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1、納米技術(shù)在染整生產(chǎn)中應(yīng)用的探討納米技術(shù)在染整生產(chǎn)中應(yīng)用的探討楊棟梁原載：全國(guó)染整新技術(shù)應(yīng)用推廣協(xié)作網(wǎng)簡(jiǎn)訊第五期一、前言納米材料的應(yīng)用在最近幾年來(lái)，十分頻繁地出現(xiàn)在一些技術(shù)人員日常交談中，而納米技術(shù)也似乎已走進(jìn)了人們的生活，例如小鴨集團(tuán)推出的納米洗衣機(jī)，海爾集團(tuán)推出的納米電冰箱，以及眾多工廠推出遠(yuǎn)紅外保健內(nèi)衣等等。其實(shí)，人們應(yīng)用納米材料的源頭可追溯到1000年以前，如利用燃燒蠟燭的煙霧制成碳黑作為墨的原料或著色劑，就是最早的納米材料雛型；

2、我國(guó)古代銅鏡表面的防銹層，經(jīng)檢驗(yàn)證實(shí)為納米級(jí)SnO2顆粒構(gòu)成的。而人們自覺地研究納米材料，使之逐步形成為一門新興的材料科學(xué)，是二十世紀(jì)六十年代才開始的。最早由1959年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼提出“操縱“原子的構(gòu)思以制備納米材料。長(zhǎng)期以來(lái)，在納米材料的研究開發(fā)中，無(wú)法直接觀其真面目，直到1982年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后，人們才有窺測(cè)納米材料的工具，由此誕生了納米學(xué)。從此納米技術(shù)以極其迅速的速度滲透到各個(gè)領(lǐng)域，形成了納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納

3、米醫(yī)藥學(xué)……等。自1990年7月在美國(guó)巴爾基摩召開第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議上，正式確認(rèn)為納米材料材料科學(xué)的一個(gè)新的分支，使納米材料的研制和應(yīng)用進(jìn)人了一個(gè)新階段。到1999年納米技術(shù)已逐步走向工業(yè)化。綜觀目前納米材料的研究和應(yīng)用，美國(guó)、日本、德國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)、荷蘭、加拿大等國(guó)處于世界領(lǐng)先地位，其中美國(guó)是最早開始研究納米技術(shù)的國(guó)家之一。美國(guó)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)于2000年3月正式向美國(guó)政府提出報(bào)告：稱納米技術(shù)將成為二十一世紀(jì)前二十年的主

4、導(dǎo)技術(shù)，是下一次工業(yè)革命的核心?？肆诸D政府迅速作出反應(yīng)，于7月間在原批準(zhǔn)的研究經(jīng)費(fèi)5億美元基礎(chǔ)上，又增加了三倍撥款。其他德、日、英、法等國(guó)也將納米研究列入國(guó)家重點(diǎn)研究項(xiàng)目。1992年我國(guó)將納米材料科學(xué)作為重大基礎(chǔ)研究列入國(guó)家攀登計(jì)劃。納米材料是全新的超微固體材料，一般粒徑小于1OOnm(109M)的超微顆粒稱為納米微粒。由于它的超細(xì)化和極大的表面活性，具有傳統(tǒng)材料所沒有的優(yōu)越性，是當(dāng)代高科技應(yīng)用研究的熱點(diǎn)之一。在紡織工業(yè)也應(yīng)有它用武之地

5、，如開發(fā)新原料、新產(chǎn)品等方面。例如增加織物的功能性，如抗紫外線和紅外線，抗菌防臭和消臭等，本文擬對(duì)此作些探討和分析，就教于諸同好。二、納米材料的結(jié)構(gòu)、制備與特性晶粒尺寸至少在一個(gè)方向上為0lOOnm的材料稱為三維納米材料，具有層狀結(jié)構(gòu)的材料稱為二維納米材料，具有纖維結(jié)構(gòu)的稱為一維材料，具有原子簇和原子束結(jié)構(gòu)的稱為零維材料。納米材料的組成有金屬合金及其氧化物納米材料，無(wú)機(jī)納米材料、有機(jī)納米材料和納米雜化材料等幾種。按納米材料內(nèi)部的有序性而

6、論，則有結(jié)晶納米材料及非結(jié)晶納米材料。目前納米材料制備的方法有三種：固相法、液相法和氣相法。固相法是在干燥的球磨機(jī)內(nèi)粉末顆粒經(jīng)重復(fù)的研磨，制得的顆粒粒徑較大，約為1OOnm左右。液相法有沉淀法、噴霧法、水熱法(高溫水解法)、溶劑揮發(fā)分解法和溶膠——凝膠法等。如溶液沉淀法制備的圖1表面原子數(shù)與粒徑的關(guān)系(2)體積效應(yīng)(小尺寸效應(yīng))體積效應(yīng)是指納米微粒尺寸減小，體積縮小，粒子內(nèi)的原子數(shù)減少而造成的效應(yīng)。研究表明，當(dāng)超細(xì)粒子的尺寸與光波的波長(zhǎng)

7、、傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)及透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，周期性的邊界條件將被破壞，粒子的聲、光、電磁、熱力學(xué)性質(zhì)等均會(huì)呈現(xiàn)出新的特性。例如，光吸收顯著增加并產(chǎn)生吸收峰的等離子共振頻移；由磁有序向磁無(wú)序狀態(tài)、超導(dǎo)相向正常相的轉(zhuǎn)變、質(zhì)子譜的改變、金屬熔點(diǎn)的降低等等。三、納米材料在開發(fā)功能性紡織產(chǎn)品中的應(yīng)用納米材料被認(rèn)為在二十一世紀(jì)三大支柱的信息、能源和新材料領(lǐng)域中有極其重要的作用，如信息原子開關(guān)、磁記錄材料、光電功能材料能源——納米鉑

8、作利用太陽(yáng)能制氫的催化劑，產(chǎn)率可提高幾十倍，碳納米管的貯氫燃料；新材料——超塑性陶瓷、隱身材料和電磁波屏蔽材料等。此外，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，可廣泛地用于細(xì)胞分離，細(xì)胞染色等。納米材料在紡織工業(yè)上的應(yīng)用，目前主要是用于生產(chǎn)功能性化纖原料和作為一種新的功能性助劑，從而開發(fā)相關(guān)的功能性產(chǎn)品或取代其它助劑。目前，國(guó)內(nèi)已利用有關(guān)的納米微粒，使之穩(wěn)定的分散在滌綸或其它合纖的紡絲液中，然后紡出具有防紫外線、抗菌防菌和消臭，遠(yuǎn)紅外線反射和抗紅外線等功能的合