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2014年 月 日
摘要: 近些年来，纳米技术得到了飞速发展，纳米技术的应用正朝 深层次、广领域全面展开，并与材料学、电子学、机械学、化学、生物学、医学 等多学科交叉融合，形成了众多新的研究方向。纳米技术已经渗透到人类生产生 活的各个领域，其研究方向也不断走向生产化、商品化。21 世纪，纳米技术、 纳米材料在科技领域将扮演重要角。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技 术之一，对未来经济和社会发展有着十分重要的影响。
关键词:纳米技术 纳米材料 生物医药 能源环境 国防科技
纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米尺度 附近的物质，其表现
出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”。 纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理 或是化学特性它在力学、光学 磁学 电学 热学 等方面具有独特的性质 。 也正是借助于纳米材料的各种特殊性质，科学家们在各个研究领域都取得了 性的突破，解决了很多技术难题，可以说纳米技术促进了科技进步和发展， 这同时也促进了纳米技术越来越广泛化的应用。可以这样说，看是无形的纳 米技术，已深深的影响着我们的衣食住行。
本文主要介绍纳米技术研究现状和在电子信息、生物医学、能源环境及农业、国防 等领域的应用。
纳米磁性材料的研究概况
纳米磁性材料根据其结构特征可以分为纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类。
纳米颗粒型
磁存储介质材料：近年来随着信息量飞速增加，要求记录介质材料高性能化，特别是记录
高密度化。高记录密度的记录介质材料与超微粒有密切的关系。若以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性微粒由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。
纳米磁记录介质：如合金磁粉的尺寸在80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸在40nm，今后进一步提高密度向“量子磁盘”化发展，利用磁纳米线的存储特性，记录密度达400Gbit/in2，相当于每平方英寸可存储20万部红楼梦小说。
磁性液体：它是由超顺磁性的纳米微粒包覆了表面活性剂，然后弥漫在基液中而构成。利用磁性液体可以被磁场控制的特性，用环状永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，从而可将磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“O”形环，且没有磨损，可以做到长寿命的动态密封。这也是磁性液体较早、较广泛的应用之一。此外，在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他许多用途，如仪器仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影剂等等。
纳米磁物：磁性技术在国内外的研究领域在拓宽，如癌症，用纳米的金属
性磁粉液体注射进人体病变的部位，并用磁体固定在病灶的细胞附近，再用微波辐射金属加热法升到一定的温度，能有效地杀死癌细胞。另外，还可以用磁粉包裹药物，用磁体固定在病灶附近，这样能加强药物作用。
电波吸收（隐身）材料：纳米粒子对红外和电磁波有吸收隐身作用。由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到了隐身作用。
纳米技术在电子信息上的开发
纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，其主要思想是基于纳米粒子的量子效 应来设计并制备纳米量子器件，它包括纳米有序(无序)阵列体系、纳米微粒与微 孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集成电路进一 步减小，研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。
目前，利用纳米电子学已经研制成功各种纳米器件。单电子晶体管，红、绿、 蓝三基可调谐的纳米发光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁场探 测器已经问世。由于蛋白质分子能 自我组合，再生新的微型电路，从而使得生物计算机具有生物体的一些 特点，如能发挥生物本身的调节机能、自动修复芯片上发生的故障，还 能使其模仿人脑的机制等。 制造这类计算机离不开纳米技术。生物纳米 计算机和纳米机器人的结合体则是另一类更高层次上的可以进行人机对 话的装置，它一旦研制成功，有可能在 1 秒钟完成数十亿次操作，届时 人类的劳动方式将产生彻底的变革。教师节送老师什么礼物最好
1、 新的国防科技革命 纳米技术已广泛运用与军事领域，这将对国防军事带来革命性的影 响。例如采用金属铜或铝支撑点纳米级颗粒，都将大大提高单位体积所 释放的能量，不但会提高火炮或轻武器弹头的射程或初速度，还大大减 轻了弹药的重量，更加便于携带和运输。利用纳米技术还可以制造出高 科技术袖珍型武器，可以达到很好的攻击效果。纳米电子器件将用于虚 拟训练系统和战场上的实时联系，对化学、生物、核武器的纳米探测系 统;新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力;由纳米微机械 系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务;纳 米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监 视地球上的每一个角落，使战场更加透明。金属纳米粉体对电磁波有
着 很好的吸收特性，在隐身技术上的应用尤其引人注目。 在雷达隐身技术 中，超高频(SHF，GHz)段电磁波吸波材料的制备是关键，纳米材料正被 作为新一代隐身材料加以研制。
2、能源环境及农业 为了实现更为清洁、廉价、有效的能源开发，纳米技术和纳米材料应用潜力 极大。它会对能量功效、能量存储、能量转化和能量生产产生巨大影响，从 而将会引起一次重大能源变革。利用纳米技术可以开发出更加节能的照明技 术，制造出更强更轻的材料以提高运输效率。目前石油工业已在利用纳米技 术精炼石化产品 纳米技术也是生态环境的保护神，是发展循环经济的有力武器。他将会 改变人类传统的环保理念，将会是困扰人类已久的各种环境问题迎刃而解。 现在科学家们已经利用纳米技术生产出 100%可降解的农膜、一次性餐具和 各种包装袋。同时纳米技术和纳米材料在大气污染防治、污水处理、噪声防 范等方面也能大显神通。 纳米技术对农业的贡献也很大。纳米技术与纳米生物技术相结合，能生产出纳米 生物农药、纳米生物化肥，它们具有高效性、环保性、低成本等优点，从而引起农药 和化肥行业的重大变革。纳米技术在农业上的应用直接显示出纳米技术对人类生活革 命性的影响。
3、纳米技术在生物医学应用中的前景 利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细 胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景;纳米材料还可以进行细胞内部染 磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位 病变， 利于提高药效，减少副作用。同时生物降解性高 分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，这种给药方 式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。 纳米技术在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治 疗、细胞移植、血液净化、人造骨骼、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器 官的可能。 纳米技术所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域具有广泛的和诱人的应用前景。 随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确， 更有效。 纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，也应用在了诸如海水 净化、化工、造纸、纺织、航空航天等其他领域也有着逐渐广泛的应用，并在这 些领域都在逐渐发挥着重大作用。 美国权威机构预测，2010 年纳米技术市场估计达到 14400 亿美元，纳米 技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的 改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注入新的高软件工程就业方向及前景 科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯
设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”。纳米技术正在 改善着、提高着人们的生活质量。 目前纳米科学技术正处在重大突破的前夜，它已取得一系列成果，使全世界为之震动， 并引起关心未来发展的全世界科学家的思索。人们正注视着纳米科学技术领域不断涌现出的 奇异现象和新进展，这一领域前景十分诱人，将对经济建设、国防实力、科技发展乃至整个 社会文明进步产生巨大影响.
参考文献：
[1] 吴晶. 电喷雾法一步制备含键合相纳米微球的研究[D]. 天津大学, 2006.
[2] 张喜梅, 陈玲, 李琳, 郭祀远. 纳米材料制备研究现状及其发展方向[J]. 现代化工，2000.
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