纳米技术就在我们身边
纳米材料虽然是材料世界的“小不点”,但它却是现代材料世界里的重要一员。
纳米材料是一个大家族,成员众多,有各种各样的类型。按照材质,可分为金属纳米材料、无机纳米材料、有机纳米材料等;按照用途,可分为功能納米材料和结构纳米材料;按照特殊性能,又可分为纳米润滑剂、纳米光电材料、纳米半透膜等;按材质形态,则可分为纳米粉末,纳米纤维,纳米膜、纳米块体等.
纳米粉末又称超微粉、超细粉,指粒度在10nm以下的粉末或颗粒,它被开发时间最长,技术最为成熟,是生产其他纳米材料的基础。另外,它被应用领域也最广,在催化,粉末冶金,燃料、磁记录,涂料、传热,雷达波隐形、光吸收,光电转换,气敏传感等方面有巨大的应用前景。
纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的线状材料,此外,将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维也称为纳米纤维。其中,蜘蛛丝是天然纳米纤维的典范。
(蜘蛛丝是大自然几亿年进化创造的奇迹,是目前世界上最为坚韧且具有弹性的纤维之一,其性能可媲______(bǐ pì)美防弹纤维。)早在18世纪就出现了人类利用蜘蛛丝的记载______(zǎi zài)。1709年,人类利用蜘蛛丝做成手套和袜子,并送往法国巴黎展览。进入20世纪80年代,蜘蛛丝更以其高强度、高弹性、低密度、良好的耐温及耐紫外线等优异特性引起各国研究人员的极大兴趣。
蜘蛛丝是标准的纳米纤______(qiān xiān)维,因为它的直径小于100nm的尺寸极限。即使如此细的蛛丝织成的网,也可以捕______(bǔ pǔ)捉住飞行速度达20千米/时的昆虫,真是十分神奇!有人估算,若蜘蛛网丝达到铅笔那样粗细,甚至可以阻止波音747这样巨型的客机飞行。
蜘蛛丝的主要成分是蛋白质,但它不溶于水,因此蛛丝在雨中也不会融化,当蛛蛋白从蜘蛛体中挤压出时,就成为不溶于水且极其坚韧的固体了,形成一种具有超强度、弹性和韧性的天然钠米纤维。它以其优异的性能、独特的内部结构、启发了人们对材料设计和材料创新的思路。
随着纳米材料研究的不断深入,纳米材料家族的成员将会更多,纳米材料家会更加人丁兴旺。