纳米技术研究(6篇)

时间:2024-09-18 来源:

纳米技术研究篇1

论文摘要:纳米技术作为一种新兴的科学技术,随着技术的发展,纳米技术已经被日趋应用于生活领域的各个方面。本文回顾了纳米技术和纳米材料的发展过程并对纳米材料在食品安全的应用进行了介绍和论述。

纳米技术是20世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术,随着研究的深入和科学的发展,纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域,近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业,在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品,纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。

纳米是一种几何尺寸的度量单位,l纳米为百万分之一毫米,即十亿分之一米的长度。以纳米为基础的纳米技术在20世纪90年代初起得到迅速发展并先后兴起了一系列的像纳米材料学、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学、纳米生物技术和纳米药物学,纳米技术就是一种多学科的交叉技术,最终实现利用纳米机构所具有的功能制造出有特殊功能的产品和材料。因此,利用纳米技术制造出来的材料就具有微观性和一些普通材料所不具有的功能。

随着纳米技术的发展,纳米食品生产也取得了很大的成就。目前,纳米食品产品超过300种,一些带有纳米级别添加剂的食品和维生素已经实现商业化。据预测纳米食品市场在2010年将达到204亿美元,因此纳米技术在食品上的研究有着很大的发展潜力。纳米技术在食品上的研究和应用主要包括纳米食品加工、纳米包装材料和纳米检测技术等方面。

所谓纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术手段或工具的食品。纳米食品不仅仅是指利用了纳米技术的食品,更大程度上指里哟个纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。尤其是利用纳米技术改造过结构的食品在营养方面会有一个很大的提高,在这方面应用最广泛主要有钙、硒等矿物质制剂、维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶等。

然而纳米食品也存在一些问题,首先由于对于纳米食品的加工主要是球磨法这就使得在纳米食品生产的过程中容易产生粉料污染,同时现有的纳米技术也会产生成材料的功能性无法预测,纳米结构的稳定性不高等问题。纳米食品还存在另外问题那就关于纳米食品的安全检测并没有个一个同一的标准。目前,国际上尚未形成统一的针对纳米食品的生物安全性评价标准,大多数是短期评价方法,短期的模型很难对纳米食品的生物效应有彻底的认识。而部分纳米食品存存在一些有害成分,并且经过纳米化后,这些物质更加很容易进入细胞甚至细胞核内,因此副作用也就越大,而这些由于安全检测的标准不统一可能在检测的时候检测不出来,因此纳米食品的安全标准有待进一步统一。虽然纳米食品存在一系列的问题但是纳米技术在食品包装和保险技术中却得到了很好的应用。

首先,在已有的包装材料中加入一定的纳米微粒可以增加包装材料的抗菌性从而产生杀菌功能。目前一些冰箱的生产技术中已经应用了这种技术生产出了一些抗菌性的冰箱。

其次,由于纳米材料的特殊性质,加入一定的纳米微粒还可以改变现有的包装材料的性能,从而进一步保证食品的安全。目前,部分学者已经成功的将纳米技术应用玉改进玻璃和陶瓷容器的性能,增加了其韧性。同时,由于纳米微粒对紫外线有吸收能力,因此在塑料包装材料中加入一些纳米微粒还可以防止塑料包装的老化,增加使用寿命。从而为食品生产提供了性能更加优越的包装容器。

第三,由于纳米材料的力磁电热的性质,使得纳米材料有着优越的敏感性。一些学者已经在研究将纳米材料的敏感性应用到防伪包装上面并取得了一定的成就。新的防伪包装的产生,无疑能够进一步加强普通食品和纳米食品的安全。

第四,经过研究发现纳米技术和纳米材料的一些性能能够很好的解决食品的保鲜问题。

经过研究发现传统的食品保鲜包转,在起到保鲜功能的同时还能够产生乙烯,而乙烯又反过来加剧了食品的腐蚀,因此可以说传统的食品保鲜包转并没有能够很好的起到保鲜功能。在纳米技术在研究过程中,发现纳米ag粉具有对乙烯进行催化其氧化的作用。所以只要在现有的保鲜包转材料中加入一些纳米ag粉,就可以加速传统保鲜包转材料产生的乙烯的氧化从而抑制乙烯的产生,进而产生更好的保鲜效果。

综上所述纳米技术虽然还有一些不足和缺陷,但是经过多年的研究和发展纳米技术已经取得了很大的进步和发展,并且已经开始应用于生产和生活领域。纳米技术和纳米材料以其特殊的性能不紧能够生产出性质更加优越的纳米食品同时通过改善包装材料还可以进一步提高食品的安全。

参考文献

[1]杨安树,陈红兵.纳米技术在食品加工中的应用[j].食品科技,2007(9).

[2]张汝冰,刘宏英,李凤生.纳米材料在催化领域的应用及研究进展[j].化工新型材料,1999(5).

[3]何碧烟,欧光南.食品添加剂对番茄红素稳定性的影响[j].集美大学学报:自然科学版,2000(1).

[4]郭景坤,冯楚德.纳米陶瓷的最近进展[j].材料研究学报,1995(5).

[5]黄占杰.无机抗菌剂的发展与应用[j].材料导报,1999(2).

[6]张倩倩.纳米粒子增强蛋白质直接电子传递及其传感应用[d].南京师范大学,2007.

[7]张涛,江波,沐万孟.纳米技术及其在食品中的应用研究进展[j].安徽农业科学.

[8]郭卫红,李盾,唐颂超,苏诚伟,徐种德.纳米材料及其在聚合物改性中的应用[j].工程塑料应用,1998(4).

[9]袁飞,徐宝梁,黄文胜,唐英章.纳米技术在世界范围内食品工业中的应用[j].食品科技.

纳米技术研究篇2

1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义,世界各国(地区)纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器,相继制定了发展战略和计划,以指导和推进本国纳米科技的发展。目前,世界上已有50多个国家制定了部级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

(1)发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机,美国早在2000年就率先制定了部级的纳米技术计划(nni),其宗旨是整合联邦各机构的力量,加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月,美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》,这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划,从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域,并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源(人才、资金、设备)的落实。之后,日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针,积极推进从基础性到实用性的研发,同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域,有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略,目前,已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施:增加研发投入,形成势头;加强研发基础设施;从质和量方面扩大人才资源;重视工业创新,将知识转化为产品和服务;考虑社会因素,趋利避险。另外,包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

(2)新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响,韩国、中国台湾等新兴工业化经济体,为了保持竞争优势,也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》,2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》,随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域,以提升前沿技术和基础技术的水平;到2010年10年计划结束时,韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平,进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始,相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》,这些计划以人才和核心设施建设为基础,以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标,意在引领台湾知识经济的发展,建立产业竞争优势。

(3)发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头,也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》,并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图,确定中国在目前和中长期的研发任务,以便在国家层面上进行指导与协调,集中力量、发挥优势,争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术,南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略,可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度,加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

2、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮,现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家,都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金,而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称,在过去10年里,世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明,全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内,联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元,2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是,根据《21世纪纳米技术研究开发法》,在2005~2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元,而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究,近年来纳米科技投入迅速增长,从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元,而2004年还将增长20%。

在欧洲,根据第六个框架计划,欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元,有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计,欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国,甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右;另外,地方政府也将支出2.4亿~3.6亿美元。中国台湾计划从2002~2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元,每年稳中有增,平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元,而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言,欧盟25国为2.4欧元,美国为3.7欧元,日本为6.2欧元。按照计划,美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元,日本2004年增加到8欧元,因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占gdp的比例是:欧盟为0.01%,美国为0.01%,日本为0.02%。

另外,据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称,很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元,占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元,占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元,占17%。由于投资的快速增长,纳米技术的创新时代必将到来。

3、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言,美国虽具有一定的优势,但现在尚无确定的赢家和输家。

(1)在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果,2000—2002年,共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引(sci)》收录。纳米研究论文数量逐年增长,且增长幅度较大,2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文,美国以较大的优势领先于其他国家,3年累计论文数超过10000篇,几乎占全部论文产出的30%。日本(12.76%)、德国(11.28%)、中国(10.64%)和法国(7.89%)位居其后,它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇,是纳米研究最活跃的国家,也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出,2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点,到2002年已经超过德国,位居世界第三位,与日本接近。

在上述5国之后,英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多,各国3年累计论文总数都超过了1000篇,且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外,如果欧盟各国作为一个整体,其论文量则超过36%,高于美国的29.46%。

(2)在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计:美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国(1454项),其次是日本(368项)和德国(118项)。由于专利数据来源美国专利商标局,所以美国的专利数量非常多,所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多,所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大,在论文数最多的20个国家和地区中,专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明,很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力,但比较侧重于基础研究,而实用化能力较弱。

(3)就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用,目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面,纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断,而且,已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年,美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》,目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合,实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标;利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门,这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用,还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果,未来5~10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点,纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究,期望突破传统的极限,让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒,并按照一定规则排列这些颗粒,使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面,目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大,某些方面处于世界领先水平,但尚未脱离基础和应用研究阶段,距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上,日本最重视的是应用研究,尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外,日本开发出多种不同结构的纳米材料,如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上,日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法,同时积极开发新的制造技术,特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1/10,两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高,并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置,能应用于纳米领域,在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路,是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地,如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机,解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过,这些研究大都处于探索阶段,成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力,特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多,主要以金属和无机非金属纳米材料为主,约占80%,高分子和化学合成材料也是一个重要方面,而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

4、纳米技术产业化步伐加快

目前,纳米技术产业化尚处于初期阶段,但展示了巨大的商业前景。据统计:2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,2010年将达到14400亿美元。为此,各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化,都在加紧采取措施,促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为,美国大公司自身的纳米技术基础研究不足,导致美国在该领域的开发应用缺乏动力,因此,尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心,希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”,以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项:一是进行纳米技术基础研究;二是与大企业合作,使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面,其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。ibm、惠普、英特尔等一些it公司有可能在中期内取得突破,并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大,其目的是共享信息,促进联系,加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合,不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”,以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程;东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所,试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。

欧盟于2003年建立纳米技术工业平台,推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出:建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战,把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域,生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品,同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。

纳米技术研究篇3

关键词:水性纳米喷涂工艺流程

某型武器装备被誉为陆军之基,数量多,应用范围广,使用环境涵盖了从低温高寒地区到高盐高湿海岛等所有地区,表面防护要求高。然而,一旦某型武器装备表面防护层遭到破坏,武器金属构件就会在大气中,极易发生大气腐蚀,严重时还会造成金属构件失效,影响射击可靠性、稳定性及安全性,缩短武器的使用寿命。当前,部队对武器装备通常采用涂油防护,而武器表面维修方法主要采用高温氧化、磷化、喷胶、喷漆等工艺。这些工艺存在设备要求高、操作复杂、技术难度大、耗能高、环境污染大、涂层防腐耐磨性能差等问题,而且部队修理难以开展。水性纳米涂料,是涂料发展的主流方向,各方面性能优越,使之应用到某型武器装备表面防护现已有大量研究,涂料施工工艺是研究的重点。

本研究的主要目的是帮助普通连队解决实际问题,因此需要注重喷涂工作的简单性和实用性。为了方便一般战士掌握喷涂技能,喷雾罐包装的水性纳米涂料易于携带,使用方便,但是喷涂的效果不如浸涂效果好。本研究结合部队实际,设计了一种自动浸渍提拉浸涂设备,并依据该型装备的修理规程,制定了水性纳米涂料的喷涂工艺流程,为从事相关工作的部队维修技师提供参考。

一、自动浸渍提拉浸涂设备的设计

该自动浸渍提拉浸涂装置,按照浸渍、提拉、沉积、排水、干燥五个阶段进行,极大地提高了零件表面,尤其是狭小缝隙内金属表面的浸渍涂膜质量。

该装置包含步进电机控制系统(上下直线运动)、自动给液-温控-排水系统、超声振荡系统。

系统设计参数重点考虑的是影响薄膜厚度的因素,溶液黏度、重力、提拉速度、液体和蒸气之间的表面张力。

当基质的速度和液体的黏度不高时,薄膜的厚度可以由Landau和levich方程计算出:

h=■

其中U为提拉的速度,η为黏度,γLV为液体-挥发气间的表面张力。

对于系统而言,高分子膜的厚薄程度随着U2/3的变化而变化。这个方程假定黏度和牛顿常量不变,并且忽略dell蒸发的影响。蒸发的速率(m):(3.2)m=k(pe-pi)。

本课题的研究表明,带液量上行速度控制在1.5-3mm/s时,得到的膜层质量较高;下行速度控制在2-5mm/s时,具有一定的预湿挂料作用,改善了涂料的浸涂速度。

二、喷涂工艺流程的制定

(一)表面处理工艺流程

1.条件要求

(1)场地:空旷车间(场地)20-50平方米。

(2)设施设备:工作台1-2张、台虎钳1-2个、枪架1-2个。

(3)电力:380V动力电、220V交流电、110V直流电。

(4)水源:自来水水源。

(5)设备工具:空气压缩机1台、烘烤箱1台、上壶式喷枪2把、塑料桶2个、毛刷4把、专用橡胶堵塞40个等。

2.人员要求

(1)技术员1人:负责处理工艺的全过程,检查质量,武器、设备和场地安全。

(2)修理工1人:负责钢制件、铝质件和塑料件表面喷涂。

(3)统计员1名:负责武器的登统计及武器分解结合和清洁武器零部件。

(4)警卫1名:负责安全警卫。

3.工作进度

第一阶段,技术培训:1小时。

主要进行人员培训,要求熟悉武器分解结合,掌握表面喷涂工艺技术。

第二阶段,展开工作期:3小时。

完成翻新某型武器10支。

(二)表面喷涂工艺流程

1.工艺流程

表面处理工艺有预备处理阶段、喷涂阶段、固化处理阶段。具体工艺流程如下:

2.操作步骤

(1)预备处理:应将武器零部件表面油污完全处理干净。

①分解

按操作规程及修理需求,对武器进行分解并分类,砂磨工件表面毛刺、碰伤,修复表面凹陷和刮伤部分,为喷涂做准备。

②喷涂前准备

喷涂前应对武器的机匣、导气箍孔、导杆、荧光点等不需喷涂的部位采取防护措施,用专用橡胶堵塞住气孔,用橡胶管套住导杆。

③除油

将分解的武器零件置于洗洁精溶液中,用毛刷清洗工件表面。

④清洗

用自来水冲洗武器零部件,清除掉武器零部件表面的残液和污物,清洗应彻底,注意武器零部件上的沟槽。

⑤晾干

(2)喷涂

①喷涂

用喷枪喷涂,操作步骤如下:

a.将配制好的涂料导入喷枪储液罐。

b.调节好喷枪的压力和喷雾量。

c.手持喷枪,对准需要喷涂部位,在20cm~30cm距离处轻轻按下控制阀,匀速移动喷枪。

两次喷涂效果俱佳。二次喷涂时,必须在第一次完全干透后,才能喷涂。喷涂厚度应控制在10um~15um。

②烘烤

将工件置于烘烤箱中烘烤。钢铁部件烘烤温度不得超过300°C,工程塑料部件烘烤温度不得超过60°C,烘烤时间持续10min即可。如果没有烘烤箱,则可以将喷涂后的工件,置于干燥、通风良好处自然晾干。涂料表干时间为30min,实干时间为60min。

③质量检验

涂层干燥后,应对其外观进行检查,如有局部不合格的膜层,则可用600#砂纸打磨原有膜层,然后用喷枪吹干净,对缺陷部分重新喷涂,无需整体喷涂。

质量要求:

(1)外观质量:漆膜应平整、无明显颗粒,不得有起皮、起皱和漏喷等疵病。(2)漆膜外观应有一定光泽。(3)检测质量:漆膜附着应牢固,附着力达到GB/T9286-1998规定的一级标准。(4)结合:按操作规程结合武器。

3.固化

武器结合后,将武器放入库房中常温干燥固化,固化时间为48h。

喷涂应注意以下事项:(1)喷涂场地应选择光线充足、通风良好的环境。(2)喷涂时,环境温度应在+10℃~+40℃之间,相对湿度低于80%。若环境温湿度超出要求,应停止喷涂或用烘烤箱烘烤。(3)喷涂前,武器零部件表面的铁锈、油渍和污垢必须处理干净。(4)喷涂武器零部件表面可用普通清洗剂清洁,不得用汽油或其他有机溶剂清洗除油。

表面喷涂常见问题和处理方法见下表。

表面喷涂常见问题和处理方法

三、技术特点

该喷涂工艺常温喷涂,操作简便,易于掌握,技术要求低,对工作环境无特殊要求,设备要求低,从根本上解决了传统工艺存在的工艺设备要求高、操作工艺复杂、技术难度大、耗能高、防腐耐磨效果差,部队基层修理单位难以开展的难题。

总之,采用本工艺防护性能优异,实现了武器钢铁件、铝合金件、工程塑料件等基材通用的表面处理工艺,可替代氧化、磷化、喷涂、喷胶、喷漆、烤漆等表面处理技术。

参考文献:

[1]季宝华,方东,徐长庆.纳米涂料研究概况[J].科技情报开发与经济,2002,12(5):97-98.

[2]王勇.水性纳米涂料的研制及性能研究[D].大庆石油学院,2006.

[3]陈松巍.水性纳米复合涂料的制备及其耐刮性研究[D].复旦大学,2009.

[4]王凤英.水性纳米复合铁钛防锈涂料的研制[J].涂料工业,2007,37(5):8-11.

[5]倪玉德.涂料制造技术[M].北京:化学工业出版社,2003:16.

纳米技术研究篇4

纳米技术作为当前发展最迅速、研究最广泛、投入最多的科学技术之一,被誉为21世纪的科学,并且和生物工程一起被认为是未来科技的两大重要前沿。从纳米技术的发展来看,纳米测量技术的地位和作用是不容忽视的。纳米加工和制造离不开纳米测量,精密计量已不能适应纳米技术发展的要求,而且成为了纳米技术发展的瓶颈。因此,纳米测量技术和测量装置,不仅是21世纪纳米技术实用过程中必须关注的焦点,而且也是21世纪计量测试领域研究的重中之重。在纳米技术研究中,原子力显微镜(AFM)一直发挥着重要作用。

对于纳米技术的基础教学而言,AFM无疑是学生们感知纳米量级的最直接的方式之一。因此,本论文针对学生特点及教学要求,将AFM工作原理及实际扫描后得到的图片引入到课堂中进行辅助教学,取得了一定的效果。

一、AFM引入基础教学

纳米级位移测量技术至今尚未有明确的定义。通常认为测量精度或分辨率在0.5~100纳米之间的位移测量技术,统称为纳米级位移测量技术。纳米测量技术的内涵涉及纳米尺度的评价、成份、微细结构和物质特性的纳米尺度的测量,它是在纳米尺度上研究材料和器件的结构与性能、发现新现象、发展新方法、创造新技术的基础。纳米测量所涉及的两个重要领域就是纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量[1]。

原子力显微镜(atomicforcemicroscope,简称AFM)是利用微悬臂感受和放大悬臂上探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级的分辨率[2]。

原子力显微镜研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等,其可以在空气或者液体下对样品直接进行成像,分辨率很高。因此,AFM被广泛应用于纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量中。

在教学中,单纯依靠数学推演来讲解,并不能收到很好的效果。例如学生们单从概念上很难想象1纳米,1微米到底有多大,被操作材料表面形貌到底是什么样子等。因此,通过实验教学中,使用AFM来检测不同量级的研究对象,可以加深学生们的理解,从而增强学生的实际应用能力。

二、AFM教学实例

针对纳米测量所涉及的两个重要领域:纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量。列举了AFM扫描的利用多光束激光干涉光刻制备单晶硅形貌图。

图2,图3和图4为AFM扫描的二维图像,观测者可以直接看到被测样品的表面形貌,不仅如此,AFM二维图像还可以形成相应的三维像,获得样品表面结构的深度,大小以及长度等重要信息参数,如图5所示。

通过原子力显微镜对样品形貌的扫描,可以让学生更为直观地了解AFM以及纳米测量的相关概念及原理。同时,清晰的扫描图像可以进一步促进学生对教学内容的理解和认识。

纳米技术研究篇5

【关键词】,黄帝内经

[摘要]《黄帝内经》中论述了两千多年前听音辨人的理论和技术,即通过辨别人声的二十五种变化,施以不同的饮食调理与经络调理,从而达到治未病的目的。21世纪初,在基于纳米水平的细胞声学研究中,已初步证明细胞是可以发出声音的。细胞病变时,最先产生声音的变化,故有可能通过细胞声音的变化,尽早发现疾病。此发现与《黄帝内经》中听音辨人的理论,在生命研究的不同水平上不谋而合。纳米技术有可能进入中医基础理论研究之中,从而实现中医研究的现代化。

[关键词]黄帝内经;二十五音;纳米技术;细胞声学

PossibilityofapplyingnanotechnologytoresearchonthebasictheoryoftraditionalChinesemedicine

ABSTRACTTheancienttheoryandtechnologywhicharerelatedtopreventivetreatmentofdiseasebydieteticregulationandcoordinatingmeridianaccordingto25toneshavebeendevelopedintheearly21stcentury.Itisprovedinsonocytologybynanotechnologythatcellsareabletoproducenoise,andthenoisewillchangeatfirstwhenthecellshaveanydisorders.ThistheoryisinaccordancewiththeoneinHuangdiNeijing.ThenanotechnologycanbeintroducedintothebasicresearchoftraditionalChinesemedicineandmaycontributetothemodernizationoftraditionalChinesemedicine.

KEYWORDSHuangdiNeijing;twentyfivetones;nanotechnology;sonocytology

1失传两千多年的《黄帝内经》五脏相音理论

《素问・五脏生成篇第十篇》云:“夫脉之大、小、滑、涩、浮、沉,可以指别;五脏之象,可以类推;五脏相音,可以意识……”。《素问・阴阳应象大论第五篇》云:“善诊者,察色按脉,先别阴阳;审清浊,而知部分;视喘息,听音声,而知所苦……”。《灵枢・顺气一日分为四时第四十四》云:“病变于音者,取之经。”《灵枢・五音五味第六十五》详细论述了通过区分人之声音,依据不同的声音施以不同的饮食及经络调理,以期达到治未病的目的。此文两千多年来鲜有研究者,以至明代张介宾在注释时云:“此或以古文深讳,向无明注,读者不明,录者不慎,而左右上下大少五音之间,极易差错,愈传愈谬,是以义多难解晓。不敢强解,姑存其文,以俟后之君子再正。”[1]

2当代物理声学的研究

辨别声音是传统中医重要的诊断和治疗方法之一。但是,以耳来分辨声音,对医者的个体要求极高,这可能是《黄帝内经》五脏相音诊疗技术失传的重要原因之一。当今,物理声学对个体声音分辨的技术已十分成熟,因此有条件对《黄帝内经》五脏相音技术重新进行科学的研究。

自2002年起,笔者等[2~7]对五脏相音理论进行了整理发掘,利用现代物理声学、电磁学和计算机等技术来分辨二十五音,同时开展了大量的理论及临床应用技术研究,在临床应用中达到了预期的效果。纳米技术是一项现代高科技,利用这一技术研究传统中医基础理论,尤其是《黄帝内经》中的基础理论问题,可能会令许多人疑惑,但目前已成为一个不争的事实。

3基于纳米技术的细胞声学

2001年,国际著名的纳米技术研究先驱Gimzewski教授得知,离体的心脏活细胞置于营养液中保存时仍会继续跳动。由此他想:如果细胞持续跳动,就会产生振动,这种振动可能是细胞分子运动产生的推力,这种推力在空气中产生压力波,传导至内耳的鼓膜,就成为人所能听见的声音。这种振动虽然很微小,但用特殊的仪器完全可以将其测出。

Gimzewski教授发明的纳米计算机,被吉尼斯纪录确定为世界上最小的计算机。利用他的原子力显微镜(atomicforcemicroscope),可以精确测知单细胞细胞壁上的任何振动,并把它们转换为声音。检测发现:细胞壁以1000次/s的频率上下波动,波幅平均只有3nm左右,最高可达7nm,最小也只有1nm。1nm=1/1000000mm,3nm相当于15个碳原子叠加在一起。正常状态下,酵母菌细胞的声音始终保持在一个稳定的范围内,相当于音乐的C~D调之间,就像一位中音C的歌手。当用酒精喷洒这些酵母细胞时,它们发出尖叫,振动频率大大升高;当它们垂死时则发出低沉的隆隆声。Gimzewski教授认为这可能是随机的原子运动发出的声音[8]。这些细胞的振动频率在800~1600Hz之间,而人的耳朵可以感受20~20000Hz的频率,正好可以落入人耳的听觉范围,只不过振幅太小,人无法感觉。Gimzewski教授认为,只需将音量加大,人类就能够听到这些声音。

研究还发现,具有遗传变异的酵母细胞与正常细胞相比,其发出的声音也有轻微的差异。哺乳动物的细胞与酵母细胞的发音也略有不同。因此,科学家们设想,能否根据细胞声音的变化来诊断细胞的病变。Gimzewski教授坦率地承认,他不能肯定这些细胞是否真正地发出声音,它们也可能是吸收了来自其他地方的振动,包括显微镜本身的振动。但是,如果细胞确实发生了振动,这将是一种神奇的、优雅的、新的诊断工具。Gimzewski教授把这一研究领域称为细胞声学(sonocytology)。

4细胞声学的评价及展望

2004年3月,Gimzewski教授的研究首先发表在Smithsonian杂志上。专家评论认为,这一新信号的发现,将使人类有可能在症状未出现之前,在细胞水平就能“听”出疾病的发生[9]。现代医学是建立在显微镜发明之后才诞生的病理学基础上的一门学科,当时著名的病理学家微耳和(Virchow)宣称,一切疾病都是细胞的疾病。现代医学的最后诊断,还必须依靠病理学。细胞声学的重大意义可能就在于:在细胞还未发生病理学形态改变前,就能提示病变的可能。由此,重温《黄帝内经》中有关声音与疾病的关系,就更令人感到惊奇。

美国Science杂志未发表Gimzewski教授的研究结果之前,德国慕尼黑LudwigMaximilian大学的HermannGaub教授曾说:“Gimzewski教授相信细胞的振动可能有其它来源,必须排除来自细胞外的潜在声源,但‘如果振动源来自细胞内部,这一发现将是革命性的、引人入胜的、难以置信的’”。Gimzewski教授的学生Pelling和Gimzewski教授正在做一系列的测试,以排除在细胞营养液中或由于原子力显微镜探头顶端产生振动源的可能性。美国加利福尼亚大学神经科学和生物物理学家RatneshLal教授在对离体的心脏活细胞进行研究后认为:Gimzewski教授的纳米技术专业是他建立细胞声学的关键。他说:“最终目的是要用这项技术进行诊断和预防疾病,在这个世界上,能够做到这一点的,除Gimzewski教授以外,别无他人。”几个月后,美国Science杂志发表了Gimzewski教授等人的研究论文。

5别具一格的音乐会

Gimzewski教授的学生Pelling和媒体艺术家AnneNiemetz根据细胞声学的研究结果,在洛杉矶市艺术博物馆举办了一场别开生面、举世无双的音乐会,音乐会的名称为:细胞的黑暗面[10]。进入音乐厅,就如同进入了细胞内部,既有视觉,又有音乐,还可以听见利用原子力显微镜记录下的,经过放大的细胞在各种情况下发出的声音。该音乐会由五个部分组成,以表现整个科学发现的过程:(1)观察;(2)构想来龙去脉的可能方式;(3)通过努力将细胞固有的特性顺应纳入自己特有的整合系统之中,较好地反映细胞情感反应的范围;(4)使它们符合各种环境;(5)细胞所唱的歌必须是原汁原味的,其声响效果未经任何修饰。

6细胞发声的理论基础

目前最大的困惑可能是:一个单细胞如何具备发声功能,而更令人难以理解的是这种发声功能如何具备临床意义。如果我们能进一步了解细胞的结构,就能充分解答这一问题。

早在1961年,BuckminsterFuller首先提出细胞框架结构理论,认为细胞的结构并无一定尺寸的限制,细胞外层表面可形成完整的张力,具有充分的活力。1969年,KennethSnelson在此基础上提出细胞框架有如针形城堡(theneedletower)的理论,即细胞框架由蛋白链组成,它们有的薄、有的厚、有的中空,它们如线、如棒,相互连接在一起,形成一种稳定而柔韧可变的结构[11]。正是由于细胞框架具有完整张力且灵活多变,因此它们行动便捷,可以根据外界环境的变化,如温度、营养物质的浓度、化学物质的改变等种种因素,而改变自己的运动方向,得以生存和繁衍后代。也正是由于这种构造,使细胞表面具有振动的可能,因振动而产生声音,这就是我们在原子力显微镜下所看到的现象。

7纳米技术进入中医基础理论研究的可能性

Gimzewski教授开创的细胞声学,为我们打开了微观世界中细胞运动的一个场景,并开创了一个新的高科技研究领域:声音与疾病的关系。由此联想到《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑的声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳二十五人并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论,将其与微观的细胞声学理论进行比较,我们发现了两者之间惊人的相似之处。

微观与宏观之间,即从细胞、组织、器官,再到人体,这中间还有许多环节,我们目前还不知道他们之间存在的确切关系,尚有待我们进一步的研究和证实。譬如经络,至今我们仍无法直观确定,只能运用间接手段加以证实。

运用纳米技术研究中医基础理论,将使传统中医基础理论的研究跃入现代科学研究领域的前沿。但愿我们有一天能揭开传统中医的神秘面纱。

[参考文献]

1张介宾.类经[M].北京:人民卫生出版社,1965.110.

2高也陶.阴阳二十五人的经络调理[M].北京:中医古籍出版社,2003.1200.

3高也陶,潘慧巍.磁石美颜祛病养生系统[J].中华实用医药杂志,2003,3(20):18771878.

4高也陶,潘慧巍,吴丽莉.阴阳二十五人的经络调理[J].中华医学研究杂志,2004,4(1):18.

5高也陶,时善全,吴丽莉,等.循经传感磁疗贴的磁场强度变化研究[J].中华医学研究杂志,2004,4(6):500502.

6高也陶,石春凤.《黄帝内经》中阴阳二十五人对应的二十五音[J].中华医学研究杂志,2004,4(7):577580.

7高也陶,施鹏,SheldonXL.《黄帝内经》阴阳二十五人分型的数学建模[J].医学与哲学,2004,25(12):4144.

8PellingAE,SehatiS,GrallaEB,etal.Localnanomechanicalmotionofthecellwallofsaccharomycescerevisiae[J].Science,2004,305(5687):11471150.

9WheelerM.Signaldiscovery?[J/OL].Smithsonian,March2004..

纳米技术研究篇6

关键词:纳米;添加剂;分析;标准化;环保

中图分类号:TE624.82文献标识码:A

0前言

纳米技术已同信息技术、生物技术一样被称为未来最重要、最核心的三大高新技术。为占有纳米技术和纳米材料的一席之地,世界上已经有30多个国家开展了纳米科技方面活动,一些发达国家还制定了自己的发展计划,如美国的“国家纳米技术计划”、欧盟的“第六框架计划”等。同时,在纳米技术方面的投资增长速度也显著加快,如美国在2005年到2008年计划投入37亿美元,欧洲在2002年到2006年计划投入13亿欧元,日本从2003年起每年计划投入8亿欧元,俄罗斯在近年也将投资6亿卢布用于发展纳米技术[1-4]。

纳米材料是由纳米添加剂、基础油和其他功能添加剂组成,被认为是最值得重视的纳米材料之一,美国在其国家纳米技术计划中就将设计和制造能进行自修复的纳米材料作为可能取得突破的长期目标。将纳米材料应用于剂中,是一个全新的研究和应用领域。由于纳米材料具有高扩散性、表面积大、易烧结、熔点降低、硬度增大等特点,纳米材料作为材料不仅可以在摩擦表面形成易剪切的表面膜,降低摩擦系数,而且还能对摩擦表面进行一定程度的填补和修复。同时,纳米材料中的纳米性添加剂主要是非活性的单质、有机化合物和无机化合物的纳米级固体颗粒,这类物质具有高的热稳定性、机械稳定性以及化学稳定性,在高温、重负荷、高速等使用条件下,纳米性添加剂不易发生氧化、分解与失效,也不像传统添加剂那样会产生腐蚀性物质。因此,纳米材料不易导致金属腐蚀,会减缓材料变质失效的速度,延长设备和材料的使用寿命。

本文简要介绍目前国内外纳米添加剂研究的情况,包括纳米添加剂的主要类型、制备工艺、机理研究情况等,并简要探讨纳米添加剂研究的趋势。

1纳米添加剂研究的状况

纳米材料的研究报道很多,而且每年申请的专利技术也异常的多,为占有纳米材料的制高点,发达国家开展了纳米技术专利的“圈地运动”[5],但从目前有关纳米技术的报道和专利情况看,纳米添加剂的研究主要集中在以下几个方面:新品种、制备工艺、复合作用以及机理等。

1.1纳米添加剂的主要类型

目前报道的可作为纳米添加剂的类型很多,品种也很多。但从化学的角度进行分类时,主要可以分为两种类型,一类是单质,另一类是化合物,而化合物又分为无机化合物和有机化合物等。表1给出了目前研究的纳米添加剂的主要类型和品种[6-7]。

1.2纳米添加剂的制备工艺

由于纳米添加剂具有较大的表面能,纳米颗粒之间存在团聚成块、粒径长大的倾向,因此会导致添加剂性能大幅度降低。同时,作为油的纳米添加剂,若产生团聚,将形成沉淀而析出,

收稿日期:2007-11-04。

作者简介:冯克权(1963-),男,工学硕士,高级工程师,1989毕业于中国科学院有机化学专业,现任杭州新港石油化工有限公司总工程师,长期从事油、脂以及油脂添加剂产品的研究、开发、生产和技术服务工作,已公开20余篇。

人们根据纳米添加剂的不同结构、组成和特点,已经研究出很多种制备纳米添加剂的方法,主要可分为三种类型,即:气相合成法、固相合成法和液相合成法。这些方法又可细分为:机械粉碎法、物理气相法、电火花法、蒸发冷凝法、真空蒸发法、激光法、高频电弧感应法、溅射法、高速干燥法、微乳化液法、水热合成法、化学气相沉积法、化学气相冷凝法、溶胶―凝胶法、氧化―还原法、热分解法、超声化学法、有机配合物前驱体法、化学气相法等[8-10]。表2给出了常用的制备纳米添加剂的方法和原理。

通过普通方法制备的纳米添加剂,具有较大的表面能,固体颗粒之间存在团聚成块、粒径长大的倾向,从而影响稳定性和使用性能。为此,在制备纳米添加剂过程中,近年来开发出表面修饰技术[11-12]。纳米粒子的表面修饰技术是以降低纳米微粒表面能为目标,同时改善纳米粒子在基础油中的分散性。目前较为通用的修饰方法包括:表面活性剂吸附法、化学反应修饰法和聚合物包膜法。表面活性剂吸附法是表面活性剂吸附在纳米粒子表面,非极性与分散介质-基础油发生溶剂化效应,从而防止或减少纳米粒子的团聚;化学反应法是通过修饰剂与纳米粒子进行反应而达到防止或减少纳米粒子的团聚;聚合物包膜法是吸附在纳米粒子表面的单体发生聚合反应或聚合物吸附在纳米粒子表面形成包膜,从而阻止纳米粒子发生团聚,提高稳定性。

1.3纳米添加剂的机理研究

摩擦与是一个相当复杂的过程,因此纳米添加剂机理的研究是一个非常困难的课题。大量研究表明,纳米粒子的效果非常强烈地依赖粒子的化学和物理性质、种类、粒径大小、基础油的类型等。人们采用不同的研究手段对数百种纳米添加剂的机理进行了分析和试验研究,对纳米添加剂的机理做出了一些推测,认为纳米添加剂的减摩抗磨机理主要有:滚珠轴承效应、小尺寸效应、高活性效应、载体作用和沉积膜作用[7,13],如表3所示。

1.4分析方法与标准化

可用于纳米粒子分析检测的方法很多,最主要的有透射电镜法、扫描电镜法、X射线衍射法、激光粒度分析法、X射线小角散射法、沉降粒度分析法和扩散系数法等七种[14]。表4给出了几种分析方法的原理。

我国在纳米颗粒的测定方面也做了大量工作,已经颁布了两种检测方法国家标准:《纳米粉末粒度分布的测定――X射线小角散射法》(GB/T13221-2004)和《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》(GB/T19587-2004)[15]。同时,也颁布了四种纳米产品的国家标准:《纳米镍粉》(GB/T19588-2004)、《纳米氧化锌》(GB/T19589-2004)、《纳米二氧化钛》(GB/T19591-2004)和《超微细碳酸钙》(GB/T19590-2004)[16]。

1.5纳米添加剂的复合作用

和传统添加剂一样,不同组成、不同结构的纳米添加剂其主要性能也不尽相同,有的抗磨损性能好,有的减摩性能好,有的极压性能(承载能力)好。因此,要获得减摩和抗磨极压性能都好的油配方或产品,就需要不同纳米添加剂的有机结合。

国内外在复合纳米添加剂方面的研究都有报道。例如将40nm的碳酸钙粒子与11nm的稀土粒子复合加入到500SN中,测定的试验结果见表5。其中纳米添加剂加入的总量相同,磨斑直径的试验条件为392N,60min。由表5可见,两种纳米添加剂的复合,其油品的最大无卡咬负荷提高,磨斑直径和摩擦系数都有所降低[16]。另外,有研究表明,采用纳米二硫化钼与纳米金属钛或纳米铅的复合多层膜可以提高设备使用寿命,纳米复合多层膜的滑动磨损寿命比纯纳米二硫化钼膜提高4~6倍[17]。

2纳米添加剂研究的趋势

纳米添加剂的研究已经到了非常活跃的阶段,我们认为选择来源广且价格合理的品种、稳定生产工艺、降低生产成本并使之产业化是将来研究的主要方向。同时,纳米添加剂复合作用的研究、纳米添加剂产品标准化研究以及环保型纳米添加剂的研究也是将来研究的重要内容。

2.1工艺与产业化研究

纳米添加剂的比表面能大,容易聚集成大颗粒,因此表现出制成的油品稳定性差,纳米添加剂容易从油中沉淀析出。要获得稳定的含纳米添加剂的油品,纳米添加剂的制备工艺就显的尤为重要。总的看来,纳米添加剂的制备工艺研究是将来研究的主要方向,并且将主要集中在两个方面,一是纳米添加剂制备新工艺的研究,二是表面改性(修饰)技术的研究。而工艺研究的主要目标是研究出生产工艺简单、成本低、设备要求不高的生产工艺技术,同时合成新的、效率高的分散剂和稳定剂,以解决油中纳米添加剂粒子在苛刻条件下工作的稳定性。

另外,虽然国内外市场上都有纳米添加剂产品销售,但生产工艺稳定以及产业化程度高、应用范围广、成本低且规模化了的产品还不多见。因此,纳米添加剂的产业化研究也将是未来研究的重要方面。

2.2纳米添加剂复合作用的研究

不同纳米添加剂的复合可以完善所获得的剂的性能,但一个剂配方是由基础油和多种功能添加剂组成的,如抗氧剂、防锈剂、抗腐蚀剂等等,这就需要纳米添加剂在剂配方中与其他添加剂有良好的协和作用。因此,不同纳米添加剂复合作用效果的研究以及纳米添加剂与其他功能添加剂的协和作用研究是研究者在未来研究中需要研究与解决的问题。

2.3标准化研究

目前已经有纳米添加剂产品投放市场,但是并没有统一的纳米添加剂标准。随着纳米添加剂和纳米油、纳米脂研究开发的不断深入,纳米添加剂以及相应剂产品的标准化研究工作已经显得愈来愈重要。我们认为应该开展相关产品的标准化工作,制定出产品标准,规范产品市场,使纳米材料在领域的应用能够健康发展。

2.4环保型纳米添加剂的研究

随着全球气候变暖,环保问题已经成为各国政府以及研究者关注的重要课题。为适用环保要求,环保型纳米添加剂的研究与应用也应运而生。目前环保型纳米添加剂研究的主要方向是采用环保型纳米材料,通过合适的工艺路线以及采用特殊的分散技术和稳定技术,制备环保型纳米剂[16,18]。

3结束语

纳米添加剂具有独特的结构表征和优异的性能,在油中加入纳米添加剂可以大大提高油的抗磨减摩性能,但纳米添加剂能象传统添加剂那样广泛用于剂配方中,还有很多工作要做。从发展的趋势来看,我们认为目前纳米添加剂研究者应开展的主要工作是:

(1)选择价格合理、性能优良的纳米材料,进行工艺研究,确定可行的生产工艺并使之产业化。降低成本,使纳米材料真正应用到普通剂配方中,发挥纳米添加剂的作用。

(2)制定纳米添加剂的产品标准,使纳米添加剂的研究、开发、生产有标可依,避免盲目性。同时开展纳米添加剂分析方法的研究,并标准化。

(3)研究纳米添加剂复合作用机理,探讨纳米添加剂与传统添加剂的协和作用效果,研究协和作用规律,为纳米材料的配方研究提供指导。

(4)研究与开发环保型纳米添加剂,走可持续发展道路。

参考文献:

[1]姚文新.美国国家纳米计划实施情况[J].新材料工业,2005(2):41-45.

[2]王宏业.日本纳米技术研究战略与措施[J].全球科技经济燎望,2002(10):39-41.

[3]孟强.德国发展纳米技术的战略新方向[J].球科技经济燎望,2002(10):43-45.

[4]乔红斌,郭强.油纳米抗磨添加剂研究现状[J].机械工程材料,2005,29(4):4-6.

[5]余翔,蒋文光.世界纳米专利比较分析和我国纳米专利战略研究[J].研究与发展管理,2004,16(4):85-90.

[6]DumdumJM.GradeCeriumFluoride-AnewSolidLubricantAdditiveforGrease,PasteandSuspensions[J].NLGISpokesman,1984,48:111-116.

[7]王淮英,朱红,康晓红.纳米粒子的制备技术与应用现状[J].河北理工学院学报,2005(2):44-47.

[8]喻建胜,李淼,蒋渝,等.油溶性n_Cu的制备及其油抗磨添加剂性能研究[J].四川化工,2006,9(1):7-10.

[9]胡泽善,王立光,黄令,等.纳米硼酸铜颗粒的制备及其用作油添加剂的摩擦学性能[J].摩擦学报,2000(4):292-295.

[10]DJason,Riley.ElectrochemistryinNanoparticleScience[J].CurrentOpinioninCcolloid&Interface,2002,7:186-192.

[11]陈莲英,章文贡.纳米材料及表面改性研究进展[J].与密封,2004(1):107-110.

[12]乔云林,徐滨士,李长青,等.表面修饰的硼酸盐油添加剂的制备与分析[J].材料保护,199730(6):11-13.

[13]LRapoport.FrictionandWearofPowderedCompositesImpregnatedwithWS2inorganicFullerent-LikeNanoparticles[J].Wear,2002,252:518-527.

[14]吴新明,范茂松,潘兮.纳米颗粒的粒径测定[J].电子测量与仪器学报,2004(增刊):69-77.

[15]舒予.我国首批纳米材料国家标准[J].牙膏工业,2005(3):64.

[16]顾彩香,顾卓明,陈志刚,等.环保型纳米材料的研究[J].机械设计与制造,2006(2):106-108.

[17]SavanA.UseofNanoscaledMutilayerandCompoundFilmstoRealizeaSoftLubricationPhasewithinaHard[J].Wear-ResistantMatrix.SurfaceandCoatingTechnology,2000,126:159-165.

[18]叶斌.环境友好的纳米剂及其制备方法[S].CN1919989A,2006.

RESEARCHSTATUSANDDEVELOPMENTTRENDOFNANOPARTICLESASLUBRICATINGADDITIVES

FENGKe-quan,ZHAOZhi-qiang

(HangzhouXin′gangPetrochemicalCo.,Ltd.Hangzhou311600,China)

【纳米技术研究(6篇) 】相关文章:

护士个人工作总结范文(整理2篇) 2024-09-14

教学质量教学工作总结范文(整理7篇 2024-09-04

工作总结范文(整理10篇) 2024-08-26

幼儿园教师年度考核个人工作总结范 2024-08-14

售后客服试用期工作总结范文(整理4 2024-08-02

小学学校工作总结范文(整理5篇) 2024-06-19

季度工作总结范文(整理4篇) 2024-06-11

法制博览论文(6篇) 2024-09-18

纳米技术研究(6篇) 2024-09-18

证券市场的特征(6篇) 2024-09-18