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有关纳米的技术应用的报道

促天科技 2025-07-17 17:33 0 0条评论

一、有关纳米的技术应用的报道

纳米材料技术在汽车上的应用

汽车技术的发展有赖于材料技术的发展,而现在风靡全球的纳米技术在汽车上的应用,为新材料技术的发展奠定了基础。

纳米是一个计量单位,1纳米为百万分之一毫米。这么微小的空间,实际上就是组成物质的基本单位,成为原子和分子的空间。自从80年代初发明了电子扫描隧道显微镜后,世界就诞生了一门以纳米为单位的微观世界研究学科——纳米科学。在100纳米以下的微小结构中对物质进行研究处理的技术称为纳米技术。进入90年代,纳米科学得到迅速的发展,产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学及纳米生物学等等,由此产生的纳米技术产品也层出不穷,并开始涉及汽车行业。那么汽车纳米技术又是怎么回事呢?

专家预测,纳米界面材料技术即超双亲性二元协同界面材料技术(亲水亲油)和超双疏型界面材料技术(疏水疏油),可以在任何材质表面实现。因此,如果国产橡胶材料应用这两种技术,那么困扰国产汽车的漏油、渗油等问题将得到解决。

汽车制造中应用的塑料数量将越来越多。纳米塑料可以改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长,纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度,这样的纳米塑料在汽车上将有广泛的用途。经过纳米技术处理的部分材料耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍,例如纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上。

目前我国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂,以一定比例加入汽油后,可使像桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量。更令人注意的是,纳米技术应用在燃料电池上,可以节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力。根据实验结果,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,故其能替代昂贵的超低温液氢储存装置。

武汉大学化学与分子科学院在纳米级二氧化钛的研究方面取得了突破。采用武汉大学专利技术生产纳米级二氧化钛,其成本只有国外成本的1/4左右。纳米级二氧化钛的问世是上世纪80年代后期二氧化钛研究领域的一个新进展。日、美科学家发现该物质可以广泛应用于高级轿车金属色面漆等方面。日本已在高速公路两侧和隧道内设置涂覆了纳米级二氧化钛的光催化板除氮氧化物防汽车尾气。目前,世界上仅有少数几家公司能够生产纳米级二氧化钛。

相信在不久的将来,纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。

纳米技术在光电领域的应用

纳米静电屏蔽材料,是纳米技术的另一重要应用

纳米技术在生物工程上的应用

二、纳米技术在生活中的应用都有哪些

在衣着领域,纳米技术的应用主要体现在材料的开发上。通过纳米技术,材料可以具有更轻、更薄、更强、更透气、更抗皱的特性。例如,纳米纤维制成的衣物不仅轻盈柔软,而且具有优良的透气性和吸湿性。此外,通过在纤维表面涂覆纳米材料,可以实现防水、防油、抗菌等功能。纳米技术还可以用于衣物的染色和印花,使其色彩更加鲜艳持久,同时减少化学物质的使用,减少环境污染。

在食品领域,纳米技术的应用主要集中在食品包装材料和食品添加剂上。纳米材料可以提高包装材料的阻隔性能,延长食品的保质期,减少食品的氧化和变质。同时,纳米技术还可以用于食品的加工和制作,如纳米乳化技术可以改善食品的口感和质地。此外,纳米技术还可以用于食品添加剂的制备,如纳米级的维生素和矿物岩配漏质可以更有效地被人体吸收。

在建筑和居住领域,卖神纳米技术的应用主要体现在建筑材料的开发上。通过纳米技术,建筑材料可以具有更好的保温、隔热、隔音性能,同时也可以提高其耐久性和抗腐蚀性。例如,纳米硅材料可以用于建筑外墙的防水和粗烂隔热,纳米陶瓷材料可以用于制造耐高温、耐磨损的地板和墙面材料。此外,纳米技术还可以用于智能建筑的开发,如纳米传感器可以实现对建筑物内部环境的实时监测和自动调节。

在交通领域,纳米技术的应用主要体现在车辆材料和能源系统上。通过纳米技术,车辆材料可以具有更高的强度和更轻的重量,同时也可以提高其耐腐蚀性和耐高温性。纳米材料还可以用于制造更高效、更环保的能源系统,如纳米电池可以实现更快速的充电和更长的续航能力。此外,纳米技术还可以用于车辆的智能化,如纳米传感器可以实现对车辆内部和外部环境的实时监测和自动调节。

三、乳化新技术--皮克林乳液

在传统乳化世界里,液体间的和谐共存并非易事。想象一下,油和水这对水火不容的搭档,如何在不借助表面活性剂的情况下,形成稳定的乳状液。然而,一项革命性的技术——皮克林乳液,以其独特的胶体颗粒策略,改变了这一局面。

皮克林乳液的诞生

皮克林乳液,如同一场胶体魔法,始于20世纪初 Ramsden 的发现——蛋白质颗粒能自发地在空气与水的界面聚集成阵。接着,Pickering 的研究证实,不溶于水的胶体颗粒如纳米淀粉、多糖和二氧化钛,能够吸附到油水界面,形成了一种全新的乳液体系,这就是皮克林乳液的由来。

与传统乳化剂相比,皮克林乳液展现了显著的优势。首先,它依赖于少量的胶体颗粒,节省了原料,降低了生产成本;其次,无添加表面活性剂,使得产品更加环保,对人体友好;再者,胶体颗粒的特性使得皮克林乳液在外界因素影响下,展现出卓越的稳定性。

稳定性背后的科学原理

皮克林乳液的稳定性关键在于三相接触角θw。当胶体颗粒在油水界面上形成稳定的界面膜,接触角θw在15°~90°范围内,尤其在90°时,乳液的稳定性达到顶峰。这种有序排列的粒子网络结构,如同坚固的保护层,使得乳滴在受到外力或碰撞时,能保持结构完整,不易破裂。

图2a揭示了胶体颗粒如何在油水界面上构建出弹性界面膜,有效抵御液滴变形和融合。而未吸附颗粒形成的三维网络,如图2b所示,进一步限制了液滴运动,降低了碰撞概率,增强了乳液的稳定性。此外,液滴间通过共享胶体颗粒形成三维网络,如图2c所示,进一步巩固了皮克林乳液的稳定性。

皮克林乳液的创新,不仅在化妆品、食品工业等领域展现出广泛应用的潜力,而且在可持续性和环保性方面也赢得了赞誉。它无疑是乳化技术领域的一颗璀璨新星,引领着未来乳化技术的发展方向。

参考资料

陈凤凤. 化妆品乳液及乳化新技术(I)-皮克林乳液的基本原理及其在化妆品中的应用. 日用化学工业. 2021.

李小敏. 淀粉基复合胶体颗粒皮克林乳液的构建与应用. 合肥工业大学硕士论文. 2020.

宋子悦. 皮克林乳液冻融稳定性研究进展. 食品工业科技. 2021.