纳米技术在日常生活中的应用有哪些?纳米技术走进生活( 二 )


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通过在分子水平上改变事物的大小和形状,科学家可以针对特定目的定制纳米粒子的特性 。例如,“纳米线”的直径只有 1 纳米,因此限制了电子在其宽度上的流动,并且可以精确控制纳米线的导电性 。“量子点”的厚度为1个原子,直径为50个原子,直径可以调节和控制 。由于它们的物理形状,量子点将紫外光转换为特定频率的可见光,并且它发光的频率随量子点的大小而变化 。纳米管是由一层 1 个原子厚的碳卷成的圆柱体 。以不同角度滚动圆管以获得不同的直径可以改变它们的机械、电气、热和光学特性 。这种结构意味着这些管子具有迄今为止发现的所有材料中最高的抗拉强度,比钢强 100 倍以上 。
纳米技术已进入日常生活
人类现在已经进入了一个人人都使用和需要纳米技术的时代 。早期科幻小说中描述的许多纳米技术已经实现,但是以我们不容易注意到的方式实现,例如智能手机或其他各种设备的组件材料,但我们不知道这些是建立在纳米技术之上的 。纳米技术已经悄然渗透到我们生活的方方面面,成为我们日常生活的一部分 。

纳米技术在日常生活中的应用有哪些?纳米技术走进生活

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如今,从防晒霜、服装、汽车、太阳镜到电脑和显示器,甚至在日常生活中,纳米技术的应用范围广泛 。例如,防晒霜通常含有二氧化钛 (TiO2)) 和氧化锌 (ZnO) 纳米颗粒,这两种物质都是高度紫外线吸收剂 。一些衣服中还添加了二氧化钛和氧化锌以防紫外线,而在衣服中添加了二氧化硅纳米粒子用于防水,并添加了银纳米粒子用于抗菌目的 。2016年,中国研究人员也利用同样的原理,制造出一种不阻挡紫外线,而是吸收紫外线并吸收紫外线的布料 。它被转化为电能 。同样,加州大学的研究人员创造了一种隐形布,它使用金纳米粒子在物体周围重新分配光线,使其不可见 。
纳米技术在日常生活中的应用有哪些?纳米技术走进生活

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随着我们对纳米工程的了解越来越多,纳米技术将对我们的产品产生更大的影响 。例如,我们正在拓宽纳米管的应用范围 。纳米管与量子点一样,目前正在深入探索医疗应用,不仅用于诊断和药物输送,还因为它们可以用作“纳米海绵” 。纳米管在人体内自然排出的速度非常快,因此当用作纳米海绵时,它会附着在血液中的毒素上,将它们排出体外 。
同样,研究人员正在探索纳米管以清理漏油和净化水,其中纳米管与污染物结合,然后使用专门针对其纳米结构定制的过滤器将其去除 。纳米技术的未来趋势将包括:纳米机器人、纳米传感器、癌症研究、基因治疗和医学、疏水材料、食品和农业 。
纳米技术的风险
纳米技术在我们的生活中有着广泛的应用,因此纳米技术的风险已经引起了我们的关注 。其中一个问题是纳米粒子是否有毒,早期的一些研究已经证实,相同材料的纳米粒子确实比较大的粒子具有一定的毒性——小鼠的某些器官受到纳米粒子的严重影响,一些水生生物接触纳米粒子时,他们的后代直线下降 。如果纳米粒子对其他动物有影响,它很可能对人类也有类似的影响 。纳米粒子可以通过呼吸、摄入、皮肤吸收和药物注射进入人体 。一旦进入人体,就可以在人体内自由转移 。对于某些纳米粒子来说,血脑屏障根本不是屏障 。
纳米技术在日常生活中的应用有哪些?纳米技术走进生活

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纳米技术理论涉及一个称为自组装的过程,在这个过程中,分子被刺激自发地形成某种结构,而不是通过施加力、堆叠或粘合来组合分子 。这迫使我们考虑如果自组装过程变得不可控怎么办?如果一个特定的碳结构无限期地继续自组装,将所有可用的碳(包括你)转化为无用且均匀的物质块怎么办?