纳米材料行业分析(6篇)
时间：2024-03-21
时间：2024-03-21
一、纳米技术知识基础设施计划概述
1．纳米技术知识基础设施计划与纳米信息学2012年5月，即在材料基因组计划颁布11个月之后，美国“国家纳米计划（”NationalNanotechnologyInitiative，NNI）提出纳米技术知识基础设施计划，以确保美国在纳米领域可持续设计方面继续保持其国际领先地位。该计划旨在建立一个直接面向问题、面向需求的纳米技术知识基础设施，从而加快美国在纳米领域技术发现与技术创新的速度。从计划的内容与目标不难看出，此项计划与材料基因组计划有诸多相似相通的地方。提到纳米技术知识基础设施计划，必须要提及纳米信息学（nanoinformatics）这一重要的概念。纳米信息学指的是开发和实施有效的机制以帮助相关机构对纳米技术信息进行收集、验证、储存、分享、发掘、分析和应用，覆盖整个纳米领域，影响到研究、开发以及应用的方方面面。一个不断完善的纳米信息学基础设施将通过不断改善实验数据的再现性，以及通过促进工具和模型的开发和验证，而将数据转换成信息加以应用，从而确保国家纳米技术可持续性发展。因此，纳米信息学将为纳米材料和产品的合理设计，研究方向最优化和风险评估奠定坚实的基础。从这个角度来看，纳米技术知识基础设施计划和纳米信息学的发展同时也为材料基因组计划的实施提供了必要的补充与帮助。
2．纳米技术知识基础设施计划的基础与助推力（1）多元化的合作团队建立一个由科学家，工程师和技术人员组成的多样性的协作团队，对于美国纳米技术的研究、开发和应用至关重要，它们是美国纳米技术核心竞争力的中坚力量。该团队涉及纳米技术研究、开发乃至产业化的方方面面，包括多方面的研究力量，主要有：实验科学家、计算科学家和理论家，产业工程师，负责材料合成、测试、质量监控等的技术人员。（2）跨学科的协作网络建立一个灵活的可以开展多学科知识协作的网络，有效衔接基础实验研究、建立模型和应用开发，对于提高研发效率具有重要的作用。可靠的计算模型能够准确地预测和设计具有理想性能的纳米材料并进行风险评估和管理。此外，模型在开发新概念以及加深人们对纳米级材料的性能和行为的理解方面也起着重要作用。因此，当模型和实验结果在网络中能够被迅速分享时，基础研究与应用开发就可以更加有效迅速地连接起来，从而有的放矢提高研发效率。（3）可持续的计算工具箱一套能够促进实验分析和理解纳米材料的计算工具对于完成纳米技术知识基础设施计划而言至关重要。计算工具能够帮助人们发现在当前理论框架中不明显或难以表现出来的材料的性能与现象之间的关系。因此，经过验证、易于访问且得到良好维护的模拟软件将对纳米材料的性能和行为做出可靠的模拟，从而有效帮助纳米材料的设计与开发。（4）坚实的数据基础纳米技术知识基础设施计划迫切需要建立一个坚实的纳米技术数据和信息基础，将纳米材料设计、合成、性能、现象以及对生物和环境的影响等方面实验数据进行整合。开源数据与软件、开放获取的方式、通用的数据传送与存档格式、标准化的词表等都是建立这一基础的必要条件，对研究人员管理与储存实验数据具有重要的意义，同时也将极大地促进不同学科间研究人员的数据共享与彼此合作。
3．纳米技术知识基础设施计划与材料基因组计划相互促进、共同发展材料基因组计划是美国众多行业众多机构为加速本国先进材料的发现和巩固制造业的地位而共同做出的努力。纳米技术知识基础设施计划与材料基因组计划的合作涉及纳米技术知识基础设施计划的所有方面，特别是研究方法和数据方面的建设。通过相互间合作与交流，纳米技术知识基础设施计划与材料基因组计划将实现互利共赢。因此，这里所介绍的纳米技术知识基础设施计划将直接为材料基因组计划作出贡献。纳米技术知识基础设施计划试图通过模型、模拟工具和数据库的发展，以实现对纳米级尺度和亚微秒领域里各种现象的预测。相比来说，材料基因组计划的范围要宽得多，既包括纳米级别也包括宏观尺度的材料信息。纳米技术知识基础设施计划的实施对材料基因组计划来说，将是其重要和有利的补充。纳米技术知识基础设施计划取得的重要成果，如数据格式标准化，使实验科学家与理论家相结合以加速材料设计的方法等可适用于材料基因组计划的其他相关领域。同样，通过材料基因组计划开发出的与纳米材料相关的方法和标准等也可以在纳米技术知识基础设施计划的工作中进行探索，测试和评估。通过持续的交流与合作，在这2项计划指引下合作的各部门成果将推动整个时间与空间范围内材料的研究与开发，以进一步提高美国在材料与制造领域甚至更广泛领域的竞争能力。
二、启示与建议
材料基因组计划后，我国学术界迅速做出了反应。在中国科学院和工程院的推动下，计划的当年，近百名材料领域的科学家会聚北京香山，召开了“材料科学系统工程”会议，并提出建设集理论计算、数据库和测试三位一体的共用平台、实现重点材料示范突破以及成立多方协作的指导委员会等建议。在过去的2年多里，在中国工程院、中国科学院、科技部等机构以及上海市、北京市等地方政府的努力下，我国的材料基因组计划正在逐步落到实处，其研究理念也越来越多地被学术界所接受和采纳，不同学科背景的研究人员也逐渐投身此中。十几年前的“人类基因组计划”，我国尽管在后期也有少量参与，但是并没有能抓住那次重大科学计划的先机。因此，面临比“人类基因组计划”更为广泛的“材料基因组计划”，我国政府和相关机构能够迅速做出响应并踏实努力，确实有很大的进步且值得肯定。但在赶超的过程中，我们决不能简单照搬国外计划的内容与方案，而应深入消化吸收，并结合自身情况做出适合国情的选择与决定。
1．积极鼓励并大力发展原创的材料计算软件美国材料科学家已经通过不断改进计算方法，在计算预测模型上取得了不少成果，只是苦于一直没有合适的平台向制造业分享这些研究成果。材料基因组计划正是为他们提供了一个向材料科学家和制造商在内的整个材料科学界共享数据和计算工具的平台。当然在建立这个平台的过程中，随着交流与合作的加深，还将伴随计算工具与方法的不断改进与提高。而我国在材料计算软件上的开发几近空白，几乎没有自主知识产权的通用程序包。除了个别单打独斗的研究小组，我国材料计算大都依靠外国商用软件，在使用上有很大的局限性。因此，我国推动材料基因组计划的发展，首先亟需解决的是形成规模化的长期稳定的开发队伍，开发自主知识产权的各种模型、算法和大规模科学计算软件，摆脱国外软件的垄断和限制，为我国新材料产业的全面发展打下坚实的基础。
2．依托现有基础将数据库建设细化对材料的性能进行成功模拟和预测取决于2个基本要素，一是计算模拟方法和软件，另一个就是材料数据库。从材料领域的广度和深度，不难看到建立材料数据库将会是一项庞大的系统工程，需要政府、学术界、产业界通力合作，需要投入大量的人力物力和时间才能完成。高度规范化的系统数据库是决定这项计划成败的关键。美国政府也并没有从零开始建设，而是依托纳米技术知识基础设施计划的实施或者IBM和哈佛大学这样的机构自身的基础进行建设。我国可考虑依托“863”“、973”、国家科技支撑项目、国家自然科学基金等现有科技计划，对已完成项目的实验数据进行整理归纳，在统一的加工、标引与建设规范的指导下，逐步建设完成整个材料领域的数据库。2014年3月正式开通的“国家科技报告服务系统”，可系统查阅国家科技计划项目所产生的科技报告，涵盖国家科技投入产生的大量科技信息和数据。如果能够设计合理的字段与入口，也极有可能对材料领域的数据库的建设起到支撑与帮助作用。
关键词：可持续发展；精细化工；管理系统
精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称“精细化工”。精细化学品具有下列特点，即品种多，更新换代快、产量小、大多以间歇方式生产、具有功能性或使用性、产品质量要求高、商品性强、技术密集高、设备投资较小、附加价值率高等。精细化工大体可归纳为医药、农药、合成染料、有机颜料等40多个行业和门类[1]。精细化工行业属于传统工业类别，从这一视角上来看，精细化工行业需要紧随社会经济发展要求，构建出属于其自身的管理系统。精细化工行业可以从人才、技术以及信息的角度出发，构建出较为全面的系统模型，通过这些管理系统的支持，精细化工行业能够为我国创造更多的经济效益。同时，从经济可持续发展的角度上来说，精细化工行业所构建出的管理系统能够有效地契合现阶段的经济发展需求，节约能源并和现阶段的高新技术相互融合，进而有效地提高行业的经济效益。
1以人才管理系统为基础
在可持续发展的需求下，精细化工行业需要以人才管理系统为基础，优化人才培训管理过程，同时需要增强人才的绩效考核，以此提高行业的人才培养质量。
1.1优化人才培训管理
在可持续发展的需求下精细化工行业需要优化其自身人才培训管理系统的建设过程。通过高素质人才的助力创造较高的经济效益。在建设管理系统时，精细化工行业需要从人才培训的角度出发，加大对人才的培训力度。精细化工企业可以优先针对新入职的员工进行培训，帮助他们明确工作职能，同时精细化工企业也需要对企业在职人员定期展开全员培训。精细化工企业可以采用补习、进修、考察的方式有计划地完成培养和训练，以此帮助员工适应新要求下新的工作职能。在进行培训的过程中，精细化工企业应当从组织、工作和个人三个方面多维度地对员工进行培训需求分析。组织分析主要是确定组织范围内的培训需求，保证培训计划符合组织的整体目标与战略要求。工作分析指员工达到理想的工作绩效所必须掌握的技能和能力。个人分析是将员工现有的水平与预期未来对员工技能的要求进行比照，以此参设两者之间的差距，方便后期精细化工企业制定严格的培训规划来弥补两者的差值。综上所述，在可持续发展的需求下，精细化工行业需要优化人才队伍的培训管理，通过对新员工以及全体员工进行培训管理的方式来提高人才队伍的综合素养。
1.2加强人才绩效考核
在可持续发展的需求下，精细化工行业需要加强人才队伍的绩效考核。人才绩效考核是建立在上文所述的人才培训的基础上，人才培训能够保障精细化工企业的员工掌握相对应的工作知识和技能，而人才绩效考核能够有效提高员工的工作积极性，同时也提高员工的工作能力。现阶段，精细化工企业需要制定严格的人才绩效考核制度，在实际的工作过程中，精细化工企业需要成立人才绩效考核办公室，制定《绩效目标责任书》，规定精细化工企业员工在一段时间内的绩效目标[2]。之后绩效考核办公室的工作人员需要将企业员工的月度评估结果与《绩效目标责任书》中规定的绩效目标进行对比评估，形成考核结果。考核结果的形式为奖励、惩罚、表扬、批评的一种或几种。在这一过程中，考核结果要形成书面材料，由企业的经理部保存作为面谈考核之用，绩效考核结果需由总经理批准执行，经批准的绩效考核结果由人才考核办公室于次日公布。精细化工企业需要积极约谈绩效不达标的工作人员，排查工作人员遇到的困难并给予帮助，同时针对绩效完成度较低的员工，企业也需要及时给予惩罚。面对绩效完成度较好的员工，企业要予以奖励，通过奖金或奖品的方式提高员工的工作积极性。完善的人才绩效考核制度的建立，能够让精细化工企业的员工保持工作激情，并在月度绩效考核中不断提升工作能力。
2以技术管理系统为核心
在可持续发展的需求下，精细化工行业需要建立技术管理系统，以纳米技术、合成技术以及流体技术为核心，构建出一整套完整的技术应用管理体系。
2.1精细化工纳米技术
在目前精细化工行业需要应用纳米技术来构建适合的技术管理系统。对于精细化工行业来说，应用高新技术能够有效地提高行业工作效率。纳米技术是21世纪科技产业革命的重要内容之一，具有极高的应用前景，因此精细化工行业需要应用好纳米技术，提高行业的工作效率。应用纳米技术需要对纳米材料开展研究。纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性，这些特性使材料具备优秀的力学性能。在这些化工生产中，纳米材料可以用作纳米聚合物来制造高强度重量比的泡沫材料、透明绝缘材料、高强纤维等[3]。除此之外，在精细化工中纳米材料还可以被用来制作成纳米日用化工，包括纳米色素、纳米感光胶片等，这些纳米材料为人们呈现出五彩缤纷的世界。另外，纳米材料还可当做粘合剂、密封胶涂料、高效助燃剂、贮氢材料以及催化剂等，这些不同的纳米材料涉及不同的纳米技术，精细化工行业已经和纳米技术息息相关。因此精细化工行业可以从多元纳米材料的角度上出发，优化其自身的纳米技术管理过程，以此来形成更为高效的纳米技术应用方案。
2.2精细化工合成技术
在可持续发展需求下，精细化工行业需要对合成技术进行管理，精细化工行业需要有效地应用合成技术来展开日常生产。合成技术的核心是电化学反应，精细化工中的合成技术在电子转移的基础下能够实现生产过程的清洁无污染。合成技术是精细化工技术可持续发展中的重点，它能够推动有机化学生产技术的应用。值得注意的是，精细化工中的合成技术的典型代表就是SPE法，它主要用与隔离精细化工电化学反应的场所，借助电解室有效促进电离子的反应运动，在这一过程中，SPE法可以用来电解反应物。值得注意的是，应用SPE法所展开的精细化工生产往往不会产生副反应，而且这一方法所产生的废弃物可以重复利用，因此从可持续发展的角度上来说，合成技术具有广阔的应用场景。
2.3精细化工流体技术
在可持续发展的需求下，精细化工行业需要加强其自身流体技术的管理。流体技术完全满足精细化工行业可持续发展的需求，这一技术的核心是超临界，因此流体技术也被称作超临界流体技术。在精细化工行业中，流体技术可以被用来完成诸多难以完成的生产活动，同时流体技术可以完成一些正常情况下很难进行的化学反应。目前流体技术在精细化工行业中具有非常广泛的应用，其中包括萃取、有机合成等多个方面。值得注意的是，由于流体技术的超临界性特点既能够提高精细化工行业的生产效率，又可在精细化工行业工作的过程中有效地改变反应的温度、压强，分离出精细化工生产的产物，促使流体技术朝有利的方向发展。因此，在构建精细化工管理系统的过程中，需要加强对流体技术的管理。
3以信息管理系统为媒介
在可持续发展需求下，精细化工行业的管理系统需要以信息管理为媒介，严格意义上来说，合理的信息管理能够保障精细化工行业信息流通的有效性。因此，在实际的工作过程中，精细化工行业可以应用AI技术赋能行业的信息转型，同时，精细化工行业还可以应用SaaS平台来有效地进行信息公示。
3.1AI赋能精细化工信息转型
在可持续发展需求下，精细化工行业可以应用AI技术展开行业的信息化转型。相关的精细化工企业可以研发AI数大脑，据以此来有效地将AI技术融合进企业的数字化转型过程中去。在这一过程中，AI技术可以为精细化工行业提供融合IoT(物联网)、AI技术(人工智能)以及OR为一体的人工智能整体运行方案。精细化工行业可以研发基于人工智能的数据大脑分析平台(MAI)、智能制造管理平台(MES)、物联网数据采集平台(SCADA)、实验室管理系统(LIMS)、双体系设备管理系统(EMS)。其中数据大脑分析平台能够有效地对精细化工行业生产过程中所涉及到的生产数据进行分析，以此来产出更为高效的生产方案。另外，智能制造管理平台可以应用AI技术以及物联网技术来替代人力展开机械化的化工生产过程。物联网数据采集平台能够有效地抓取网络上的精细化工生产数据，帮助工程师进行产品分析。另外实验室管理系统以及双体系设备管理系统可以有针对性地帮助精细化工企业完成产品的研发以及生产过程。这样一来通过全系列智能化AI技术的支持，精细化工行业能够实现其自身的智能化数字信息转型过程。
3.2SaaS平台赋能精细化工信息公示
在可持续发展的要求下，精细化工行业需要鼓励企业应用好对外信息公示平台，以此将企业的生产信息有针对性地公示给群众。在这一过程中，精细化工企业可以应用SaaS平台将其自身的企业信息进行登记。企业的生产经营信息能够为社会大众所熟知，社会大众和企业之间就能够形成监督与被监督的关系。所谓的SaaS指的是软件即服务，通过SaaS平台的支持，精细化工企业可以有效地适应现阶段的市场发展需求，人们也能够在平台上对企业提出发展意见和建议。企业可以有效地吸纳有用意见，完善其自身的生产经营过程。如此一来，通过平台的支持精细化工企业就完成了其自身的信息公示过程。
4结语
在可持续发展需求下，精细化工行业需要建立起相对应的人才管理系统、技术管理系统以及信息管理系统，在三方面管理系统的支持下，精细化工行业能够培养出诸多高素质专业化人才，同时这些不同的管理系统能够帮助精细化工行业产出更多的经济效益。另外在新时代的发展需求下，不同的管理系统能够推动精细化工行业应用好现阶段的高新技术，以此提高行业发展动能，相信在未来我国精细化工行业的发展质量能够越来越高。
参考文献:
[1]李盼盼.精细化工中化工技术的应用[J].化工设计通讯，2022，48(01)：93-95.
[2]封豆豆，吴成志，陈必新.某精细化工园区VOCs污染特征及来源解析[J].高校化学工程学报，2022，35(05)：935-942.
关键词：纳米材料；功能整理；天然纤维
中图分类号：TS195.6文献标志码：A
TechnologicalModelforApplyingNanomaterialsinNaturalFiberModification
Abstract：Thispaperexpoundedbothadvantagesanddisadvantagesoffourmethodsforusingnanomaterialsinfibermodification，includingtheblendedspinningmethod，finishingmethod，thegraftingmodificationandthein-situformationmethod.Undertheconditionofremaintheadvantagesofnaturalfiber，theauthorputforwardtwowaysoffunctionalfinishingbyusingnanomaterilas，namely，introducingdiscontinuousnanomaterialsonthesurfaceoffiberandembeddingnanomaterialsinsidethefiber，andtheeffectivenessofthesemethodswasverifiedbytestingsamples.
Keywords：nanomaterials；functionalfinishing；naturalfiber
自上世纪合成纤维问世以来，合成纤维产业的日新月异发展带动了纤维业向高技术产品的纵深延伸，也推进了现代人们的消费方式，作为单一天然纤维的应用历史也告终结。从产业角度来看，天然纤维为了自身产业的生存，不断进行着技术革新与改良，但天然纤维作为自然产生物，其产品的性能及功能的发展远达不到合成纤维的技术发展速度。
而从上世纪末至近几年，合成纤维已完成了仿真到超真的技术转变，合成纤维超细化加工技术的实现进一步促进了合成纤维制品的多样化和功能化，这对天然纤维产业所形成的发展压力也是空前的。
但技术发展并不是单向性的，当合成纤维借助于功能材料技术的发展而壮大时，作为合成纤维制品实现了诸如抗紫外、抗菌等功能时，天然纤维也同样获得了现代材料技术发展这一平台的支持，产品功能上也有效地获得了技术突破，这一发展，有效地弥补了天然纤维单一的缺陷，也使天然纤维成功地走向了功能化之路。
近年来，产品消费的细分化现象日益显著，各类纺织纤维在服装产品的亲肌肤性、友好性、美观性、功能性等方面表现出了不同的特点和优势，从而也使各种纺织纤维在产品开发方面表现出了不同的特长，这在客观上促进了纺织产业走向细分化、多样化，也促使纺织技术产品的相互交叉或多重风格。
而在纺织产品的功能化实现中，纳米材料的应用对于推进纺织品的功能化起到了十分重要的作用，但这一作用更多地体现在化学纤维的应用方面，在天然纤维领域，纳米技术产品相对较少，所以也影响了天然纤维多样化的实现。
纳米技术及纳米材料已经成为21世纪世界各国争相研究的重点，在纺织工业中，为功能纺织品的开发和纺织品应用领域的拓展提供了广阔的思路和可行性。
1纳米技术在纺织产品中的应用
目前，利用纳米材料对纺织材料进行改性通常有4种技术方法。
1.1共混纺丝法
共混纺丝法可以用来制备合成纤维和再生纤维，即将功能纳米材料与纺丝切片或纺丝液混合，通过熔融纺丝、湿法纺丝或干法纺丝等纺丝技术制备纳米材料改性纤维。采用共混纺丝法制备的纳米材料改性纤维具有性能稳定，纳米材料与纤维结合牢度高，稳定性好，耐久性好等特点。采用共混纺丝法需要纳米材料具备一定的性能，如采用熔融纺丝时，要求纳米材料具有较好的耐高温性能，并且粒径足够小；采用湿法纺丝或干法纺丝时，要求纳米材料和溶剂或凝固剂无相互作用，并能在纺丝液中保持足够的稳定性。
1.2后整理法
对于一些天然纤维或者已经以纤维或纺织品形式而存在的纺织材料而言，则无法通过共混纺丝法来实现纳米材料对其的改性，因此后整理法可以解决这个问题。后整理法即是采用浸渍、浸轧、涂层或喷涂等方法将纳米材料附加到纤维上，并使之固着在纺织材料上的一种方法。后整理法通常有以下几种情况：（1）将纺织材料浸渍到纳米材料分散液中，通过纳米材料高的表面能使之吸附在纺织材料表面；（2）将纳米材料分散在一定溶剂中，通过喷涂方式将纳米材料一次或多次沉积在纺织材料表面；（3）将含有纳米材料的整理剂在一定的粘合剂（如反应性树脂）存在下涂覆到织物表面，形成一种功能性的涂层。
后整理法制备纳米材料改性纺织品具有工艺简单、可操作性强等优势。但加工过程中纳米材料易团聚，纳米材料与纤维结合牢度低；或者处理过程中通常含有一些有毒的溶剂或粘合剂，给纺织品带来一些污染；再者一些粘合剂或涂层会改变纤维本身所具有的一些优异的性能，如棉纤维柔软、吸湿、透气等特性，真丝纤维爽滑、和人体良好的亲和力等，使之手感变差，穿着舒适性大大降低。
1.3接枝改性法
由于后整理法中纳米材料与纺织纤维间缺少相应的作用力，或者粘合剂和涂层的引入会影响织物的性能。因此，通过某种途径赋予纳米材料表面一定的官能团，再与纤维表面官能团直接或间接反应，将纳米材料接枝到纺织材料表面，以提高其牢度且不影响材料本身。也可制备各种微胶囊，将纳米材料置于微胶囊中，然后将微胶囊接枝到纤维材料上。但纳米材料本身改性及微胶囊技术难度高，目前没有得到广泛应用。
1.4原位生成法
以上方法都是将纳米材料机械式的添加到纤维上，在加工中工艺复杂，或者效果较差，并且由于纳米材料本身的团聚效应，使纳米材料不能在纤维表面获得很好的分布。对于天然纤维而言，纳米材料只能简单地添加在纤维表面，更加导致了其耐久性差。原位生成技术能够同时在纤维的表面和内部生成纳米材料，在纤维上分布均匀。并且纳米材料的制备和对纺织材料的整理同时进行，避免了纳米材料在整理过程中团聚的问题。而且原位生成技术也使纳米材料与纤维天然结合牢度高，因此，正越来越受到广大纳米材料和材料改性研究者的重视。
2纳米材料在天然纤维改性中的应用
通过长期对化纤类制品的消费认知，人们发现了天然纤维，在综合性的因素（如舒适性、保健性等）方面，都具有不可替代性，尤其作为内衣面料，天然纤维（特别是真丝和棉纤维）制品具有更大的优越性能，这种通过反复实践所获得的消费认知所形成的对产品的“忠城”将在相当长的时期内存在，这也将提醒研究者，在对天然纤维产品功能化研究中，必须充分尊重天然纤维这一特点。
天然纤维作为天然生成物，功能材料的导入方式，将影响天然纤维本身的自然优势。为了保护天然纤维与人体的友好性，在功能化改性中，可以采用以下两种方式。
2.1纤维表面非连续介质导入法
非连续介质导入，是指在纤维表面离散分布功能材料的细小微粒，不影响天然纤维本身与人体的接触，这一思考依据，对于真丝制品尤其重要，众所周知，真丝的蛋白质结构与人体蛋白质特征有无可比拟的相似性，所以，任何其他功能材料在真丝表面的连续覆盖都将使真丝制品的友好性和亲和性能受到影响。
2.2纤维内部填埋法
纤维内部填埋，依据来自天然纤维（蚕丝、棉、麻等）本身的结构具有原纤特征，这种原纤特征决定了天然纤维内部具有众多的微孔和微隙，给功能材料的导入提供客观便利，这种导入方式，也对天然纤维功能的长效性有很大的益处，但这一导入手段对技术的要求相对较高。从现有的技术来看，纤维内部组装技术是一种有效的方法，而前述的原位生成技术，也属于这一范畴，这种原位生成技术的特点在于：在功能材料组装前，功能材料本身以离子或分子形式游离进入天然纤维内部，再通过特定的反应环境，使进入纤维内部的离子或分子反应生成具有特定结构的固体材料，从而使功能材料支撑在纤维内部，实现在保护天然纤维本身优势性能的同时，实现其功能的长效性。
从本质上来看，功能纳米材料是最符合纤维表面非连续介质导入法和纤维内部填埋法的功能元素，也符合纤维表面非连续介质导入法和纤维内部填埋法的技术要素，由于不同纳米材料所表现的功能性各不相同，可以根据开发的功能，选择不同的纳米材料，但这里所言的纳米技术本身，不仅仅是纳米材料，更重要的是制备纳米材料的工艺过程，只有这样，才能实现从常规整理技术到纳米组装技术的突破。
3实施案例分析
为了能更好地说明问题，笔者选择自己的部分研究结果进行对比分析。
3.1形态比较
从图1和图2比较，图2采用了原位生成纳米银技术，有效实现了在真丝纤维表面的离散的非连续纳米银分布，纳米银颗粒细小，不影响真丝材料原有的表面特征。
3.2吸附量比较
表1为普通纳米银助剂整理和采用同样浓度制备工艺原位生成技术（组装技术）两种不同方法处理的真丝织物中的纳米银含量，可以看出，随着银浓度的提高，整理到织物上的纳米银含量增加。比较同一浓度下两种方法整理的真丝织物中的银含量，采用原位生成整理的真丝织物银含量明显高于常规浸渍法整理的真丝织物。说明浸渍法整理真丝织物时，纳米银难于均匀地吸附到真丝织物的内部，主要集中在纤维表面。而原位生成、自组装技术整理时，银离子能够均匀渗透到真丝纤维内部的各个部位，再将其还原，自组装生成纳米银，所以其银含量要高于浸渍法整理的真丝织物。
3.3耐洗牢度比较
为了比较两种方法整理的真丝织物上的纳米银的牢度，选取两个具有相近银含量的样品进行耐洗牢度测试，在经过不同次洗涤后测试样中的银含量，以此评价其耐洗牢度。表2中列出了分别经过10、20和30次洗涤后的样品中的银含量，由表中数据可见，浸渍法整理的真丝织物在经过10次洗涤后，银含量从125.94mg/kg下降到81.63mg/kg，下降了35.2%，在经过30次洗涤后，银含量下降到56.48mg/kg，相比未洗涤的样品下降了55.2%。而通过原位生成法整理的真丝织物洗涤30后，银含量从116.48mg/kg下降到101.29mg/kg，仅下降了13.0%。证明了原位生成法处理后，因纳米银分布于纤维内部，并支撑在纤维微孔和间隙中，所以纳米银和真丝纤维的结合牢度远高于普通浸渍整理法，具有很好的耐洗牢度。
以上结果表明，原位生成法整理真丝纤维或制品不仅可以获得较高的银含量，提高纳米材料的利用率，同时还能获得很好的耐洗牢度。
3.4抗菌性能分析
笔者选择低含量原位生成技术制备的纳米银真丝面料，进行抗菌耐冼性分析，表3显示，真丝面料经30次洗涤还具有优异的抗菌性能，能有效满足日常生活中的抗菌要求，也有效节约了生产成本。
4结语
1纳米技术的相关概念和理论介绍
从单纯的纳米材料结构来看，纳米材料主要在微观分子、原子和宏观物质中间的领域，我们只有详细的认识什么是纳米材料以及现阶段纳米技术发展的成果，才能更好的去分析和探究纳米技术在机械工程领域的实际应用。我们可以简单的认为纳米材料科学是材料学的分支之一，我们也不能否认纳米技术在人们日常生活中的广泛应用和重要地位。这一科技突破成果的广泛应用，改变了我国传统机械工程的生产模式，为我国的机械工程发展和进步带来了翻天覆地的变化。
1.1纳米技术的定义
首先，我们必须明确的一点是，纳米是一个长度单位，它的原称是“毫微米”。我们通常所指的纳米科技就是指研究结构尺寸在一至一百纳米范围内材料的性质和应用。这门学科不是独立的、单一的存在，纳米科学与技术和众多的科学学科有着十分密切的关系，可以说，纳米技术一直走在学科交叉领域的前沿。我们通常将纳米科技分为三个研究方向，即纳米材料、纳米器件和纳米尺度，这三个研究领域都是进行科技研究的重要领域。纳米科技的根本目的就是利用纳米的特殊性能去制造具有特殊功能的产品。纳米技术在机械工程方面的应用意义重大，微型机械技术已经成为二十一世纪纳米技术运用的核心，很多国家开始对纳米技术进行了更深入的研究，旨在为机械工程的发展做出更大的贡献。
1.2纳米技术的主要内容
首先，纳米材料主要包括制备和表征。我们通常希望通过利用纳米尺度的结构，在不改变物质化学成分的前提下，去实现对材料基本性质的控制。其次，纳米动力学主要是微型电动机械系统，它的英文简称是MEMS，即主要包括微机械和微电机。这种技术实际上是一种类似于集成电器设计和制造的新型工艺。它的最主要特点就是部件很小，虽然刻蚀的深度要求范围在数十至数百微米，但是它的宽度误差很小。这种技术有着很强的科研潜力，一旦研究的更加成熟，就会在实际的应用中带来更好的经济价值和利用价值。第三，纳米生物学和纳米药物学，这种纳米技术的应用也很广泛，可以用自组装的方法在细胞内放入零件以构成新的材料。最后，还有纳米电子学，它主要包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光或者电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。这项技术可以满足当前电子技术发展的主要趋势。
1.3纳米技术在机械行业中的发展前景
我们认为，纳米技术作为科学研究中一项很重要的突破性成果，如果合理加以利用，能够在机械行业中展示出很强的利用潜力，为企业的生产带来更高的经济价值。纳米技术在机械行业中的应用范围和应用程度有待扩大和加深，它的发展前景是十分广阔的，我们必须看到纳米技术的科研潜力和经济价值，结合当前我国机械行业发展的现状和在实际利用中出现的问题，不断的进行研究和创新，深入的促进纳米技术和机械行业的紧密结合。我们可以在机械行业的各个领域去应用纳米技术，如：机械及汽车工业的滑配原件、射出成型时发生的粘模以及塑胶流道的低粘应用等。
2纳米技术在机械工程中的应用
随着科学技术的发展和社会经济的不断进步，纳米技术在机械方面的应用最重要的一方面就是微型机械技术，许多国家对此进行了深入的研究，我们可以看到，纳米技术在机械工程中的应用主要存在于微型纳米轴承方面。这种技术深深的改变了传统机械工程的发展模式。由于传统轴承的体积较大，它的摩擦力只能够靠来进行减少，但是这种方式并不能够从根本上避免摩擦力带来的问题。美国科学家通过研究，利用纳米技术很好的解决了这一问题，他们研制出了一种微型纳米轴承，这种轴承最大的优势就是几乎没有摩擦并且其直径仅仅是一个头发直径的万分之一。安徽的合肥大学通过研制，成功发明了纳米材料刀具，这标志着运用纳米材料制作的新型金属陶瓷刀具问世，这种刀具不仅仅品质十分优化，并且使用寿命也得到了极大的提高。另外，纳米耐磨符合图层的运用也是十分广泛的，实际上，这种微型化的大力运用已经从根本上改变了传统机械生产的模式，颠覆了传统机械的概念和范畴，这种微型机械的基础是现代科学技术，这种创新性的思维方式也是时展的重要产物。除此之外，纳米技术马达、纳米磁性液体以及纳米技术在食品机械领域的应用，都展示了纳米技术给机械工程带来的重大改变。
3结论
纳米科学技术是20世纪80年展起来的一门多学科交叉融合的技术科学,其最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性来制造具有特定功能的产品。纳米材料是指具有纳米量级的超微粒构成的固体物质。纳米材料具有三个结构特点:①结构单元或特征维度尺寸在纳米数量级(1～100nm);②存在大量的界面或自由表面;③各纳米单元之间存在一定的相互作用。由于纳米材料结构上的特殊性,使纳米材料具有一些独特的效应,主要表现为小尺寸效应和表面或界面效应,因而在性能上与相同组成的微米材料有非常显著的差异,体现出许多优异的性能和全新的功能。纳米材料在化学、冶金、电子、航天、生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。当铁磁材料的粒子处于单畴尺寸时,矫顽力(Hc)将呈现极大值,粒子进入超顺磁性状态。这些特殊性能使各种磁性纳米粒子的制备方法及性质的研究愈来愈受到重视。开始,多以纯铁(a-Fe)纳米粒子为研究对象,制备工艺几乎都是采用化学沉积法。后来,出现了许多新的制备方法,如湿化学法和物理方法,或两种及两种以上相结合的方法制备具有特殊性能的磁性纳米材料。磁性纳米材料具有许多不同于常规材料的独特效应,如量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效应等,这些效应使磁性纳米粒子具有不同于常规材料的光、电、声、热、磁、敏感特性[2]。当磁性纳米粒子的粒径小于其超顺磁性临界尺寸时,粒子进入超顺磁性状态,无矫顽力和剩磁。众所周知,对于块状磁性材料(如Fe、Co、Ni),其体内往往形成多畴结构以降低体系的退磁场能。纳米粒子尺寸处于单畴临界尺寸时具有高的矫顽力[3]。小尺寸效应和表面效应导致磁性纳米粒子具有较低的居里温度[4]。另外,磁性纳米粒子的饱和磁化强度(Ms)比常规材料低,并且其比饱和磁化强度随粒径的减小而减小。当粒子尺寸降低到纳米量级时,磁性材料甚至会发生磁性相变。磁性纳米材料也具有良好的磁导向性、较好的生物相容性、生物降解性和活性能基团等特点,它可结合各种功能分子,如酶、抗体、细胞、DNA或RNA等,因而在靶向药物、控制释放、酶的固定化、免疫测定、DNA和细胞的分离与分类等领域可望有广泛的应用。
2性纳米材料在生物医学领域的应用
2.1靶向药物载体技术
利用磁性纳米颗粒制造靶向输送医疗药物,是目前医药学研究的热点。通常的靶向纳米药物载体是运用了载体对机体各组织或病变部位亲和力的不同,或将单克隆抗体与载体结合,使药物能够转运到特定的治疗部位,但如果制备的载药颗粒过大,如处于微米量级,可能会引起血栓样血管栓塞,甚至导致死亡,而纳米级的磁性颗粒可以解决这个问题。磁性纳米颗粒的粒径比毛细血管通路还小1-2个数量级,用其作为定向载体,通过磁性导向系统控制,可将药物靶向输送到病变部位释放,以增强疗效。制备出生物相容性和单分散性较好的无机磁性纳米颗粒载体(主要为铁系氧化物),再用生物高分子(氨基酸、多肽、蛋白质、酶等)包覆磁性纳米颗粒载体,再将包覆好的磁性载体与药物分子结合,将这种载有药物分子的磁性纳米粒子注射到生物体内,在外加磁场的作用下,通过纳米颗粒的磁性导向性使药物更准确地移向病变部位,增强其对病变组织的靶向性,有利于提高药效,达到定向治疗的目的,从而降低药物对正常细胞的伤害,改变目前放疗和化疗中正常细胞和癌细胞统统被杀死的状况,减少副作用。动物临床实验证实,载药磁性纳米微粒具有高效、低毒、高滞留性的优点,它在治疗结束后可以通过人体肝脏和脾脏自然排泄。磁性纳米药物载体一般通过下面3种方式结合:(1)药物与高分子先结合成颗粒,磁性颗粒再吸附其表面;(2)磁性颗粒和高分子先结合成颗粒再吸附药物;(3)磁性颗粒、药物、高分子一起混合经均匀化后再颗粒化。磁性高分子颗粒作为药物载体,其中控制释放速率是影响药效的主要因素,骨架材料的选择对控释作用具有一定的影响,而搅拌速度和成型温度对颗粒控释作用也有很大影响。纳米颗粒有的微型水解通道的多少、宽窄及交联程度是决定颗粒能否控释的主要因素,而搅拌速率和成型温度对颗粒中最后形成的微型通道程度起决定作用。早期应用的载体多为葡聚糖磁性毫微粒(DextranMNP),但易被RES系统吞噬,被动靶向于肝脾,难于实现其他组织的靶向给药。后来,有人改变载体的表面的性能,使其具有一定负电性,可更好地应用于主动靶向治疗。
2.2细胞分离和免疫分析
细胞分离是生物细胞学研究中一种十分重要的技术,高效的细胞分离在临床中是首要的、重要的步骤。这种细胞分离技术在医疗临床诊断上有广范的应用,例如治疗癌症需在辐射治疗前将骨髓抽出,且要将癌细胞从骨髓液中分离出来。传统的细胞分离技术主要采用离心法,利用密度梯度原理进行分离,时间长、效果差。随着合成磁性粒子的发展,免疫磁性粒子在分离细胞方面已经获得了快速的发展经动物临床试验已获成功。其中最重要的是选择一种生物活性剂或者其他配体活性物质(如抗体、荧光物质、外源凝结素等),根据细胞表面糖链的差异,使其仅对特定细胞有亲和力,从而达到分离、分类以及对其种类、数量分布进行研究的目的。磁性粒子用于细胞分离需要考虑以下几个因素:不与非特定细胞结合、具有灵敏的磁响应性、在细胞分离介质中不凝结。免疫分析在现代生物分析技术中是一种重要的方法,它对蛋白质、抗原、抗体及细胞的定量分析发挥着巨大的作用。在免疫检测中,经常利用一些具有特殊物理化学性质的标记物如放射性同位素、酶、胶体金和有机荧光染料分子等对抗体(或抗原)进行偶联标记,在抗体与抗原识别后,通过对标记物的定性和定量检测而达到对抗原(或抗体)检测的目的。由于磁性纳米颗粒性能稳定,较易制备,可与多种分子复合使粒子表面功能化,如果磁性颗粒表面引接具有生物活性的专一性抗体,在外加磁场的作用下,利用抗体和细胞的特异性结合,就可以得到免疫磁性颗粒,利用它们可快速有效地将细胞分离或进行免疫分析,具有特异性高、分离快、重现性好等特点,同时磁性纳米颗粒具有超顺磁性,为样品的分离、富集和提纯提供了很大方便,因而磁性纳米颗粒在细胞分离和免疫检测方面受到了广泛关注。
2.3磁性纳米颗粒对蛋白酶的吸附及固定化
生物高分子例如酶等都具有很多官能团,可以通过物理吸附、交联、共价偶合等方式将他们固定在磁性颗粒的表面。用磁性纳米颗粒固定化酶的优点是:易于将酶与底物和产物分离;可提高酶的生物相容性和免疫活性;能提高酶的稳定性,且操作简单、成本较低。制备吸附蛋白酶的磁性高分子颗粒的过程可以概括为:制备磁流体,在对磁流体中的磁性纳米颗粒用大分子包覆或联结,所形成的磁性高分子载体可用作亲和吸附的磁性亲和载体。作为酶的固定化载体,磁性高分子颗粒有利于固定化酶从反应体系中分离和回收,还可以利用外部磁场控制磁性材料固定化酶的运动和方向,从而代替传统的机械搅拌方式,提高固定化酶的催化效率。磁性高分子颗粒作为酶的固定化载体还具有以下优点:固定化酶可重复使用,降低成本;可以提高酶的稳定性,改善酶的生物相容性、免疫活性、亲疏水性;分离及回收酶的操作简单,适合大规模连续化操作。
2.4基因治疗
20世纪70年代,医学领域提出了“基因治疗”这一概念,即将遗传物质导入细胞或组织,进行疾病的治疗即将遗传物质导入组织或细胞进行疾病治疗。目前常用病毒载体和脂质体载体,病毒载体存在制备困难,装载外源DNA大小有限制,能诱导宿主免疫反应及潜在的致瘤性等缺点。多价阳离子聚合物,如目前广泛应用的脂质体,具有病毒载体的优点,而没有病毒载体的缺点。但是聚合物的颗粒大小是影响转染效率的因素之一。磁性纳米粒子的出现克服了它们的缺点。磁性材料直径可达10nm以下,在外磁场作用下具有靶向性。磁性材料外部包裹生物高分子,从而增强了生物相容性,对细胞无毒,而且在血管中循环时间大大延长。目前要控制阳离子聚合物大小的合成方法还不很成熟,且阳离子聚合物的细胞毒性是影响转染的突出问题。磁性四氧化三铁生物纳米颗粒的制作简单,直径可达10nm以下,具有比表面积效应和磁效应。在纳米颗粒的表面可吸附大量DNA。在外加磁场的作用下,可具有靶向性。且四氧化三铁的晶体对细胞无毒。为达到生物相容性,在磁性四氧化三铁的晶体表面可很容易地包埋生物高分子,如多聚糖,蛋白质等形成核壳式结构。由于纳米颗粒有巨大表面能,有多个结合位点,因而携带能力优于其他载体,且转染效率高于目前使用的载体,因此磁性生物纳米颗粒可成为较好的基因载体。
3磁性纳米材料应用于生物医学领域的局限性
纳米材料科学技术的发展为纳米材料的制备提供了许多新的工艺,在此基础上人们已经能够合成出单分散性比较好、形状和尺寸可控的磁性纳米材料,但磁性纳米材料目前处于研究实验阶段,有些问题还需要进一步研究解决,但目前尚处于实验阶段,有众多的问题亟待进一步研究解决:
(1)磁性纳米颗粒的特性与颗粒的尺寸、颗粒尺寸的分布、颗粒的形状和晶体结构密切相关,因而深入研究这些因素与磁性纳米颗粒性能(尤其是磁学性能)的关系,以便找到最佳的合成工艺,最终达到对材料性能剪裁的目的。从热力学和动力学两方面深入探索纳米尺度范围内材料合成机理对磁性纳米颗粒的尺寸、形状和晶体结构的影响,发展和完善单分散磁性纳米颗粒的制备方法;
(2)着重研究生物大分子在磁性纳米颗粒的组装结合机理,以提高组装的结合力和结合量,发展面向不同应用要求的组装形式和组装方法;深入分析生物大分子在磁性纳米颗粒载体上组装后对其生物功能的影响,进一步研究磁性纳米颗粒及生物高分子组装体中无机成分和有机成分对磁性的贡献以及无机成分与有机成分的磁相互作用,以期将功能设计与组装方法有机地结合起来。
(3)目前的磁性纳米材料在生物医学领域的应用研究才刚刚起步,但随着磁性纳米材料的产业化和商业化的推进,如何大批量的生产质量可靠稳定的磁性纳米材料,如何在生产过程中简化生产步骤,降低成本,以期大规模临床应用。
关键词:纳米材料应用
一、纳米的发展历史
纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
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。
二、纳米技术在防腐中的应用
纳米涂料必须满足两个条件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响，如纳米sio2用于建筑涂料，可防止涂料的流挂；第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性，如利用纳米tio2、sio2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等；第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力，可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。
纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径，目前用于涂料的纳米材料最多的是sio2、tio2、caco3、zno、fe2o3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之间极易团聚，纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多，性能各异，不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能，需要经过大量的实验研究工作，才有可能得到真正的纳米涂料。
纳米涂料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的halox、sherwin－williams、mineralpigments、德国的hrubach、法国的sncz、英国的britishpetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料，性能不错，甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展，也可以生产纳米漆。
我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。
三、纳米材料在涂料中应用展前景预测据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领
域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。经测试，对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量。
四、结语
由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
参考文献：
[1]桥本和仁等［j］.现代化工.1996(8):25～28.
[2]曾汉民［j］.现代涂料与涂装.2001(4，5，6):40～42，39～42，42～44.
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