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納米阻燃材料的研究進展論文(通用6篇)
在各領域中,大家或多或少都會接觸過論文吧,論文是指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章。那么你知道一篇好的論文該怎么寫嗎?下面是小編精心整理的納米阻燃材料的研究進展論文,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
納米阻燃材料的研究進展論文 篇1
摘要:文章分析了具有低煙低毒、高效阻燃、良好物理性能等優勢的納米阻燃材料的種類及其制備工藝特點,并對其未來研究進展做了較為系統的分析和展望。
關鍵詞:納米材料;納米尺度;阻燃材料
當前,塑料、橡膠和纖維等聚合物應用十分廣泛,但其易燃性給其使用和推廣造成了一定的影響。阻燃材料盡管在一定程度上起到了阻滯燃燒、延緩火災蔓延、爭取逃生和救援時間等積極的作用,但也在力學性能、性價比、環境污染等方面存在不足。隨著納米材料在力學、電磁學、熱學、光學等多個領域的應用,納米技術和納米材料顯現出廣闊的發展前景。納米阻燃材料的研制和發展有利于克服和改進傳統材料的缺點,蘊含著巨大的社會效應和經濟效益。
1、納米材料簡介
納米材料是指在結構上具有納米尺度及其相應功能特征的材料,1納米為十億分之一米,納米尺度一般是指1~100 nm。材料的結構和粒徑進入納米尺度范圍時,就表現出表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等多種特殊效應,從而使材料表現出多種奇特的功能。納米材料按照材質分類,可以分為納米金屬材料、納米非金屬材料、納米高分子材料和納米材料。納米技術和多種材料的結合,大大改變了材料的綜合特性,為進一步優化材料的功能提供了有力的技術支持。
2、阻燃材料的分類和要求
阻燃材料可分為無機和有機、含鹵和無鹵等多種類型。無機主要指氫氧化鋁、氫氧化鎂、硅系、三氧化二銻等阻燃材料體系,有機主要以鹵系、氮系和磷系為主,它們通過復配或者反應得到形成添加型或者反應型復合材料,進而起到阻燃作用。相比較而言,無機阻燃材料具有低成本,熱學性能好,燃燒時有毒氣體少等優點,但是它們也具有機械性能差、填充量大且與基材相容性差等缺陷。有機型阻燃材料具有阻燃性能好,與基材相容性好,填充量小等優點,但是具有燃燒時發煙量大且產生有毒氣體等缺陷。因此發展低煙、低毒、無鹵、物理機械性能優越等環保型阻燃材料成為一直以來重要的研究課題,納米技術的出現和發展為解決上述阻燃材料的現有缺陷提供了可能。研究表明,納米阻燃材料應滿足下列要求:第一,材料應符合環保要求,燃燒時產生的毒性氣體少。第二,材料應具有功能性強、阻燃效率高等特點,同時應克服傳統阻燃材料機械物理性能方面的現有缺陷,拓展材料應用范圍。第三,降低綜合成本,增強材料的性價比。
3、納米阻燃材料的類型
將傳統的阻燃劑顆粒細化到納米級應用到相關材料中即可獲得納米阻燃材料。納米技術的應用、納米級顆粒的獲得以及納米尺度所表現出來的特有的多種效應大大增強了阻燃劑和材料間的相容性,一定程度上減少了阻燃劑的應用量,同時也提高了阻燃性能,提升了阻燃材料的性價比。目前,已研制的常用納米阻燃復合材料大致有以下幾種。
3.1 聚合物粘土納米材料
粘土納米阻燃材料涉及陽離子粘土礦物蒙脫石、陰離子粘土礦物層狀雙金屬氫氧化物、非離子型粘土礦物高嶺石等原料,借助插層方法修飾,獲得對聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯(PP)等有效的復合阻燃材料。粘土類阻燃劑的層狀硅酸鹽中含有炭化層,在高溫下能夠俘獲一些自由基,在改變了材料力學性能的同時,也提高了材料的阻燃性能,還避免了添加鹵系阻燃劑后燃燒時發煙量大、產生腐蝕性和毒性氣體等缺陷;馂臅r,硅酸鹽碳化層減緩了材料燃燒時揮發物逸出的速度從而使得粘土類納米材料在凝聚相分解過程中揮發物的溢出率低。
3.2 納米氫氧化鎂阻燃材料
納米級氫氧化鎂阻燃材料的阻燃性、發煙量與基材的相容性等性能要優于微米級的氫氧化鎂阻燃材料的相應性能。在一定劑量下,納米級氫氧化鎂阻燃體可以達到UL94標準的V-0級。金屬氫氧化物本身優勢明顯,關鍵是添加量要比較大,通常在60%以上,而高填充量對阻燃材料的物理機械性能影響較大,而納米技術正好能很好地解決阻燃劑和基體間的分散性和相容性的問題,兩種技術的結合大大提升了氫氧化鎂阻燃劑的應用和阻燃后材料的阻燃性能。納米氫氧化鎂阻燃材料具有無鹵、低煙、無毒、無滴落、耐酸、穩定性好、分解溫度高、不腐蝕設備等多種優異性能,具有廣闊的應用前景。
3.3 納米碳酸鈣類復合材料
用錫酸鋅包覆納米碳酸鈣粉體并應用到聚氯乙烯(PVC)中,得到40~60 nm的產品粒徑,減少了增塑劑在PVC中的用量,提高了產品的加工性能,再加上硬質PVC本身的高含氯量和高阻燃性,極限氧指數(LOI)可以達到45%,獲得了優良的阻燃復合材料。經過甲基丙烯酸處理的納米碳酸鈣/聚苯乙烯(PS)原位復合材料粒徑也在
100 nm以內,也具有較好的阻燃性能。此外也可以應用脂肪酸、鈦酸酯偶聯劑以及納米碳酸鈣經過表面處理得到聚丙烯/納米碳酸鈣復合材料,經過實驗和應用,都在保持較好阻燃性能的`基礎上,材料的力學性能方面得到了很大的改善,材料的抗沖擊強度也有所提高。
3.4 納米級氧化銻阻燃材料
納米級氧化銻阻燃PVC材料的阻燃性能高,發煙量低,其性能優于傳統的PVC材料的相應性能,而且適合用于紡織品中。納米級氧化銻顆用量少, 而且不會阻塞機器的噴絲孔, 使得紡織品能夠阻燃。另外,納米級的氧化銻材料的比表面積很大,對一些紡織品的滲透性能好,具有很強的粘附力,由此形成的紡織材料還具有很好的耐洗牢度,不易褪色。納米氧化銻具有成本低,平均粒度小,在聚酯材料中分散均勻,相容性好等優點。
3.5 EVA/二氧化硅納米復合材料
納米二氧化硅改性的聚合物已經獲得了廣泛的應用,原因是經過納米化和改性,所獲得的納米復合材料具有質輕、高強度、高韌性等多種優點。EVA類納米復合材料中納米填充層在內層聚合物外面形成一層隔離層,從而強化了炭化過程,材料降解過程延長,用錐形量熱計測量出的熱釋放速率峰值極低,阻燃性能較傳統阻燃材料有大幅提高。在力學性能方面,研究表明,EVA/二氧化硅復合材料中的體積填充分數為4%時,復合材料的拉伸強度最高,約為基體的兩倍,這也充分顯現出了納米技術在提升復合材料的物理機械性能方面的重要作用。
4、納米阻燃材料制備工藝進展
納米材料的制備方法主要有以下幾種。
、偃苣z―凝膠法。溶膠―凝膠法是制備納米材料比較普遍的制備方法。其流程是:將金屬氧化物或金屬鹽溶于水中,通過水解反應后,形成溶膠狀納米級微粒,再將溶劑蒸發,之后形成凝膠物體。這樣就形成了有機聚合物與無機分子相互滲透,具有多層有序結構的阻燃材料。該方法化學反應溫和,無機成分和有機成分相互摻混,結構緊密,但也存在凝膠干燥時易出現材料收縮脆裂等缺點。
、诠渤恋矸。共沉淀法是指先期形成的無機納米粒子與有機聚合物混合沉淀形成阻燃材料的方法。這種方法中,納米粒子與材料合成分開制作,納米粒子的尺寸與結構可以很好的控制,同時納米粒子在聚合物中均勻分布,綜合性能好。但該方法中納米粒子易團聚,均勻分散納米微粒是最大難題。共沉淀法可分為溶液共沉淀法、乳液共沉淀法與熔融共沉淀法等多種方式。
、鄄鍖臃ā2鍖臃ǖ牧鞒淌菍⒓{米微粒制成層狀,再將其插入有機聚合物層之間,導致二者達到納米級復合。這類方法有聚合插層法、熔融插層法及溶液插層法等類型。
④原位共聚法。原位共聚法是指將納米粒子均勻分散在溶液中,再借助加熱、輻射等手段,使聚合物與納米粒子之間發生聚合等一系列反應,最后得到納米級分散的阻燃材料。該方法得到的阻燃材料具有粒子納米特性好,層間焓熵勢壘低等優點。
、菰蛔越M裝法。原位自組裝法是指利用聚合物分子與納米粒子間的分子間力、層間靜電力等作用,在原位進行自組裝,生成無機主晶核,最后聚合物再將生成的晶體包圍在內。這種方法合成雙羥基納米復合物比較有利,納米相能有序分布。
5、納米阻燃材料的展望
在阻燃劑領域中,無機添加型阻燃劑應用最早,用量最大。如銻系、鋁系、磷系、硼系阻燃劑等等。但目前主要存在阻燃劑和基材相容性差和對物理機械性能影響較大等問題。研究表明納米技術的利用可以提高塑料制品的阻燃性以及機械性能,加強纖維制品的阻燃性以及抗靜電能力,加強橡膠制品的阻燃性以及減少其燃燒時的有毒氣體的釋放和發煙量。納米阻燃材料可以在發揮無機類阻燃材料低鹵或無鹵、低煙、低腐蝕等優勢的基礎上,借助納米技術大大提高無機類阻燃材料的綜合性能。
此外納米阻燃材料也將在提高材料的熱穩定性、減少材料在使用中的團聚、增強阻燃劑和材料間的用量、粒徑、層狀結構的優化和復配、優化材料的儲運和添加過程、提升材料的阻燃效果、促進材料的多功能化等方面得到進一步發展。在納米阻燃復合材料的微結構及形成機理、材料的阻燃機理細節等基礎理論方面加強研究,不斷加速發展朝陽的納米阻燃材料事業,有利于相關產品產業化的順利實現和拓展。
綜上所述,納米阻燃材料具有阻燃性能好,環保效果好,并且燃燒時放出的有毒氣體少,填充用量少,產品趨于多功能化發展的特點,可廣泛應用于汽車、航空、電子家電等多個行業,具有很大的發展空間。但是納米阻燃材料的發展,仍有很多亟待解決的實際問題,如納米粒子形態的控制、納米粒子分布工藝以及多功能化的統一等。相信隨著高分子材料科學與工程技術的不斷進步,隨著納米技術的出現、應用和快速發展,納米阻燃材料研究必將會取得長足的進步,為更好地保護人民生命財產安全提供堅實的物質技術保障。
參考文獻:
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納米阻燃材料的研究進展論文 篇2
從戰略意義而言,納米電子技術對提升我國的核心競爭力有著重要意義。在納米技術的基礎上將納米科學與技術兩者融合的新技術,根據目前納米電子技術的應用領域,其制作而成的各種材料已經突破了各種技術的瓶頸,對提高人們生產生活質量有著重要幫助。
1 納米電子技術的發展歷程
1.1 納米電子器件
目前的電子器件的市場對電子器件提出了更高的要求。在技術含量不斷提升的前提下,其實用性也是考察其性能的一個重要指標。納米電子器件作為構成納米集成電路的重要元件,其在發展的過程中主要經歷了三個階段。第一階段是分立元件階段,第二階段是集成元件階段,第三階段是超大規模集成電路階段,隨著電子器件的尺寸逐漸微型化,電子元件進入到納米級別已經成為了現實。比較典型就是單電子晶體管,其就是利用納米級微細加工技術制作而成,這也代表了現有的電子技術已經突破了原有的`技術瓶頸。
1.2 納米電子系統
納米電子系統是目前納米電子技術發展的重要方向,其技術的實現主要是利用了納米電子運算等,對納米運算原型系統和納米存儲原型系統進行探索,目的在于研究發明出兩者的單芯片集成。主要的納米電子計算機等。
1.3 納米加工技術
在納米加工技術當中,其中一種加工技術是以微觀角度從分子、原子的角度出發,通過一定環境的設置得出所需要的納米材料,然后再進一步的制作成納米功能器件,最后得到電路系統。另外一種就是以現有的無機半導體材料為主,通過薄膜生長等技術制備而成各種納米級固態電子器件以及集成電路,例如納米壓印等。
1.4 納米電子材料
與普通的材料不同,納米電子材料不管是從性能上還是經濟上都有著顯著的優勢。通俗一點講,納米電子材料實際上就是將納米技術應用于材料學上的一種延伸,主要研究的是零維量子點、一維量子線以及二維量子阱材料。目前主要的納米電子材料有納米半導體材料、納米硅材料等。其中的納米硅材料與其他材料相比,更具優勢,不管是從生產成本、能耗還是穩定性方面都有著不錯的性能。
1.5 納米電子在醫學中的發展
在現代醫學領域中,科技的進步獎各種先進的高科技電子產品被應用到醫學領域當中,并對現代醫學的發展有著重要幫助。特別是納米電子技術迅速發展起來之后,各種結合了納米電子技術的電子產品應運而生。例如能夠直接獲取到細胞膜和細胞器表面結構信息的掃描隧道顯微鏡(ScanningTunneling Microscope),還有發發豐富了傳感器理論、推動傳感器制作水平以及拓寬了傳感器應用領域的納米傳感器等等。在現代醫學方面,將生物醫學與納米電子技術結合,目的在于實現醫學電子設備的微型化與集成化。根據當下的發展水平,其電子設備的尺寸大小將逐漸延伸至原子、分子的水平。
2 納米電子技術的未來發展趨勢
2.1 石墨烯
在納米電子領域中,對石墨烯的研究一直在繼續。石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,屬于二維材料。由于石墨烯是目前最薄、最堅硬的納米材料。其導熱系數高于碳納米管和金剛石,電阻率遠低于銅和銀,是目前電阻率最小的材料。由于具備十分良好的性能,整個的石墨烯產業化也在不斷的加快,在航空航天、移動設備等方面的領域范圍也在不斷的拓寬。在移動電子設備中,由于其柔性能夠較好的應用于移動電子屏幕中,其整個的市場為石墨烯的發展提供了動力。由于其高導電性、超輕薄性等優越性能,石墨烯在航空航天領域的應用也備受矚目。
2.2 碳納米管
碳納米管由于其獨有的拓撲結構等性能在光學、機械等方面展現出了廣泛的應用前景。其作為一種納米材料,屬于一維納米材料的一種,在制備碳納米管時,目前常用的有電弧放電法、固相熱解法、輝光放電法等。由于碳納米管能夠支撐透明導電的薄膜,因此可以替換氧化銦錫成為移動電子設備觸摸屏的材料。
2.3 納米生物電子學
將納米電子技術與生物技術相結合,就產生了納米生物電子學。其主要的應用方向在與納米機器以及各種納米生物醫用材料等,主要是在醫學領域,能夠制造出更多的醫學材料。
3 結語
總而言之,納米電子技術的發展不僅是一場技術上的革新,可以說是全社會的一種進步,其發展不僅為整個科技進步帶來了動力,對整個社會、國家的發展都有著重要推動作用。我國需要進一步加強對納米電子技術的理論研究和應用研究,更好的推動我國納米電子技術在各個領域的應用。
納米阻燃材料的研究進展論文 篇3
將納米材料和聚合物復合,然后精細控制納米材料粒子均勻分散在聚合物基體中,從而制造性能良好的涂料,這是技術的發展才能實現的成果。在當前的涂料當中對納米材料進行科學化的應用,就能保障涂料的性能提高,在實際應用的作用方面也能有效發揮。
1 納米材料和納米材料在涂料中的應用特性分析
1.1 納米材料概述
納米材料的成果是在納米技術的支持下實現的,關于對納米材料的應用,也是在近些年得以迅速發展的。納米材料從狹義的定義上來理解,主要是粒徑在1- 100 納米,并且有著比較特殊性的物理化學性能的材料。從廣義的定義上來理解,就涵蓋著三維結構中一維長度在1- 100 納米以及有著納米結構的應用材料。根據物理學的相關理論對納米材料進行理解,就有著幾個層面的問題,納米材料中的電子強關聯以及相關性,激發態以及激子過程等。納米材料在當前的多個領域中都得到了應用,發揮了重要作用。例如將納米材料和涂料進行結合,就能優化涂料的質量。
1.2 納米材料在涂料中的應用特性分析
納米材料在涂料當中的應用有著比較突出的特征體現,在涂料當中添加納米材料,對涂膜的機械強度能有效提高以及在附著力和防腐性能等方面能有效提高,這和宏觀的材料相比來說就有著不同。在光學特性層面,納米材料就有著大顆粒不具有的光學性能,納米級的微粒在摻和了母體材料的時候,達到了納米級分散就說明母體材料是透明的,能有效散射紫外光。納米粒子用在涂料達到納米級分散的時候,在其特有的光學特性就能化作油量罩光漆,在保光的功能發揮上就比較突出。
納米材料在涂料當中的應用特性還體現在填充特性以及表面活性上,納米材料的表面原子數的占比比較大,表面原子周圍沒有相鄰原子,所以有著不飽和的性質。在將納米材料和涂料進行結合的時候,就能增強材料的韌性,在附著力上也能得到有效提高。從納米材料涂料的表面活性的特性上來看,納米材料的粒徑相對比較小,這樣在表面的原子數就會增加,表面積會發生迅速的變化,從而使得表面的活性比較突出。
2 納米材料在涂料中的實際應用探究
2.1 納米材料在涂料當中的實際應用
納米材料的類型比較多,將不同的納米材料在涂料中進行應用也有著不同的效果。例如將納米二氧化硅應用在涂料當中,這是沒有定型的白色粉末,材料的表面有著不飽和殘鍵和不同鍵和狀態羥基,在分子狀態方面就會呈現出三維鏈狀結構。在將納米二氧化硅在涂料當中進行應用后,就能有效改善涂料的開鍵效果,涂料是沒有分層的,在觸變性的特性上也比較突出,并且在自清潔的能力上也比較突出。在對這一納米材料的應用后,就能有助于涂料的質量水平提高。
在隨著新技術的不斷升級下,對納米材料的應用水平也有著提高,一些新型的納米材料在涂料當中得到了廣泛應用。例如在對超雙親界面物性材料的應用中,就能起到良好的應用作用。光照可引起二氧化鈦表面在納米區域形成親水性以及親油性兩相共存的二元協同納米界面結構。通過對二元協同原理的應用,就能知道設計超雙親性修飾劑,從這些方面得到了加強,對涂料的應用質量以及品質就能有效提高。
將納米氧化鋅材料應用在涂料中,對材料也能起到優化作用。納米氧化鋅是新時期的高功能精細無機產品,有著比較優異的涂層保護作用。如將其在電機機等防菌涂層中進行應用,就能起到良好的'抗菌性能。在新的納米材料應用下,對提高涂料的應用水平也有著促進作用,對納米氧化鋅材料的應用要加強重視。還有耐老型的納米材料涂料的應用方面,也要加強重視,將其與之相結合,也能發揮積極作用。
除此之外,涂料當中應用抗菌納米材料也是比較重要的,納米二氧化鈦以及納米氧化鋅材料對人體的健康不會造成影響,并且抗菌的范圍也比較廣泛,有著熱穩定性等。在當前人們的生活需求不斷增加下,對抗菌性納米材料和涂料的結合,就能滿足不同要求需求的人群。
2.2 納米材料的應用發展
納米材料的在和涂料相結合的應用過程中,會受到一些因素的影響,在應用中存在諸多問題。納米材料是聯系宏觀物體和微觀粒子的重要橋梁,應用在涂料當中的時候,就會有著比較突出的特征,而當前在對納米材料的應用還處在初級階段,有諸多方面需要進行優化。納米材料應用在涂料當中的時候,就要注重強化橫向的合作,這樣對其作用的發揮才能起到積極促進作用。在對納米涂料的施工工藝優化方面要能加強,對納米薄膜涂層方面的應用上,在工藝制造的過程要進行優化。無機納米粒子與無機非納米粒子混合.以期降低成本,改善涂料的性能。探索納米粒子與樹脂的界面相互作用機理和相混合機理,以期為更有效開發利用納米材料提供理論依據。通過在這些方面了加強,才能有助于納米材料涂料的應用廣泛化。
3 結論
總而言之,處在當前多元化發展社會,在新技術的應用方面要加強重視,通過多種方法措施的應用,對納米材料的應用就要結合實際的需求。通過從理論層面對納米材料以及在涂料當中的應用研究分析,就能從很大程度上提高應用的質量水平。希望能通過此次研究對實際納米材料涂料的廣泛應用起到促進作用。
納米阻燃材料的研究進展論文 篇4
摘要:納米材料是近年來材料學中的一種新型材料,納米材料以其優良的性能越來越受到各個行業的關注,應用領域廣泛,例如在催化、涂料、醫藥、污水處理、空氣凈化等行業,當今世界各國對于納米材料的研究投入都相當大,本文針對納米材料的性質、應用等方面展開進一步的研究。
關鍵詞:納米材料;高分子材料;污水處理;化工;應用
納米材料是指的大小處于納米級(1-100mm)的材料,這種材料由納米粒子組成,納米粒子的大小介于原子和分子之間,因此它具有一般材料不具有的特殊性質,在許多領域中,尤其是化工、催化劑、涂料、醫藥等化工行業中,這些特殊的性質展現出了良好的性能,被廣泛的利用,在其他精細化工方面的應用也較多,本文對納米材料在化工領域的應用進行闡述。
1納米材料的特殊性質
1.1力學性質
由于納米材料由納米粒子組成,而粒子處于納米級時,材料的強度、硬度等力學性質會隨著粒子的粒徑減小而增大。正是由于納米材料的這種性質,它可以被用于某些需要強度和硬度的包裝上,解決大多包裝容易破壞的問題,例如在塑料中加入納米二氧化鈦、納米碳酸鈣等材料,可以改進塑料在許多方面的缺陷,提高塑料力學方面的性能。塑料本身耐熱性差、脆性大、強度低、透明度低等缺點通過在塑料中加入無機納米材料后都取得了很好的效果,納米材料對于塑料行業無疑是一次重要的技術性突破。
1.2磁學性質
納米材料中納米粒子由于粒徑處于納米級別,各個納米晶粒之間的此理作用反映到納米材料中,影響材料磁學性質。納米晶粒的磁各向異性和晶粒間的磁相互作用對納米顆粒的磁化作用起到了決定性作用,而納米晶粒的磁各向異性與晶粒的形狀、結構等物理性質有很大的關系,這就體現了納米顆粒的小尺寸對于納米材料磁學性質的作用。
1.3電學性質
納米結構的電阻較其他晶結材料高是由于納米結構的晶結面上的原子體積分數增大,在電器元件中能夠發揮較好的作用,其良好的電學性能,例如高速、高容量、體積微小,都比現如今的半導體材料更好,因此在不久的將來,由納米材料制造的電器元件有可能將代替現有的半導體材料,在電氣行業中發揮重要的作用。
2納米材料在化工領域中的.應用
2.1在催化方面的應用
納米材料能夠用作催化劑,催化劑是用來加速某些化學反應的,納米材料以其較高的比表面積而展現良好的表面活性,這種特性是納米材料能夠成為催化劑非常重要的一個必要條件,在催化劑行業,納米顆粒催化劑必將成為重要角色。光催化劑是納米材料在催化劑中的一個例子,光催化劑是利用納米TiO2所具有的量子尺寸效應,這種效應使這種催化劑具有更強的氧化還原能力,在作為催化劑時表現出很好的作用。
2.2在涂料方面的應用
納米材料表面的結構特殊性決定了其能夠作為添加進涂料中,這種添加了納米材料的納米涂料具有一般涂料不具備的優良性能,這就使傳統的涂料性能得到很好的改善,將一般涂層變為納米復合體涂層,常用于涂料中的納米材料有納米SiO2、納米TiO2、納米鈦粉、納米Fe2O3、納米ZnO等。本文主要對SiO2和納米鈦粉進行介紹。
2.2.1納米SiO2
納米SiO2能夠吸收紫外線、紅外線,這對于提高涂料的抗老化性有非常重要的幫助,同時可以對SiO2表面進行處理已達到各種預期的效果。在建筑工程中對建筑物墻體進行粉刷時,在涂料中加入SiO2能夠明顯改善涂料性能,防止分層、觸變,同時耐臟,耐擦洗。在船舶、車輛等對涂料要求較高的地方,添加SiO2還能增加涂料的強度、光潔度、耐老化性等等。
2.2.2納米鈦粉
納米鈦粉加入涂料主要是為了提高涂料的耐磨、耐腐蝕等性能,實踐證明,納米鈦粉的加入大大提升了涂料的這些性能,效果顯著。納米鈦粉和樹脂化合能夠制作出多種類型的涂料,這些合成的新型涂料較普通涂料有明顯的優勢,最大的優勢是它的耐腐蝕性,在許多惡劣的環境中能夠抵抗環境的腐蝕性作用多年而不被損壞,這在船舶等行業中能夠發揮出很大的價值。
2.3在醫藥方面的應用
隨著人們對健康的重視程度越來越高,人們對日常生活中的醫藥方面的關注也越來越多,進入納米時代后,納米材料在許多方面發揮著重要的作用,在醫藥方面也不例外,如何控制藥物更好的發揮作用是醫學界一直在研究的問題,納米材料的出現很好的解決了這個問題已,用納米材料將藥物包裹制成智能藥物,這種藥物能夠主動尋找需要藥物治療的組織或細胞。
2.4在其它精細化工方面的應用
納米材料在其他精細化工方面也發揮著重要的作用,例如化妝品中添加納米材料就能夠起到很好的作用,化妝品中添加納米TiO2、納米ZnO等具有較強吸收紫外線能力的納米材料就能夠為防止紫外線提供很好的幫助。
3結語
納米科學是一門新興學科,納米材料作為一種新型的材料,在21世紀科學技術高速發展的背景下,被應用于各個領域,納米技術的誕生對于人類而言受益匪淺,未來經過人類的不懈努力,可以將納米材料發揮出更大的作用,從而解決當今一些仍然束手無策的問題,納米材料在精細化工中的應用對促進社會的發展有重要的作用。
參考文獻:
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納米阻燃材料的研究進展論文 篇5
1 納米材料的研究現狀
近年來,科學技術發生了飛速發展,各種新興產業和新興科學技術應運而生,為了滿足各個領域的快速發展,納米材料受到越來越多的關注和重視,各國科學家都在研究納米技術的基礎理論知識,同時相關納米技術在許多行業中已經得到廣泛應用和實施,比如:電子電子行業、醫療行業等等,并向產業化的方向逐漸邁進。在美國、日本等國家納米材料已經得到批量的生產,但是納米材料的未來發展還需要科學家們不懈的努力和研究,研發和發展的道路任重而道遠,尤其是納米醫療診斷材料和納米生物材料還需要不斷的創新和發展。相關機構曾這樣預測過:不到十年的時間,全世界納米新材料市場便會達到87 億美元的規模,整個行業便會有24.6%的年增長率。
社會對納米材料的需求不斷增加的同時,世界各國紛紛投入到納米材料的研發中, 政府和企業大量人力和物力的投入,使納米材料的發展達到了一個新的高度,納米材料的市場規模不斷的擴大。
在美國,納米材料被廣泛應用在軍事、國防、航空航天等多個領域,因而美國將納米材料的研究和發展作為一種國家戰略層面的科研項目。事實證明,納米材料具有優良的性能,已經被社會各界認可,隨著納米材料的不斷研發,農業、醫療、生物等領域正在逐漸實施納米技術,創造巨大的經濟效益。
在世界各國中,我國對于納米技術的研究并不算晚,當前,我國共有一百多個研發機構在進行納米材料基礎和應用的相關研究。這些研發機構主要是我國的一些高校和研究所,其中高校中開展較早的主要有:清華大學、東北大學、吉林大學等經典大學,研究所中開展較早的有:長春感光化學研究所、應用化學研究所等。通過各界不謝的努力和研究,近幾年來,我國納米材料的發展有了新的突破和發展, 并取得了豐碩的研究成果。研發過程中,應用的方法主要有物理法、化學法及多種方法相結合的復合法,從而研發出一系列金屬和合金的氮化物和氧化物的納米顆粒; 同時我國向納米材料研發先進的國家學習,不僅學習其完善的納米技術,而且引進我國不能自主生產但對于納米材料的生產和發展不可或缺的設備,對納米材料的顆粒大小進行微細的'調控, 將這些研發成果廣泛應用到生產當中,從而生產出相應的高科技納米產品,比如:納米塊材、納米薄膜等等;對納米材料進行廣泛生產的同時,又積極發掘原有納米材料的新特性,在各個角度對納米材料進行創新和發展,收到了成效,比如:我國已經成功研發出納米陶瓷,這種納米陶瓷具有優良的性能,密度高且結構復雜;同時,對于超塑性形變現象的發現,我國在世界上屬于先鋒,超塑性形變現象即在拉伸疲勞應力集區所表現出的納米氧化鋁晶粒特性;另外,我國在其他納米材料的相關研究中也取得了不錯的成績,比如:我國深入研究功能納米材料,并看到了相應的成效。
隨著社會對納米材料需求的不斷增加,我國在"八五"研究工作的基礎之上,又建立了許多研發基地,其中最重要的主要有:中科院金屬所、南京大學、中科院物理所、清華大學及國防科技大學等。這些納米材料基地的建立為我國納米技術的發展提供了基礎條件。通過近幾年來不懈的努力和研發,我國在納米材料的研發領域取得了一定的成果,在眾多的發達國家中,我國已經具有一席之地。新的時期,我國的科研院校和研究所對納米材料的研發做出了重要貢獻,不僅提供生產納米材料的技術,同時提供高質量的科研學者, 使納米材料更加廣泛的應用于生產中,促進了科研成果向工作和生產中的轉化。在未來的發展中,這些科研院校和研究所是我國納米材料發展的動力。
2 納米材料發展的未來趨勢
2.1 納米技術與信息產業的融合
進入二十一世紀后,信息產業在社會的發展中具有不可替代的作用。到2010 年,信息產業在我國GDP 中所占的利潤已經達到10%。將納米技術融入到信息產業主要表現在以下幾個方面:近年來網絡通訊、高清晰度數字顯示技術及芯片技術飛速發展,便相應的推動了納米技術的發展。而且在未來幾年中,世界對于網絡通訊和顯示集成等方面的設備性能要求會不斷的增加,許多國家已經開始研發納米材料,并有了不錯的成效。再者, 我國在網絡通訊方面跟其他發達國家還存在一定的差距,應該對網絡通訊的關鍵零件進行研發,比如:微電容、諧振器及微電極等,在進行納米材料的研發過程中應提高這些零件的性能,我國在網絡通訊方面上的不足為納米技術和信息產業的融合提供了合理的空間。
2.2 納米技術與環境產業的融合
隨著科學技術的不斷發展,環境污染問題已經成為世界各國關注的話題,納米技術可以有效應用在污染物的降解及空氣的凈化上, 因而納米技術在環境的保護方面有著重大的意義。近幾年來,隨著我國污染程度的加大,已經研發出了可以成功降解氮氧化物、甲醛等污染物的相應納米設備,空氣的污染程度大為降低,將空氣中的有害成分從10ppm 降到了0.1ppm。同時納米技術也應用到了水污染的治理當中,很多企業應用納米技術的光催化性質使污染的水質得到凈化, 在未來的發展中,納米技術在環境污染上的應用將會更加普遍。
2.3 納米技術與生物醫藥產業的融合
進入世貿組織對我國許多行業造成了不同程度的影響,尤其是醫藥行業,在納米技術的研發背景下,我國決定不斷發展,奮起直追。納米生物技術在醫藥上的研發主要是:在動植物中提取有益于人類健康的材料,再經過納米技術,使這種材料的作用充分發揮出來。同時在醫藥行業應用納米技術,可以使納米技術的適用層次得到提高。
2.4 納米技術與能源環保產業的融合
隨著世界人口的不斷增加, 各種能源逐漸出現耗竭的狀態。因而, 目前我國最重要的工作便是合理有效的使用和開發資源,同時研發出能夠取而代之的新能源。在傳統能源方面,應該運用納米技術使其充分利用,同時減少相應廢棄物的排放。在新能源的研發方面,在借鑒發達國家先進納米技術的同時,也要不斷的創新,開發出一系列可燃氣體等較清潔的能源,較少傳統資源的過度使用和浪費,使新資源廣泛的應用于人們的日常生活當中。
2.5 運用納米技術對傳統產業進行改造
運用納米技術對傳統產業進行改造并完美結合,是當前傳統行業再度復興的希望。比如,我國傳統的紡織行業,國際上激烈的競爭已經嚴重打壓了我國的紡織業,因而納米技術應該應用在紡織材料領域, 這樣才能使衣服的品質和質量得到提高,使我國的紡織行業在國際上占有一席之地。
納米阻燃材料的研究進展論文 篇6
摘要:
作為提高國家科技科學核心競爭力的戰略選擇,納米電子技術的發展研究至關重要。其應用廣泛,涉及到各個領域,是人類生活中必不可少的部分。本文從納米電子技術的現狀進行研究,展望其未來的發展,以期為納米電子技術的研究提供新的理論點。
關鍵詞:
納米電子技術;現狀研究;未來發展
納米電子技術包括了納米電子元件、納米電子材料等,這些納米技術運用到了各行各業,向人們展示了其強大的功能?萍夹畔r代的來臨,納米電子技術的發展應用將會帶來革命性的突破,目前人類對納米電子技術的研究還在不斷深入,未來納米電子技術的運用將會更加廣泛。
1、納米電子技術現狀研究
1.1納米電子元件現狀研究電子元件從集成元件、超大規模集成元件最終發展成為納米電子元件,納米電子元件是其他兩個元件的深入研究發展。由于集成電路的規模越來越大,這就要求電子元件的規格越來越小,最終形成納米電子元件,納米電子元件的尺寸需要控制在0.1nm-100nm之間。比如已經問世的單電子晶體管,晶體管的一位信息數據就是一個電子信號,所以這個單電子晶體管的尺寸一定要夠小。
1.2納米電子材料現狀研究目前,市面上常見的納米材料有:納米半導體、納米硅薄膜等。最具優勢的是納米硅電子材料,其電子技術對人類的發展具有跨時代意義,納米硅電子材料的優勢主要體現在:
。1)不耗時、低能耗、可靠性強、外界環境很難影響到其運用。
。2)研發、利用成本低。
。3)納米硅材料中分子間距較短,所以硅電子材料的運行速度極快,進而材料的消耗低、耗時短。納米電子材料的問世是納米電子技術的一個新突破,相信隨著納米電子技術的不斷發展,人類生活的各個方面都會涉及到納米電子材料,納米電子材料也會給人類帶來更便捷的生活方式。
2、納米電子技術未來發展
2.1碳納米管的研究發展碳納米管作為納米電子技術重要的一部分,未來的研究發展必不可少。1990年,碳納米管在日本研發問世,其特殊的拓撲結構和極優的性能,具有很好的導電效果。碳納米管能夠很好地將金屬性能與半導體性能結合,使金屬性能和半導體性能達到最佳狀態。其次,由于碳納米管的質地較輕,可以在超大規模集成電路中實現納米化性能,有效幫助計算機納米電子技術化。芬蘭和日本的研究者在2010年研發了新型碳納米管,該碳納米管是介于半導體與金屬性兩者之間的材料,其平衡性良好,將這種新型的碳納米管作為研究基礎,可以制作超大規模的集成電路,幫助集成電路排列邏輯順序,為納米計算機的研發提供有效幫助。目前,許多研究機構已經對碳納米管的形成過程進行研究分析,形狀小、質量輕的碳納米管能夠很好地提高運行速度,相比其他電子材料能夠提速25%;在降低能耗的同時,可以實現電路的集成化。而且碳納米管受到外界的干擾小,可以保證高速率的運行計算,存儲空間和容量大,在未來會有更多領域涉及到這種納米電子材料。所以,我國應該根據自身的.發展要求,加大對碳納米管的研發,更好地將納米電子技術應用于人們的生活中。
2.2納米硅薄膜的研究發展作為目前世界上應用最廣泛、涉及領域最多的半導體材料,納米硅薄膜的研究發展關系到納米電子技術的全面發展,納米硅的研究發展可以更好地發展高性能的半導體材料。納米硅薄膜的整個制作工藝流程與集成電路、硅器件的制作流程相似,所以,納米硅薄膜的研發可以幫助量子功能進一步發展研制,將會提升納米電子技術的整體發展,在納米電子技術中起著重要的作用。
2.3新型電子元件的研究發展隨著納米電子技術的不斷發展,許多新興的電子元件相繼出現,納米技術的研究已經遍布世界各地。例如,美國耶魯大學同英國等世界各高校聯合研究分子半導體晶體管、納米電子技術處理系統,并在2010年研制出了計算機自動編程技術,這一壯舉預示著今后納米電子技術會與計算機的發展相結合,廣泛應用于科學技術。2010年5月,美國同澳大利亞研究者通過隧穿顯微鏡研究單個原子的狀態,最終創造出目前世界上體積最小的原子晶體管,實現了人類對單個原子的操控。世界上第一個人工制造原子的電子設備就此問世,標志著人類向信息處理的超強大和超高速性能有了新的突破。2012年,美國科學研究者勞倫斯通過不斷的實驗研究,研制出了納米電子系統,勞倫斯將納米電子系統與生物技術相結合,實現了對三磷酸腺的操控,同時還將生物技術與納米電子晶體管相結合,有效連接人體的大腦神經系統,達到無縫的電子界面。在未來的幾十年里,納米電子元件的發展將會更加迅速,在此期間,研究者們會對新型電子元件進行更深入的研究,更多的納米電子元件產品將會層出不窮,幫助人類探索更高領域的科學境界,提供更科學的研究方法。
2.4石墨烯的研究發展英國在2000年將石墨烯研制出來,其碳基功能良好,相對于硅來講更為優質。目前,對石墨烯的技術研究還是比較多的,碳原子是石墨烯的主要組成部分,單個的碳原子通過相互結合形成一種新型的碳化材料。石墨烯的問世,有效促進了其他碳制材料的發展,其硬度較大,并且只有一層碳基,相對于其他材料來說輕薄許多,可以實現高速率的載流,并能很好地控制寬帶運行的速度。石墨烯的運用,將半導體的電學特征展現出來,并且與硅基相兼容,在器械上實現了碳基與硅基的共同使用。
2.5納米生物電子的研究發展近幾年來,對納米生物電子技術的研究更為深入。研究者將納米電子技術運用于生物芯片,從而制造出納米機器人。不同于一般的機器人,納米機器人能夠進入人類血管,幫助人們排除體內的有害物質,促進人體新陳代謝。納米機器人作為一個清潔器,能夠保證人類的身體健康。
3、結束語
納米電子技術的研究發展,推動著我國新興科學技術的快速發展。在未來對納米電子技術的研究中需要緊跟納米電子新興前沿技術,將納米電子技術與物理、化學、計算機科學等學科領域相結合,促進科學等學科領域的全面發展。
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