纳米及其材料的应用(2)

　　让许多企业更感兴趣的是，通过纳米技术对传统产品改性并不见得非常昂贵，往往价格只是略有上升，但性能却要好得多．这意味着这样的产品更具有市场竞争力．
 
　　上述信息对于我国许多苦于无好项目、无好产品的企业来说，无疑是一大好消息．据了解，已有不少企业发现了这个很有市场前景的发展空间，正积极采取行动．更有一些敏感的企业已将一些成熟产品推向了市场：不少国产的无菌冰箱上用了纳米材料制成的抗菌塑料；深圳一家公司推出了包括了无菌餐具、无菌扑克牌在内的一系列纳米材料制作的产品；合肥纳米保健食品公司生产的纳米硒产品已通过鉴定 ...... ．

　　不难预见，纳米技术将会被越来越多的企业所接受，引起新一轮产品创新革命．
 
受到各国关注的新科技  
日本在 1974 年底最早将 " 纳米这个尺度术语用到技术上 , 但是，以 “ 纳米 ” 命名的材料则出现在 80 年代，它作为一种材料的定义，把纳米颗粒限制在 1 一 lOOnm范围．

　　事实上，人们对这一尺度范围纳米微粒在 60 年代初期由日本科学家首先在实验室制备成功， 60 年代的稍晚些时候德国科学家也在实验室获得纳米微粒．直到 80 年代，人们才意识到，其实在自然界早就有纳米微粒存在．科学家们发现，由几千个原子组成的纳米微粒，不同于宏观大分子，也不同于单个的原子和分子，它具有许多新的特性，是人类从未探索过的非宏观非微观的萨尔兰大学的格莱特教授以及美国阿贡实验室的席格尔相继以纳米微粒作为结构单元成功地合成了纳米块体材料．令人振奋的是，他们得到的纳米氟化钙离子晶体和纳米二氧化钛陶瓷材料在室温下表现出了良好的韧性甚至在 1800C 经受弯曲时而不产生裂纹．这一突破性的进展，使那些为陶瓷增韧奋斗了近一个世纪的材料科学家看到了希望．英国著名材料科学家卡恩在《自然》杂志上撰文说：纳米陶瓷是陶瓷脆性的战略途径． 1989 年有文献又提出了纳米结构材料的新概念，它包括零维、二维和三维材料．在这个时期，国际上把 1 一 lOOnm 的技术加工的公差作为纳米技术的标准． 1990 年在美国巴尔的摩召开的第一届纳米科技会议上统一了概念，正式提出纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学和纳米机械学的概念，并决定出版纳米结构材料、纳米生物学和纳米技术的正式刊物．从此，这些术语广泛应用在国际学术会议、研讨会和协议书中 , 人类对于这种介于原子、分子和宏观物质之间的纳米技术研究成为国际科技的一大热点．

　　从那时起，纳米技术的发展引起世界国际组织的极大关注，其中，欧盟委员会在 1995 年的一项研究报告中预测：国际纳米技术市场价值 10 年内将达到 400 亿英镑 ( 约900 亿美元 ) ．纳米技术也受到世界各国的重视，特别是美国、日本、德国和英国等发达国家和地区，都不惜巨资进行研究开发．以谋求在国际竞争中处于主导地位．我国1997 年评选的十大新闻中 , “ 我国科学家成功地用纳米材料制成了计算机元件 ” 就占了其中的一条．

　　纳米技术也引起我国政府科学界及社会各界的重视和关注． 80 年代末 , 我国政府把纳米技术列入国家 “ 攀登计划 ” 和国家 “ 重大攻关项目 ” ，并委托科学院等一些科研机构、大专院校通过召开纳米技术专门会议，制定计划、部署方案、调拨资金等大规模进行纳米技术研制工作．我国从 90 年代初开始申请纳米材料的专利， 90 年代中期形成了高潮．目前有关纳米材料的专利有几十个，大部分都集中在研究所和大学． 1997 年以来，我国纳米材料的应用出现可喜势头，大的集团公司已经开始介入纳米材料和纳米技术的开发．据不完全统计，全国已有 7 条纳米材料的生产线已经投入或正在开发之中．目前，纳米材料还被列入 S-863 计划范围，纳米材料在研究和应用领域里的开发正蓬勃展开．
 
纳米二氧化钛在有机物废水处理中的应用
随着我国工业的飞速发展，环境污染问题日益突出，一些洗涤剂厂、食品厂、化工厂、造纸厂的有机物废水排放受到环境保护法规的制约，面临严峻考验．
 
　　目前国内常用的有机物废水处理技术难以达到有效的治理：物理吸附法、混凝法等非破坏性的处理技术，只是将有机物从液相转移到固相，如何解决二次污染问题，使吸附剂、混凝剂再生是一难题．而化学、生化等处理技术虽是破坏性的，但除净度低，废水中的有机物的含量仍远远高于国家废水的排放标准．

　　与上述方法相比，纳米二氧化钛光催化降解有机物水处理技术具有明显的优势 ? 无二次污染，除净度高．它的制造成功无疑为该项目的研究注人了生机．此纳米材料具有以下优点：
 
    具有巨大的比表面积，因而具有与废水中有机物更充分的接触，可将有机物最大限度地吸附在它的表面；
 
    具有更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉．
 
采用这种表面活性很强的纳米二氧化钛作为光催化剂，可望利用更经济的太阳辐射源来替代紫外汞灯电源．该技术以其特有的广泛的适用性、较强的降解效率，日益引起各国环境科学和材料科学工作者的日益关注．

　　据报道，日本石产业公司与一家大型工厂率先开发利用二氧化钛的光催化作用建立了一个新型的废水处理系统，用于降低废水中的 COD 和 BOD ．国内浙江农大等单位利用二氧化钛的光催化活性降解久效磷农药废水．中科院一研究所采用纳米二氧化钛粉末，利用太阳光进行光催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸纳水溶液的实验获得成功，在多云 —— 阴天的条件下，光照 12 小时，浓度为 0.5mmol ／ 1 的苯酚已降解为零，浓度为 lmmol ／ 1 的十二烷基苯磺酸钠也基本降解．初步表明，这是一项极有前途的实用性水处理技术．