化學(xué)工業(yè)中的納米技術(shù)
(作者未知) 2010/5/26
(接上頁)低粘度。在涂料、油墨和粘合劑生產(chǎn)中也可應(yīng)用。美國宇航局向Dow Corning公司和Matcrials Electrochemical
Research公司進行項目投資,開發(fā)等離子沉積樹狀聚合物涂料和樹狀聚合體富勒烯納米復(fù)合材料,以用作微型和亞微型表面潤滑。
六、樹狀聚臺物及去污作用
樹狀聚合物特別適用于去污,它起著清道夫的作用,可以去掉金屬離子,清潔環(huán)境。改變一種介質(zhì)的酸度可以使樹狀聚合物釋放出金屬離子。而且樹狀聚合物可以通過超過濾進行回收和冉用。樹狀包覆催化劑可用此同樣方法從反應(yīng)產(chǎn)物中進行分離;厥赵儆谩C芪骱艽髮W(xué)的生物納米技術(shù)中心計劃開發(fā)樹狀聚合物加強超濾方法,作為新的水處理上藝.從水中去掉金屬離子。樹狀聚合物可以在其分子小間或是在它們的經(jīng)改性的終端基團上捕捉小分子。
使其能適用于吸收或吸附生物和化學(xué)污染物。美國軍事部門對它的應(yīng)用前景作了好的價。
七、納米保護(nano- protection)方面應(yīng)用
樹狀聚合物在護膚膏中作為一種反應(yīng)型的組分是很有效的。此應(yīng)用可以擴展到保護衣服。固定的樹狀聚合物層可以抗洗和耐環(huán)境氣候條件變化。有一種稱之為“類似樹狀聚合物”(Amphilic dondrimcr),它一半是樹狀聚合物,另一半具有末端結(jié)構(gòu),用以在保護膜中固定活性樹狀聚合物。
近年來,“一些部門在研究用納米粒子來監(jiān)測和防止化學(xué)武器襲擊。Nanospherc公司不久前推出一個系統(tǒng),可以用來監(jiān)測生物武器,如炭疽菌。該系統(tǒng)采用美國西北大學(xué)開發(fā)的金納米粒子傳感器。Altair納米技術(shù)公司和西密西根大學(xué)聯(lián)合開發(fā)用二氧化鈦鈉米粒子為基礎(chǔ)材料的傳感器,可用來監(jiān)測生物和化學(xué)武器。NanosPhere材料公司開發(fā)氧化鎂納米粒子用于口罩的過濾層,因為它能殺大細菌(包括炭疽桿菌)。深圳新華元具納米材料公司和Nucrgst公司生產(chǎn)銀納米粒子用于抗菌服。NanoBio公司推出一種抗菌液,可以破壞細菌孢子、病毒粒子和霉菌,它的作用是讓表面張力發(fā)生爆炸性釋放,而這種產(chǎn)品對人體組織不起傷害,現(xiàn)在主要用戶是美國軍事部門。
八、燃料電池方面應(yīng)用
隨著對便攜式電子產(chǎn)品電能需求不斷增加。要求降低供電元器件的重量和尺寸,由此而開辟廣納米粒子的新市場。
AP材料公司與Millennium電池公司合作執(zhí)行美國軍方一份合問。開發(fā)納米級二硼化鈦用于高級電池組和其它儲能系統(tǒng)。Altar公司最近宣布該公司高級固體氧化物燃料電池系列示范試驗獲得成功,包括聯(lián)結(jié)器、電解質(zhì)、陰極和陽極等都是由微米和納米級材料構(gòu)成。而且,還開發(fā)了納米鋰基電池電極材料,其充電和發(fā)電率都比當(dāng)前所用鋰離子電池材料快l倍。
有一些公司計劃工業(yè)生產(chǎn)甲醇基燃料電池,在2004年前后應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備。在這類電池中,所用催化劑是處在淤漿狀態(tài)的鉑納米粒子。針對電池應(yīng)用,Brookhaven國家試驗室已制成鋰-錫納米晶體合金,用作高性能電極。用氫化鋰與氧化錫反應(yīng),前者需過量使反應(yīng)完全。生產(chǎn)的鋰—錫合金中含有剩余氧化鏗。重復(fù)用氫處理最后生成粒徑為20~30nm納米復(fù)合材料,形成穩(wěn)定金屬氫化物的其它元素也可用此法制造納米復(fù)合材料,未來的應(yīng)用不僅在電池領(lǐng)域,還可以用在催化方面。
納米管和納米角(namohorn)也在進行研究,主要是探索其在燃料電池中應(yīng)用,用于儲存氫和烴類。根據(jù)美國能源部計劃,氫基燃料電池要在車輛上實際使用,氫含量(重量比)應(yīng)達到6.5%,而目前只達到1.5%。預(yù)測到2005~2015年,氫基燃料電池可能在車輛上獲得廣泛應(yīng)用。Nanomix公司長期的燃料電池計劃是用氫作燃料,使系統(tǒng)擁有5~6kg氫,每輛車價格能在1000美元以下。另一種儲氫介質(zhì)是BASF公司的“Nanocube”,但此技術(shù)近期尚達不到放大和降低成本,個人用電子設(shè)備是其市場開發(fā)的第一個目標(biāo)。
綜上所述,納米技術(shù)將不斷發(fā)生變化,展望前景是光明的。當(dāng)然,納米技術(shù)也與其它技術(shù)一樣,對環(huán)境和社會有正反兩方面的影響。提高能源生產(chǎn)和供應(yīng)效率,對產(chǎn)業(yè)和環(huán)境都是有好處的,例如通過減輕復(fù)合材料重量,應(yīng)用替代能源(提高太陽能和風(fēng)能效率及經(jīng)濟性)以及擴大燃料電池應(yīng)用等,達到節(jié)省大量能源的效果。其它具有競爭力的方面為納米粒子在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用,有效地進行藥品施放,但納米粒子對人類健康的影響尚無定論。任何一個新的化合物和產(chǎn)品在批準(zhǔn)應(yīng)用之前都必須進行全面鑒定,在工業(yè)化前要經(jīng)過長期應(yīng)用研究。當(dāng)前用以評價這類產(chǎn)品的通用程序和方法將面臨許多挑戰(zhàn)。
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