纳米材料行业分析
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纳米材料行业分析范文第1篇
关键词：纳米材料 化工生产 应用
纳米材料，又被称为超细微粒或超细粉未，指的是一种处于原子簇同宏观物体过渡交界处的物质，同体块材料不同，但是也非单个原子。纳米材料由于其典型的结构层次，因而为其带来许多其他物质无法替代的特点和作用，例如其具有体积、表面及量子尺寸等多种效应，同时还具有许多典型的物化性质，因而在许多领域，尤其是在光、电、磁、催化等领域方面的应用相当有价值。下文重点就纳米材料在化工生产领域方面的具体应用进行探讨。
一、在化工涂料领域的应用
于纳米材料具有典型的表面及其结构特点，因而其自身拥有许多其他材料所不具备的优良性能，因而应用前景十分乐观。借助于传统的涂层技术，同时进行纳米材料的添加即可得到性能良好的纳米复合涂层体系，由于兼顾了纳米材料的优良特性，这是传统涂层无法达到的功能和效果，一方面，纳米材料的添加不仅提高了涂层的防护功能，避免了紫外线的伤害及大气的侵蚀，同时还能更好地抵抗降解作用，防止涂层发生便色，应用在卫生用具方面还具有抗菌保洁的功能。将纳米符合涂层系统应用在标牌之上还可利用纳米材料特殊的光学特性，实现对太阳能的吸收和储存效果，这样就达到了节能的效果。将纳米材料添加到诸如玻璃或涂料等建材产品中，可进一步提高光透射及其热传递的效果，进而获得隔热阻燃等功能。若将纳米TiO2添加到汽车的金属闪光面漆等装饰喷涂行业中，所得到的色彩效果丰富且神秘，使得汽车面漆旧貌换新颜。再如纳米SiO2作为一种抗辐射材料，在涂料中添加后可成倍地提高涂料的光洁度、抗老化性能及其强度。由此可见，纳米复合体系涂层不仅应用前景十分乐观，同时还推动了复合材料的进一步开发、研究及其应用。
二、在化学催化领域的应用
化工生产过程中基本上都离不开催化剂的作用，它不仅能够有效地进行化学反应时间的控制，还可以大幅度地提高化学反应速率及其效率。但是，应当注意的是多数化学催化剂的化学催化效率仍相对较低，且制备过程复杂困难，多数凭经验进行，并未形成一个成熟的生产体系，因而不仅浪费了大量的生产原料，还直接降低了经济效益，同时还为环境带来了污染。纳米材料由于其表面活性中心相对较多，因而为催化剂提供了最必要的前提条件。采用纳米材料作为化工催化剂不仅可以大幅度提高化学反应速率及其效率，控制化学反应时间，还使得许多之前无法反应的化学粒子间发生化学反应。例如已有报道称采用硅胶作为反应基质而 获得了化学催化活性极高的TiO/SiO2的负载型光化学催化剂。采用Ni 或者Cu-Zn化合物所制得的纳米颗粒不仅是许多氢化反应中多种有机化合物的良好催化剂，且价格较昂贵的铂、钮催化剂要便宜的多。再如，纳米铂黑催化剂可以将乙烯氧化反应温度从之前的600℃降到室温下即可进行反应。将纳米微粒作为化学催化剂，不仅可以提高化学反应的效率，优化化学反应的路径，还能够进一步推动化学反应速度等相关方面的研究，因而也是催化学科未来十分重要的一个研究课题，极有可能为化工催化领域带来翻天覆地的改变。
三、在精细化工相关领域的应用
作为化工行业的另一个巨大领域，精细化工领域不仅产品数量多、用途广，而且同人们的日常生活的各个方面都息息相关。将纳米材料应用于精细化工领域可以大大提高精细化工的优越性和独特性。如今，纳米材料已经在精细化工领域中的橡胶、塑料及涂料等方面发挥了巨大的作用，如橡胶中进行纳米SiO2的添加大大提高了橡胶原有的抗辐射及其抗红外反射的作用。若将纳米材料Al2O3及SiO2添加至普通橡胶之中，不仅可以大幅度提高其原有的耐磨性及其介电特性，同传统的白炭黑填料的橡胶而言其弹性效果也得到了大幅度地提高。将纳米材料添加至塑料中可大幅度提高其原有强度及其韧性，同时还提高了其致密效果及其防水效果。如今国外已将纳米SiO2添加到了密封胶及粘合剂之中，因而大大提高了密封胶的密封性和粘合剂的粘合性。此外，超细TiO2也应用到了多个行业领域中，如涂料、塑料、化妆品及人造纤维等领域，最近还有报道称将其应用到了于食品包装及高档汽车面漆中，大大提高了原有材料的性能。TiO2不仅可以将阳光中所含的紫外线吸收过来，同时还可以产生极强的光化活性，因而可通过光催化作用实现工业废水中有机污染成分的有效降解，这种降解方式不仅除净度极高，没有二次污染，且适用性广泛，因而在环保水处理领域具有极好的应用前景。
四、在医药领域方面的应用
如今，随着科技的不断发展，人们对于药物方面的需求度也在不断提高。如何更好地控制药物的释放，降低药物的副作用，尽可能提高药效，实现药物的定向治疗作用已经成为摆在许多研究人员面前的一个重要课题。纳米材料的出现方便了药物在人体内的传输过程，同时，通过纳米材料的包裹，其中的智能药物进入人体消化系统后不仅可以主动进行搜索，还可以直接针对癌细胞进行攻击，或进行损伤组织的修补。例如，有一种新型诊断仪器中应用了纳米技术，仅需少量的血液即可通过其中的特殊蛋白或DNA检测出疾病。
目前，美国已经研制出了将纳米磁性材料作为药物载体的一种靶向药物，即所谓的“定向导弹”。此技术主要是通过磁性纳米微粒中所含的蛋白质表面实现对药物的携带，当其进人体血管中后可以通过磁场的导航作用直接输送至病变或组织损伤靶部位，进而将其中所包裹的药物释放出来。由于纳米粒子尺寸极小，因而可以自由在血管中流动，所以可对身体任意部位的病变情况进行检查及治疗。此外，还有不少研究人员还研究了纳米微粒在临床医疗及其放射性治疗等领域的应用情况。报道发现，我国已经成功地将纳米材料技术应用于了医学领域。例如，南京希科集团通过纳米银技术成功研制出了长效广谱抗菌棉，这种广谱抗菌棉中纳米材料的应用原理主要是通过纳米技术成功实现了将银制成了纳米级尺寸的超细小微粒，之后将其附着在棉织物上，由于银具有极强的预防溃烂及其加速伤口愈合的功效，因此，纳米技术处理之后使得银的表面积得到了急剧地增大，同时还使其表面结构产生了巨大的变化，因而杀菌能力迅速提高了200倍左右，因而对于临床外科预防细菌感染等方面具有相当好的抑制作用，因而就形成了具有广谱抗菌效果的抗菌棉。
作为给药系统，微米颗粒及纳米颗粒材料的制备通常都具有如下基本性质，即无毒性、稳定性好、生物亲和性好且同药物之间无化学反应的产生。通常来说，纳米微粒多用作一些毒副作用相对较大、生物半衰期较短、容易受到生物酶降解的一类药物的给药方式。如今，医学领域中纳米材料的应用已经发展成了一门科学，专门用来研究纳米尺度上所进行的生物过程，并以生物学原理为基础发展成立一门分子应用工程学科。例如，在金属铁的超细颗粒表面进行一层5到20纳米厚的聚合物之后可进行大量蛋白质的固定，特别是酶分子，这样就可以实现对生化反应的控制作用。这种技术在生化技术领域及酶工程领域都具有相当重要的应用。
参考文献
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纳米材料行业分析范文第2篇
1．1纳米材料的鉴别和表征
目前，由于不断有研究工作揭示出与纳米材料相关的风险。企业为规避监管，可能不会宣称其产品使用了纳米材料或者在产品的生产过程中应用了纳米技术。因为国家食品药品监督管理总局早在2006年就将纳米产品从Ⅱ类升级为Ⅲ类，并对其安全性和有效性进行审慎的考察。因此，企业并不以纳米技术作为其产品的主要宣传点，在这类情况中，由于纳米物质具有某些优异性能，或者在生产工艺中需要采用纳米技术，从而可能产生一批没有贴纳米标签的，实质上的纳米产品。对于此类产品，在技术审评工作中，首先要求审评人员具备一定的专业知识，能够从企业递交的注册资料中准确判断产品中是否有纳米物质成分，或者在生产中采用了纳米技术。为了准确鉴别医疗器械中是否使用了纳米材料，证明等同性非常重要。化学成分的相似性并不足以证明纳米材料的等同性，因为纳米材料是否呈现出特定性质可能取决于纳米材料的化学成分和形状，和(或)纳米材料的来源(供货方)。当判定了产品确实是纳米产品之后，对于其安全性和有效性的把握，需要具备必要的纳米表征手段知识。对含有纳米材料的医疗器械的生物学效应的试验和评价要求对纳米材料进行全面表征。因为纳米材料的毒性，不仅取决于其化学成分，也与其粒度(粒度分布)、长径比、形状、表面形貌、表面电势、表面化学、亲水(疏水性)、团聚(聚集)态等因素密切相关。因此，对于某些产品，可能需要根据扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、电感耦合等离子质谱等表征手段所获得的图像和数据来判断其安全性和有效性。应该根据纳米材料的类型和形式，以及器械的预期用途来选取表征方法。对特定物理化学参数的表征通常可采取多种方法。单一的表征方法可能无法提供对于参数的准确评估(例如:粒度分布、表面成分)。在该类情况下，如果可行，可能需要采取补充方法来对需要表征的性质进行充分评估，即采用两种独立的表征方法。需要特别注意的是，用不同的方法获取的有关特定性质的结果不能直接进行对比。例如，正如指导性文件所指出的，对于粒径测定，应至少采用两种显微镜技术(例如:透射电镜和激光扫描共聚焦显微镜)。为了对使用纳米技术的医疗器械进行可靠的表征，需要毒理学、物理学、化学、工程学和其他专业领域的专家之间的跨专业合作。
1．2纳米材料剂量
用于毒理学研究的剂量水平通常是以质量浓度为基础。然而，纳米材料的多个属性可能会影响其毒理性质。普遍认为，除了质量浓度以外，还应使用包括表面积和数量浓度在内的其他参数来充分表征纳米材料剂量。在确定用于纳米材料体外研究的毒理学相关的剂量时，应该考虑可分沉淀物的可能性。小纳米颗粒(例如:水动力学直径＜40nm)与培养细胞层之间的接触主要取决于扩散和对流力。由于沉降力的额外影响，在细胞培养基中形成的稍大的纳米材料和纳米材料聚集体的沉淀速度更快。这些因素，以及与蛋白质和培养基其他成分的相互作用，可能会影响直接接触培养细胞的颗粒的数量。应该根据具体情况评价可分沉淀物出现的可能性。若有必要，应开展对于体外细胞剂量的分析性或计算性评估。目前，对介质中的剂量(分散/溶液浓度)或实际的纳米颗粒细胞摄入/接触量是否应该被用于剂量本身的表达还存在争议。
1．3纳米材料参照样品
试验结果的可靠性在一定程度上取决于是否可获得适合的参照样品。参照样品指拥有一项或多项特性参数、具有足够可重复性的已经确认的材料。可利用该材料或物质对仪器进行校准，评估测量方法或为材料赋值。纳米尺度参照样品的最初研发重点在于将其用于校准试验仪器，而不是作为生物响应基准进行参照样品研发。开发一种广泛接受的参照样品，包括在适合不同的试验系统的阳性对照与阴性对照纳米颗粒方面达成共识，已经成为纳米材料风险评估的一个关键性要求。虽然参照样品对于评估医疗器械中应用的纳米材料至关重要，但是因为存在实际困难，研发进度还是很慢。认识到纳米材料代表性样本的可用性对于纳米物质安全试验的可重复性和可靠性至关重要。ISO/TC229nm技术委员会已提出使用“代表性试验材料”，并且正对其进行讨论。代表性试验材料的拟议定义为“来自同一批的物质，在其一个或多个特定性质方面具有同质性和稳定性，被认为适合于开发用于针对除已表现出的同质性和稳定性以外的性质的试验方法”。目前这种方法已被应用于OECD人造纳米材料工作组的纳米材料安全性试验合作项目，该项目使用欧洲委员会联合研究中心代表性纳米材料库中的代表性纳米材料来进行。
1．4纳米材料样品制备
纳米材料体积小，并且其物理化学特性可能发生改变，这使得与宏观(非纳米尺度)颗粒或化学物质的试验相比，纳米材料的样品制备会遇到重大的挑战。带来挑战的因素包括能加强纳米材料反应性的表面性质;聚集或团聚颗粒的形成;纳米颗粒在通过水合作用，部分溶解或其他过程的分散中发生的转变;以及低浓度水平污染物对纳米材料的物理化学性质和毒理性质的强烈潜在影响。如同其他类型的试验样品，纳米物体有可能吸附到容器表面。因此，确认标称浓度非常重要。对于研发针对含有纳米材料的医疗器械的可靠的样品制备方案来说，必须认识到这些问题。相比于使用常规材料的医疗器械，解决这些问题也许需要极大提高直接针对样品制备的研发力度，并制定处理策略。由于其独特的表面性质，纳米材料对用于样品制备的技术表现出极强的敏感性。颗粒之间以及颗粒与周围环境之间的相互作用会影响颗粒的分散。分散的纳米材料不一定呈现单分散颗粒的形式。呈聚集形式的单分散颗粒(由强结合或强融合的颗粒组成的颗粒)和呈团聚形式的非单分散颗粒(弱结合颗粒，聚集体，或两者的混合体)可以出现在以液体、粉末和气溶胶形式出现的纳米材料中，除非通过表面电荷或立体效应进行稳定化处理。因此，样品中纳米材料的分散状态和粒度分布可能随时间变化。这一属性对于制备浸提液和(或)储存溶液和剂量分散溶液有着非常重要的意义，pH值、离子强度或分子成分的轻微调整就可能显著改变颗粒分散度。基于该原因，受试品的稳定性对于在生物评价中获取具有代表性的和可重复性的结果来说显得尤为重要。纳米材料的样品制备可能包含对于制造商生产的或供应商提供的材料的表征，以及制备用于动物试验或体外实验的储存溶液和剂量溶液。制备细节可能根据给药途径和递送方法的不同而有所差别。
1．5纳米材料对于生物相容性研究试验的影响
将纳米材料用于试验系统时，必须认识到需要测定的一些性质可能会受到周围环境的影响，并且在很大程度上依赖于周围环境(例如:组织培养基、血液/血清、蛋白质存在)。与环境的相互作用可能导致纳米材料本身发生暂时性改变，如通过获得/脱落蛋白涂层，形成纳米颗粒团聚/聚集，或纳米材料其它方面的变化。由于这样的变化可能会影响纳米材料的特性，因此会影响纳米材料的毒性特征。因此，纳米材料应完全根据制造出来的形态/组成，以及最终用户所接收的形式(如果该形式包含自由纳米材料)进行表征。最后，还应该对最终产品中的纳米材料进行评价。对于生物安全性评价，需要将纳米材料分散在适当的介质中进行评价。这些介质与纳米材料之间的相互作用可严重影响到纳米材料在试验系统中的表现。应该在试验过程和试验结果评价过程中考虑该因素。纳米物体在生物环境中很容易将蛋白质迅速吸附在其表面，形成所谓的蛋白质“冕晕”。据报道，冕晕是由两层结构组成，内层是由强结合的蛋白质组成，而外层是由快速交换的分子组成。蛋白质冕晕并不是静态的，可能根据纳米材料所处环境的不同而发生改变。作为有机体内的异物，纳米材料的归宿为从被吸收、分布、代谢到排泄/消除。众所周知，纳米材料表现出与其对应的常规材料不同的物理化学特性(力学、化学、磁学、光学或电学特性)，因此，可以合理的期望纳米尺度材料会影响生物学行为，并且生物学行为会引发在细胞、亚细胞和生物分子层面(例如:基因和蛋白质)包括细胞摄取的各种不同反应。因此，与由常规材料引发的毒理学反应所不同的各种毒理学反应可能在接触到纳米材料后才会显现。应该注意的是，不仅蛋白质会以冕晕形式参与这个过程，而且脂质也会参与这个过程。因此，毒物动力学研究应被视作针对含有纳米材料的医疗器械开展的毒理学风险评估的一个部分。当接触到生物环境的时候，纳米材料会与蛋白质发生相互作用，这种相互作用的定量和定性水平取决于生理环境的性质(例如，血液、血浆、细胞质等)和纳米材料的特性。同样，当接触到试验介质的时候，纳米材料也会与周围环境发生相互作用并且/或者也会对环境产生干扰，这取决于其本身的性质和所接触的条件;跟相应的常规材料相比，它们可能会有不同的表现。因此，对于任何被设计用来对医疗器械进行生物学评价的试验方法，对其进行专门的验证是十分有必要的。试验方法的选择将取决于纳米材料的特性。在纳米材料的毒性试验中，有几个已知的风险因素应该避免。对纳米材料的毒性和最终结局了解的还不多，所以一些未知的隐患还会在将来逐渐显露出来。由于纳米材料的毒性试验存在许多不确定性，所以公开透明变得至关重要。潜在的生物相互作用不是直接取决于分子的浓度或数量，而是取决于纳米颗粒本身。在纳米毒理学中，剂量反应关系的单位可能不是传统意义的质量单位，而可能是以纳米颗粒的数量或者他们的总表面积来表示剂量。除了表征以外，还应该以文件的形式记录下实验条件的详细情况。
2纳米材料标准化工作
纳米材料行业分析范文第3篇
关键词： 纳米 材料 应用
纳米发展小史
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。
1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。
什么是纳米材料
纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1、纳米技术在防腐中的应用
由加拿大万达科技（无锡）有限公司与全国涂料工业信息中心联合举办的无毒高效防锈颜料及其在防腐蚀涂料中的应用研讨会近日在无锡召开。
中国工程院院士、装甲兵工程学院徐滨士教授，上海交通大学李国莱教授，中化建常州涂料化工研究院钱伯荣总工等业内知名人士分别在会上作了报告，与会者共同探讨了纳米技术在防锈颜料中及涂料中的应用、无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用以及新型防锈涂料和防锈试验方法发展等课题。
徐院士就当前纳米技术的发展情况作了简单介绍，他指出：纳米技术的研究对人类的发展、世界的进步起着至关重要的作用，谁掌握了纳米技术，谁就站在了世界的前列。我国纳米技术的研究因起步较早，现基本能与世界保持同步，在某些领域甚至超过世界同行业。
作为国内表面处理这一课题的领头人，徐院士重点谈了纳米技术对防锈颜料及涂料发展的促进作用。他说，此前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒防锈颜料，有的性能不错，甚至已可与铬酸盐相比，但均因价格太高，国内尚未引进。我国防锈涂料业亟待一种无毒无害、性能优异而又价格低廉的防锈颜料来提升防锈涂料产品的整体水平，增强行业的国际竞争力。
中化建常州涂料化工研究院高级工程师沈海鹰代表常州涂料院，在题为《无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用》报告中，详细介绍了复合铁钛醇酸防锈漆及复合铁钛环氧防锈漆的生产工艺、生产或使用注意事项、防锈漆技术指标及其与铁红、红丹同类防锈漆主要性能的比较。
在红丹价格一路攀升的今天，这一信息无疑给各涂料生产厂商提供了巨大的参考价值，会场气氛十分热烈，与会者纷纷提出各种问题。万达科技（无锡）有限公司总工程师李家权先生就复合铁钛防锈颜料的防锈机理、生产工艺、载体粉的选择、产品各项性能指标及纳米材料的预处理方法等一一做了详细介绍。
目前产品已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，为此获得了中国专利技术博览会金奖.复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用，并已由解放军总装备部作为重点项目在全军部分装备上全面推广使用。
本次会议的成功召开，标志着我国防锈涂料产业新一轮的变革即将开始，它掀开了我国防锈涂料朝高品质、高技术含量、高效益及全环保型发展的崭新一页。其带来的经济效益、社会效益不可估量。这是新型防锈颜料向传统防锈颜料宣战的开始，也吹响了我国防锈涂料业向高端防锈涂料市场发起冲击的号角。
2、纳米材料在涂料中应用展前景预测
据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。预期十五期间，各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
我国每年房屋竣工面积约为18亿平方米，年增长速度大约为3％。18亿平方米的建筑若全部采用建筑涂料装饰则总共需建筑涂料近300万吨，约200～300亿元的市场。目前，我国建筑涂料年产量仅60多万吨，世界现在涂料年总产量为2500万吨，每人每年消耗4千克，为发达国家的1／10，中国人年均涂料消费只有1.5千克。因而，建筑涂料具有十分广阔的发展前景。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。经测试，对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻性功能涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在－10℃到－25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量，一举三得，所以备受建筑施工单位的欢迎。
纳米材料行业分析范文第4篇
[关键词]纳米传感器，食品，检验
中图分类号：TP212.3 TB383 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0174-01
纳米传感器就是将纳米技术和物理、化学、生物以及信息技术有效结合的一项新型设施，和传统的检测设备比较，纳米传感器具有体积小、质量轻、耗能少等多方面的优势。食品质量的安全性直接关系着消费者的身体健康，纳米传感器能够有效的对食品中的气体、味道以及化学污染物和病原体等变化进行监测，可以再食品生产初期有效控制食品的质量，提示消费者在产品新鲜程度和风味鼎盛时期及时购买，这不但有利于食品质量的控制，而且这种技术也有助于提高食品安全性并降低食源性疾病的发生机率。例如，纳米传感器可以直接放入食品包装材料中，在那里它们将作为“电子舌头“或“鼻子”检测食品腐败变质过程中释放的化学物质，它们捕捉反映食品气味、微生物、毒素和污染物的信号后，通过改变条带颜色或生成相关信号等来表征食品的质量。
1 纳米小分子传感器
纳米小分子传感器主要是对食品中包含的细小分子进行检测的设施，是在金属纳米粒子和被检测物品发生颜色变化反应，表现出生产物名和吸光度值两者之间呈线性相关，采用对比色泽的方式对目标物在食品中的含量进行检测。通过研究发现，红色的金纳米粒子―――氰尿酸基团与三聚氰胺结合呈现蓝色，当样品中没有三聚氰胺时，显色为红色，随着三聚氰胺含量的升高，蓝色逐渐变深。这种方法能精确检出无麸质食品中湿面筋含量，对麦胶性肠病易感人群的饮食选择具有指导意义。这种技术有益于提高食品安全性、降低食源性致病菌诱发疾病的机率。在食品检验中，以纳米材料传感器为基础的电化学检测也是一种流行方法，与比色法和荧光法相比，这种方法精度更高，它可以避免被检测物对光的散射和吸收造成的系统误差。
2 纳米气敏传感器
在对食品进行包装过程中，如果包装内部含有多余的水分和空气就会导致食品变质腐烂，但是想要对包装内的水分和气体含量进行研究就需要损坏包装。传统的食品检验在进行抽样检测时，需要具备大量的资金和丰富的实践经验，而且还不能保证收取的样品可以达到食品质量和安全的标准要求。所以，食品包装顶空气体含量实时监控是保障食品安全的有效措施。
3 纳米微生物传感器
造成食物中毒的因素有很多，其中最为重要的因素就是食源性致病菌引起的食物中毒。所以食品行业应积极的研发便捷方便且成本不高的食源性致病菌检测设备。如今，普遍使用的生物检测方式为选择性抗体-抗原相互作用的免疫学检测。在纳米材料的融入下微生物传感器也是运用同样的方式，具有光学和点穴性能有效结合的特征，易功能化表面，所以与基于宏观材料的化学或生物方法相比，有更灵敏的选择性和更快的检测速度。由于纳米材料独特的电学和光学性能，越来越多地依赖纳米材料的病原体检测正逐渐代替了传统的微生物分析方法。
当对食品中多种复杂干扰进行检测时，食品系统就会要求被检测的生物必须和周围的环境进行隔离，保证信号的噪声比充足，方便与观察。一般情况下，这种技术被称之为免疫磁性分离法（IMS）。免疫磁性分离法主要是运用磁性纳米颗粒和选择性抗体相结合，能从食品基质中实现对靶相生物目标的快速分离，可在样品的前处理中使用。磁性纳米颗粒由于其极高的比表面积，有利于提高分析物的捕获效率，捕获的分析物经纯化后即可进行标准的分析检测（如下图1）。特定的细菌菌株或菌种的选择性抗体（ 如大肠杆菌） 被绑定到磁性纳米粒子的表面（ 如三氧化二铁） 。如果目标分析物存在于复杂的基质中（ 如食物、血液等） ，且有许多潜在的干扰（ 其他细菌、病毒、蛋白质、食物或血液等） 。把功能化的纳米粒子添加到基质后，它们能有选择地、高效地捕获目标分析物。当把上清液倾倒出后，剩下的就是经磁场隔离的与磁性纳米颗粒结合的分析物。然后对余下的物料进行定量分析。目标细菌选择性抗体被绑定到纳米线束上。当传感器置于含目标生物的复杂基质中时，经绑定的电阻就会发生改变，因此细菌与抗体的结合很容易被观察到。
4 结论
如今，纳米传感器技术虽然和传统的抽检方式合理结合在一起，可是还是不能将产品质量整体的表现出来。但是和传统的检测方式相比较，纳米传感器技术更加精准、便捷。在食品包装检测时采用纳米传感器技术，虽然能对食品质量进行动态监控，可是在纳米传感器对食品相关信息进行获取时，会出现纳米粒子从包装材料中迁移到食品中去的现象，需要注意其使用的安全问题，必须对纳米粒子进行全面的安全评估后才能使用。纳米传感器从实验室研发到在食品工业中的应用，尚处于起步阶段。制约纳米传感器发展的因素主要有以下几个方面，（1） 纳米材料成本。制造纳米传感器的材料，如金、银等材料的价格昂贵，广泛应用导致使用成本过高。（2） 纳米材料安全性。有些材料，如金、银或硅等材料在宏观尺度上会损害人类和动物的健康，当他们以纳米尺度存在时，纳米粒子有更强的反应活性，可能会产生更大的毒性。这些物质在体内导致氧化应激增加，反过来又可以产生自由基，可能导致 DNA 突变，诱发癌症，甚至造成死亡。（3） 纳米传感器与宏观世界的联系问题。纳米传感器需要一系列配套装置，它们能在纳米尺寸上与传感器建立联系，这样才能实现纳米传感器与宏观世界的双向沟通。为了解决上述问题，亟待研发成本低廉、进入人体不产生毒副作用的新纳米材料来替代现有的致毒材料。建立健全完善的纳米材料安全评价体系也是非常必要的，只有做到有章可循、有据可查，才能推动该产业既安全又快速地发展。加大力度开发高相容性的纳米级集成电路，使纳米传感器与计算机建立联结，并创建相应的程序软件，将使试验数据分析更加精确。
参考文献
纳米材料行业分析范文第5篇
关键词：科教协同；战略性新兴产业专业；培养模式；实践基地
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）29-0060-02
为适应新兴战略性产业的发展，2010年教育部开始了战略性新兴产业专业申报工作。南京理工大学申报并获批了“纳米材料与技术”本科专业，于次年招生。战略性新兴产业专业属于教育部本科专业目录外专业，人才标准，培养目标、培养模式和课程体系均为空白[1]。从2011年起课题组对纳米材料与技术专业上述问题开展了探索，应用效果良好。
一、结合国家纳米产业布局，立足长三角区域纳米技术人才知识的需求，明确了培养目标，搭建了合理的课程体系
战略性新兴产业人才必须与社会实践相结合，才能满足发展战略性新兴产业的需求[2]。课程体系的合理性与内容的先进性直接关系到培养质量。为此，课题组分析了国家纳米产业布局，调研了长三角区域纳米技术人才知识的需求，国内外相关专业情况。进而明确了培养目标，搭建了合理的课程体系。在研究《苏州工业园区纳米技术产业创新能力报告》时发现微纳制造、能源、环保和纳米生物医药等是苏州工业@区纳米技术重点优势领域。组织本专业学生翻译欧盟委员会研究事务部2005年“Research Training in Nanosciences and Nanotechnologies：Current Status and Future Needs”研讨会论文，了解国外的纳米材料与技术及其相关专业信息。在此基础上，南理工与中科院苏纳所共同确定了本专业人才培养目标。即：本专业培养适应战略性新兴产业发展需要、富有创新能力的，可从事纳米器件、材料与技术相关领域工作的高级工程技术人才，并为进一步培养材料及相关领域高层次人才提供优秀生源。所培养的学生基础扎实，具有较强的自学能力、创新意识、实践能力、组织和协调能力、分析和解决实际问题的能力及较强的社会适应能力。按照南理工“通识教育十学科专业基础十专业教育十实践教学”四个层面，设置课程构建了厚基础、宽口径、重视学科交叉的课程体系。首先南理工制定培养计划初稿，然后与中科院苏纳所研讨并修改，再讨论，直至定稿。
二、探索互赢机制，发挥中国科学院优质科教资源在本科生培养中的作用，科教协同共建纳米材料与技术专业，创新了人才培养模式
人才需要精心培养，成才的条件在于与社会实践相结合，把所学的专业知识与技能、解决问题的方法运用到社会实践中，为社会创造价值，实现自身人生价值。与社会实践相结合是高校培养战略性新兴产业人才的必经之路。为此，专业申请之初课题组就提出了校所“3+1”的培养模式。专业建设中积极探索互赢机制，引导苏州工业园、中科院苏州纳米所等参与专业建设，以满足企业需要为标准，确定专业定位、培养目标与要求，制订培养方案，构建实践环节等，共同承担培养人才的任务。学校与研究所对本科层次人才的教育关注度存在差异，如何引导研究所参与到本科生培养是需破解的难题。只有建立互赢机制才能破解这一难题。譬如，在引导中科院苏纳所教育合作时，南理工与苏纳所纳米加工平台每年联合培养1―2名研究生，而纳米加工平台则免费举办纳米加工培训班、接纳为期1个月的生产实习、1个月的工程训练，并接纳4―8名本科生为期半年的毕业设计。引入行业认证教育，纳米加工平台培训达标者发放微纳米加工培训证书。该平台得到了广大微纳米加工企业的认可，该证对学生就业很有帮助。
三、基于国家、省部级科研平台建设了一支高素质师资队伍，营造了良好的学生创新能力培养环境
高水平师资队伍是建设高水平专业的保障。学院建有教育部、国家外专局微纳米材料及装备创新引智基地、微纳米材料及装备江苏高校协同创新中心、科技部微纳米材料与技术国家级国际联合研究中心、江苏省先进微纳米材料与技术重点实验室、工信部新型显示材料与器件重点实验室等科研平台，拥有丰富的高端软硬件资源。发挥好这些资源在本科生培养中的作用是需要解决的重要问题。通过一系列措施，上述平台已有12名教授级研究人员及其团队参与本专业本科教学。现已构建了年龄、职称、学历等结构合理、教学与科研综合水平高的教师队伍，保证了专业建设顺利完成。平台每年接纳近20名本专业本科生开展科研训练、工程训练和毕业设计，学生受到了良好的科研能力培养。而这些本科生们读研时往往会加入这些老师课题组深造，打通了本硕博培养通道。
四、获批了江苏省纳米材料与技术实践教育中心，结合各类科研平台，构建了本专业校内实验平台体系
结合企业对纳米材料制备与表征、微纳米加工、元器件检测方面的需求，课题组将2011年获批共建的江苏省纳米材料与技术实践教育中心与上述各类科研平台相结合，构建了纳米材料制备与表征、微纳米加工、元器件检测三大模块组成的专业实验平台体系，培养学生学习、实践、工程能力和创新等能力。该平台以学生为中心，对课内实验、创新性的科研训练、工程训练、毕业设计、大学生课外科技活动等环节开放，每年服务学生近5千人次。
五、基于国家级纳米技术人才公共实训基地，构建了校外实践基地，出版了实习实训教材
纳米技术高投入的产业特性，所用软硬件设施基本国外引进，成本昂贵，学校没有财力完全满足纳米技术产业的高技能人才培养体系中实训设备所需。本着“不求所有，但求所用”的原则，通过共建江苏省纳米材料与技术实践教育中心，中科院苏纳所纳米加工平台成为了本专业的实习基地，实现了全封闭的实习模式，解决了实习基地难建、走马观花式实习的问题。国家级苏州工业园区纳米技术人才公共实训基地中科院苏纳所纳米加工平台是该所投入过亿资金全力打造的国内一流的纳米技术人才培养平台，拥有国际领先的纳米加工、测试设备，顶尖的纳米技术专家教师资源，是目前苏州市、江苏省乃至全国唯一的纳米技术人才相关公共实训基地。
六、开展课程及资源建设，编写、出版了纳米材料与技术专业的系列教材和讲义，录制了设备操作视频，满足了教学需要
根据课程需要，已正式出版并使用《材料科学与工程中的验设计与数据处理方法》、《材料科学研究与测试方法》、《材料物理化学》、《纳米材料与技术专业课内实验指导书》等教材。其中《材料物理化学》获校优秀教材一等奖，《材料科学研究与测试方法》、《材料工程实验设计及数据处理》获二等奖。录制了“微电铸”在内的25个视频，便于学生对相关设备操作技能的掌握。
七、专业建设成果应用情况
本研究成果已在我校纳米材料与技术专业初步应用，效果良好。如首届学生30人，100%四年按期毕业拿到学位证书。班级平均成绩连续三年保持学院年级第一，升学及出国率超过50%。获江苏省先进班集体、南京理工大学红旗团支部，获国家励志奖学金5人次，其他的校级奖励50多人次。就业领域从原先材料领域拓宽到微纳米加工领域，就业初薪高于本学院的平均水平。
参考文献：
[1]刘淑芝，王宝辉，陈彦广，陈颖，王鉴.能源化学工程专业建设探索与实践[J].教育教学论坛，2014，（6）：209-210.
[2]胡健，孙金花.理工科高校战略性新兴产业人才培养设想及对策研究[J].科学咨询：科技・管理，2013，（3）：58-59.
