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納米材料的應用領域

工程師 ? 來源:網絡整理 ? 作者:h1654155205.5246 ? 2018-09-30 17:18 ? 次閱讀
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建筑領域

在建筑領域中使用納米技術可以使結果相差很大。的確,一些納米技術的已經在市場上得到了應用。舉例來說,在環保項目上我們所看到的新材料和納米二氧化鈦粒子混合,應用于窗戶自我清潔,建筑物和道路上。(在米蘭,有7000平方米道路應用了這些能材料從而減少了減少60%的二氧化氮水平)。

還有一些納米物質加在了新的施工材料中,從而提高機械強度,耐久性和絕緣性,同時相對于傳統的材料降低了重量。舉例來說,納米陶瓷被應用于水泥中增加強度。傳感器系統將越來越多地用于施工中,包括監察樓宇的環境和任何機械的強度。

陶瓷領域

納米材料在陶瓷上的應用主要是耐高溫、防腐、耐刮花、耐磨等方面,納米陶瓷粉末涂料在高溫環境下具有優異的隔熱保溫效果,不脫落、不燃燒,耐水、防潮,無毒、對環境沒有污染。測驗證明,將幾厘米厚的納米陶瓷粉末涂料涂在熱力管道外,就能有效防止熱力向外擴散;涂料涂在煉鋼廠等高溫爐內,能使爐外表溫度控制在50攝氏度以內,適用于冶金、化工工業電廠的熱力鍋爐及焦化煤氣等熱力設備和熱力管網等高溫設備的防腐、爐外降溫。

而用于腐蝕條件惡劣環境中的重防腐納米陶瓷涂料,則能有效防護航標燈座、船舶、石油化工設施和各類貯罐、橋梁、橋墩、鐵路涵洞、鉆井設備、海上油田等設施以及強酸、強堿等生產設備的外表面,在較長時間內防止強酸堿、鹽霧、凍融、霉菌等的浸漬。

能源領域

特別是在太陽能光伏領域有著極好的效果,一組數據顯示,如按照2020年全球裝機量預計將達到500GW左右計算,每年因灰塵降低發電量而造成的經濟損失將高達50億美元。隨著電站裝機量的不斷增長,這一損失會愈發嚴重——2030年全球裝機總量約1400GW時,灰塵造成的經濟損失預計將高達130億美元。而納米涂料被應用于光伏太陽能電池板表面后有效的防止灰塵的累積,表面細微的粉塵在雨水沖刷時即被帶走,達到自潔防污的效果,可以持續保持電池板表面的干凈整潔,發電效率得以保障。

再比如納米燃油添加劑,燃油中納米粒子在燃燒過程中對燃燒起到催化助燃功能,其燃燒后的粒子具有抑制設備磨損、改善潤滑和自修復的功能,納米燃油添加劑使熱力學穩定地分散到潤滑油中,改變了摩擦的性質,變滑動為滾動,杜絕了冷啟動磨損,減少了摩擦損耗,達到車輛健康養護和節省燃油的目的。

金屬材料領域

金屬材料表面處理由過去的電鍍等工藝發展為更為簡單的納米涂料涂覆工藝,使金屬表面處理工藝更簡單,納米涂料在不銹鋼材料表面的應用可以實現防指紋、疏水疏油及防污的作用,在其它合金材料表面涂覆納米涂料,可以使金屬材料表面具備抗腐蝕、防銹防潮、耐高溫等特性。

環保領域

比如納米空氣凈化設備,納米光催化空氣凈化器,具有光催化殺菌、紫外線殺菌、除塵系統殺菌等三重殺菌功能,它采用納米光催化的機理和大比表面積、高吸附性能的載體來負載納米二氧化鈦制備光催化網,可以發揮高效物理吸附和光催化分解的協同效應,實現對甲醛、苯等有機污染物的持久分解和對病菌的及時殺滅,并且把有機污染物分解成二氧化碳和水,消除了物理吸附飽和及二次污染的缺陷。

在污水處理中納米材料也有著廣泛應用,納米水處理材料以聚丙烯為主要原料,通過加入聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、聚碳酸丁二酸亞丙酯、納米羥基磷灰石、環氧聚丙烷、聚甲基氫硅氧烷、褐煤蠟酸乙二酯、癸醛、聚乙烯吡咯烷酮、硼硅酸和香芹酚,制得的高效納米水處理材料具有良好的力學強度和大的比表面積,且具有良好的除去重金屬的作用。

電子電器領域

目前有很多電器公司已相繼推出了新穎的納米家電。所謂納米家電,就是采用納米技術生產出來的家用電器。

在納米世界里,物質發生了質的飛躍。如導電性能良好的銅在納米級就不導電了,而絕緣的二氧化硅在納米級就開始導電了;二氧化硅陶瓷在通常情況下是很脆的,但當二氧化硅陶瓷顆粒縮小到納米級時,脆性的陶瓷竟然具有了韌性。

當把物質細化到納米級,制造出來的納米材料性質特殊,用途極大。將納米材料加入飛機中,可以吸收雷達波,于是隱性飛機問世了。用納米材料制成的刀具,比鉆石刀具還硬。將電腦芯片和光盤,加工成納米級,其運算速度和記錄密度高于常態的各個數量級。

目前納米技術在家電領域還主要用于抗菌、抑菌等“健康”方面。如目前市面上銷售的納米冰柜,即是在人手易接觸及細菌易侵入的部位,使用了經納米化處理的材料,這種材料可有效抑制細菌的生長,從而提高冰柜的抗菌能力。

納米洗衣機,就是洗衣機的外桶采用了納米材料,這樣使洗衣機不僅能防高溫,耐磨擦,而且有很強的防垢能力。

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