未來生活中,納米用途知多少
納米技術對我們來說,似乎是可望而不可及的。其實這是一種錯覺。事實上,到納米技術成熟的時候,我們生活中的衣物、化妝品、塗料、食品……都可能是納米技術的產物。
納米服裝
經納米技術處理過的各種紡織麵料製成的衣服,防油、防水且透氣,還有殺菌、防輻射、防黴等效果,清洗也很方便,隻要在水裏漂洗一下就行了,根本不需要洗滌劑。那咱們洗衣服就方便了,而且不會因為使用清洗劑而損傷衣料和造成汙染。此外,在化纖布料中添加少量的納米微粒還可以克服因摩擦而引起的靜電現象。
納米藥品
食品或藥品采用納米技術,可以大大提高人體對它們的吸收能力。如將維生素等做成納米粉或納米粉的懸浮液,就很容易被人體吸收。如果平時你不願意吃藥,那麼有了納米藥品,你就不用愁了,隻要一點點就夠了。如果把納米藥物做成膏藥貼在患處,由於納米尺寸非常小,藥物可以通過皮膚上的細胞膜直接吸收,而無需注射。
納米塗料
塗料可以美化居室,但是傳統材料由於耐洗刷性差,時間不長,牆壁就變得斑駁陸離。納米技術的應用,使塗料的許多指標都大幅度提高。外牆塗料的耐洗刷性就可以由原來的一千多次提高到一萬多次,壽命也延長了兩倍多。玻璃和瓷磚表麵塗上納米薄層,有了納米材料,不用洗滌劑也能洗得幹幹淨淨可以製成自潔玻璃和自潔瓷磚,任何粘在表麵上的物質,包括油汙、細菌等,在光的照射下,由於納米的催化作用,可以變成氣體或者很容易被擦掉的物質。
納米化妝品
大氣和太陽中存在著對人體有害的紫外線,而有的納米微粒就有吸收紫外線的特征和性能。目前,有許多化妝品加入了納米微粒而具備了防紫外線的功能,它還能促進皮膚的新陳代謝。
納米洗潔淨
洗衣機內部殘留的剩水很容易成為細菌滋生的溫床,對下一次洗衣造成汙染,而且用戶無法自行拆卸進行清洗。利用納米材料的性能,將抗菌材料加入其中,能夠抑製細菌再生,保持“淨水”的狀態。
於細微處顯神奇的納米技術,就將這樣進入尋常百姓的生活,滲透到我們衣、食、住、行等各個方麵。
有智能的形狀記憶的材料
我們已經認識了材料世界裏的很多成員,不過要是問你,材料世界裏誰最聰明,你知道嗎?這裏我們就帶大家去拜訪材料世界裏的一位智者——形狀記憶材料。
為什麼說形狀記憶材料聰明呢?因為它有別的材料所不具備的一種智能——記憶功能。20世紀60年代初,人們發現一種由鈦鎳組成的合金,有對自身形狀記憶的功能。
記憶合金製作的眼鏡架腳
為什麼說它能記憶自身的形狀呢?原來把這種合金絲在40攝氏度時做成某種彎曲的形狀,再在室溫下把它伸直,當溫度又回升到40攝氏度的時候,它就又分毫不差地自動變為原來那種彎曲的形狀了。
形狀記憶材料的這種特殊功能引起了人們極大的興趣,紛紛探索對它的應用。靠著這個特殊本領,形狀記憶材料在醫療、航空航天等高科技領域內擔負了許多十分獨特的任務。
鎳鈦合金為什麼能“記憶”自己在一定溫度下的形狀呢?這一特殊現象引起材料科學家們的極大興趣。經過大量研究才知道,這和它的內部的組織在一定溫度發生的相變有關。這種相變叫做“彈性馬氏相變”。
什麼叫相變呢?我們所見到的物質有氣態、液態、固態三種狀態,物質從一種狀態變化到另一種狀態,構成它的元素並沒有改變,但元素的原子排列方式變化了,因此外在的物理狀態和性質也變化了,這種變化就叫做“相變”。如果用水作例子,水在零攝氏度時就結成冰,在100攝氏度時就變成蒸汽,這叫相變。隻要溫度一到這兩個溫度,水就分別“記憶”起它在這兩個溫度下的狀態,變成冰或蒸汽。形狀記憶材料的相變就類似水的相變,但還要複雜得多。下一節我們還將以形狀記憶金屬為例,進一步解釋材料能夠記憶形狀的原因。