随着纳米技术
与纳米材料的发展
越来越多的生活产品都标注
使用“先进纳米材料”
来“强化”产品性能
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日常生活中的很多物品、商品都带上了“纳米”二字。不过,从“纳米能量杯”到“纳米内裤”,再到“纳米机器”人,这些产品真的都蕴含着“纳米科技”吗?
今天我们就来研究一下:
什么是纳米?
生活中的“纳米”产品有哪些?
看不见的纳米世界安全吗?
纳米
纳米是很小的长度单位,只有“十亿分之一米”,相当于人类头发丝直径的万分之一。
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一般认为,三维空间内有一个维度尺寸小于100 nm的材料,就可以称为纳米材料。而涉及纳米材料制备、加工和应用等相关的工艺及方法则统称为纳米技术。
自20世纪80年代人类通过扫描隧道显微镜第一次发现纳米世界后,纳米技术以及纳米材料在接下来的几十年飞速发展,并在各个领域崭露头角。
当材料尺寸达到纳米尺度时,通常具有块状材料不具备的性能,这主要是因为纳米材料表面原子很活跃、反应活性比较高,加上量子尺寸效应的存在,使其具有特殊的物理、化学性质,包括光学性质、导电性、催化活性以及抗菌性能等。
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以金为例,普通的块状材料为金黄色固体,具有良好的导电性和延展性。而当其变成纳米材料时,可稳定分散在溶剂中形成溶胶,并根据金纳米材料的尺寸大小、形状呈现出不同的颜色 。
其中,具有红外光或者近红外光吸收的金纳米材料还可用于光热治疗癌症。作为生物相容性较好的碳材料,当它们从常规碳材料变成单层石墨烯后,导电、导热性能都得到显著提升。
生活中的“纳米”产品
那么生活中看到的混有纳米材料的产品,是不是也能有这样神奇的功效?产品中纳米材料含量高不高?
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其实,对于纳米材料而言,它们特殊性质的根源是其纳米级尺寸。
而纳米材料由于比表面大、性质活泼,不容易稳定分散,因而在制备复合材料时容易团聚并丧失原本的特性。要制备完全保留纳米材料特性的产品,工艺难度较大。
同时,纳米材料制造成本高,完全使用纳米材料制备功能产品,亦难以实现。例如,具有杀菌、吸汗等多种功能的石墨烯内裤。石墨烯虽然也是碳材料,但其制备工艺要求高,难以量产,每克石墨烯产品价值约1000元。要完全使用石墨烯制造一条内裤,保守估计成本需要上万元。
但是我们买到的产品,也就百来块,甚至几十元,说明产品中的纳米材料含量肯定不会很高。
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尽管这些生活产品存在夸大宣传,纳米技术和纳米材料在军事、科技等领域确实起到越来越多的作用。
例如,依据荷叶表面仿生结构设计的超疏水材料,具有防水、防油、防尘的特性,在精密设备和表面保洁方面具有重要意义。
看不见的纳米世界安全吗?
纳米这么小,肉眼无法察觉,那进入人体内安全吗?
其实纳米颗粒物并不只是如今纳米技术的产物,汽车尾气、燃烧过程等都会产生大量纳米粒子。
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有关纳米材料的生物效应与毒性的研究数据目前还很少。初步的实验证据提示,即使化学成分相同的物质,它的微米颗粒与纳米颗粒也可能具有不同的生物效应,这些生物效应可能有益也可能有害,大量未知问题仍需研究。
比如,研究人员发现,纳米颗粒进入人体后,人体内的蛋白会自动将其包裹起来,因此,它不会被身体当做外来异物,具有了隐身效应。“会不会产生长期的毒性?这个事情现在正在研究,目前还没有定论。”赵宇亮介绍。
[1].https://www.kepuchina.cn/article/articleinfobusiness_type=100&classify=2&ar_id=117905
[2].https://mp.weixin.qq.com/s/SvoclYAgu29S1r4yLWvgBA
[3].https://mp.weixin.qq.com/s/Ydo7ySyBlVHU1HJzNjN0zg
[4].https://h5.kepuchina.cn/scientificwebsite/article?id=67272
转载自|陕西科普
奉贤科技
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