《精細化學品制備》課程

職業(yè)教育精細化工技術專業(yè)教學資源庫（2019-51）納米：長度單位，1nm=10-9m納米科技與精細化工一、納米科技 ?InGreek,“nano”meansdwarf什么是納米科技(Nano-ST)？創(chuàng)造和制備各種新型具有優(yōu)異性能的納米材料設計、制備各種納米器件和裝置探測分析納米材料,器件的結構,性質(zhì)及其相互關系和機理制造和研究納米尺度（10-9

～10-7m）的器件和材料的科學技術。納米科技概念的提出與發(fā)展人類能夠用宏觀的機器制造比其體積小的機器,而這較小的機器可以制作更小的機器,這樣一步步達到分子線度,即逐級地縮小生產(chǎn)裝置,以至最后直接按意愿排列原子,制造產(chǎn)品.那時,化學將變成根據(jù)人們的意愿逐個地準確放置原子的問題。

當2000年人們回顧歷史的時候,他們會為直到1959年才有人想到直接用原子,分子來制造機器而感到驚訝。

---RichardP.Feynman,1959“Theprinciplesofphysics,asfarasIcansee,donotspeakagainstthepossibilityofmaneuveringthingsatombyatom.”“Puttheatomsdownwherethechemistsays,andsoyoumakethesubstance.”RichardP.Feynman(1959)

PhysicsNobelLaureate納米科技的發(fā)展

Taniguchi

第一屆國際納米科學技術會議(Internationalconferenceonnanoscienceandtechnology)

1990年7月美國巴爾的摩EricDrexler1974年科學家唐尼古奇(Taniguchi)最早使用納米技術(Nanotechnology)一詞描述精細機械加工;

1977年美國麻省理工學院德雷克斯勒教授提出,可以從模擬活細胞的生物分子的人工類似物---分子裝置開始研究,并稱之為納米科技.他70年代末在斯坦福大學建立第一個納米科技研究小組。

納米科技的科學意義（1）納米科技將促使人類認知的革命;

（2）納米科技將引發(fā)一場新的工業(yè)革命;（3）納米科技是一門綜合性的交叉學科.師昌緒院士為國家自然科學基金資助納米科技研究成果展覽題詞

1~100nm固體，大小在膠體粒子（1nm~1μm）范圍。二、納米粒子 ?熔點變化電學性質(zhì)顆粒間距小于5nm時，電子可穿過顆粒間勢壘而傳遞。隧道效應很難從小于10nm的金屬粒子中取去或注入電子。

這種粒子具有保持電中性的趨勢，對比熱容、

磁化、超導電性都有重要影響（Kubo效應）。納米顆粒的燒結溫度

強烈的量子尺寸效應納米的四大效應（1）表面效應是指納米粒子表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑的變小而急劇增大后引起的性質(zhì)上的變化。（2）量子尺寸效應當粒子尺寸降低到某一值時，金屬費米能級附近的電子能級由準連續(xù)變?yōu)榉至⒛芗壓图{米半導體微粒的能隙變寬的現(xiàn)象均稱為量子尺寸效應。（3）小尺寸效應當納米粒子尺寸與德布羅意波以及超導態(tài)的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當或更小時，對于晶體其周期性的邊界條件將被破壞，對于非晶態(tài)納米粒子其表面層附近原子密度減小，這些都會導致電、磁、光、聲、熱力學等性質(zhì)的變化，這稱為小尺寸效應。（4）宏觀量子隧道效應微觀粒子具有穿越勢壘的能力稱為隧道效應。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，例如微粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢壘而產(chǎn)生變化，故稱為宏觀量子隧道效應。納米技術應用特點標準性采用納米技術可對精細化學品實施綜合檢測，按照精細化工行業(yè)提出的質(zhì)量標準，對成品、半成品等實施實施詳細檢測，及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的質(zhì)量問題，以免后期使用帶來的風險。工藝性納米技術具有科學的工藝流程，依據(jù)精細化學品工藝標準執(zhí)行生產(chǎn)方案，并且完成產(chǎn)品原料、加工質(zhì)量、樣品檢測等工作，體現(xiàn)了納米技術應用的工藝性特點。技術性納米技術配備了高端生產(chǎn)設備，為精細化學品質(zhì)量控制提供科學依據(jù)，建立了更具時代需求的精細化工產(chǎn)業(yè)模式。納米技術測量檢測加工合成組裝納米技術與精細化工納米農(nóng)用陶瓷浸種器具有吸收遠紅外線的功能，可使大水分子團產(chǎn)生共振分解成小水分子。小水分子帶有大量動能，速度快，滲透力比普通水強30％以上，容易進入生物體內(nèi)，不斷撞擊生物體細胞，促進新陳代謝，增強抗病性，達到增產(chǎn)目的。種植專用納米863生物助長器膽固醇含量過高會導致人體動脈硬化；在食品中加入植物固醇，如果能在大腸中被吸收，膽固醇吸收量便會減少。植物固醇難以溶解，很難吸收；用納米技術將植物固醇制成微粒，在一定的溫度下將微粒均勻分散于植物脂肪中，可大大增強人體對植物固醇的吸收和利用。植物固醇納米技術可將纖維素粉碎成單糖、葡萄糖和纖維二糖等，使地球上豐富的有機物成為可利用的營養(yǎng)物質(zhì)。利用納米技術，只要操縱DNA鏈上少數(shù)幾種核苷酸甚至改變幾個原子的排列，就可培養(yǎng)出新的基因食品。納米破壁花粉轉(zhuǎn)基因食品服裝會沾染汗液、皮脂及其他分泌物，同時也粘附環(huán)境中的污物。這些污物是各種微生物的營養(yǎng)源，病菌在服裝上不斷繁殖，使污物產(chǎn)生臭味，導致皮炎及其他疾病。把納米材料加到色漿中，通過織物與染料的結合，使抗菌劑牢固附著在織物上，得到抗菌服裝、抗菌毛巾、棉被、枕巾等織物。

抗菌襯衣和領帶納米抗菌防靜電面料納米毛巾纖維細度僅為頭發(fā)絲的1/200，超細、超柔軟、超長壽命。是納米級的高科技產(chǎn)品。是時尚的更新?lián)Q代性清潔日用品。納米毛巾的六大顯著特點：高吸水性（比普通毛巾多吸水30%）、去污強（能清潔皮膚毛孔，可代替洗面奶產(chǎn)品）、易洗滌、不脫色、不落毛、長壽命。納米毛巾某公司將納米ZnO和納米SiO2放入化纖中，使其具有除臭功能，廣泛用于制造繃帶、手術服、護士服，還可用于內(nèi)衣、外裝等，有效預防和杜絕人與人之間、人與物之間的交叉感染。用對人體紅外線有很強吸收作用的納米微粒添加到衣服纖維中，可提高衣服保暖效果，制成保暖內(nèi)衣，同時還有抑菌和殺菌的效果。保暖內(nèi)衣在水泥配料中加入部分收集的納微米級粉塵，經(jīng)均勻分散后，水泥燒成溫度降低，還有利于改善水泥性能，提高水泥強度、耐久性等一系列指標?？刂婆淞?，還可獲得一系列新品種水泥，如彈性水泥、延性水泥、太陽能水泥、遠紅外水泥、環(huán)境友好水泥等。超細水泥新裝修的房間內(nèi)空氣中有機物濃度很高，從中可檢測出幾百種有機物，最主要的是甲醛、甲苯等對人體有害和致癌物。納米材料可降解空氣中的有害有機物，其中納米TiO2的降解效果最好，可達到100％。降解機理是在光照條件下將這些有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和有機酸。TiO2噴霧劑降解室內(nèi)甲醛

HCHOgermC6H6Sungeneralnano-TiO2

Wo~~，energyisnotenough！ultravioletradiation

5%!!!涂料可以美化居室，但是傳統(tǒng)材料由于耐洗刷性差，時間不長，墻壁就變得斑駁陸離。納米技術的應用，使涂料的許多指標都大幅度提高。外墻涂料的耐洗刷性就可以由原來的一千多次提高到一萬多次，壽命也延長了兩倍多。玻璃和瓷磚表面圖上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，任何粘在表面上的物質(zhì)，包括油污、細菌等，在光的照射下，由于納米的催化作用，可以變成氣體或很容易被擦掉的物質(zhì)。新型納米涂料-液體壁紙納米涂炭材料洗衣機內(nèi)部的環(huán)境非常潮濕，閑置幾天就會滋生大量細菌。使用時間越長，細菌滋生越多，對衣物污染就越嚴重。長期使用這種洗衣機洗衣服，就有可能產(chǎn)生交叉感染，引發(fā)各種皮膚病。納米銀復合材料洗衣機外筒，能增加韌性，具有耐摩擦、耐沖擊的特點，還有很強的防垢能力，阻止污垢在桶壁沉積，保持洗衣機自身清潔。納米洗衣機納米空調(diào)借助納米材料的抗菌效果，大腸桿菌殺滅率大于95％，金黃色葡萄球菌殺滅率大于95％，甲琉醛、乙硫醛的清除率可達98%。納米冰箱是將其經(jīng)常與人體和食物接觸的部件都加入納米抗菌成分(如托盤、擱物架、抽屜、蛋盒、門把手等)，可有效預防和杜絕細菌在冰箱表面存留，而且不沾染污垢?？照{(diào)中的抗菌裝置納米抗菌冰箱69％的電能轉(zhuǎn)化為紅外線，僅少部分轉(zhuǎn)化為光能。如何提高發(fā)光率，增加照明度一直是急需解決的問題。人們用納米SiO2和納米TiO2微粒制成多層干涉膜，襯在燈泡內(nèi)壁，不但透光率好，而且有很強的紅外反射能力。這種燈泡亮度與傳統(tǒng)的鹵素燈相同時，可省電15％。高壓鈉燈探照燈生物波納米水杯：經(jīng)過了生物波納米技術處理，一個看上去普普通通的水杯，如果倒入飲用水可以讓水分子變得更小，更容易被人體吸收，可改善血液循環(huán)，而倒入牛奶則可以分解乳糖，倒入茶水可減少茶的澀味。

我們平時喝的水，一半都是大分子團水，活性較差，經(jīng)過生物波納米杯作用，可以促使水分子之間的締結斷裂，形成小分子團水，使水具有強滲透力、強溶解力，增強含氧量，更容易被人體細胞吸收，有“活水”之稱。而長期飲用這種水可以改善血液循環(huán)