二947氮雜菲作為感光劑，其效果最優(yōu)化的是金屬箔、玻璃以及綠色樹葉中的潛指紋顯影，展現(xiàn)出了基于刑偵范疇內，鑭系元素配體摻雜的干凝膠的應用能力水平。

（二）金屬納米顆粒顯現(xiàn)潛指紋

金屬材料主要是使金屬粉末形式和指紋物質發(fā)生物理吸附及靜電吸附。進一步使指紋圖像信息中的非滲透性客體表面展現(xiàn)出較為新鮮的特質。但是對于粗糙客體表面及遺留時間長的潛指紋顯現(xiàn)，其能力是具有局限性的。并且，粉末會致使工作人員的呼吸系統(tǒng)造成極大的威脅性。

隨著納米技術的進步，使得傳統(tǒng)金屬材料的應用范疇得到了進一步的擴大。在潛指紋的顯現(xiàn)中，嘗試應用了各種納米材料，例如二氧化鈦、氧化鐵以及金屬硫化物等。在嘗試過程中也獲取了一些優(yōu)良的效果。在這其中，金屬納米顆粒因其穩(wěn)定性及物理、化學性質較為突出，所以成為了現(xiàn)狀之下潛指紋顯現(xiàn)范疇應用最具廣泛性的金屬納米材料。

金屬納米顆粒具有獨特的光學特性，主要體現(xiàn)為以表面為基礎的離子體共振。它的顏色可能跟隨顆粒半徑、形狀及基于表面的修飾分子的改變，進而呈現(xiàn)出寬光譜變化，表現(xiàn)最明顯的寬光譜變化是由藍色轉變?yōu)榧t色。英國有研究者以金屬納米顆粒的表面為基礎，進而對可替寧抗體構建的納米顆粒進行修飾，采用基于熒光標記中的二抗清晰顯示出潛指紋圖像。與此同時，還可對該指紋遺留者所遺留下來的基于汗液里的尼古丁水平進行檢測，對指紋鑒定中納米材料的功能性應用進行了擴展。

隨著納米技術的進步，潛指紋檢測技術中極其重要的一個發(fā)展方向便是熒光檢測。有些納米材料具有優(yōu)良的光學性質，例如：熒光激發(fā)譜較寬、發(fā)射譜窄且對稱以及發(fā)射波長且可調節(jié)等。為此，此類納米材料很好地補充了傳統(tǒng)熒光物質所存在的缺陷性。還存在有些納米材料或者復合材料，具備一系列奇特性能，例如：具有表面效應、小尺寸效應以及宏觀量子隧道效應等。并且可在熒光的產(chǎn)生上增強其效應，使指紋顯現(xiàn)能力的精準度及靈敏度得到很大程度上的提升。另外，潛指紋檢測技術中還有一個重要的發(fā)展方向便是多功能集成化與基于設計過程中的一體化。如對抗體等生物分子進行結合，此類雜化納米復合材料不但可以顯現(xiàn)指紋光學圖像，還能夠進一步使基于特征身份的多方面鑒別得到實現(xiàn)。

三、米技術在刑事偵查潛指紋鑒定中應用所存在的問題及策略

就目前而言，對于納米科技人才的培養(yǎng)及研究工作的投入，我國表現(xiàn)的尤為重視。并建立了多個納米研究中心，取得了一系列關于納米科技的科研成果。但是，對于納米技術與潛指紋相幾何的研究工作尚且還處于起始階段，所存在的問題具有明顯性。

一方面，符合指紋顯現(xiàn)要求及條件的納米材料還處于研究階段。適應潛指紋顯現(xiàn)的納米材料需具備三個條件：（1）熒光性能具備優(yōu)良特性。（2）能夠在水相中穩(wěn)定分散。（3）與指紋物質結合時快速且穩(wěn)固。納米晶體的種類及尺寸決定了熒光性能，對于水溶性與同指紋物質的親和力則需要以表面修飾為途徑，進而加以改善。對于理想化的納米材料，需具備以下結構：（1）一個半導體核，例如：CdSe，它的直徑巨額東了熒光的波長。（2）一個具備較大化的且?guī)兜陌雽w外殼，例如ZnS，它可使量子的產(chǎn)率得到提升。（3）一個親水層，例如：巰基乙酸，則需要保證自身的水溶性。

另一方面，全部光致發(fā)光法都會面對一個難處，那便是該怎么對背景熒光對于目標物質所產(chǎn)生的熒光干擾進行有效解決。在指紋顯現(xiàn)的情況下，客體物質在受到光線激發(fā)之后，極有可能產(chǎn)生具有強烈特性的發(fā)射光，進一步致使指紋發(fā)射出的微弱熒光被掩蓋。解決此類問題有兩個有效策略：其一，盡可能讓指紋所產(chǎn)生的熒光信號比背景熒光強，利用納米半導體復合材料同指紋物質的選擇性吸附能實現(xiàn)該方法。對納米半導材料實施修飾措施以后，它能夠對指紋物質進行主動識別，即以化學反應為途徑，進而對指紋物質所處的位置有效指出。這樣，當光源照射時，背景和指紋物質間，就能夠很好地區(qū)分開來。其二，讓指紋所產(chǎn)生的熒光顏色區(qū)別于背景熒光顏色，可以改善量子點的尺寸為有效途徑，讓其所產(chǎn)生和背景差別較大的顏色。這樣，就算背景熒光沒有辦法消除，但通過濾光設備仍然能夠方便地得到指紋物質的信號熒光。

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論文摘要：介紹了納米磁性材料的用途,闡述了納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結構材料三大類納米磁性材料的研究和應用現(xiàn)狀。

1引言

磁性材料一直是國民經(jīng)濟、國防工業(yè)的重要支柱與基礎，廣泛地應用于電信、自動控制、通訊、家用電器等領域，在微機、大型計算機中的應用具有重要地位。信息化發(fā)展的總趨勢是向小、輕、薄以及多功能方向進展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向發(fā)展。納米磁性材料是指材料尺寸限度在納米級，通常在1～100nm的準零維超細微粉，一維超薄膜或二維超細纖維（絲）或由它們組成的固態(tài)或液態(tài)磁性材料。當傳統(tǒng)固體材料經(jīng)過科技手段被細化到納米級時，其表面和量子隧道等效應引發(fā)的結構和能態(tài)的變化，產(chǎn)生了許多獨特的光、電、磁、力學等物理化學特能，有著極高的活性，潛在極大的原能能量，這就是“量變到質變”。

納米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效應、超順磁性、宏觀量子隧道效應、磁有序顆粒的小尺寸效應、特異的表觀磁性等。

2納米磁性材料的研究概況

納米磁性材料根據(jù)其結構特征可以分為納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結構材料三大類。

2.1納米顆粒型

磁存儲介質材料：近年來隨著信息量飛速增加，要求記錄介質材料高性能化，特別是記錄高密度化。高記錄密度的記錄介質材料與超微粒有密切的關系。若以超微粒作記錄單元，可使記錄密度大大提高。納米磁性微粒由于尺寸小，具有單磁疇結構，矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質量。

納米磁記錄介質：如合金磁粉的尺寸在80nm，鋇鐵氧體磁粉的尺寸在40nm，今后進一步提高密度向“量子磁盤”化發(fā)展，利用磁納米線的存儲特性，記錄密度達400Gbit/in2，相當于每平方英寸可存儲20萬部紅樓夢小說。

磁性液體：它是由超順磁性的納米微粒包覆了表面活性劑，然后彌漫在基液中而構成。利用磁性液體可以被磁場控制的特性，用環(huán)狀永磁體在旋轉軸密封部件產(chǎn)生一環(huán)狀的磁場分布，從而可將磁性液體約束在磁場之中而形成磁性液體的“O”形環(huán)，且沒有磨損，可以做到長壽命的動態(tài)密封。這也是磁性液體較早、較廣泛的應用之一。此外，在電子計算機中為防止塵埃進入硬盤中損壞磁頭與磁盤，在轉軸處也已普遍采用磁性液體的防塵密封。磁性液體還有其他許多用途，如儀器儀表中的阻尼器、無聲快速的磁印刷、磁性液體發(fā)電機、醫(yī)療中的造影劑等等。

納米磁性藥物：磁性治療技術在國內外的研究領域在拓寬，如治療癌癥，用納米的金屬性磁粉液體注射進人體病變的部位，并用磁體固定在病灶的細胞附近，再用微波輻射金屬加熱法升到一定的溫度，能有效地殺死癌細胞。另外，還可以用磁粉包裹藥物，用磁體固定在病灶附近，這樣能加強藥物治療作用。

電波吸收（隱身）材料：納米粒子對紅外和電磁波有吸收隱身作用。由于納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長，因此納米微粒材料對這種波的透過率比常規(guī)材料要強得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很微弱，從而達到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3-4個數(shù)量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測目標，起到了隱身作用。

2.2納米微晶型

納米微晶稀土永磁材料：稀土釹鐵硼磁體的發(fā)展突飛猛進，磁體磁性能也在不斷提高，目前燒結釹鐵硼磁體的磁能積達到50MGOe，接近理論值64MGOe，并已進入規(guī)模生產(chǎn)。為進一步改善磁性能，目前已經(jīng)用速凝薄片合金的生產(chǎn)工藝，一般的快淬磁粉晶粒尺寸為20-50nm，如作為粘結釹鐵硼永磁原材料的快淬磁粉。為克服釹鐵硼磁體低的居里溫度，易氧化和比鐵氧體高的成本價格等缺點，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如釤鐵氮、釹鐵氮等化合物。另一方面，開發(fā)研制復合稀土永磁材料，將軟磁相與永磁相在納米尺寸內進行復合，就可獲得高飽和磁化強度和高矯頑力的新型永磁材料。

納米微晶稀土軟磁材料：在1988年，首先發(fā)現(xiàn)在鐵基非晶的基體中加入少量的銅和稀土，經(jīng)適當溫度晶化退火后，獲得一種性能優(yōu)異的具有超細晶粒（直徑約10nm）軟磁合金，后被稱為納米晶軟磁合金。納米晶磁性材料可開發(fā)成各種各樣的磁性器，應用于電力電子技術領域，用作電流互感器、開關電源變壓器、濾波器、漏電保護器、互感器及傳感器等，可取得令人滿意的經(jīng)濟效益。

2.3磁微電子結構材料

巨磁電阻材料：將納米晶的金屬軟磁顆粒彌散鑲嵌在高電阻非磁性材料中，構成兩相組織的納米顆粒薄膜，這種薄膜最大特點是電阻率高，稱為巨磁電阻效應材料，在100MHz以上的超高頻段顯示出優(yōu)良的軟磁特性。由于巨磁電阻效應大，可便器件小型化、廉價，可作成各種傳感器件，例如，測量位移、角度，數(shù)控機床、汽車測速，旋轉編碼器，微弱磁場探測器（SQUIDS）等

磁性薄膜變壓器：個人電腦和手機的小型化，必須采用高頻開關電源，并且工作頻率越來越高，逐步提高到1～2MHz或更高。要想使高頻開關電源進一步向輕薄小方向發(fā)展，立體的三維結構鐵芯已經(jīng)不能滿足要求，只有向低維的平面結構發(fā)展，才能使高度更薄、長度更短、體積更小。對于10～25W小功率開關電源，將采用印刷鐵芯和磁性薄膜鐵芯。幾個微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三維立體結構，而是二維平面結構，其物理特性也與原來的立體結構不同，可以獲得前所未有的高性能和綜合性能。

磁光存儲器：當前只讀和一次刻錄式的光盤已經(jīng)廣泛應用，但是可重復寫、擦的光盤還沒有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。最具有發(fā)展前途的是磁性材料介質的磁光存儲器，其可以像磁盤一樣反復多次地重復記錄。目前大量使用的軟磁盤，由于材料介質和記錄磁頭的局限性，其存儲密度已經(jīng)達到極限；另外其已經(jīng)不能滿足信息技術的發(fā)展要求，無法在一張盤上存儲更多的圖象和數(shù)據(jù)。采用磁光盤存儲，就能在一張盤上記錄數(shù)千兆字節(jié)到數(shù)十千兆字節(jié)的容量，并且能反復地擦寫使用。

3展望

納米技術是本世紀前20年的主導技術,納米材料是納米技術的核心,是21世紀最有前途的材料,也是納米技術的應用基礎之一。納米科技的發(fā)展給傳統(tǒng)磁性產(chǎn)業(yè)帶來了跨越式發(fā)展的重大機遇和挑戰(zhàn),納米級磁性材料的開發(fā)和研究是磁性材料發(fā)展的一個必然方向,但同時也應重視用納米技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和對現(xiàn)有材料進行納米改性方面的研究,以全面提高企業(yè)的技術水平和競爭能力,在世界民族之林樹立中華民族的大旗。

參考文獻

［1］?@王瑞金.磁流體技術的應用與發(fā)展［J］.新技術新工藝,2001,(10):15-18.

［2］?@許改霞，王平，李蓉等.納米傳感技術及其在生物醫(yī)學中的應用［J］.國外醫(yī)學生物工程分冊，2002，25（2）：49-54.