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走近納米閥門:納米科技有神奇 

發布時間:2017/07/24

  人類在不斷進化,不斷認知新世界。20世紀90年代,納米產品闖進世人生活,不斷有大量信息向人們展示納米技術給生活帶來的奇妙變化。正如中國科學院納米科技項目首席科學家白春禮院士所說,“一個嶄新的納米的世界提供給人類的將是不同于以往任何經驗的東西”。
  
  納米技術是21世紀國內外關注的重大關鍵技術之一,也是信息技術、生命科學、分子生物學、新材料等研究的技術基礎。在西方,美國人認為納米科技會成為21世紀經濟發展的發動機。而根據德國科技部的預期,到2010年納米技術的市場會達到1.4萬億美元這么大的一個潛在市場。
  
  其實,納米(nm)和米、微米等單位一樣,是一種長度單位,1nm=10-9m,約比化學鍵長大一個數量級。納米科技是研究由尺寸在0.1~100nm之間的物質組成的體系的運動規律和相互作用以及可能的實際應用中的技術問題的科學技術??裳苌黾{米電子學、機械學、生物學、材料學加工學等。納米作為一種介觀尺度,介于原子與分子之間。納米科技進入到非常小的尺度,被認為在節約資源、減少生態環境壓力、實現可持續發展方面有著巨大潛力。同時,納米科技對實現我國傳統產業的升級換代,也起著很重要的作用。
  
  目前,科學家研究最多的是納米材料,這也是可以和機械產品緊密結合的研究內容。納米材料指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(1~100nm)的材料,它是由尺寸介于原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。由于其組成單元的尺度小,界面占用相當大的成分。因此,納米材料具有多種特點,這就導致由納米微粒構成的體系出現了不同于通常的大塊宏觀材料體系的許多特殊性質。納米材料包括納米粉體、納米線材料、納米管、納米建材、納米薄膜與納米塊體材料等。由于納米的這種介觀尺度,納米材料有著許多特殊性能,如一般納米材料都具有巨大表面化介面,由小尺寸所產生的量子尺寸效應,產生特殊的光、電、熱等。例如,納米材料有著更強的力學性能(如強度和韌性等),對納米陶瓷來說,納米化可望解決陶瓷的脆性問題,并可能表現出與金屬等材料類似的塑性。
  
  納米材料應用裝備制造的研究在中國起步較晚,但令人興奮的是2003年中國科學院金屬研究所盧柯所長領導的研究小組,利用金屬材料的表面納米化技術在解決金屬材料表面氮化這一重大技術難題上取得突破性進展。盧柯領導的研究小組先對純鐵進行表面納米化處理,在幾十微米厚的表面層中獲得納米晶體組織。然后利用常規氣體氮化處理在300℃保溫9h后成功地實現了表面氮化,獲得10微米厚的氮化物層,其性能測試結果表明形成的表面氮化層具有很高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。

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