這個(gè)世界從來(lái)就不缺少幻想，但卻沒有什么能像“納米科學(xué)”一樣具有夢(mèng)幻般的吸引力。
當(dāng)然，你可能會(huì)認(rèn)為我說的太過夸張，因?yàn)椤凹{米”這個(gè)詞對(duì)你來(lái)說也并不陌生，形形色色的納米產(chǎn)品或許不像傳說中的那么神奇。但我要告訴你，你現(xiàn)在所能接觸到的“納米世界”只相當(dāng)于這個(gè)星球巴掌大的一塊地方。當(dāng)“納米科學(xué)”真正改造這個(gè)世界的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)裝載納米芯片的電腦會(huì)以現(xiàn)在計(jì)算機(jī)芯片一百倍的速度進(jìn)行運(yùn)算，你所駕駛的用納米材料制造的汽車無(wú)論是性能還是安全性都會(huì)提升幾倍，而耗油量和制造成本卻會(huì)降低同樣的倍數(shù)，諸如此類對(duì)人類生活質(zhì)的改造也將像風(fēng)暴一樣席卷整個(gè)世界。我們甚至可以這樣大膽的斷言——未來(lái)的世界將是納米的世界。
在“納米世界”里，汽車會(huì)變成一個(gè)什么樣子？其實(shí)，“納米汽車”在結(jié)構(gòu)和形狀上不會(huì)發(fā)生什么根本性的變化，它對(duì)汽車的改變只針對(duì)于汽車應(yīng)用材料，譬如經(jīng)過納米技術(shù)處理的部分材料，其耐磨性可以是黃銅的27倍或是鋼鐵的7倍，用這種技術(shù)制造的納米陶瓷軸承已經(jīng)被應(yīng)用到了奔馳、寶馬等高級(jí)轎車上。
納米技術(shù)能夠從汽車車身應(yīng)用到車輪，幾乎可以涵蓋一輛汽車的全部，納米技術(shù)在汽車材料上的廣泛應(yīng)用，也將使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，汽車輪胎將變得五顏六色，納米技術(shù)還能改善汽車尾氣的排放。就目前來(lái)說，只有納米技術(shù)，才是新世紀(jì)汽車發(fā)展的核心技術(shù)。
我們知道，汽車技術(shù)的發(fā)展有賴于材料技術(shù)的發(fā)展，而納米技術(shù)的應(yīng)用，為材料技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。納米界面材料技術(shù)即超雙親性二元協(xié)同界面材料技術(shù)（親水親油）和超雙疏型界面材料技術(shù)（疏水疏油），可以在任何材質(zhì)表面實(shí)現(xiàn)。另外，根據(jù)納米材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，把不同材料在納米尺度下進(jìn)行合成與組合，可以形成各種各樣的納米復(fù)合材料，例如納米功能塑料。納米功能塑料可以改變傳統(tǒng)塑料的特性，呈現(xiàn)出優(yōu)異的物理性能：強(qiáng)度高，耐熱性強(qiáng)，比重更小。由于納米粒子尺寸小于可見光的波長(zhǎng)，納米塑料可以顯示出良好的透明度和較高的光澤度，這樣的納米塑料在汽車上將有廣泛的用途。隨著汽車應(yīng)用塑料數(shù)量越來(lái)越多，納米塑料很可能會(huì)普遍應(yīng)用在汽車上。這些納米功能塑料最引起汽車業(yè)內(nèi)人士注意的有阻燃塑料、增強(qiáng)塑料、抗紫外線老化塑料、抗菌塑料等。
阻燃塑料是以納米級(jí)超大比表面積的無(wú)鹵阻燃復(fù)合粉末為載體，經(jīng)表面改性可制成的阻燃劑，利用納米技術(shù)添加到聚乙烯中。由于納米材料的粒徑超細(xì)，經(jīng)表面處理后具有相當(dāng)大的表面活性，當(dāng)燃燒時(shí)其熱分解速度迅速，吸熱能力增強(qiáng)，從而降低基材表面溫度，冷卻燃燒反應(yīng)。同時(shí)當(dāng)阻燃塑料燃燒時(shí)，超細(xì)的納米材料顆粒能覆蓋在被燃材料表面并生成一層均勻的碳化層，此碳化層起到隔熱、隔氧、抑煙和防熔滴的作用，從而起到阻燃作用。這種阻燃塑料具有熱穩(wěn)定性高，阻燃持久、無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)，消除了普通無(wú)機(jī)阻燃劑由于添加量大對(duì)材料力學(xué)性能和加工材料污染環(huán)境帶來(lái)的缺陷，可以取替有毒的溴類、銻類阻燃材料，有利環(huán)境保護(hù)。目前汽車設(shè)計(jì)要求規(guī)定，凡通過乘客座艙的線路、管路和設(shè)備材料必須要符合阻燃標(biāo)準(zhǔn)，例如內(nèi)飾和電氣部分的面板、包裹導(dǎo)線的膠套，包裹線束的波紋管、膠管等，使用阻燃塑料能夠輕易達(dá)到要求。
增強(qiáng)塑料是在塑料中填充經(jīng)表面處理的納米級(jí)無(wú)機(jī)材料蒙脫土、CaCO3、SiO2等，這些材料對(duì)聚丙烯的分子結(jié)晶有明顯的聚斂作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉強(qiáng)度、抗沖擊韌性和彈性模量上升，使塑料的物理性能得到明顯改善。增強(qiáng)增韌塑料可以代替金屬材料，由于它們比重小，重量輕，因此廣泛用于汽車上可以大幅度減輕汽車重量，達(dá)到節(jié)省燃料的目的。這些用納米技術(shù)改性的增強(qiáng)增韌塑料，可以用于汽車上的保險(xiǎn)杠、座椅、翼子板、頂蓬蓋、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李艙蓋等，甚至還可用于變速器箱體、齒輪傳動(dòng)裝置等一些重要部件。
抗紫外線老化塑料是將納米級(jí)的TiO2、ZnO等無(wú)機(jī)抗紫外線粉體混煉填充到塑料基材中。這些填充粉體對(duì)紫外線具有極好的吸收能力和反射能力，因此這種塑料能夠吸收和反射紫外線，比普通塑料的抗紫外線能力提高20倍以上，據(jù)報(bào)道這類材料經(jīng)過連續(xù)700小時(shí)熱光照射后，其擴(kuò)張強(qiáng)度損失僅為10%，如果作為暴露在外的車身塑料構(gòu)件材料，能有效延長(zhǎng)其使用壽命。
抗菌塑料是將無(wú)機(jī)的納米級(jí)抗菌劑利用納米技術(shù)充分地分散于塑料制品中，可將附著在塑料上的細(xì)菌殺死或抑制生長(zhǎng)。這些納米級(jí)抗菌劑是以銀、鋅、銅等金屬離子包裹納米TiO2、CaCO3等制成，可以破壞細(xì)菌生長(zhǎng)環(huán)境。據(jù)介紹無(wú)機(jī)納米抗菌塑料加工簡(jiǎn)單，廣譜抗菌，24小時(shí)接觸殺菌率達(dá)90%，無(wú)副作用。高效的抗菌塑料可以用在車門把手、方向盤、座椅面料、儲(chǔ)物盒等易污垢部件，尤其是公交車扶手采用無(wú)機(jī)納米抗菌塑料，可以大大減少疾病的傳播，改善車上衛(wèi)生條件。
也就是說，納米功能塑料在汽車工業(yè)中將取代現(xiàn)有的大部分應(yīng)用材料，其成本會(huì)降低很多，而強(qiáng)度和安全性卻還會(huì)有一定的提升。
納木技術(shù)在中國(guó)也已經(jīng)進(jìn)入到初步的應(yīng)用階段，已經(jīng)研制出的一種用納米技術(shù)制造的乳化劑，以一定比例加入汽油后，可使像桑塔納一類的轎車降低10%左右的耗油量。更令人注意的是，納米技術(shù)應(yīng)用在燃料電池上，可以節(jié)省大量成本。很顯然，“納米科學(xué)”將成為二十一世紀(jì)世界的主宰。所以知道納米技術(shù)，并且了解納米技術(shù)應(yīng)該成為現(xiàn)代人的必修課。
當(dāng)然，你可能會(huì)認(rèn)為我說的太過夸張，因?yàn)椤凹{米”這個(gè)詞對(duì)你來(lái)說也并不陌生，形形色色的納米產(chǎn)品或許不像傳說中的那么神奇。但我要告訴你，你現(xiàn)在所能接觸到的“納米世界”只相當(dāng)于這個(gè)星球巴掌大的一塊地方。當(dāng)“納米科學(xué)”真正改造這個(gè)世界的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)裝載納米芯片的電腦會(huì)以現(xiàn)在計(jì)算機(jī)芯片一百倍的速度進(jìn)行運(yùn)算，你所駕駛的用納米材料制造的汽車無(wú)論是性能還是安全性都會(huì)提升幾倍，而耗油量和制造成本卻會(huì)降低同樣的倍數(shù)，諸如此類對(duì)人類生活質(zhì)的改造也將像風(fēng)暴一樣席卷整個(gè)世界。我們甚至可以這樣大膽的斷言——未來(lái)的世界將是納米的世界。
在“納米世界”里，汽車會(huì)變成一個(gè)什么樣子？其實(shí)，“納米汽車”在結(jié)構(gòu)和形狀上不會(huì)發(fā)生什么根本性的變化，它對(duì)汽車的改變只針對(duì)于汽車應(yīng)用材料，譬如經(jīng)過納米技術(shù)處理的部分材料，其耐磨性可以是黃銅的27倍或是鋼鐵的7倍，用這種技術(shù)制造的納米陶瓷軸承已經(jīng)被應(yīng)用到了奔馳、寶馬等高級(jí)轎車上。
納米技術(shù)能夠從汽車車身應(yīng)用到車輪，幾乎可以涵蓋一輛汽車的全部，納米技術(shù)在汽車材料上的廣泛應(yīng)用，也將使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，汽車輪胎將變得五顏六色，納米技術(shù)還能改善汽車尾氣的排放。就目前來(lái)說，只有納米技術(shù)，才是新世紀(jì)汽車發(fā)展的核心技術(shù)。
我們知道，汽車技術(shù)的發(fā)展有賴于材料技術(shù)的發(fā)展，而納米技術(shù)的應(yīng)用，為材料技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。納米界面材料技術(shù)即超雙親性二元協(xié)同界面材料技術(shù)（親水親油）和超雙疏型界面材料技術(shù)（疏水疏油），可以在任何材質(zhì)表面實(shí)現(xiàn)。另外，根據(jù)納米材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，把不同材料在納米尺度下進(jìn)行合成與組合，可以形成各種各樣的納米復(fù)合材料，例如納米功能塑料。納米功能塑料可以改變傳統(tǒng)塑料的特性，呈現(xiàn)出優(yōu)異的物理性能：強(qiáng)度高，耐熱性強(qiáng)，比重更小。由于納米粒子尺寸小于可見光的波長(zhǎng)，納米塑料可以顯示出良好的透明度和較高的光澤度，這樣的納米塑料在汽車上將有廣泛的用途。隨著汽車應(yīng)用塑料數(shù)量越來(lái)越多，納米塑料很可能會(huì)普遍應(yīng)用在汽車上。這些納米功能塑料最引起汽車業(yè)內(nèi)人士注意的有阻燃塑料、增強(qiáng)塑料、抗紫外線老化塑料、抗菌塑料等。
阻燃塑料是以納米級(jí)超大比表面積的無(wú)鹵阻燃復(fù)合粉末為載體，經(jīng)表面改性可制成的阻燃劑，利用納米技術(shù)添加到聚乙烯中。由于納米材料的粒徑超細(xì)，經(jīng)表面處理后具有相當(dāng)大的表面活性，當(dāng)燃燒時(shí)其熱分解速度迅速，吸熱能力增強(qiáng)，從而降低基材表面溫度，冷卻燃燒反應(yīng)。同時(shí)當(dāng)阻燃塑料燃燒時(shí)，超細(xì)的納米材料顆粒能覆蓋在被燃材料表面并生成一層均勻的碳化層，此碳化層起到隔熱、隔氧、抑煙和防熔滴的作用，從而起到阻燃作用。這種阻燃塑料具有熱穩(wěn)定性高，阻燃持久、無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)，消除了普通無(wú)機(jī)阻燃劑由于添加量大對(duì)材料力學(xué)性能和加工材料污染環(huán)境帶來(lái)的缺陷，可以取替有毒的溴類、銻類阻燃材料，有利環(huán)境保護(hù)。目前汽車設(shè)計(jì)要求規(guī)定，凡通過乘客座艙的線路、管路和設(shè)備材料必須要符合阻燃標(biāo)準(zhǔn)，例如內(nèi)飾和電氣部分的面板、包裹導(dǎo)線的膠套，包裹線束的波紋管、膠管等，使用阻燃塑料能夠輕易達(dá)到要求。
增強(qiáng)塑料是在塑料中填充經(jīng)表面處理的納米級(jí)無(wú)機(jī)材料蒙脫土、CaCO3、SiO2等，這些材料對(duì)聚丙烯的分子結(jié)晶有明顯的聚斂作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉強(qiáng)度、抗沖擊韌性和彈性模量上升，使塑料的物理性能得到明顯改善。增強(qiáng)增韌塑料可以代替金屬材料，由于它們比重小，重量輕，因此廣泛用于汽車上可以大幅度減輕汽車重量，達(dá)到節(jié)省燃料的目的。這些用納米技術(shù)改性的增強(qiáng)增韌塑料，可以用于汽車上的保險(xiǎn)杠、座椅、翼子板、頂蓬蓋、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李艙蓋等，甚至還可用于變速器箱體、齒輪傳動(dòng)裝置等一些重要部件。
抗紫外線老化塑料是將納米級(jí)的TiO2、ZnO等無(wú)機(jī)抗紫外線粉體混煉填充到塑料基材中。這些填充粉體對(duì)紫外線具有極好的吸收能力和反射能力，因此這種塑料能夠吸收和反射紫外線，比普通塑料的抗紫外線能力提高20倍以上，據(jù)報(bào)道這類材料經(jīng)過連續(xù)700小時(shí)熱光照射后，其擴(kuò)張強(qiáng)度損失僅為10%，如果作為暴露在外的車身塑料構(gòu)件材料，能有效延長(zhǎng)其使用壽命。
抗菌塑料是將無(wú)機(jī)的納米級(jí)抗菌劑利用納米技術(shù)充分地分散于塑料制品中，可將附著在塑料上的細(xì)菌殺死或抑制生長(zhǎng)。這些納米級(jí)抗菌劑是以銀、鋅、銅等金屬離子包裹納米TiO2、CaCO3等制成，可以破壞細(xì)菌生長(zhǎng)環(huán)境。據(jù)介紹無(wú)機(jī)納米抗菌塑料加工簡(jiǎn)單，廣譜抗菌，24小時(shí)接觸殺菌率達(dá)90%，無(wú)副作用。高效的抗菌塑料可以用在車門把手、方向盤、座椅面料、儲(chǔ)物盒等易污垢部件，尤其是公交車扶手采用無(wú)機(jī)納米抗菌塑料，可以大大減少疾病的傳播，改善車上衛(wèi)生條件。
也就是說，納米功能塑料在汽車工業(yè)中將取代現(xiàn)有的大部分應(yīng)用材料，其成本會(huì)降低很多，而強(qiáng)度和安全性卻還會(huì)有一定的提升。
納木技術(shù)在中國(guó)也已經(jīng)進(jìn)入到初步的應(yīng)用階段，已經(jīng)研制出的一種用納米技術(shù)制造的乳化劑，以一定比例加入汽油后，可使像桑塔納一類的轎車降低10%左右的耗油量。更令人注意的是，納米技術(shù)應(yīng)用在燃料電池上，可以節(jié)省大量成本。很顯然，“納米科學(xué)”將成為二十一世紀(jì)世界的主宰。所以知道納米技術(shù)，并且了解納米技術(shù)應(yīng)該成為現(xiàn)代人的必修課。
