纳米技术的重要性(6篇)
时间:2024-09-27
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1纳米及纳米材料
纳米是物理上的长度单位,用nm表示。1m等于10亿nm。l纳米相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细。长度单位主要有;光年、千米、米、分米、厘米、毫米、丝米、忽米、微米、纳米、埃。所以纳米是长度单位中非常小的单位。用肉眼是看不到这么小的长度,所以必须利用显微镜才能观察到。纳米是一个长度单位,本身并没有物理内涵。当物质颗粒大小达,到纳米尺度以后,大约是在lnm~100nm这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既不同于原来的原子、分子,也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。第一个真正认识判定它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,像铁钴合金,把它做成大约20nm~30nm大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。
2纳米材料的种类
纳米材料分为纳米颗粒和纳米固体,纳米颗粒(颗粒的尺寸,一般指直径不超过10nm最大不超过100nm)也称超微粒。纳米固体也称为纳米结构材料,由纳米颗粒凝聚而成的块体、薄膜、多层膜和纤维等统称为纳米固体。
3纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法很多,一般有物理的、化学的、机械的方法等等。最常见的方法是在惰性气体环境中采用凝聚技术制备纳米材料。制作过程就是将金属原材料置于一个电加热的蒸发皿中,然后将蒸发皿放在充满惰性气体的密闭容器内加热蒸发。在蒸发皿的上部放置一个冷凝系统使得受热蒸发的金属原子(或原子簇)在冷凝器外壁沉积下来,蒸发、冷凝过程结束后,抽出惰性气体,在真空状态下,取下冷凝器上的金属微细颗粒。压制成块,便得到这种金属的纳米固体材料。纳米材料制备技术迫切需要解决的问题是如何提高制备的速度和率,降低成本,尽快使纳米材料的科学技术转化为生产力。
4纳米材料的奇异特性
在纳米量级内,物质颗粒的尺度已经很接近原子的大小。材料的纯度越来越高,缺陷却越来越少。因而,纳米结构材料与普通结构材料相比,在力学、磁学、光学、声学、电学、热学等方面都有很大差异。第一,强度和硬度都有很大提高。例如,由纳米的铁晶体颗粒压制而成的铁纳米结构材料与普通钢铁材料相比,强度提高12倍,硬度提高超过100倍;第二,熔点降低。例如金的熔点为1064℃,加工成10nm左右的粉末的熔点降到940℃,加工至2nm左右时,熔点降到327℃;第三,表面活性增强,具有很强的催化作用。因纳米材料是由众多尺度很小的纳米颗粒所制成。表面积显著增大,表面能也相应增加,同时随着颗粒尺度的藏小,颗粒表面的原子数占颗粒的总原子数的比例迅速增大。因此,纳米颗粒的表面活性大大增强,因而使材料具有很强的催化作用,例如:在火箭燃料中添加少量的镍纳米颗粒。可以成倍提高燃料的燃烧效率;第四,纳米颗粒对光有极强的吸收能力。例如,金属纳米颗粒对光的反射率很低,一般低于1%,所有的金属在纳米颗粒状态下都呈现为黑色。纳米颗粒尺寸越小,材料颜色越黑。第五,材料的磁学性能和电学性能与常规材料却有很大差别。很多在常规下导电的物质,当制成纳米材料时就不导电了,而不导电的物质在制成纳米材料后却能够导电。
5纳米材料的神奇妙用
第一,纳米陶瓷发动机。一般材料制成的发动机所能承受的温度比较低,燃料因此不能充分燃烧,不仅效率低,造成能源的浪费,而且会污染环境。陶瓷材料所能经受的温度比金属高得多,因此纳米陶瓷发动机具有耐高温、效率高、燃料能充分燃烧、减少大气污染等优点;
第二,纳米传感器。可用纳米材料制成光传感器、可燃气体泄漏报警器、湿度传感器等等;
第三,可制成纳米微机械零件与微电子器件,从而使未来的计算机、卫星、电视、机器人等的体积变得越来越小;
第四,纳米催化剂。铜的纳米颗粒是冶金和石油化工中的优良催化剂,在制造高分子聚合物化学工业的反应中,铜的纳米颗粒催化剂有极高的活性和选择性;
第五,纳米光学材料。纳米材料具有普通光学材料不具备的光学特征。因而在现代的光学通讯中有着许多重要的应用。用纳米材料制成的光纤材料可能降低传输光信号的损耗;
第六,纳米机械―细菌大小的机器人。用纳米技术可以制成比细菌还小的机器人。这种机器人中的发动机,依靠人体细胞中一种叫做磷酸腺苷的物质分子所驱动,这种物质能够给细胞提供能量。可以用这种机器人来治疗心脑疾病;
第七,碳纳米管的妙用。所谓碳纳米管是指一种栅网组成的胶带状的石墨薄片,厚度只有一个碳原子大小,大约在百万分之一毫米到百万分之十毫米之间。它具有极高的强度和柔软性以及极强的导电能力。主要用来制成人工肌肉、航天器的燃料储罐等等。
参考文献
【关键词】纳米材料;纳米技术;应用
有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究,美国从2000年启动了国家纳米计划,国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次,与纳米技术有关的国际期刊也很多。
一、纳米材料的特殊性质
纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、剂等领域。
(一)力学性质
高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。
(二)磁学性质
当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2,在这情况下,感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%,已不能满足需要,而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%,可以用于信息存储的磁电阻读出磁头,具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系,所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率,对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多,而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级,磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级,从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。
(三)电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管,表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性,成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展,已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
(四)热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用,从而有效地将太阳光能转换为热能。转(五)光学性质
纳米粒子的粒径远小于光波波长。与入射光有交互作用,光透性可以通过控制粒径和气孔率而加以精确控制,在光感应和光过滤中应用广泛。由于量子尺寸效应,纳米半导体微粒的吸收光谱一般存在蓝移现象,其光吸收率很大,所以可应用于红外线感测器材料。
(六)生物医药材料应用
纳米粒子比红血细胞(6~9nm)小得多,可以在血液中自由运动,如果利用纳米粒子研制成机器人,注入人体血管内,就可以对人体进行全身健康检查和治疗,疏通脑血管中的血栓,清除心脏动脉脂肪沉积物等,还可吞噬病毒,杀死癌细胞。在医药方面,可在纳米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品纳米材料粒子将使药物在人体内的输运更加方便。
二、纳米技术现状
目前在欧美日上已有多家厂商相继将纳米粉末和纳米元件产业化,我国也在国际环境影响下创立了一(下转第37页)(上接第26页)些影响不大的纳米材料开发公司。美国2001年通过了“国家纳米技术启动计划(NationalTechnologyInitiative)”,年度拨款已达到5亿美圆以上。美国科技战略的重点已由过去的国家通信基础构想转向国家纳米技术计划。布什总统上台后,制定了新的发展纳米技术的战略规划目标:到2010年在全国培养80万名纳米技术人才,纳米技术创造的GDP要达到万亿美圆以上,并由此提供200万个就业岗位。2003年,在美国政府支持下,英特尔、蕙普、IBM及康柏4家公司正式成立研究中心,在硅谷建立了世界上第一条纳米芯生产线。许多大学也相继建立了一系列纳米技术研究中心。在商业上,纳米技术已经被用于陶瓷、金属、聚合物的纳米粒子、纳米结构合金、着色剂与化妆品、电子元件等的制备。
目前美国在纳米合成、纳米装置精密加工、纳米生物技术、纳米基础理论等多方面处于世界领先地位。欧洲在涂层和新仪器应用方面处于世界领先地位。早在“尤里卡计划”中就将纳米技术研究纳入其中,现在又将纳米技术列入欧盟2002——2006科研框架计划。日本在纳米设备和强化纳米结构领域处于世界先进地位。日本政府把纳米技术列入国家科技发展战略4大重点领域,加大预算投入,制定了宏伟而严密的“纳米技术发展计划”。日本的各个大学、研究机构和企业界也纷纷以各种方式投入到纳米技术开发大潮中来。
中国在上世纪80年代,将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目,投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究,已经建立了10多条纳米技术生产线,以纳米技术注册的公司100多个,主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。
三、前景展望
经过几十年对纳米技术的研究探索,现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子,纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测:不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。
纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段,但从历史的角度看:上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战,又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究,为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。
摘要:纳米技术为人类带来的便利:纳米技术的发展,不仅可以在治理环境污染方面起到很好的作用,对于有害气体,污水处理,而且对于磁辐射,废弃物等治理方面起到了很大的作用,但是随着纳米技术的逐步发展,人类一味的对技术产生依赖心理,在这种情况下我们要用自己的判断力,增加自己的基本素养,具备独立思维的能力,合理的运用科技的发展为人类服务。
关键词:纳米技术污水处理依赖技术基本素养
中图分类号:N031文献标识码:A文章编号:1006-026X(2013)10-0000-02
1.纳米技术的定义
纳米技术是一种创新的技术,它在非常小的范围之内之内,来进行对原子,分子的研究,并利用其来进行发展和创新的一门技术,纳米机器人,纳米马桶,人类通过电子显微镜看到的微观的人体细胞,病毒等等。利用纳米技术制作的材料又与我们经常使用的材料有很大的区别,它发展了吸附等的一系列功能。那么这种新型材料的出现,也将会利用到人类生活的各个方面,带来了技术创新。
2.纳米技术为人类带来的便利
纳米技术的发展为科学技术的发展带动了新的改革,纳米技术的发展也推动了医学、艺术等方面的发展。医学中产生了光学传感设备,对于骨质修复作用产生了重要的作用,同时纳米技术在药物输送方面产生了重要作用,纳米技术在艺术层面也产生了重要的影响,纳米画等作品。纳米技术不仅从技术层面关心人类,而且从人的综合状态中予以提升。
2.1纳米技术带来了科技层面的改革
例如,纳米技术制作的微型器械,按照人类的操作任意运动,将微小的颗粒,划分成原子或者分子,再按照自己的想法任意拼接,这些器械不仅可以按照人类的想法任意工作,而且具有自我还原的能力。纳米材料是一种新型的材料,这也体现了从认识―实践―认识的客观规律。人类之所以能制作出纳米仪器,利用纳米材料的主要原因是人类对于纳米世界认识的比较深入全面,然后再利用纳米材料制作出纳米设备,这也是令一个再认识―实践―认识的过程,推动了从不断认识到实践的过程,体现出了发展是靠不断运动的哲学道理。
2.2纳米技术体现了物质和意识的关系
物质决定意识,意识对物质有反作用。人类推动了纳米材料的发展,最主要的原因在于人类对纳米世界有了非常客观的认识,了解了它的运动发展规律,通过人类对于纳米世界的学习和研究,来创造出纳米材料,而这种材料的创造体现了物质决定意识,意识对物质起到了发作用。
2.3纳米技术同时体现了由量变到质变的一个过程
物质的质变有两种来源,一种形式是量变达到一定程度就会产生质变,质变的另一种形式就是在总量不变的前提下,内部组织自己行的排列与组合,从而产生质变,纳米技术一方面是利用纳米结构的特点而生产的一种纳米材料,另一种就是利用原子,分子中间的距离变化,重新组合,而产生的质变生产的纳米材料,这就体现了由量变到质变的过程,
2.4纳米技术加强了人们对于排列结构的认识
原子,或分子之间的距离,位置不同就会形成新的不同的物质,纳米技术也就是利用了这一特点,而形成的技术。纳米技术完成了从生物到非生物的跨越,在医学上生产出新的微型仪器,置放在人体中代替,或者弥补人体某些部分脏器的功能,通过改变人体细胞的组织结构,利用纳米技术孕育出新的生命,
3.纳米技术带来的消极影响
纳米就会造成人类社会的危害,人类的想象和发明没有边界,纳米技术的产生就是对原子分子进行重新的排列组合,在这种非常方便的状况下,纳米技术也会生产出任何东西,这是一件可怕的事情,在这种没有节制的的状态下,纳米技术就像病毒一样无限蔓延开来,可以想象一下,我们周围到处存在着纳米仪器,有有利于人类发展的仪器设备,医药用品,也有限制人类发展的纳米病毒,学生利用纳米仪器来应付考试,小偷利用纳米仪器进行偷窃,人人都有纳米设备防身,这是一件多么可怕的事情。
人类如果过度依赖技术,就会将人类和技术之间的关系发生改变,不是技术为人类服务,而是人类对技术的崇拜,人的思想会随着发生改变,产生混乱和偏执,基本理论的缺失。
技术会导致人缺乏用自己的思维,一味的对技术产生依赖心理。有些观点认为纳米技术可以解决任何问题,此观点认为,所有的物质存在方式都是按照自己的规律存在的,万事万物的存在都有自己的规则,相互之间也有自己的的特点,遵循着某种法则,依照纳米技术的原理,人类社会的存在方式也可以任意组合,相互之间可以打乱,再进行新的排列组合,有的观点认为,人的思维,与任何一种社会存在进行排列组合,所有的存在都可以依照纳米技术的存在方式来进行发展,有机界和无机界,非生物和生物,任何物种都可以排列组合,有些组合还没有实现,得依据纳米技术的发展状况,需要进一步学习研究。更有甚者认为人的思维是由大脑控制的,为了改变人的思维方式完全可以像纳米技术那样,将人的大脑细胞与大脑结构重新进行排列组合,这种思想是非常可怕的。
依照这种推论,我们要想让刚种的树苗,瞬间长大,完全可以改变它内部细胞生长结构,要想让刚出生的婴儿长大,改变他的细胞排列结构,要想让养的家禽快速长大,只要改变体内细胞的排列结构,这是一件多么可怕的事情,况且这种言论还没有成立,纳米技术的无限制发展就会对人类社会带来危害,使人的思维发生错乱,
这也是一种拜物的想法,一味的抬高技术的发展,而降低了人的主观能动性,人服务于技术,技术是最高的物质,失去了人在社会中的主导地位,虽然这样的想法没有办法去证明它的合理性,但也很难证明它的不合理性,但是能够确定的是,如果按照这种状况发展下去,人类社会的发展将会被阻挠。
4.面对纳米技术的优劣是该如何解决
根据纳米技术的发展而产生的一些消极理论,我们必须做一些考虑,针对性的提出一些意见,来限制其肆意发展。阻止其危害人类社会。纳米技术的发展一方面促进了人类社会的发展,为人类的医学,艺术,技术各个方面提供了积极地影响,而另一方面纳米技术的肆意发展又导致了人的异化,对人类社会的发展产生了阻碍,这种现象也是不可避免的,事物的发展总是存在这两面的,如果利大于弊,它就是正面的,可继续发展的,如果弊大于利,就要引起人们的反思,那么从纳米技术的发展状况来看,它更多地是造福人类,但是在它为人类带来方便的同时又对社会的发展产生了阻碍。对于这一利大于弊的现状,针对于它的利弊我们一方面要改变人的观念发扬正面的力量;另一方面,应该采取一些相关的政策措施,针对性的阻碍它的负面影响。
4.1改变人们的观念发扬正面力量
在科技不断发展的今天,从人的本身开始,从知识文化层面,提高人本身的素养,对科学技术重新认识,树立科学的文化精神。只有这样,当新的的技术出现时,就不会出现违背科学文化而出现的不合于人的伦理道德的事情,人类尊重科学知识,但不盲目崇拜,对科学技术的态度,要合理保护。只有这种科学知识观念扎根在人的脑海中,任何消极的观念都不会滋生,另一方面,科学技术的发展的最要的目的,是以为人类共同利益而服务的,我们应该分出什么任务是共同的,这就需要对人类自身修养的提高与丰富,当面对共同利益时,联合起来,共同发展,当科学技术不符合人的共同利益时,人的自我修养自我意识,就可以提醒自己,科学技术的发展危害到人的共同利益时,要知道杜绝其发展,人的思想也是一步一步完善起来的,科学技术也在发展的阶段,虽然人类很难预测科技发展的后果,但由于人类有基本的科学素养,基本的科学文化,人类在面临科学发展的时候,最基本要做到的是科学技术的发展要与人类社会的发展,相互协调。
科学技术是一种被人类用来创造的东西,是人类达到某种目的的手段或者媒介,是人类可以掌控的东西,在这个时候就对创造者有要求,创作发明者本着为人类共同利益的原则,选择性的发展科学技术哲学,纳米技术也一样,当它符合人的共同利益的时候我们大力发展,当它没有边界肆意发展,为社会的发展总成阻碍,危害人类的共同利益,违反公共道德,反人类的基本素养,创造者就要摒弃它,限制其发展,当然在不同的年代,各个国家对于科学技术发展,纳米技术的发展的衡量标准是不一样的,在这个时候,首先纳米技术的发展要符合当时,符合国家的需求,符合人们的共同利益,不能超越人类的道德底线,不同年代,不同国家的国情,科学技术的发展,要和当时国家的人们素质,国庆的发展相互协调,整体性推动人类发展的历史进程。始终不能违反人类的共同需求,和人性发展的基本素质的本质要求。
4.2纳米技术的发展应从政治、教育、法律等方面来约束和规范
从政治方面国家应该出抬相应的政策引导纳米技术的发展朝向符合国家利益,人民根本利益的方向发展,明确规定杜绝哪些科学技术的发展。最大化的实现人民根本利益的。要杜绝不良技术的发展滋生,不仅仅要依靠政策的导向,严重的情节要依靠法律的武器,彻底消灭不符合人类发展规律的科技发展,有些人为了自己私利,不顾人类发展的根本利益,利用科学技术,发展生产一些危害人类的利益,危害社会健康的一些科技,在这种情况之下,国家的法律应该做出明确的规定,对于这类,危害人类,危害社会发展的行为,予以法律的制裁。目前我们的国家正处于发展中的阶段,以上说的政策导向。和法律法规还需要一个发展过程,科学技术,尤其是纳米技术的发展是一个新型的事物,人类对它的了解是一个非常模糊的状态,所以难免会造成一些违背大众基本文化原则的事情,所以人类要树立这种科技发展的文化观,在每朝每代,社会舆论,难免是人类发展的一个催化剂,我们应该树立正确的舆论导向,人人心里树立正确的和意识,引导科学技术从正确的方向发展,当科学技术,违背大众舆论的时候,人类要积极站出来,对不良的发展想象造成压力,时刻朝向正确健康的方向发展。
结语:纳米技术是一种新型的科学技术,是科技发展的一场革命,它将人类带进了另一个新的先进的世界,它的发展造福了大众,另一个新的光明的世界已经到来,任何事物的发展都有双层的利害关系,纳米技术的发展也如此,人类不能被异化,要树立对科学技术发展的认识和基本素养,并通过政治、文化、法律等一列的约束和导向,使科学技术朝正确的方向发展,造福人类。
参考文献:
[1]阵垮泉.纳米科技探索[M].北京:清华大学出版社,2002.
[2]孙超.纳米技术带来的哲学思考[J].安徽农业大学学报(社会科学版):2002(61)
[3]郝春城等.纳米科技及纳米材料发展的哲学思考[J].青岛化工学院学报(社会科学版):1999(3)1.
[4]吴文新.科学技术应成为上帝吗?[J].自然辩证法研究:2000(11).
[5]王秀丽,王德胜.纳米技术的哲学价值[J].自然辩证法研究:2006,22(4)61-64.
关键词:纳米环境健康公正分配
中图分类号:X9文献标识码:A文章编号:1007-3973(2012)002-185-02
在电影《食破天惊》中,男主角弗林特为自己只有沙丁鱼吃的家乡发明了一款依据水分子变异便什么食物都能产出的机器。该电影的导演或者编剧也许并不知道有了纳米技术,这样的机器可能会以另外的形式成为现实。后来机器的失控给小镇带去了一些麻烦,在这幻想里,我们看到了纳米技术可能带来的巨大利益和巨大灾难。作为一门交叉学科,纳米技术涉及的范围十分广泛,在军事、生物、医学、化学、环境、电子、信息、分子组装等领域都有听到过关于纳米的发展。世界主要发达国家,英、美、日、德等都将发展纳米科技作为自己新世纪的战略项目。在纳米技术还没有引起如工业革命那般的巨大影响时,人们吸取了工业革命的教训,对纳米技术的可行性进行了各种考察,近年来也越来越关注纳米技术的伦理问题了。下面我们将探讨纳米技术带来的两大伦理问题。
1人类健康和环境问题
根据美国国家纳米技术行动计划,纳米技术的社会和伦理问题主要包括三个问题,其中一个便是纳米技术的环境、健康和安全议题。纳米技术对人类健康和环境的毒性及风险,主要包括纳米微粒的危害和暴露风险的两个焦点。纳米技术作为一个全新的领域在给人类带来巨大机遇的同时,也带来了巨大的潜在风险。纳米新材料具有了全新的特性,并且可以做到无孔不入,特别是对人和动物这样的有机组织,不可回收的纳米粒子可以穿越自然的屏障排放到包括有机体在内的环境中,还可能对包括人自身的有机体造成实质改变。2002年,ErosiontechnologyandConcentration行动小组(ETC)呼吁政府颁布法令禁止纳米材料以及纳米材料的商业生产。面对ETC的禁止呼声,担心纳米技术的发展受到阻碍的专家们,旨在缩小纳米技术与伦理之间的差距。王国豫教授等指出,纳米伦理的兴起首先是因为纳米材料的安全问题。安全是人们自由生活的保障,是社会人人都应享有,不应被侵犯的权利,是“正义的最低限度要求。”而我们要鉴定的安全,首先便是人的自身安全。山西大学科技哲学研究中心的费多益认为材料变成纳米级后,活性、毒性都更加的大。如果这材料暴露在空气中,无疑对可能接触的人和环境都会带去破坏。纳米技术的发展,使得接触纳米材料的人群从研发人员扩大到了产业劳动者和消费者。2009年北京朝阳医院宋玉果课题组对一起职业中毒死亡事故进行调查,发现死去的两名女工肺部及肺盥洗液中均检出了30nm尺寸的颗粒物,课题组认为女工的死亡与纳米颗粒有关。工人是在原材料生产场地长时间接触高浓度纳米材料的人群,在生产场地的呼吸与皮肤接触都使他们暴露在可能的危险中。紧接着在加工的过程中,工人们也可能以同样的方式接触到纳米材料,并且无论是原材料生产还是产品加工生产,工厂都有可能将生产的废气、废料排入环境中。最后,消费者通过使用纳米材料化妆品和体育用品进行皮肤接触,使用过后的产品也会随生活垃圾进入环境。
当然,上述的风险只有在纳米颗粒具有毒性并且有暴露发生时才会存在。那么,纳米微粒是否存在毒性?尽管关于工程纳米材料的人体健康以及环境风险的研究正在进行,但是研究成果很少公布,在波兰华沙的某研究小组称“在含有碳纳米管的尘埃中工作不会产生太大的健康问题”。NASA的研究人员却发现,与同等质量的炭黑或石英相比,“碳纳米管如果被吸入肺部,会表现出更强的毒性”。杜邦公司则发现,当暴露于高浓度的单臂纳米管的环境中时,有一部分小老鼠会死亡,但是存活下来的老鼠并没有显示出任何炎症反应。研究发现,纳米材料的毒性是极其不稳定不确定的因素。种种不确定因素聚集起来,就形成了“评估人体健康风险时几个数量级的不确定性”。许多毒理学家都承认毒性评估“非常不准确”。Rice大学生物及环境纳米技术中心主任VickiColivin博士在2003年向国会的陈述中概括了这一领域的不确定性:“近年来,如果你曾使用过防晒霜,那么你的皮肤就有可能接触过纳米级陶瓷材料。该不该为此而担心呢?没有人知道……纳米材料是十分有价值的材料……然而,诸如研究人员、在工厂上班的工人甚至普通大众如果不小心接触某些纳米级物质,则有可能产生非常可怕的后果,远比让皮肤变蓝可怕得多。当然结果也有可能是良性的。只是我们不知道罢了。”
笔者认为,人类健康和环境问题是纳米伦理学中最关键的问题,纳米科技的安全由于其材料本身毒性风险的不确定性,给参与其中的人员埋下了一块定时炸弹。科学家应在国家安全前提下及时将纳米的毒性研究公之于众,并致力于纳米毒性的检测。在研究过程中采取必要安全措施,保证自身安全,从事相关工作的人员亦是如此,否则可能会对人员与环境造成无法挽救的伤害。
2公正分配问题
从一个国家内部来说,以纳米技术为支撑的任何生物技术都需要大量的资金支持,用于医学时更是只有富贵的阶层才负担得起,结果只有社会的小部分人能够从纳米技术中获益。没有公正的分配制度,巨大的经济效益将会变成巨大的社会问题。而最重要的问题是风险与利益分配的不公正,即少数人享受了纳米技术带来的巨大利益,而大多数人却要为之付出健康与环境的代价。这样最终也影响到纳米技术的健康、可持续发展。从国与国之间来看,国内的加剧不公也会同理沿用到各国之间,在有些发展中国家还在解决粮食问题,医疗问题,维护国内和平的时候,发达国家却有时间和精力去研发纳米技术,这将加剧各国之间的不平等。南京大学哲学系的沈骊天教授谈到,纳米技术在被认为拥有缓解人们争夺能源大战,大幅度削减物质能量消耗的正面能量时,纳米时代也被人们设想为了纳米武器的战争年代。而纳米在军事上的强大应用的可能性,会掀起新一轮的军备竞赛,结果还可能使新的霸权主义诞生。
纳米技术用于治疗疾病之外,还被考虑用在健康的人身上使人变得更满意自己或更被别人满意。现在在人们思考范围内的纳米技术用于人类增强引发的生命伦理思考大概有用于延长寿命、基因优先和人类复制。长生不老的灵丹妙药是古代道士帝王的不舍追求,如果纳米技术让他那变成了现实,也许并不是什么好事。当延长寿命普及到社会的时候,生命的质量和生命的价值都将受到影响,更不利于社会的发展。谁有生命无限的权利?少数人或每个人?科学家会成为控制个人生死的实施者吗?额外获得的寿命也许使人的价值观整个颠覆,漫长甚至无期的人生路人们能否依然保持该有的动力?人们能否依然只有唯一的伴侣?人们能否依然致力于保持家庭的稳定?甚至只来但久久不去的人会给早已超重负荷的地球更添压力,为了抢夺资源,将上演怎么样的大战。
基因工程刚刚被提出能帮助治愈如亨廷顿舞蹈这类家族遗传“绝症”时,本应获得来自社会受其迫害和善良的人们的欢呼,但当人们同时想到基因工程也能用来做点其他的改变,使人更完美或更如父母社会所期待的那样时,伦理学家们指出了其中的问题。神学论证认为人类不能代替上帝。但也有神学家认为上帝与人都有义务利用基因工程改善人类生物学。世俗论证主要反对改变人类胚胎基因和设计婴儿,强调生物复制性和不可预测性。生物学家纽曼引用动物克隆的教训,指出克隆和生殖细胞基因工程往往出现差错,破坏胚胎的正常发育,给人类胚胎带来不可接受的风险。但也有人认为现今的国际协议并没有妨碍父母利用生殖细胞和胚胎选择技术来改良他们的后代。在笔者看来,我们也许轻易地发现将纳米技术用于基因优生给人类带来的影响。首先,人们可以根据自己的意愿选择拥有一个儿子还是女儿。在传统的中国,我们将面临更严峻的男女比例严重不平衡状态,因为即使在文明程度达到如此境地的今天,重男轻女的思想依然存在。其次,贫富差距和社会不公愈演愈烈。有机会并有能力选择的父母将为自己的孩子选择尽可能好的未来吗,更好的外表、更强的记忆,更高的智商,将人生的比赛起点提前了很多,这些“优生”的孩子将在未来处于更有利的地位,并“恶性循环”。
纳米技术引发的伦理问题归纳起来最引人担忧的还是安全问题,虽然纳米技术完全发挥科学家预想的功能还需要无法估量的时间,但是未雨绸缪,总可以避免毁灭性的灾难,以免“弗莱肯斯坦”的故事变成现实。一步步探索,一步步求证,纳米伦理与纳米技术同步发展,将为纳米技术保驾护航。尽管我国政府也重视发展纳米技术,也强调发展纳米伦理,但是我国纳米技术的伦理研究远远滞后于纳米技术的发展。首先,目前我国伦理问题的提出没有得到解决的办法,也没有国际的认可。其次,我国公众参与纳米伦理的意识薄弱。再者,文理分界明显阻碍发展。美国曾预言,纳米技术将带来与工业革命一样的影响,在可持续发展发面,工业革命留给世界很多的遗憾,人们希望这一次可以在还没有给环境给人类带来不能挽救的伤害时就采取对策引导其发展,我国纳米伦理的研究可以说才刚刚起步,完善纳米伦理研究方式为人类造福是所有纳米伦理研究人员的目标。
参考文献:
[1]樊春良.积极应对纳米技术社会和伦理问题[N].中国社会科学报,2010-9-21.
[2]胡比希.王国豫(译).不能将发展纳米技术的决策权交给市场[N].中国社会科学报,2010-9-21.
[3](美)J.C.米勒,R..塞拉托,G.孔达尔,J.M.雷普雷萨斯-卡德纳斯.周正凯,邱琳(译).纳米技术手册-商业、政策和知识产权法[M].北京:科学出版社,2009:32-33,35-37.
[4]王国豫,龚超,张灿.纳米伦理:研究现状、问题与挑战[J].中国科学,2011,(02).
[5]费多益.灰色忧伤―纳米技术的社会风险[J].哲学动态,2004,(1).
[6]贾光.关注纳米材料职业人群的健康维护[N].中国社会科学报,2010-9-21.
[7]郭良宏,江桂斌.纳米材料的环境应用与毒性效应[N].中国社会科学报,2010-9-21.
[8]王国豫.纳米技术的伦理挑战[N].中国社会科学报,2010-9-21.
[9]沈骊天.纳米技术革命的未来展望与现实关注[J].科学技术与辩证法,2003,(01).
关键词:纳米,中医药,经济,技术
引言:通过现在的问题反映,首先提出一些纳米技术的需求,再而阐述了纳米中医药的现状接着提出纳米中药化的好处和现在存在的一些问题,通过笔者的分析,一步一步的摄入了纳米技术在当前中国的国情来说要发展,提出一些相对的解决方法。引入纳米技术是社会的要求。最后说明自己的观点(总结)。
随着经济的发展,环境问题变得越来越严重。从而导致发病率变得越来越高。如果还是单靠过去的一味中药很难把病情完全治好。加上现在环境问题的特为严重和社会的需求量增多。很多中药材都是靠人工培育,但人工培育的功效始终比不上天然的。虽然实行了中医药的政策,解决了老百姓的看病难,看病贵的问题。但始终是不能从根本解决问题。加上纳米技术的进一步发展,因此将纳米技术融入中医药是社会的要求,社会的主流。纳米技术使中医药的药效得到更好的发挥。
那先由我们看看纳米中医药的发展
纳米中药制备技术的研究现状
医学上的发展就目前来说,提出最多的是中西合作和中医药现代化,但我们在中医药的现状中发现很多问题,例如上面所提的民生问题,为此我们要想一下有没有更好的方案解决目前的问题,随着经济的发展我,我国的纳米技术已达到一定的程度,并取得一定的成效,为使中药面向世界,并形成医学科新的经济增长点,应将现代的高新技术引入到中药制剂之中。随着科学技术的飞速发展,中药的现代化生产已成为现实。纳米技术的出现使得超微粉碎成为全世界各个生产领域的先进技术,日益显现出它强大的生命力和蕴藏的无穷财富。对于中国的国药—中草药尤为如此。可以说中药超微粉碎是中药的一次飞跃性革命。如果中国能胜利的打完这场“革命”,在医学生又是一个新的焦点。纳米技术是如何引进中医药中呢?首先注意的是纳米粒制备的关键是控制粒子的粒径大小和获得较窄且均匀的粒度分布,减小或消除粒子团聚现象,保证用药有效、安全和稳定。
根据目前的科技情况。纳米药物粒子的制备技术可以分为三类,机械粉碎法、物理分散法和化学合成法。通过宏观到微观的转型,实现了微观世界的并且是医学界的狂飙式发展。
中医药的理论基于对宏观的自然界,而纳米技术科研研究则是微观技术,现在把宏观与微观技术的有机组合能不能在医学上形成一们崭新的“宏微”中医理论学科呢?至于宏观中医药大家对它有了一定的了解,现在我只是对微观进行阐述。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的引入是医学微观化,一方面由于纳米技术的引入为携带提供了一定的方便,以前,无论什么看一次病总要大袋小袋的提着,这只是对病者,如果像医院或一些医护机构,当他们想购买大量药物时不是很麻烦。引入纳米技术在这里就起了相当重要的作用,比如运输大量的药物,现在只须小盒便能搞定;另一方面,害怕吃药吗?害怕打针吗?不用怕,纳米技术中药话可以帮助你,把纳米级药物制成药膏然后贴于患处,可以通过皮肤直接接受不需要注射。由于纳米技术是对药物的微观化,比如将药物磨成粉状,加大了与病菌的接触面积,例如中药超细后的产品除用于散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂、中药口服散剂、胶囊剂、微囊外,把药物微化,这样可以提高药物在体内的生物利用度。增强中药的疗效,再者,纳米技术在中药加工方面的应用能保持中药原有成分的基础,使药效充分析出。另外,纳米粒子包裹的智能药物进入人体后,可主动搜索并攻击癌细胞或修复损伤组织。在人工器官移植领域,只要在器官外面涂上纳米粒子,就可以预防器官移植的排异反应。使用纳米技术的新型诊断仪,只需检测少量的血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。在抗癌的治疗方面,德国一定医院的研究人员将一些极其细小的氧化铁纳米颗粒,注入患者的癌瘤里,然后将患者置于可变的磁场中,使患者癌瘤里的氧化铁纳米颗粒升温到45-47摄氏度,这温度足以烧毁癌细胞,而周围健康组织不会受到伤害。同时,配合使用纳米药物来阻断肿瘤血管生成,饿死癌细胞。纳米中药化不知那些好处,据了解,纳米中药化将药物加工成纳米级的微细粒子,病人服药时,首先减轻病人的痛苦,有些病人怕吃药,如果制成了粒子状,病人一般是比较易接受,药物的真对性特别的强,药物就可能针对性地直达病灶,激活中药细胞活性成分,直接攻击病毒、细菌、重金属、毒质,细胞壁或细胞膜等障碍将不复存在,这样中药疗效可大大速率,尽快的减轻病人的痛苦,如治疗消化道疾病的药品“思密达”经纳米化处理后其药效提高了3倍。中药药效的加大、加快,使中药可与西药相媲美,为今后中药的发展创造了条件。使中药具有新的功能将中药加工至纳米尺寸之后,其细胞内原有不能被释放出来的某些活性成分由于破壁而被释放出来,有可能使纳米中药具有新的功能。此外,由于其给药途径,药物吸收方式等的改变,可能在药代动力学、药效学、药理学、药物化学等方面产生新的作用。并且中药有没有西药那样很多副作用,发展纳米中医药看来是必然的事了。特别的,一些科学家预言:由于纳米微粒的尺度一般比生物体内的细胞、红血球小得多,所以,有可能把含有计算机功能、人机对话功能和有自身复杂能力的纳米机器人送入体内而又不严重干扰细胞的正常生理过程。通过体外控制操作,获取体内多种生化反应的连续的动态信息,从而破解中药复杂的作用机制。
纳米中医药也存在一定的问题,那是值得我们深虑:
1.成分的混乱;由于纳米中药化加大了药的效用,但同时也是所需药的成分难以把握,例如你本来是需要的是5两A药材6两B药材4两C药材,但当你纳米化时,你会使药用发生了变化,使得吸收的药的分量不同,可能导致A多了或少了。纳米技术中药化使得生物利用度、溶出度较低等得以纠正,疗效得以增强。这种改变性质的作用使得传统中药所含的有效成分及其药效变得面目全非。严重的会造成安全隐患。为此对研究和发展纳米中药化造成了巨大的压力。
2.由于纳米技术是一种微观的世界,如果科学家对药物不是有充分的了解,当实行微观处理时可能会导致一些药物的分量不够或减少了别的分量,另外,需要谨慎地掌握纳米粒度与相关中药所含有效成分分子组成和分子量的关系,以防为获得纳米微粒而损坏了药物的有效成分。纳米级的研究并不像宏观的研究那么简单,如果一些技术错误了,结果可能要重做。
3.纳米中药因其粒度超细,表面效应和量子效应显著增加,使得药物的有效成分获得了高能级的氧化或还原潜力,从而影响药物稳定性,增加了保质和储存的困难。
4.加大了鉴别的难度,即超细状态下的中药是否还具有普通粉碎时所有的显微特征?如果原有的显微特征发生了改变,则又应建立何种更精细的鉴别方法?这是个重大的问题,对于纳米级的研究,考的是先进的技术。
5.纳米尺度的物质存在着生物安全性威胁问题,如果不能够有效地防止纳米尺度物质的接触或者摄入,可能会引起多系统的复杂病变。
所谓万物都有双面性,纳米中医药的引入一定上给我们带来了很多好处,但也有一些负面的影响,综合中国现在的情况,许多专家都认为发展纳米中医药是利大于弊。那就根据我国的国情出发,如何将纳米技术中医药引入。何如加大对纳米技术中医药的发展呢?
1.由于各级的懒散性比较强,如果国家不统一制定完全的行业技术标准,可能会导致某些地方的药用不高或某些地方的纳米中药技术只是一个梦想。如果国家有了一定的机构管理,一定的技术标准,那样可以使纳米药物统一化,安全化。所以国家应成立你执迷中医药的研究中心,一方面集中科研相关的技术连接,另一方面可以组织协调科研机构,高校试验室以及产业界的公共参与,进行重点攻关。
2.国家政府必须认真重视纳米医药的发展,毕竟市场是一个充满“利润”式的社会,很多时候,如果国家不重视药物的安全管理,可能不导致药物市场混乱,同时国家有必要组织一定实力和特色的中药类高校与纳米研究机构进行强强联合,通过集大家之智慧来进行纳米中医药化。这就是国家要加强宏观调控对纳米药物的管理。
3.由于纳米中药化是刚刚引进来的一个新学科,很多方面还没有完善,特别是纳米对技术的要求高,所以国家应增加国内纳米重要的博士研究站,在较高会议上培养和吸引综合性的科研人才投身到这个领域中去
4.加强国内研究基地的建设。改善基础设施条件,增加专项的投入,并重视知识产权的保护,加大纳米中医药的财政支出,因为外国对这方面有了一定的认识,由于他们的技术含量高,纳米技术早就名噪一时,所以,国家可以加大中外的合作,另外还有派人到外国学习先进的技术,通过只是的交流,国与国的合作,进一步提高中医药的纳米技术的发展。
总结:纳米技术是2l世纪最具发展前景的领域之一,它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。通过对比中国的利弊,实行纳米中药化的转型不但可以促进经济的发展和提供取药的方面,在历史上也是一次伟大的改革,在一定的程度上提高了医学家纳米中医药的定位,而且在国外也是中医的地位提得更高。科学技术的迅猛发展,中医药也逐步走向世界,面临着前所未有的机遇和巨大的发展空间—纳米技术中药化,然而,基于其独特的理论体系,现代科学技术尚难与之有机地结合起来,这也成为阻碍中医药发展的最主要因素。随着纳米技术在中药研究开发领域的一些应用基础研究上获得突破,它必将极大地促进中药现代化的进程。在中医理论的指导下,中药纳米化技术作为实现中药现代化的关键技术,必将推动我国的中药尽可能快地走向国际市场。
参考文献:
1杨祥良基于纳米技术的中药基础问题研究[J].华中理工大学学报,20一104—105
2赵宗江,胡会欣,张新雪.中药归经理论现代化研究[J].北京中医药大学学报,2002年25
3.徐辉碧,杨祥良,谢长生,等.纳米技术在中药研究中的应用[J].中国药科大学学报,2001年32
关键词:纳米技术;机电工程;应用;摩擦性能;纳米材料
中图分类号:TP271+.4文献标识码:A文章编号:
本文对纳米技术在实际应用过程中所存在的各种技术问题进行了探讨。纳米技术的快速发展对于科技发展是非常重大的突破,当前它已经运用在社会各个领域,纳米技术在机电工程中的运用更是成为其核心。表现在很多方面,本文从实例出发,展现纳米技术在机电领域的运用。
1.纳米技术介绍
所谓的纳米技术就是借用单一的分子、原则制造物质的一种科学技术,纳米科学技术已经成为了将很多现代的先进科学技术,作为基础科学技术,并且成为了现代科学和现代技术进行组合的重要产物之一,其中,现代科学主要包括分子生物学、介观物理、量子力学和混沌物理,现代技术主要包括核分析技术、扫描隧道显微镜技术、微电子技术以及计算机技术,纳米技术一定会引发起一系列的全新的科学技术,比如纳米机械学、纳米材科学以及纳米电子学等等。
纳米技术也被称为毫微技术,是对结构尺寸在0.1nm-100nm范围之内材料的应用和性质的研究,从始至今的相关研究来看,人们将纳米技术分为了二种概念,第一种纳米技术的概念就是指分子纳米技术,这一概念将组合分子机器实用化了,因此,我们可以对所有这类的分子进行任意的组合,并且可以将任何种类分子结构进行制造,但是、这一种概念上的纳米技术仍然没有取得很大的发展;第二种概念将纳米技术看成了微加工技术的极限,第,种概念主要是从生物角度提出的,纳米生物技术中所包含的重要内容已经延伸到了细胞生物计算机开发和DNA分子计算机领域中。
2微型纳米轴承
当前形势下,纳米技术不仅仅是单一的一门新型技术或者学科,纳米技术被广泛的应用到了各类学科之中,其中,在机电工程中进行纳米技术的应用,已经对机电工程技术的变革产生了不可估量的重要作用。纳米技术在机电方面应用甚至是微观机械技术的产生已经成为了我们这个世纪进行研究的、核心的技术,许多国家都在纳米技术方面展开了越来越多甚至越来越深的研究,在机械工程方面,纳米技术在机电工程中应用主要存在微型轴承力面。传统的轴承的体积比较大,其摩擦力也仅仅能够靠来进行减少,但是,仍然不能够将摩擦力进行避免,美国科学家对其行了研究,并且研制出来一种没有摩擦的微型纳米轴承,微型纳米轴承主要包括以下两个特点:
第一,微型,微型纳米轴承的直径仅仅为一根头发半径的万分之一,其应用到机电系统微型的轴承只有1nm,为微型机械的千分之一。
第二,摩擦力极小如果轴承的体积很小,那么,套在一起,管子之间摩擦力就会将微型轴承弱点暴露出来,在其产生的摩擦力很大的时候,会导致微型轴承无法使用。通常制造的微型机械轴承与这种纳米轴承相比较,摩擦力仅仅是其最小值千分之一。
3纳米技术马达
新一代的纳米技术马达是由美国一家公司生产,这种微型马达的体积只有一般电磁马达体积的二十分之一,它的长度比火柴杆还短很多,但是尽然能够负载四千克的重量,它的寿命却可以达到100多万次。这种马达主要是通过运用纳米技术制造智能材料来取代传统的铜线圈以及磁铁,所有它比传统的马达要更加的轻、噪音很低,成本也更加的低,可以说是世界上最静音的马达。当前这种微型马达在机械中运用的并不是很不多,主要用于汽车的电动车窗,这项研究同时也已经在深圳进行研发和生产。
4纳米磁性液体在旋转轴中的应用
通常情况下,静态密封都是采用金属、塑料或者像胶等等材料制作而成的O型环,将其作为密封的兀件。在旋转的条件下,动态密封一直没有对其问题进行解决,动态密封不能够在高真空、高速的条件进行动态的密封。纳米技术在很大程度上都对磁性液体在旋转轴中的进行起到了促进作用。我国的南京大学也已经成功的进行了硅油、二脂基、烷基以及水基等多种类型磁性液体的制成,电子计算机硬盘处也已经普遍的采用了磁性液体防尘密封,此外。磁性液体也对新型剂的制造起到了一定的促进作用,在机电工程中应用纳米技术的例子举不胜举,以上新兴技术的产生。我们能够很容易的看出纳米技术对机电工程的不断发展起到了深刻的影响。与此同时,与系统的机电工程相比较,由于纳米技术的各种优势才能够使得机电工程产生了显著的效果。
4.1纳米磁性液体在旋转轴中应用之尺寸效应
在纳米技术领域中,最为显著的效果之一是将旋转轴中的传统尺寸竿位进行了缩小,将其毫米单位转化成了纳米,而纳米也就相当于一米的十亿分之一,将纳米技术应用到机电工程中,可以将机械的体积大大降低,最终促使微型机械这种新型的机械的形成和产生.这种产生并不是传统的机械单纯的在尺度上产生了微小的变化,而通常指的就是可以进行成批制作的微传感器、微能源、微驱动器、集合微结构、信号、控制电路等等处置装置为一体的微型机电系统。大部分都是将纳米技术成果进行了运用,因此,它们已经远远的超过了传统机电的范畴和概念,而是基于现代的科学技术之上,并且作为整个的纳米科技中,重要的组成部分,以及用崭新的技术线路和思维方式指导之下的重要产物。
4.2纳米磁性液体在旋转轴中应用
纳米技术使原材料形成了更加微小的形态,其功能更加强大,不仅仅能够对传统材料进行一定的改良,同样能够使新材料源源不断的产出。磁性液体密封的技术更加证明了磁性液体能够被磁场控制这一特性,将纳米单位液体置于磁场之内,最终达到密封效果。与此同时。在运用材料中,我们能够将微量元素融入到基础的材料之中,以便能够达到更好效果。
4.3纳米磁性液体在旋转轴中应用之材料摩擦性能
纳米技术摩擦性能已经成为了其最为显著的特性之一,在机电工程领域中,各种轴承都会产生摩擦,存在着摩擦性能,但是,自从纳米材料出现了以后,各类机械的尺寸和结构都变小了,对于零件过小,其摩擦力就变得尤其重要,如果其摩擦力相对来说比较大,那么就会造成零件的磨损。进而,纳米技术也就对这问题进行了克服,现在已经出现的纳米材料几乎处于无摩擦状态。
4.4纳米技术在机械行业中的发展前景
(1)汽车工业以及机械的滑配原件,例如:滑轨、轴承上应用的纳米陶瓷镀膜能产生磨擦界面,这样可以大大地减低磨损并且能够提高负载。
(2)塑胶流道的低粘应用,例如:拉丝模、套筒以及热胶道,这样可有效地减少积料碳化的产生概率。
(3)包封短射、射出成型时发生的粘模、镜面雾化以及拖痕均具有重要的改善,特别是在和顶针上所展现出来的干式,这样更是任何金属都不能表现出来的优异性。
(4)橡胶、IC封装胶和发泡塑料,因为其具有极高的粘着性,所以必须借助大量的脱模剂来协助脱模,这样纳米陶瓷的荷叶效应就可大大地减少脱模剂的使用和模具清理时间。
(5)纳米陶瓷的低沾粘、低摩擦特性能够使塑胶在模具内的流动性大大提升,尤其是高精度模具,例如:塑胶镜片、薄光板、汽车聚光灯罩等一些模具应用后对产品的使用均有显著的改善。
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