在纳米科学领域钻研30年后,人类已经发明出200多种应用了纳米技术的产品。纳米微粒长期用于制造有色玻璃。现在,纳米颗粒在轮胎、油漆、混凝土、遮阳产品紫外线过滤和化妆品中的应用越来越多。

采用纳米表面的煎锅和纺织品,防尘能力要强于同类其他产品。防水纳米分子可在医疗设备中起到防水、防尘、防菌的作用。在汽车挡风玻璃上覆盖一层透明的纳米微粒,不但可以增强玻璃的硬度,还能起到防刮、防水的作用,甚至可以让雨刮成为多余。

未来,这种技术可用于特种材料的制造。由于同等体积的容量更大了,光、电、能源和存储领域的产品的体积会更小、性能会更强、价格会更低。

纳米技术可用在各个科学领域,可用于研发新材料或为现有材料添加新性能。纳米技术拓宽了物理、生物科学、医学领域的发展道路。超过30个国家正在开展自己的纳米技术研究项目。瑞典的查尔姆斯理工大学、隆德大学工程学院、皇家理工学院都在国际领域有所建树。

Chromogenics生产智能窗户、摩托车头盔和滑雪护目镜。

位于乌普萨拉的Chromogenics公司正研究在塑料薄片中嵌入存储芯片的技术。这个技术可以让滑雪护目镜和头盔面罩玻璃适应各种光线条件,而用薄片遮挡后的窗户可以减少室内空调的使用。这些即将上市的产品通过降低能耗来换取环境效益。

以下是它的工作原理:两层薄塑料夹着由几层不同材料构成的薄片。如果遇到弱电流,薄片的色调会发生改变,造成离子在各层材料间移动。例如:来自氧化镍层的离子通过聚合物电解质向氧化钨层移动,使两层的色调都变暗。如果极性发生变化,离子会发生反向移动,各层材料就会变得愈发明亮。一个电子控制器件可以调节色调强度,符合用户需求的光学特性会由记忆芯片记录在案。这种薄片只有当色调发生变化时才需消耗能源,所以说,它确实节能。

电子产业中的环境效益

瑞典Obducat公司的纳米压印光刻技术处于世界领先水平。纳米压印光刻利用聚酯薄膜将电子束打印机所打印的原件变成极微小的复件。纳米压印光刻技术主要用于开发存储介质、显示技术、半导体、生物传感器。纳米压印光刻技术能降低产品使用过程中的材料成本和能耗,减少垃圾。

未来

纳米技术可以让你在一扇智能窗户上看电视。

多功能——让一款产品拥有多种功能也许是保护环境的途径之一。未来,窗户或许可以将光线转化为电力、自动调节明暗、显示动态影像。如果将有机聚合物链编织入纺织品,可能会诞生一件可充当电视屏幕的毛衣;或一份自动更新图片和文字的电子报纸。

照明领域的环保非常有趣。包含纳米层体系的LEDs(发光二极管),比传统灯泡更省电,更明亮。如果让发光二极管与一种类似植物光合作用(将阳光转化为电)的技术结合,发光二极管便可自给自足。

纳米技术在未来的应用实例

  • 邮票大小的燃料电池已经可以量产。一旦引进三维纳米表面,电池容量可以进一步增加,让电动自行车等燃料电池驱动的引擎更节能。
  • 利用三维纳米蓄能器件,建筑所排放的能源可被回收利用。
  • 弯曲氧化锌纳米线可产生电荷。将大量极化的纤线结合,通过四处晃动产生电流。这类纤线制成的衣服可以产生电,可以为监测人体健康的设备供电;也可以使行人更加显眼,提高交通安全系数。
  • 汽车表面的喷漆可以采集阳光,调节车内温度,并为车载蓄电池充电。热泵可将多余的热能转化为电。为制动装置等安全系统添加纳米传感器,可提升系统的灵敏度。
  • 用纳米碳素材料制成的网球拍更加坚硬有力。在网球内部添加一层纳米微粒后,网球的弹性会更持久,且更不易漏气。

纳米技术的研究对象是肉眼不可见的微粒。纳米技术的应用标准以纳米为单位,即毫米的百万分之一(十亿分之一米)。存在于我们身边的纳米微粒有火山灰、黏土和海洋气溶胶。不完全燃烧也会生成这类微粒。

文章于2008年2月首次发布于Advantage Environment,并于2009年3月更新