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摘 要:纳米材料以它奇异的特性为传统产业的更新换代提供了新的机遇。我国的國情决定了纳米产业的发展必须从传统产业入手,通过纳米技术调整产业结构,增加科技含量,可以实现传统产业的更新换代,提高国民经济的增长。本文主要讲述了纳米技术在电子信息行业,生物医药行业和能源行业的应用,并对纳米技术的发展提出了展望。
关键词:纳米技术 信息技术 生物医药 能源
一、纳米技术在信息技术方面的应用
1.纳米技术在存储方面的应用
纳米技术在硬盘为代表的磁存储领域得到了应用[1]。在计算机结构组成中占有重要位置的存储器即为内存,内存的好坏直接影响电脑的运行速度,随着CPU性能的不断提高,前端总线对内存宽带的要求也越来越高,因此对内存性能的要求也逐级上升[2]。
2.纳米技术在显示方面的应用
信息技术的发展给人们带来了丰富的信息资料,文字阅读的媒体需求也将越来越大,传统的纸张印刷方式消耗了大量的资源,已经不能满足人们的需要。纳米电子墨水显示技术和显示器就具有类似纸张的易读性,超薄便携轻便,超低能耗,寿命长且软屏。应用这种显示技术的主要有电子书和电子报纸。欧美地区的一些发达国家已开始使用,法国经济新闻日报Les Echos 已经使用基于电子纸的专用终端发送电子报纸,目前使用电子书的企业也在逐年增加[3]。
二、纳米技术在生物医药材料中的应用
1.纳米材料应用于诊断试剂和快速检测仪器
诊断试剂是诊断、检测疾病的重要工具。对于大多数的基层医疗机构,简单、便于普及的及时检测技术就显得更为切合实际。
微流控技术和具有纳米结构的薄膜结合得到的免疫点阵检测芯片不仅提高检测的灵敏度,同时缩短了检测时间[4]。对于没有根治药物的AIDS病,快速诊断出艾滋病病毒对于控制艾滋病的蔓延就显得颇为重要[5]。我国科研人员研制出的肝炎快速检测用纳米生物传感器是采用纳米材料修饰传感器的敏感膜,实验证明其灵敏度提高了100倍[6]。
2.纳米技术应用于组织工程修复
组织、器官的缺损严重影响着人们的身体健康和生活质量。我国的大部分修复材料都是来源于进口,根本无法满足临床需要。
纳米人工骨是根据人骨的结构和生成机理制作而成的,其优良的生物相容性使得人体不产生排异反应[7]。当纳米骨植入人体后,逐渐与人骨相结合,人体骨细胞会在人工纳米骨内部生长起来,直到纳米骨完全被人骨吸收、替换。所以该材料无疑是修复人体骨骼的不二之选。
三、纳米技术在能源方面的应用
润滑油广泛应用于航天、能源和国防装备等国民经济和国家安全的重要领域,但工作环境和极端条件使其应用变得尤为困难。因此,研发具有优良的抗磨损性能和高承载能力且无污染的润滑剂刻不容缓。添加纳米颗粒的润滑油以其良好的抗磨性能、优异的极压性能和一定的减摩性能成为21世纪最有前途的新型润滑材料[8]。如添加金刚石纳米颗粒的润滑油拥有极强的抗压抗磨减摩性能[9]。
基于纳米技术的LED光源亮度高、耗能少,在显示领域如信号灯、娱乐场所等诸多领域应用十分广泛[10]。
四、展望
随着地球上资源的匮乏和人们对物质生活要求的不断提高,纳米技术在节能减排、环境保护和信息科技领域将会受到人们热切的关注。在竞争如此激烈的情况下,我们必须加快研究纳米技术和纳米材料的步伐,同时促进纳米技术与其他学科领域的融合,才能立足于21世纪的科技之巅。
参考文献
[1]W Wu,X H Xiao,S F Zhang.Synthesis and Magnetic Properties of Maghemite (γ-Fe2O3)Short-Nanotubes[J].NANO EXPRESS, pages 1474-1479,May 2010.
[2]毛晓炜,陶先平,何万青.Intel Bensley 平台下前端总线竞争对访存密集型程序的性能影响分析[J].2010,46(2):149-158.
[3]刘仁庆.电子纸及其发展[J].中华纸业,2010,31(9):77-82.
[4]霍丹群,刘振,侯长军等,微流控芯片光学检测方法和技术在细胞研究中的应用与进展[J],分析化学,2010,38(9):1357-1365
[5]C Jin,G Zhao,F Zhang.The psychological status of HIV-positive people and their psychosocial experiences in experiences in eastern China [J]. HIV Medicine, pages 253-259, December 2010.
[6]任红轩,黄进,黄行九等,纳米技术科技产品及应用[M],科学出版社,2010:51-52
[7]Z H Dong,Y B Li,Q Zou. Degradation and biocompatibility of porous nano-hydroxyapatite/ polyurethane composite scaffold for bone tissue engineering[J],Applied Surface Science, pages 6087-6091,January 2009.
[8]H L Yu,Y Xu,P J Shi. Characterization and nano-mechanical properties of tribofilms using Cu nanoparticles as additives[J]. Surface& Coating Technology, pages 28-34,July 2008.
[9]黄红,王伟,刘焜.添加纳米金刚石润滑油的摩擦学性能试验研究[J].合肥工业大学学报.2011,34(2):166-170.
[10]方云霞,方晓明,张正国,基于纳米ZnO 的白光LED[J],化学进展,2012,24(8):1477-1482.
关键词:纳米技术 信息技术 生物医药 能源
一、纳米技术在信息技术方面的应用
1.纳米技术在存储方面的应用
纳米技术在硬盘为代表的磁存储领域得到了应用[1]。在计算机结构组成中占有重要位置的存储器即为内存,内存的好坏直接影响电脑的运行速度,随着CPU性能的不断提高,前端总线对内存宽带的要求也越来越高,因此对内存性能的要求也逐级上升[2]。
2.纳米技术在显示方面的应用
信息技术的发展给人们带来了丰富的信息资料,文字阅读的媒体需求也将越来越大,传统的纸张印刷方式消耗了大量的资源,已经不能满足人们的需要。纳米电子墨水显示技术和显示器就具有类似纸张的易读性,超薄便携轻便,超低能耗,寿命长且软屏。应用这种显示技术的主要有电子书和电子报纸。欧美地区的一些发达国家已开始使用,法国经济新闻日报Les Echos 已经使用基于电子纸的专用终端发送电子报纸,目前使用电子书的企业也在逐年增加[3]。
二、纳米技术在生物医药材料中的应用
1.纳米材料应用于诊断试剂和快速检测仪器
诊断试剂是诊断、检测疾病的重要工具。对于大多数的基层医疗机构,简单、便于普及的及时检测技术就显得更为切合实际。
微流控技术和具有纳米结构的薄膜结合得到的免疫点阵检测芯片不仅提高检测的灵敏度,同时缩短了检测时间[4]。对于没有根治药物的AIDS病,快速诊断出艾滋病病毒对于控制艾滋病的蔓延就显得颇为重要[5]。我国科研人员研制出的肝炎快速检测用纳米生物传感器是采用纳米材料修饰传感器的敏感膜,实验证明其灵敏度提高了100倍[6]。
2.纳米技术应用于组织工程修复
组织、器官的缺损严重影响着人们的身体健康和生活质量。我国的大部分修复材料都是来源于进口,根本无法满足临床需要。
纳米人工骨是根据人骨的结构和生成机理制作而成的,其优良的生物相容性使得人体不产生排异反应[7]。当纳米骨植入人体后,逐渐与人骨相结合,人体骨细胞会在人工纳米骨内部生长起来,直到纳米骨完全被人骨吸收、替换。所以该材料无疑是修复人体骨骼的不二之选。
三、纳米技术在能源方面的应用
润滑油广泛应用于航天、能源和国防装备等国民经济和国家安全的重要领域,但工作环境和极端条件使其应用变得尤为困难。因此,研发具有优良的抗磨损性能和高承载能力且无污染的润滑剂刻不容缓。添加纳米颗粒的润滑油以其良好的抗磨性能、优异的极压性能和一定的减摩性能成为21世纪最有前途的新型润滑材料[8]。如添加金刚石纳米颗粒的润滑油拥有极强的抗压抗磨减摩性能[9]。
基于纳米技术的LED光源亮度高、耗能少,在显示领域如信号灯、娱乐场所等诸多领域应用十分广泛[10]。
四、展望
随着地球上资源的匮乏和人们对物质生活要求的不断提高,纳米技术在节能减排、环境保护和信息科技领域将会受到人们热切的关注。在竞争如此激烈的情况下,我们必须加快研究纳米技术和纳米材料的步伐,同时促进纳米技术与其他学科领域的融合,才能立足于21世纪的科技之巅。
参考文献
[1]W Wu,X H Xiao,S F Zhang.Synthesis and Magnetic Properties of Maghemite (γ-Fe2O3)Short-Nanotubes[J].NANO EXPRESS, pages 1474-1479,May 2010.
[2]毛晓炜,陶先平,何万青.Intel Bensley 平台下前端总线竞争对访存密集型程序的性能影响分析[J].2010,46(2):149-158.
[3]刘仁庆.电子纸及其发展[J].中华纸业,2010,31(9):77-82.
[4]霍丹群,刘振,侯长军等,微流控芯片光学检测方法和技术在细胞研究中的应用与进展[J],分析化学,2010,38(9):1357-1365
[5]C Jin,G Zhao,F Zhang.The psychological status of HIV-positive people and their psychosocial experiences in experiences in eastern China [J]. HIV Medicine, pages 253-259, December 2010.
[6]任红轩,黄进,黄行九等,纳米技术科技产品及应用[M],科学出版社,2010:51-52
[7]Z H Dong,Y B Li,Q Zou. Degradation and biocompatibility of porous nano-hydroxyapatite/ polyurethane composite scaffold for bone tissue engineering[J],Applied Surface Science, pages 6087-6091,January 2009.
[8]H L Yu,Y Xu,P J Shi. Characterization and nano-mechanical properties of tribofilms using Cu nanoparticles as additives[J]. Surface& Coating Technology, pages 28-34,July 2008.
[9]黄红,王伟,刘焜.添加纳米金刚石润滑油的摩擦学性能试验研究[J].合肥工业大学学报.2011,34(2):166-170.
[10]方云霞,方晓明,张正国,基于纳米ZnO 的白光LED[J],化学进展,2012,24(8):1477-1482.