纳米技术出现的影响精选(九篇)

第1篇：纳米技术出现的影响范文

关键词：粉体技术；药物制剂；应用

1 降低粒径提高溶出度

药物的溶出度除与药物的溶解度有关外，还与物料的比表面积有关，一定温度下固体的溶解度和溶解速度与其比表面积成正比。而比表面积主要与药物粉末的粗细、粒子形态以及表面状态有关，对片剂和胶囊剂来说与崩解后的粒子状态有关。因此药物粒度大小可以直接影响药物溶解度、溶解速度，进而影响到临床疗效。例如，微粉化醋酸炔诺酮比未微粉化的溶出速率要快很多，在临床上微粉化的醋酸炔诺酮包衣片比未微粉化的包衣片活性几乎大5倍。

对难溶性药物或溶出速率很慢的药物来说，药物的溶出过程往往成为吸收的限速过程。药物的粒径降低时其比表面积增大，药物与介质的有效接触面积增加，将提高药物的溶出度和溶出速度，因此降低粒径是提高难溶性药物生物利用度的行之有效的方法。灰黄霉素是一种溶解度很小的药物，超微粉化与一般微粉化的灰黄霉素制剂相比较治疗真菌感染，其血药浓度高且用药剂量小。

很多药物是多晶型的，在粉体处理过程中可能会导致晶型改变，其溶解度、稳定性、疗效等都可能受到影响，应多加注意。

2 减小粒度增强疗效

临床上，药物不论以何种形式给药，药物粒径的大小都会影响药物从剂型中的释放，进而影响到疗效。在改善药物崩解和溶出的同时，药物的吸收增加，生物利用度和疗效均可得到较好的提高。

对气雾剂而言，雾化后药物粒子的大小是药效的主要决定因素。气雾剂混悬液中粒径在微米以上的粒子存在时限很短，无法达到有效的局部治疗效果；但若粒子太小则不能沉积于呼吸道，易于通过呼气排出。所以一般认为，起局部作用的气雾剂粒子范围以3～10微米为宜；欲发挥全身作用，则粒子宜在1～45微米。国外学者研究了3种不同粒度的双香豆素胶囊抑制正常凝血酶原的活性作用时间面积和血药浓度-时间面积之间的关系，发现粒度、溶解速度与疗效三者之间有一定的关系：即粒度小，溶解速度快，疗效好。

有人研究了非甾体类抗炎药萘普生的不同粒径对大鼠胃肠道的刺激性及吸收的影响。结果表明，将萘普生的粒径从20微米减小到270纳米时，避免了大粒子在黏膜黏附而导致的局部药物浓度过高，可以显著地降低药物对胃肠道的刺激并能有效的提高药物的疗效。

3 粉体新技术促进制剂现代化

近年来，随着粉体技术在制药工业上的应用日益广泛和制剂现代化的发展，粉体技术有了新的突破和应用，出现了一系列新的粉体技术如中药的超细粉体技术、纳米粉体技术等。

4 超细粉体技术提高中药复方制剂疗效

超细粉体技术又称超微粉碎技术、细胞级微粉碎技术，是近年国际上发展起来的一项物料加工高新技术。该技术是一种纯物理过程，它能将动、植物药材从传统粉碎工艺得到的中位粒径150～200目的粉末（75微米以下），提高到中位粒径为5～10微米以下，已逐渐在中药制剂中得到广泛的应用。

通过超细粉体技术加工出的药材超细粉体，粒径＜10微米，药材的细胞破壁率≥95%。因细度极细及均质情况，其体内吸收过程发生了改变，各组分会以均匀配比被人体吸收，有效成分的吸收速度加快，吸收时间延长，吸收率和吸收量均得到了充分的提高。而用常规粉碎方式由于粉碎粒度较大，混合均匀度偏低，不同性状的药物成分会因其细度、细胞溶胀速率、从细胞壁的迁出速度、B值及对肠壁吸附性的差异而在不同时间被人体吸收，其吸收量值也会不一，由此可能会影响复方药物的疗效。而且，由于在超细粉碎过程中存在"固体乳化"作用，复方中药药粉中含有的油性及挥发性成分可以在进入胃中不久即分散均匀，在小肠中与其他水溶性成分可达到同步吸收。这与以常规粉碎方式进行的未破壁药材的吸收和疗效会大相径庭。

5 纳米粉体技术改善制剂多种性质

纳米技术是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，它的基本涵义是在纳米尺寸（10-9～10-7米）范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子，创造新物质。

国际上公认0.1～100纳米为纳米尺度空间，在药剂学领域一般将纳米粒的尺寸界定在1～1000纳米。药剂学中的纳米药物基本可以分为两类：纳米载体系统和纳米晶体药物。纳米载体系统是指通过某些物理化学方法间接制得的药物-聚合物载体系统（即纳米粒），如纳米脂质体、聚合物纳米囊、纳米球等。纳米晶体药物则是指通过纳米粉体技术直接将原料药物加工成纳米级别（即纳米粉），这实际上是微粉化技术、超细粉技术的再发展。

将药物加工成纳米粒可以提高难溶性药物的溶出度和溶解度，还可以增加粘附性、形成亚稳晶型或无定形以及消除粒子大小差异产生的过饱和现象等，从而能够提高药物的生物利用度和临床疗效。在表面活性剂和水等存在的条件下可以直接将药物粉碎成纳米混悬剂，适合于口服、注射等途径给药以提高吸收或靶向性，特别适合于大剂量的难溶性药物的口服吸收和注射给药；也可以通过适宜的方法回收得到固体纳米药物，再加工成各种剂型，如活性钙的纳米化，可大大提高吸收率，我国已能大量生产。

随着现代科学的进步和GMP的广泛实施，粉体技术受到人们越来越多的重视，为现代给药系统的研究提供了新的方法和途径；同时，制药工业的不断发展也对粉体技术提出了更高、更新的要求。伴随着当前中药现代化和纳米技术的发展高潮，粉体技术也有了更广阔的发展空间，必将得到更完善的发展和提高，从而促进制药工业的发展。

参考文献

[1]盖国胜.超细粉碎分级技术[M].北京：中国轻工业出版社，2000.

第2篇：纳米技术出现的影响范文

1纳米技术及纳米材料实际应用于大气污染治理

随着我国社会经济发展的脚步逐渐加快，工业生产与各个领域的实际生产过程中所造成的大气污染也越来越严重。据有关部门统计，近年来，我国空气中的NOX、CO、SO2都处于严重超标的状态，对我国社会发展造成了巨大的影响，严重危害着人们的身体健康，对我国环境也造成了巨大的危害[1]。随着纳米技术与纳米材料的不断完善与创新，这一先进技术在我国各个领域的实际应用过程中为我国带来了全新的发展前景与企业运营理念，帮助我国多个领域实现了生产技术与产品质量的革新，对我国起到了极大地经济促进作用。

针对我国日益严重的大气污染问题，在环境污染治理的过程中，通过对纳米技术与纳米材料的有效利用，可以有效改善我国大气污染的现状，为我国环境治理提供全新的途径。在纳米技术与纳米材料实际应用于大气污染治理的过程中，可分为空气净化及噪声、电磁辐射的控制[2]。空气净化又分为脱硫催化剂净化、汽车尾气净化及室内空气净化三个部分，其中脱硫催化剂是我国工业生产中的一种燃料催化剂，可以在燃料燃烧的过程中极大降低污染物的排放，是我国纳米技术的衍生物。经有关部门检测，在车辆、飞机等主机正常运作时，所产生的噪声极易对人体造成干扰与危害，严重影响人们的生活质量与身体健康。同时，有关频电磁场在实际运转的过程中，与强烈辐射区域具有同等效果，都会对人体健康造成严重的影响。因此针对这些问题利用纳米材料与纳米技术进行治理的过程中，可以通过开发纳米剂对机器设备进行充分，有效改善设备运转时的噪声污染，并且在TiO2的表面添加含有纳米材料的静电屏蔽装置，有效降低设备运转过程中的电磁辐射，为人们的工作与健康提供有效保障。

2纳米技术及纳米材料实际应用于水污染治理

水资源污染是我国社会发展过程中突出的环境污染问题，对我国经济发展造成了严重的影响。针对我国传统的水处理方法，采用纳米技术与纳米材料进行水污染治理可以有效改善我国水处理效率较低的情况，对我国纳米技术的发展与环境污染的治理起到了促进作用[3]。无机污染废水是我国主要的水污染问题之一，这些污染物对人体具有极大的危害性，严重者会导致人体患上肝癌与局部肿瘤，属于重点防治问题。针对水中的重金属与无机离子，常规的治理方式往往无法保证污染处理的质量，对我国水污染治理造成一定的影响。在纳米技术实际应用的过程中，可以通过光催化技术及氧化技术，将水中的金属离子及无机离子进行有效的转化与清除，实现无机污水治理的效用。全新的纳米技术更可以将污水中的贵重金属完全提炼出来，达到变废为宝的作用，对我国环境污染与经济发展起到一定的促进作用。

有机废水是我国污水治理过程中较为突出的问题，在应用纳米材料及纳米技术进行防治的过程中，可以利用纳米TiO2光催化技术对有机废水进行合理性的降解，使废水中的高浓度有机物得到净化，由于这一技术在实际应用过程中需要相应高频光系统来维持运作，因此，在利用纳米TiO2光催化技术进行有机污水处理的过程中，还可以使用大功率的苯灯电源，利用经济适用的太阳辐射电源来为纳米TiO2光催化技术提供高频光能，以此保证有机废水得到有效地降解与净化，改善我国有机废水污染问题。同时，还可以利用纳米TiO2对农药污染进行源头处治理，利用纳米TiO2的光催化活性对农药废水进行永久性降解，解决农药废水的污染问题。

3结束语

第3篇：纳米技术出现的影响范文

1.纳米材料的特性

当一种物质被不断切割至一定程度，其粒子小至纳米量级，即为纳米材料。科学家发现纳米材料有许多鲜为人知的性质，比如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限效应等。而出现许多特性：光学性质、催化性质、化学反应性质、硬度高、可塑性强、高比热和热膨胀、高导电率和扩散性、高磁化率和高矫顽力等。正由于纳米材料具有诸如上述的性质，为生物医学、药学等许多领域带来新的生机。

2.纳米技术在生物医学中的应用

2.1生物兼容性物质的开发

在生物医学中应用纳米技术，可以使得材料生物的相容性得到最大限度的提升，同时还能够降低生物的毒性、增强生物的传导性从而使得材料生物可以最大限度的满足生物组织的需求，达到生物组织规定的标准。纳米技术应用到生物医学中，衍生出各种纳米材料，如纳米无机金属生物材料，这种材料不具有毒副作用，其与人体的组织具有相容性，有利于人体相关组织的生长。同时纳米具有较强的生物活性，能够对人体的血液进行有效的净化处理，将人体中的有毒物质排出人体的体外，从而使得人体的抵抗力得到进一步的提升，降低人体患病的可能性。

另外，相关的生物医学研究学者利用纳米技术已经研制出一种新型的骨骼亚结构纳米材料，这种材料在实际的临床应用中应用较为广泛，现如今已经成功的取代了原有的合金材料，并且其他成功研制的纳米材料也在临床中得到了应用，可以说，在生物医学领域中，纳米技术无处不在。

2.2 DNA纳米技术

DNA纳米技术主要是依据DNA的理化性质来实现对纳米技术的合理设计和应用，这种DNA纳米技术在实际的应用中，主要是用来实现对分子的组装，在对DNA进行复制的过程中，也能够应用这种技术实现对碱基各种特性的体现，同时也能够使得遗传信息的多样性得到最大限度的体现，在纳米技术进行设计的过程中，所遵循的原理也包括这几方面的特性和内容。

3.纳米技术在药学领域中的应用

3.1纳米控释系统改善药动学性质

将药物制成纳米制剂后，不但达到缓控释效果，而且改变其药物动力学的特性。比如有人以环抱素A为模型药物，以硬脂酸制备了纳米球以市售CYA微乳型口服液为对照，测得口服CYA-SA-NP在大鼠体内相对利用度接近80%，达峰时间推迟，具有明显效果。还有人以链脉霉素糖尿病大鼠为模型，皮下注射胰岛素纳米囊实验，其结果降糖作用持续3天，且在药物吸收相具有明显的量效关系。本品3天一次与一天3次的常规胰岛素疗效相当。

3.2纳米释药系统增强药物靶向性

纳米材料生物相容性好，采用可生物降解的高分子材料作药物载体制成纳米释药系统，可增强抗肿瘤药物靶向性，就相关的阿霉素免疫磁性毫微粒的体内磁靶向定位研究可以了解到，AIMN具有超顺磁特性，在给药部位近端和远端磁区均能产生放射性富集，富集强度为给药量的60%-65%，同时其在脏器的分布显著减少，从而证实了AIMN具有较强的磁靶向定位功能，为靶向治疗肿瘤奠定了结实的基础。

3.3纳米技术在药理学研究上的应用

在药理学研究上，人们可以利用尖端直径小到可以插入活细胞内而又不严重干扰细胞正常生理过程的超微化传感器或纳米传感器用以获得活细胞内大量的动态信息，反映出机体的功能状态并深化对生理及病理过程的理解，为药理学研究提供精确的细胞水平模型。

4.展望

纳米技术属于一种新型的学科技术，在未来的社会发展中，这种技术将会对生物医学以及药学领域带来更为积极的影响，在未来的社会中，这种技术的应用会使得生物医药与药学领域之间的联系性得到进一步的加强，就这方面来说，这项技术在生物医学以及药学领域中的应用主要包括以下几个方面：

（1）在未来的生物医学以及药学领域中，对于分子的研究会更加的深入，而其对于分子的要求也会进一步的提升，而纳米技术的应用就会进一步的提高分子之间相互的作用效果，从而实现对分子的有效组装，而且其在未来的社会发展中，主要的应用方向会是细胞器结构细节以及自身装配机理上等方面。

（2）随着纳米技术的深入发展，这种技术在应用于生物医学以及药学领域中后，会使得诊断以及检测技术的水平更上一层楼，同时这种技术的应用也会在微观上以及微量上实现有效的应用，并且在未来的发展中，这种技术也会逐渐向着功能性以及智能化的方向发展，以实现生物医学以及药学领域各项技术功能水平的提升，还会使得生物医学以及药学领域在管理上实现智能化和数字化，从而对生物医学以及药学领域的发展形成有效的推动作用。

（3）纳米技术在未来的生物医学中以及药学领域中会实现靶向性的转变，纳米技术会将药物的作用进行有效的转向处理，在一定程度上可以将药物的药效得到最大限度的提升，同时也能够对药物的成本进行有效的降低，从而推动生物医学以及药学的发展。

第4篇：纳米技术出现的影响范文

关键词：纳米技术，技术应用，技术问题

引言：现在各种产品一直朝着集成化和微型化的方向发展，但不同的器件必然受到尺寸上的物理约束。纳米材料的优势也因此凸显，目前纳米材料在磁、光、电、传感等方面都有许多重要的应用[2]。但与其他新技术一样，纳米技术仍存在着不少问题。主要原因是部分企业对纳米材料技术的期望过高，急功近利的思想导致忽略了它的弊端。

1 纳米技术新应用的概述

1.1纳米技术在制材上的新应用――纳米陶瓷材料及高透明材料

在微米级基体中引入纳米分散相进行复合，可使材料的断裂强度、断裂韧性大大提高，同时还可提高其硬度、弹性模量以及抗疲劳破坏性能。纳米陶瓷材料正是利用这一点才得以广泛的应用。由于纳米微粒表面分率高，而且纳米粒子的粒径远小于可见光的波长，因此具有很高的穿透性。于是各种高透明纳米材料也应运而生。目前，国外已用纳米级羰基铁粉、镍粉、铁氧体粉末成功配制了军事隐身涂料。

1.2 纳米技术在电磁领域的新应用――磁性纳米微粒

磁性纳米微粒[3]由于尺寸小，具有单磁畴结构与矫顽力高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。磁性纳米微粒除了上述应用外，还可作抗癌药物磁性载体，细胞磁分离介质材料，复印机墨粉材料以及磁墨水和磁印刷材料。近几年用铁基纳米晶巨磁阻抗材料研制的磁敏开关具有灵敏度高、体积小、响应快等优点，广泛用于自动控制、速度和位置测定、防盗报警系统和汽车导航、点火装置等。

1.3纳米技术在水泥材料中的应用――纳米矿粉

混凝土是现代应用最广泛、最重要的工程材料，利用纳米技术和纳米矿粉开发新型的混凝土可大幅度提高混凝土强度、施工性能和耐久性能。纳米矿粉不但可以填充水泥的空隙，提高混凝土的流动度，更重要的是可改善混凝土中水泥石与骨料的界面结构，使混凝土强度、抗渗性与耐久性均得以提高。

1.4其他应用[4]

利用离子交换复合工艺，使层状无机纳米材料在极性分子的作用下发生膨胀、层离，均匀分散在水介质中。他们在层间进行交换作用，抗菌或净化成分进入层间后，把层与层撑开，在层间交替形成分子级支柱，从而形成各种不相同的纳米复合抗菌材料、净化空气材料。这种纳米复合抗菌材料和净化空气材料可净化甲醛、苯等有害挥发物。利用纳米技术还可开发可净化二氧化碳并产生负离子具有森林功能的建材以及粘合剂及密封胶。将纳米二氧化硅作为添加剂加到粘合剂和密封胶中，会大大提高粘结效果和密封性能。

2 纳米技术的问题

尽管纳米材料用途很广，但由于过分强调纳米技术的先进性，导致出现了一系列的问题。首先，由于纳米材料的特殊性质，对生命健康和生态环境产生的负面效应和不确定性让人担忧。由于纳米粒子无孔不入，在研发、生产、存储、运输等方面都有各种问题，而且其毒性还未知。它与其他物质的接触面积很大，反应也会很剧烈。第二，对纳米技术的盲目性导致了“纳米热”。近年来政府一直把“纳米技术”列为发展重点，于是不少企业冒充纳米企业，享受国家的优惠税收政策，并为了谋利推出“伪纳米”产品。其导致的恶果是国家的有限资金不能有效地应用到真正的纳米材料技术研究和开发中，严重影响了纳米产业的发展。第三，虽然中国在纳米技术的理论建立上取得了不少成绩，但在研制开发与产业化的实践中却显得力量不足。由于纳米技术是高新技术，实际工程中，很多理论与定理都会有误差，但这方面的专业人才紧缺，直接了导致纳米技术研究的滞后。第四，纳米技术作为高新技术，必须投入大量资金，但由于各种原因，往往不能取得相应的回报，资金大量流失，却毫无成果。

3结论与展望

纳米技术是对于未来经济和社会的发展将产生重大影响的一种关键性前沿技术，这是世界各国科学家的共识。纳米材料在各个科学领域都有着非常广泛的应用前景。可预料在不久的将来，纳米技术不仅会推动产品的开发，还将改善人们的生活质量，改善人们的生活环境。在未来的15-20年内，与纳米技术相关的产品市场规模将达1万亿美元，可见其前景广阔。但是，由于纳米材料自身处于发展阶段，还有各种各样的问题有待解决。在某种意义上，它还是一种不确定的技术，我们对它的认识也仅处于初始阶段。如何构建一个既普遍有效，又能够满足和包容不同价值体系的纳米技术准则，将成为纳米技术今后发展面临的一大挑战。

参考文献：

[1]张金升，纳米材料和技术与发展新型建材.中国建材装备，2002，(2)

[2] 崔铮. 纳米加工技术及其应用. 北京：高教出版社, 2005[ Cui Z.Nanofabrication Technologies and App lica2tions. Beijing： Higher Education Press, 2005 ( in Chinese) ]

第5篇：纳米技术出现的影响范文

三维伦理问题伦理的概念自在地包含着各种关系以及处理这些关系的道理、原则和规范。在人类发展的历史长河中,各种道德现象的表现均可以用三个伦理关系加以概括,即人与自然的关系、人与社会的关系、人与人的关系。在人与人的关系中既包含着个人与他者的关系,也包含着个人与自我身心的关系。技术是人类创造发明的成果,是联系人与自然关系的桥梁和纽带。技术与自然的关系其本质也是人与自然的关系,更深层意义表现为人与人及人与社会的关系。从上述三个伦理关系入手,我们会清晰地看到技术设计的伦理问题也必然是上述三个伦理关系的反映。尽管在技术对人、对自然、对社会的关系中表现异彩纷呈的各种现象,但归根结底,伦理问题的表现是安全、可持续和促进社会发展。在这样的认识基点上,纳米制药技术设计的伦理问题可以概括为:安全性设计、可持续性设计和社会发展性设计。安全性设计是确保人、技术、人之间良好关系的根本要求。任何一项技术发明和技术创新如果失去了安全性保障,也就失去了其存在的价值。一个技术设计者设计的药品没有安全性就会导致病人经受更大的痛苦乃至面对失去生命的危险。合理的、适宜的纳米制药技术设计首先应该实现安全性需要。安全关涉人的健康、生命和福祉,在这个意义上,安全是具有伦理意义的概念和范畴。合成的纳米化学药品能够走向市场为患者服务的第一个前提就是安全,没有安全性的药品是“危险品”,因此,设计的药品要做到毒性最小、风险最低、安全性最高。国家为保证药品的安全性有一整套的管理规范,安全性体现人道性,安全性也是高于经济利益考虑的最高准则。可持续性设计是确保人、技术、自然之间良好关系的根本要求。自然是人类生产和生活的依托,没有自然资源的有效利用,人类就无法前进和发展。可持续性要求人类在今天要合理地、适宜地利用自然资源,不能因为满足当代人的需要而损害后代人生存和发展的需要。可持续要求做到世代公平、代内公平,可见公平是可持续的核心要义。纳米制药技术设计要考量可持续性,就应该将技术对生态环境的影响纳入视野,将技术设计产品的可回收和重复利用作为技术设计的目标之一。技术产品对环境的影响包括对水体的影响、对大气的影响、对土壤的影响和对人们生产、生活的周边环境的影响。由于纳米级粒子材料的毒性尚未完全知晓,加之纳米级粒子在空间的弥漫,都会对生产工人以及周边的居民产生环境损害和健康影响。不仅如此,纳米药物的废物处理也是一个棘手问题,纳米载体的废物将在地下水中蓄积,形成垃圾场[2]。这些显现的问题对纳米药物的设计者提出尖锐的伦理道德挑战。社会发展性设计是确保人、技术、社会之间良好关系的根本要求。人类创造技术的直接目的是改善人们的生活,使人类的明天更美好。但如果技术不能达到这样的预期目标,也就失去了意义。社会为人们的发展提供条件,人为社会的进步发展创造手段,二者相辅相成、相互促进。技术的社会影响以及技术对社会的形塑都表明技术设计要考量技术的社会发展性设计。公正是社会发展性设计的核心概念。纳米药物设计同样存在这样的社会发展考量,如超出纯粹的治疗应用,纳米医疗将使人类增强的形式成为可能,如伸展人类的认知能力、扩展体能,从而能够丰富人类的生活和福祉[3],而从成本-效益的角度看,关涉纳米药物的研发周期长,并且因此具有高投资风险[2]。例如,接受新的药物制剂价格昂贵、速度缓慢,需要花费15年时间获得没有成功保证的新药配方的许可[2]。这些事实表明,纳米药物至少在短期内是相对昂贵的,因此成本可能增大国家内部和国家之间的富裕和贫穷的鸿沟[2],并由此促成获得卫生保健的不平等。社会发展性设计就是要通过技术设计和改进实现社会的平等和公平正义[4]。安全性设计、可持续性设计和社会发展性设计三者的关系纵横交织、盘根错节、你中有我、我中有你。这种技术设计的三维伦理问题,是具有普遍性的技术设计问题。而技术设计三维伦理问题提出的依据是人类基本的伦理关系以及演绎的技术伦理关系。纳米制药技术设计的三维伦理问题同样是上述问题在纳米制药领域的特殊表现,如图1所示。

二、纳米制药技术设计责任分属及性质

技术设计是技术设计利益相关者的实践行为,技术设计利益相关者的利益需要是技术设计得以产生、技术得以实施和实现的直接动因。技术设计利益相关者是关联一系列利益需求的群体,它不仅仅是工程师或者技术人员,还包括技术决策者、技术管理者和技术成果的使用者。一般而言,人们往往认为技术设计主要取决于技术成果使用者的利益需求,但事实并非如此。技术使用者的利益需求是技术设计的原初动因,因为技术设计者的设计首先来源于客户的需要。这里的客户不仅指个人需要,也包括国家和集体需要,可见,客户作为一种主体概念,指向是多样化的。不仅如此,技术设计过程中,也关涉到诸多利益相关者的需要,如技术设计者为回避风险和责任,在设计过程中采用了简单性设计或者为了节省时间和货币成本而采用避开难点的设计。技术设计决策者和技术管理者有时也会出于经济的考虑而放弃技术标准的要求。如美国挑战者号航天飞机的失事,技术设计的一个瑕疵是O型密封圈的弹性失效引起的[5]。总工程师已经指出不可以发射的原因,但决策者和管理者置之不理,因为这些人考虑的是他们的利益需要。利益、权利与责任、义务总是对等的,享有特定的利益必然引发相应的责任。考量技术设计利益相关者的需要,可以清楚地划分技术设计的责任,即包括技术设计者责任、技术决策者责任、技术管理者责任和技术使用者责任。技术使用者在对技术实施的过程中也存在用之不当的行为,以及行为引发的相应后果。因此,如果从责任归属的角度划分,对技术责任的担当理应包括技术成果的使用者责任。纳米制药技术设计责任是一般技术设计责任在制药实践中的具体化。在责任链中,纳米药物设计者责任、决策者责任、管理者责任以及使用者责任均内在于利益相关者责任之中。纳米制药技术设计责任分属如图2所示。每一种责任的性质与主体在技术设计过程中的地位相关。设计者责任是首要的责任,因为纳米制药技术设计者是技术标准的掌握者和操作者。技术设计者最清楚技术设计的安全性、可持续性和社会发展性设计条件是否达到和符合要求。技术设计决策者和技术管理者责任次之,因为他们是技术设计的审核者,当然,审核的标准与技术设计者执行的标准相同,审核的原则是社会效益至上原则。技术使用者责任在责任链条中是末位责任,因为技术使用者一般会按照技术设计者、技术决策者和技术管理者通过并提供的说明书进行操作和使用。当然,在技术行为中也会有超出说明书限度的失误导致的问题和后果,这种责任将由技术使用者负责。纳米制药技术设计责任的分属形成一个技术责任链,每一种主体责任都在责任链中居于一定的位次,同时,责任的性质也根据行为准则和基本要求表现各异。这三种责任有时也有交叉,有时也表现出位次的错位或交替,如技术设计决策者和技术管理者责任在前,亦即技术设计决策者和技术管理者在某个问题上没有采纳技术设计者的建议,但一般呈如表1所示的规律。纳米制药技术设计者责任极其重要,它属于技术研发责任。技术设计者的设计应坚持科学标准,采用科学方法,实现科学目标。要达到这样的目的和设计水平,许多社会和伦理价值的因素是技术设计者必须考量的内容,如福祉、安全、可靠、可持续、公平、正义、平等。技术设计的利益相关者在实践中坚持价值导向,是确保技术设计合理和有意义的根本。

三、纳米制药技术设计责任的控制

第6篇：纳米技术出现的影响范文

[关键词]纳米技术、包装、食品包装、药品包装

中图分类号：TB383.1；TB484 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0047-02

20世纪90年代初兴起的纳米技术，被认为是21世纪科技发展的前沿领域。它主要研究0.1～100nm尺寸之间的物质组成体系以及其运动规律和相互作用，其中在实际应用中纳米技术的实用性。它是一种结合科学前沿和高技术于一体的完整体系。纳米技术的出现标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，标志着人类科学技术已进入一个新的时代――纳米科技时代。其科学价值和应用前景已逐渐被人们所认识，纳米科学与技术被认为是21世纪3大科技之一。纳米技术主要包括：纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学和纳米力学。在包装行业迅速发展的当今社会，纳米技术必然会引领包装行业走向更好的未来。

1 纳米材料

纳米材料是纳米科学技术最基本的组成部分。纳米材料可定义为：把组成相或晶粒结构控制在100nm以下长度尺寸的材料。从广义上说，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸长度范围或由它们作为基本单元构成的材料。

1.1 纳米材料的结构特征和性质

纳米材料又称为纳米结构材料，主要由晶粒和晶界组成。纳米晶体结构与常规物质不同，关于纳米晶体结构特征主要有两类看法：a.以Gleiter为代表的1类气体0结构。它既不同于长程有序的晶体也不同于近程有序的非晶体，而是处于一种无序度更高的状态；b.近程有序结构说。根据大量的实验结果分析，纳米材料的晶界处存在着短程有序的结构单元，原子保持一定的有序度，趋于低能态排列。按不同的分类原则，纳米材料有不同的分类。按纳米晶体结构形态划分成4类：零维纳米材料，如原子团、量子点等；一维纳米材料，即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级，如纳米丝、量子线等；二维纳米材料，即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级，如纳米厚度薄膜，碳纳米管等；三维纳米材料，即在三维方向上晶粒尺寸为纳米量级，如通常所指的纳米固体。把所有纳米材料从结构上区分为两类：第一类纳米材料结构全部为晶粒和晶界组成，结构基元尺寸为纳米量级；第二类是低密度具有大量纳米尺寸空洞的无规网格结构，由纳米晶粒和纳米空洞（有时还有纳米骨架结构和更小的亚稳原子团簇）组成。

1.2 纳米材料优异的特性[1～2]

a.表面效应 表面效应是指纳米晶粒表面原子数与总原子数之比，随粒径变小而表面急剧增大后所引起的性质上的变化 这种表面效应使其在催化、吸附、化学反应等方面具有普通材料无法比拟的优越性。

b.体积效应 当纳米晶粒的尺寸与传导电子的德布罗意波波长相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，使其物理性质、化学活性、电磁活性、光吸收和催化特性等与普通材料相比都将发生很大变化，这就是纳米粒子的体积效应。

c.量子尺寸效应 指纳米粒子尺寸下降到一定值时，纳米能级附近的电子能级由连续能级变为分离能级的现象，这一效应可使纳米粒子具有高的光学非线性、特异催化性和光学催化性等。

d.宏观量子隧道效应 微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量如微粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而发生变化，故称为宏观量子隧道效应MQT。早期曾被用来定性的解释纳米Ni晶粒在低温下保持顺磁性现象。这一效应与量子尺寸效应一起确定了微器件进一步微型化的极限，同时也限定了采用磁带磁盘进行信息存储的最短时间。

e.独特的光学性质 又分为：线性光学性质。纳米材料的红外吸收研究是近年来比较活跃的领域，在纳米SnO2、Fe2O3、Al2O3中均观察到异常红外振动吸收。目前，纳米材料拉曼光谱的研究也日益引起关注。当Si晶粒尺寸减小到5nm或更小时，观察到很强的可见光发射。进一步的研究发现，CdS、CuCl、TiO2、SnO2、Fe2O3等的晶粒尺寸减小到纳米量级时，也观察到发光现象。非线性光学效应。纳米材料的非线性光学效应分为共振和非共振光学非线性效应，前者由波长低于共振吸收区的光照射样品而导致，其来源于电子在不同电子能级的分布而引起电子结构的非线性，从而使纳米材料的非线性响应显著增大；后者由高于纳米材料的光吸收边的光照射样品导致，目前主要采用ZSCAN和DFWM技术来探测纳米材料的光学非线性。

f.巨磁电阻效应（GMR） 磁场导致物体电阻率改变的现象，称为磁电阻效应（MR），对于一般的金属其效应（2%～3%）常可忽略。巨磁电阻效应（GMR）是指在一定的磁场下电阻急剧减小，一般减小的幅度比通常磁性金属与合金材料的磁电阻数值约高10余倍。最近，在一些磁性纳米材料中观测到比巨磁电阻效应大得多的效应称为庞磁电阻效应（CMR）。

g.超塑性 指材料在特定条件下变形时不存在加工硬化现象，且可以承受很大程度的塑性变形而不断裂，这种特性被称为超塑性或超延展性。材料超塑变形的基本原理是高温下的晶界滑移。除以上特性外，纳米材料还具有高导电率和扩散率、高比热和热膨胀、高磁化率和矫顽力，在催化、光电化学、熔点、超导等方面也显示出与宏观晶体材料不同的特性。

2 纳米技术在食品包装应用研究的最新技术

2.1 纳米抗菌性包装材料

传统的抗菌材料一般采用以银、铜、锌等金属离子为抗菌活性成分的抗菌剂生产工艺，新的MOD系列纳米高性能无机抗菌剂是将纳米技术导入无菌复合包装，是以MOD活性基因及无机纳米银化合物为主要抗菌成份，以各种无机材料为载体而制成的无机抗菌粉体。该抗菌材料采用高科技纳米技术制备而成，抗菌机理为金属离子作用和光催化作用，具有强力的长效抗菌功能，抗菌率可达99.9%，彻底解决了无机抗菌包装材料在应用中变色的难题，是一种无毒的广谱抗菌剂，可广泛应用于生产液体奶、饮料无菌复合包装产品。抗菌制品被世界各国认为是跨世纪的环保和健康产品，纳米无机抗菌剂具有巨大的潜在市场[3]。新型抗菌材料尼龙66中掺加了一种特殊的纳米粘土复合材料，经改性后，不但提高了强度、韧性等物理力学性能，还对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有明显的杀伤效果，同时生产成本也可大幅度降低，应用于食品等高档包装薄膜的生产。日本开发了以银沸石为母料的全新型无机抗菌剂，既起催化作用，同时有具有显著的抗菌特性，其特点为抗菌效果持续时间长，不会气化和迁移而对包装物产生影响，加工稳定性高，不会污染环境。添加银沸石母料（含量1%～ 3%）制得的薄膜或表面覆一层这种薄膜的容器，经2年试用表明：在无营养源的情况下，含1%银沸石的薄膜在1～2天内完全杀死会引起食品中毒菌类，广泛应用于熟食肉类、水产品和液体食品包装[4]。

2.2 纳米保鲜包装材料

在保鲜包装中，果蔬释放出乙烯，当乙烯释放到一定浓度后，果蔬会加速腐烂。因此，果蔬等新鲜食品的保鲜技术的思路，是加入乙烯吸收剂，减少加快果蔬后熟过程的乙烯气体含量，控制包装内部气氛浓度。纳米Ag粉具有乙烯氧化的催化作用，在保鲜包装材料中加入纳米银粉，便可加速氧化果蔬食品释放出的乙烯，减少包装中乙烯含量，从而达到良好的保鲜效果，并延长货架寿命。紫外线不仅能使肉类食品自动氧化而变色，而且还会破坏食品中的维生素和芳香化合物，从而降低食品的营养价值。利用纳米材料的光学特性，纳米TiO2粉体可以有效地屏蔽紫外线，用添加0.1%～0.5%的纳米TiO2制成的透明塑料包装材料包装食品，既可防止紫外线对食品的破坏作用，还可以使食品保持新鲜。纳米技术在食品包装领域已得到较广泛地应用，陈丽、李喜宏[5]等人成功研制出富士苹果PVC/TiO2纳米保鲜膜；李喜宏等[6]还进行了PE/Ag纳米防霉保鲜膜研制；黄媛媛等通过实验研制了一种新型绿茶纳米包装材料，与普通包装材料相比，透氧量降低2.1%，透湿量降低28.0%，纵向拉伸强度提高24.0%；绿茶包装240d后，新型纳米材料包装的绿茶中，维生素C、叶绿素、茶多酚、氨基酸保留量比采用普通包装绿茶分别高7.7%、6.9%、10.0%、2.0%。

2.3 纳米高阻隔性材料及其在高阻隔性PET塑料啤酒瓶中的应用

食品包装阻隔性主要是指氧气、二氧化碳等的气体阻隔性，水蒸气阻隔性等。目前市场上较普遍的玻璃啤酒瓶存在质重、运输破损与易爆裂，制造污染等不利因素，国外上世纪90年代就已经着手研制用于啤酒灌装的PET瓶。啤酒对包装材料要求的一个重要指标是对气体的阻隔性，首先要保证在6个月的货架期内CO2的损失率小于10%，同时氧气的透过量不超过110-6。氧气尤为敏感，极微量的氧气就可以使啤酒产生异味从而影响口感，甚至是塑料瓶体材料自身溶解的氧的渗出都会影响啤酒的品质，塑料作为啤酒包装材料首先必须解决的就是气体的阻隔性问题。PET瓶因透明，化学性质稳定，阻隔性相对好，质轻价廉，回收方便等优点广泛用于软饮料和含气饮料的包装，但作为啤酒瓶，PET的气体阻隔性仍不够高，普通PET装啤酒一般只有1个月左右的保质期，不能满足市场需求。如何改进PET材料组分使之适用于啤酒包装是该领域的一个重要课题，提高聚酯瓶气体阻隔性是实现啤酒包装塑料化首要解决的技术问题。法国Sidel公司开发的无定形纳米碳涂覆技术（ACTIS）是使等离子乙炔在PET瓶内壁凝聚淀积，形成一层高度氢化的非晶态碳均匀的纳米固体膜，厚度为20～150nm。采用ACTIS工艺处理的PET瓶，较普通PET瓶的隔氧化性能效果提高30倍，对CO2的阻透性提高7倍多，防乙醛的渗入性提高了6倍[7]。此外，中科院化学所工程塑料国家重点实验室的研究人员使用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）聚合插层复合技术，将有机蒙脱石与PET单体一起加和到聚合釜中，成功地制备了PET纳米塑料（NPET），这种纳米塑料的阻隔性较普通的PET有了很大改善，实验表明：把啤酒装在NPET瓶里保存了4～5个月后，结果发现啤酒的口味与新鲜啤酒没有明显区别[8]。

3 纳米技术在药品包装应用研究的最新技术

3.1 高阻隔性包装

高阻隔性包装是指对氧气、水蒸气、二氧化碳等有高阻隔性的包装，高阻隔包装常采用多层复合膜。药用泡罩包装材料包括药用铝箔、塑料硬片（最常用的材料是药用聚氯乙烯PVC硬片）、热封涂料等。但因为药品对湿气、氧气等敏感和人们对药用包装要求的提高及药品储存期的延长，现在正在采用新技术将塑料硬片复合一层高阻隔性材料，如PVDC等，以提高对湿气等气体的阻隔性能，最具有代表的结构为PVC/PVDC，PVDC作为高阻隔层材料，其最大的特点就是对气体水蒸汽优异的阻隔性，很好的保持药品原味。

添加纳米级材料的无机粒子可以极大地改进基础树脂的物性，在高阻隔包装材料中发挥神奇的作用[9]。如德国Bayer公司推出的尼龙纳米复合材料，把化学改性的硅酸盐粘土分散在PA6薄膜中，这些细小颗粒不影响薄膜透明度，但建立了迷宫式的气体通路，减慢气体通过薄膜的进程。日本纳米材料公司将纳米复合材料涂在各种薄膜基体上，据称阻隔性与镀铝膜相同。既具有无机材料的高阻隔性又有塑料透明性的涂氧化硅膜是塑料阻隔技术发展的代表，这种薄膜光泽、透明性好，阻隔性优于一般共挤出薄膜和PVDC涂布膜。氧化硅的深层厚度仅为0.05～0.06 m，不会影响透明度，氧气、水蒸气的透过率极低，而且与塑料膜粘合极牢，抗弯折性极佳，耐消毒，因而在美国、日本等发达国家已生产和使用。

3.2 纳米抗菌性包装材料

纳米抗菌性包装材料在药品包装领域的应用前景有具有抗菌功能的纳米纸、纳米复合抗菌素薄膜等。主要是将一些纳米级的无机抗菌剂加入到造纸浆料或者薄膜中，制成抗菌性能极强的纳米纸[10]、纳米薄膜。

由于许多有机抗菌剂存在着耐热性差、易挥发、易分解产生有害物质、安全性能不好等问题，所以无机抗菌剂的开发成为人们的研究重点。人们利用超微细技术可以产生纳米级的无机抗菌剂，无机抗菌剂主要包括银、铜、锌、硫、砷及其离子元素。光催化抗菌剂有纳米级氧化钛、氧化硅、氧化锌等，它们能将细菌和残骸一起杀灭和消除，所以比传统的抗菌剂仅能杀死细菌本身的性能更加优越。MOD系列的纳米高性能无机抗菌剂还解决了无机抗菌剂在应用中 变色的世界性难题。

4 展望

纳米技术是未来包装技术的希望。它可以使用更少的材料，同时具有更好的性能，并且使包装成为智能化系统的一部分。纳米技术制造的包装材料有更好的强度、刚性、生物降解性、化学稳定性、热力稳定性、隔热防火特性和防紫外线特性等。这必将使得食品和药品包装领域的新材料新技术大量出现。从而使这些与我们生活密切相关的商品质量得到更好的保障。

参考文献

[1] 张荣.包装机中薄膜热封过程的仿真研究[D].哈尔滨：哈尔滨商业大学，2002.

[2] 程卫国.等.MATLAB5.3应用指南[M].北京：邮电出版社，2000.

[3] 陈希荣.纳米无机抗菌剂的添加法及在液态奶包装上应用[N].中国包装报，2005-07-16

[4] 黄媛媛.王林，胡秋辉. 纳米包装在食品保鲜中的应用及其安全评价[J].食品科学，2005：16（8）：442-444

[5] 陈丽，李喜宏，胡云峰，等.富士苹果PVC/TiO2纳米保鲜膜的研究[J].食品科学，2001，22（7）：74-76

[6] 李喜宏，陈丽，关文强.PE/Ag纳米防霉保鲜膜研制[J].食品科学，2002，23（2）：129-132

[7] 徐锦龙.聚酯啤酒瓶技术现状及发展趋势[J].合成技术及应用，2001，15（2）：22-24.

[8] 欣溪.食品工业中的纳米科技[J].中外食品，2002，（7）：44

第7篇：纳米技术出现的影响范文

一、纳米科技的意义与发展过程

(1)纳米科技的定义。

如果将人类所研究的物质世界对象用长度单位加以描述，我们可以得到人类智力所延伸到的物质世界的范围目前人类能够加以研究的物质世界的最大尺度是Kfm(约10亿光年），这是我们已观测到的宇宙大致范围人类所研究的物质世界的最小尺度为1CF19m(0.1阿米）纳米科技中的“纳米”为rn^m，是1毫米的百万分之一。原子的直径在0.1-0.3个纳米之间。研究小于10-1()@以下的原子内部结构属于原子核物理粒子物理的范畴。纳米科技是指在纳米尺度（1nm到100nm之间)上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。当物质小到1至100纳米（rn9-10"7米)时，由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应，使物质的很多性能发生质变，呈现出许多既不同于宏观物体，也不同于单个孤立原子的奇异现象纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。

(2)纳米科技概念的提出与发展

最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者查德.费曼1959年他在一次著名的讲演中提出：如果人类能够在原子分子的尺度上来加工材料、制备装置，我们将有许多激动人心的新发现他指出，我们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。那时，化学将变成根据人们的意愿逐个地准确放置原子的问题

1974年，Taniguchi最早使用纳米技术（Nan?otechnology)一词描述精细机械加工。70年代后期，麻省理工学院德雷克斯勒教授提倡纳米科技的研究，但当时多数主流科学家对此持怀疑态度。

纳米科技的迅速发展是在20世纪80年代末90年代初。80年代初发明了费曼所期望的纳米科技研究的重要仪器一一扫描隧道显微镜（STM)、原子力显微镜（AFM)等微观表征和操纵技术，它们对纳米科技的发展起到了积极的促进作用。与此同时，纳米尺度上的多学科交叉展现了巨大的生命力，迅速形成为一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩与第五届国际扫描隧道显微学会议同时举办，〈〈纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世一门崭新的科学技术一纳米科技从此得到科技界的广泛关注。

(3)纳米科技的重要意义一一为什么会出现“纳米热”？

德国科学技术部早在1996年就对纳米技术市场做了预测，估计到2010年能达到14400亿美元美国《商业周刊》将纳米科技列为21世纪可能取得重要突破的3个领域之一(其它两个为生命科学和生物技术?从外星球获得能源）从1999年开始，美国政府决定把纳米科技研究列入21世纪前10年11个关键领域之一。2000年2月美国总统克林顿宣布联邦政府将以4.95亿美元优先实施新的“全美纳米科技计划(NNI)”国家科技委员会为此还专门成立了由各部门专家组成的“纳米科学与工程技术小组”（IWGN)，提出了研究报告《国家纳米技术倡议》报告形成后，总统科技助理写信给国会称:纳米技术将与信息技术或生物技术一样，对21世纪经济、国防和社会产生重大影响，可能引导下一场工业革命(Leadingtothenextindustrialrevolution)，应把它放在科学技术的最优先地位（Toppriority)

纳米科技的陡然升温不仅仅是尺度的缩小问题，实质是由于纳米科技在推动人类社会产生巨大变革方面所具有的重要意义所决定的纳米科技将促使人类认知的革命首先，纳米科技的科学意义体现在：纳米尺度下的物质世界及其特性，是人类较为陌生的领域，也是一片新的研究疆土在宏观和微观的理论充分完善之后，在介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的源头;纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性突破的，在这一尺度下，充满了原始创新的机会。因此，对于还比较陌生的纳米世界中的尚待揭示的科学问题，科学家有着极大地好奇心和探索欲望

其次，由于纳米科技是对人类认知领域新疆域的开拓，人类将承担对新理论和新发现重新学习和理解的任务而一旦对这一领域探索过程中，形成的理论和概念在我们的生产生活中得以广泛的应用，那么，人类将建立迥异于我们肉眼所能观察到的物质世界的新观念，它将极大地丰富我们的认知世界并给人类社会带来观念上的变革

第三，从人类未来发展的角度看，可持续发展将是人类社会进步的唯一选择纳米科技推动产品的微型化?高性能化和与环境友好化，这将极大节约资源和能源，减少人类对其的过分依赖，并促进生态环境的改善。这将在新的层次上可持续发展的理论变为现实提供物质和技术保证纳米科技将引发一场新的工业革命由于量子效应，微电子器件的极限线宽一般认为是0.07微米（70纳米）根据美国半导体工业协会预计，到2010年半导体器件的尺寸将达到0.1微米（100纳米），这正好是纳米结构器件的最大长度。小于这一尺寸，所有的芯片需要按照新的原理来设计为了突破信息产业发展的瓶颈，我们必须研究纳米尺度中的理论问题和技术问题，建立适应纳米尺度的新的集成方法和新的技术标准。而在这一尺度上制造出的计算机的运算和存储能力将比目前微米技术下的计算机性能呈指数倍的提高，这将是对信息产业和其它相关产业的一场深刻的革命。同样，生命科技也面临着在纳米科技影响下的变革所以，人们认为纳米科技是未来信息科技与生命科技进一步发展的共同基础正如美国《新技术周刊》指出：纳米技术是21世纪经济增长的一个主要的发动机，其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌。

纳米科技不仅对信息和生物技术产业产生革命性的影响，而且也促使传统产业的“旧貌换新颜”。这是纳米概念在国内炒得沸沸扬扬的重要原因之一目前纳米技术已经渗透到某些传统产业中，如染料、涂料、食品等。比如通过纳米材料的研究，我们在化纤制品中加入纳米微粒，可以除昧杀菌通过纳米技术的运用，使建筑物外墙涂料的耐洗刷性由原来的1000多次提高到1万多次，老化时间也延长了两倍多。这种对传统材料进行纳米改性的技术，企业应用的投入不大，而且市场前景广阔。

鉴于纳米科技对未来工业的革命性影响和对传统产业技术改造的广泛性，发达国家的企业为开拓巨大的潜在市场，正加强技术储备，努力占领战略制高点。

目前我国出现的“纳米热”，因纳米科技本身所蕴含的对人类生产生活的巨大推动作用，有其产生的必然性，而且这股热浪对于纳米科技在中国的蓬勃发展有着积极的促进作用。但是我们也应该看到，纳米科技作为国际上刚刚兴起的一门新兴的学科领域，有许多重大的基础问题还未解答，其全面走向应用尚需时日，因此，对于“纳米热”应予正确引导，防止将纳米科技的概念庸俗化

二、纳米科技的研究领域

由于纳米科技的多学科交叉性质，因此，纳米科技的研究对象涉及诸多领域，它的基础研究问题又往往与应用密不可分我们可以根据纳米科技与传统学科领域的结合而细分为纳材料学、纳电子学、纳生物学、纳化学纳机械学与纳加工等等，但这种与学科紧密联系的分类方式，无法简单便捷地勾勒纳米科技的大致轮廓，各类之间而且又有交叉和重叠因此，为使大家对纳米科技有直观的了解，我们将介绍纳米科技中有代表性的纳米材料、纳米器彳牛、纳米检测与表征三类功用性很强的研究领域料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度水平，并且具有特殊性能的材料。其主要类型为:纳米颗粒与粉体纳米碳管和一维纳米材料、纳米薄膜、纳米块材。纳米材料由于其结构的特殊性，如大的比表面以及一系列新的效应(小尺寸效应、界面效应、量子效应和量子隧道效应)决定了纳米材料出现许多不同于传统材料的独特性能，进一步优化了材料的电学热学及光学性能对于纳米材料的研究包括两个方面：一是系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特征，通过和常规材料对比，找出纳米材料特殊的规律，建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论;二是发展新型纳米材料。目前纳米材料应用的关键技术问题是在大规模制备的质量控制中，如何做到均匀化、分散化稳定化。

(2)纳米器件。

纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去制造具有特殊功能的产品。因此，纳米器件的研制和应用水平是进入纳米时代的重要标志。

如前所述，纳米技术发展的一个主要推动力来自于信息产业。

纳电子学的目标是将集成电路的几何结构进一步减小，超越目前发展中遇到的极限，因而使得功能密度和数据通过量率达到新的水平。在纳米尺度下，现有的电子器件把电子视为粒子的前提不复存在，因而会出现种种新的现象，产生新的效应，如量子效应利用量子效应而工作的电子器件称为量子器件，象共振隧道二级管、量子阱激光器和量子干涉部件等与电子器件相比，量子器件具有高速(速度可提高1000倍)、低耗(能耗降低1000倍）高效高集成度、经济可靠等优点。

为制造具有特定功能的纳米产品，其技术路线可分为“自上而下”（TopDown)和“自下而上”(Bot?tomUp)两种方式“自上而下”是指通过微加工或固态技术，不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化;而“自下而上”是指以原子、分子为基本单元，根据人们的意愿进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品。这种技术路线将减少对原材料的需求，降低环境污染

科学家希望通过纳生物学的研究，进一步掌握在纳米尺度上应用生物学原理制造生物分子器件，目前，在纳米化工厂、生物传感器生物分子计算机、纳米分子马达等方面，科学家都做了重要的尝试

(3)纳米结构的检测与表征。能，发现新现象，发展新方法，创造新技术，必须建立纳米尺度的检测与表征手段。这包括在纳米尺度上原位研究各种纳米结构的电、力、磁光学特性，纳米空间的化学反应过程，物理传输过程，以及研究原子、分子的排列组装与奇异物性的关系

扫描探针显微镜（SPM)的出现，标志着人类在对微观尺度的探索方面进入到一个全新的领域作为纳米科技重要研究手段的SPM也被形象地称为纳米科技的“眼”和“手”。

所谓“眼睛”，即可利用SPM直接观察原子、分子以及纳米粒子的相互作用与特性

所谓“手”，是指SPM可用于移动原子、构造纳米结构，同时为科学家提供在纳米尺度下研究新现象、提出新理论的微小实验室

同时，与纳米材料和结构制备过程相结合，以及与纳米器件性能检测相结合的多种新型纳米检测技术的研究和开发也受到广泛重视如激光镊子技术可用于操纵单个生物大分子。

三、纳米科技前景的展望

(1)材料和制备

在纳米尺度上，通过精确地控制尺寸和成份来合成材料单元，制备更轻更强和可设计的材料，同时具有长寿命和低维修费用的特点；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料，生物材料和仿生材料实现材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复

(2)微电子和计算机技术

纳米结构的微处理器的效率将提高一百万倍，并实现兆兆比特的存储器(提高1000倍);研制集成纳米传感器系统

(3)环境和能源。

发展绿色能源和环境处理技术，减少污染和恢复被破坏的环境;制备孔径1nm的纳孔材料作为催化剂的载体，有序纳孔材料和纳米膜材料(孔径10-100nm)用来消除水和空气中的污染;成倍的提高太阳能电池的能量转换效率。

(4)医学与健康

纳米技术将给医学带来变革:纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织;在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排斥反应;研究耐用的与人体友好的人工组织、器官复明和复聪器件;疾病早期诊断的纳米传感器系统

(5)生物技术

在纳米尺度上按照预定的对称性和排列制备具有生物活性的蛋白质、核糖核酸等，在纳米材料和器件中植入生物材料使其兼具生物功能和其他功能，生物仿生化学药品和生物可降解材料;动植物的基因改善和治疗，测定DNA的基因芯片等

(6)航天和航空

纳米器件在航空航天领域的应用，不仅是增加有效载荷，更重要的是使耗能指标成指数倍的降低?这方面的研究内容还包括:研制低能耗、抗辐照、高性能计算机;微型航天器用纳米集成的测试控制仪器和电子设备；抗热障耐磨损的纳米结构涂层材料

(7)国家安全

由于纳米技术对经济社会的广泛渗透性，拥有纳米技术知识产权和广泛应用这些技术的国家，将在国家经济安全和国防安全方面处于有利地位通过先进的纳米电子器件在信息控制方面的应用，将使军队在预警导弹拦截等领域快速反应;通过纳米机械学，微小机器人的应用，将提高部队的灵活性和增加战斗的有效性;用纳米和微米机械设备控制，国家核防卫系统的性能将大幅度提高;通过纳米材料技术的应用，可使武器装备的耐腐蚀?吸波性和隐蔽性大大提高，可用于舰船、潜艇和战斗机等

四、发达国家在纳米科技方面的研究水平和部署状况

美国前总统克林顿2000年在加州理工学院的演讲中说:“纳米技术能在原子和分子水平上操纵物质想一下这样的可能性:强度为钢10倍的材料而重量只有钢的一小部分;把国会图书馆的所有信息压缩进一个只有一块方糖大小的器件中；能检测出只有几个细胞大小的肿瘤。有些目标可能在20年后才能实现，但这正是联邦政府应该承担的重要责任”正是由于纳米科技对国家未来战略的重大影响，发达国家的政府和企业纷纷投入大量人力、物力和财力进行纳米科技的研究和产业化

(1)发达国家在纳米科技领域内的发展水平。

当前，美国已在纳米结构组装体系、高比表面纳米颗粒制备与合成，以及纳米生物学方面处于领先地位，在纳米器件纳米仪器超精度工程陶瓷和其它结构材料方面略逊于欧共体。日本在纳米器件和复合纳米结构方面有优势，在分子电子学技术领域仅次于德国德国在纳米材料、纳米测量技术、超薄

(2)发达国家对纳米科技领域的部署美国于2000年2月宣布启动“国家纳米科技计划（NNI)”，在2001年财政年度拨款4.95亿美元以加强研究实力。政府实施这项计划的根据是:今天的纳米技术就像50年代的晶体管一样，其科研和工业化的应用将进一步促进美国经济的发展;为美国培养新世纪的技术人才;增强美国国际科技竞争力的需要;节约资源能源，保证美国未来的可持续发展；纳米技术是开发未来微型武器的技术基础，是国防工业的未来参与这项计划的机构包括国家科学基金会（NSF)、国防部（DOD)能源部（DOE)国立卫生研究院（NIH)国家航空航天局（NASA)商务部(DOC)以及国家技术标准研究所(NIST)这项计划将优先支持5个方面:基础研究;创新性应用项目；成立10个纳米中心（已建成6个）和网络;基础设施;人员教育与培训、研究纳米技术所引起的伦理法律及社会问题。

德国拟建立或改组六个政府与企业联合的研发中心，并启动部级的研究计划。

法国最近决定投资8亿法郎建立一个占地8公顷、建筑面积为6万平米拥有3500人的微米鈉米技术发明中心，配备最先进的仪器设备和超净室，并成立微米纳米技术之家，专门负责申请专利和帮助研究人员建立创新企业

日本除继续推动早已开始的纳米科技计划外，每年投资2亿美元推动新的国家计划和新的研究中心建设。

西方国家的目标在于在基础和应用基础研究领域作前瞻性的部署，取得知识产权，占领战略制高点，并与企业结合，迅速推动已有科研成果走向市场并获得战略优势。

五、我国纳米科技的发展状况我国对纳米科技的重要性已有较高的认识，并给予了一定的支持。国家科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等部门从“八五”、“九五”开始就设立了“攀登计划”项目和相关的重点、重大项目，1999年科技部又启动了有关纳米材料的“国家重点基础研究”项目。我国通过这些项目对纳米科技领域资助的总经费大约相当于700万美元，与发达国家相比，投入经费相差很大

我国的纳米科技研究，特别是在纳米材料方面取得了重要的进展，并引起了国际上的关注1995年，德国科技部对各国在纳米技术方面的相对领先五等级，前四个等级为日本、德国、美国、英国和北欧

从受资助项目来看，我国的研究力量主要集中在纳米材料的合成和制备，扫描探针显微学，分子电子学以及极少数纳米技术的应用等方面。但由于条件所限，研究工作只能集中在硬件条件要求不太高的一些领域虽然我国科学家在纳米碳管纳米材料的若干领域已取得一些很出色的研究成果，但国家在纳米科技领域的总体水平与美、日、欧相比，差距还是很大的，尤其是在纳米器件方面差距更为明显

目前，我国拥有一支比较精干的纳米科技研究队伍，他们主要集中在中国科学院的有关研究所，北京大学清华大学中国科技大学南京大学复旦大学等国内一批知名高校为集中本系统内的纳米研究的主要力量，北京大学和中国科学院还相继成立了各自的纳米科技研究中心。

2000年10月1日，中央十五届五中全会通过《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年计划的建议》，明确提出了将新材料和纳米科学的进展作为“十五”规划中科技进步和创新的重要任务这为我国21世纪初纳米科技的快速发展奠定了重要的基础

六、对策与建议

发展我国纳米科技的重要意义在于:首先，纳米科技将在21世纪对我们的社会、经济以及国家安全产生重大影响具有知识经济时代特征的21世纪，将是生命科技和信息科技高速发展和广泛应用的时代而纳米科学和技术将促进包括生命科技信息科技在内的几乎所有技术的飞速发展西方发达国家对此正在积极筹划，以期达到知识垄断。目前西方的国家和企业已将纳米核心技术列为绝对的国家机密和商业机密，严格限制对我国的出口其次，发展纳米科技将极大提高我国的科技竞争力纳米科技兴起于80年代初，对于世界各国来说都属全新的科技领域，尽管我国与发达国家尚有不小差距，但我们在纳米材料领域基本与国际先进水平保持同步，只要措施得当，我们完全有可能赶上发达国家的步伐第三，纳米科技将促进我国传统产业的改造由于现实的纳米科技，尤其是纳米材料在改造传统产业方面所表现的投入少、见效快?市场前景广阔等特点，在以传统产业为主的我国企业内比较容易推广，因此，纳米科技的应用已得到我国企业界的广泛响应，这为纳米科技在中国发展奠定了重要的动力基础。

有鉴于此，为增强我国的国际科技竞争力和经济竞争力，促进第三步发展战略的顺利实施，保障我国未来的可持续发展和国家安全，必须大力加强纳米科技的研发工作，动员多学科、跨部门和跨行业的力量参加到这一领域中来

我国纳米科技存在的问题主要表现在多学科交叉融合程度不够、缺乏重要的实验设施基础研究薄弱、信息交流少。为克服和解决这些问题，使我国能够抓住机遇，迎头赶上，为此建议：

1.应在国家层次上确定我国纳米科技的发展战略，制订我国的纳米科技发展的近期中长期规划兼顾基础研究、应用研究和开发研究的协调发展，推动科技成果产业化，协助有关部门尽快制定与纳米科技相关的产品技术标准

2.成立部级的“纳米科技专家咨询小组”。协助政府做好我国纳米科技战略的制订和研究开发工作

第8篇：纳米技术出现的影响范文

【关键词】纳米技术；环境保护；污水处理；废气处理

1、纳米技术的定义

纳米技术是近年来出现的一门高新技术。纳米是人其大小在0.1～100nm 之间的x微小原子，是人类用肉眼无法看到的，纳米技术是产生在这种物质至上的一种技术，它的主要原理就是将微小的纳米原子进行重新的排列与组合，生产出新的产品的一种技术，这种技术不仅满足了人类的想象，而且利用了纳米材料的特点而发展的，纳米技术作为一种高新科技，目前纳米技术已经发展延伸到了人类生活的多个领域，而且纳米材料成本较低，人类已经完全接受了这种技术，并期待它有着进一步的发展，可以说，纳米技术的发展是人类科技发展的另一个阶段，是科学技术史上的一次革命，它不仅将克服传统环保技术材料的不足，而且生产出新型高效环保材料和环保技术，拓展了环保视野，提高环保能力，彻底改善环境状态，是环境保护工作的一次革命。

2、纳米技术在环境保护中的应用

2.1污水处理

污水通常指受一定污染的、来自生活和生产的废弃水，其主要污染物有病原体污染物，耗氧污染物，植物营养物和有毒污染物等，严重威胁人们的健康。污水处理就是将污水中的有害物质从水中去除。原始的污水处理，会造成再度污染，而且处理的速度慢，水质不能完全还原，一直不能达到人们理想的结果，这就依赖于纳米材料的技术应用了。一种新型纳米技术提取污水中的有用金属，将它们再利用，创造出新的价值。不但净化了污水，而且防止了资源的浪费。

此外通过纳米技术研发的一种新型的喷剂，这种喷剂的吸附功能是原始抨击功效的22倍左右，其处理过程可分为三步：

第一步：利用纳米净水剂将污水中的杂物吸取出来。

第二步：纳米材料的设备，应用于吸收水中的杂物，产生洁净的水资源

第三步：一种特殊的设备，分别装置纳米孔和纳米薄膜，将水放置到这一设备分别通过以上两种装置，在水通过的时候纳米材料就和水中的危害物质产生化学反应，提出危害物质，还原留存出净化水，提高水的质量

1）废水在无机污染下的处理

当水被检测成有重金属存在时，要注意了，这种水对人类会造成危害，这就是无机污染下的水资源，但直接处理掉不利用的话，又会造成资源浪费。纳米技术的发展为人类带来了希望，它将纳米材料放入水中，使得水中的有效金属自动脱离，这样的效果既能使用干净的水资源，又能吸取回水中的有用金属。

2）废水在有机污染下的处理

TiO2科作为纳米技术的引用材料，利用光的作用，与水中的有害物质产生化学反应，它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质。提高了水的质量，减少了污染。这样的实验为人们带来了喜讯，利用这种方式使得改善过的水资源，完全可以达到清洁的目的，对于饮用水的这种处理，是一个不错的选择，人们的生活用水要达到纯净，无污染的愿望完全可以实现。

3）出去饮用水中的有害物质

此净化技术既可以处理污水，也可以对自来水进行净化处理，去除细菌，把对人体有利的矿物质和元素保留下来。经过净化的自来水对人体健康很有利，可以保护肝肾免受伤害。

2.2污水的清洁和清新空气的再造

人们的生活环境一直被污染过的空气和水资源所困扰着，源源不断的新的产品使用在空气净化和污水处理的需求中，虽然有一些成效，但是也造成了一些负面的影响，以及成本的供不应求，针对于这种情况，纳米材料在新技术上得到了广泛的应用，房屋内部的空气改善就是纳米新技术的一个施展方向，为人们带来了绿色生活，清新的空气，而且纳米催化剂催化下的土质，用于路面建设也是一个不错的选择，使路面的成分中含有化学因子，减少空气中的有害物质，目前我们所研制的一种空气净化设备，就是纳米材料的一种应用，在人流比较拥挤的地方，使用较大型的设备，在其设备中添加纳米成分，这样在平常我们认为空气质量差的地方，感受到清新的空气，人们也更愿意在这种环境下绿色出行。同时又可以在，污秽的墙壁等地方，刷上含有纳米材料的催化剂，可以达到这个地方进行自己清洁的效果涂更加方便了人们的生活，改善了环境

1）去除空气中的有害化合物

这种化合物的来源主要是从没有被完全利用的物质中产生的，严重危害人类健康，纳米材料带来的新兴技术投入到物质的使用当中时不仅可以充分使用，而且会转变它自身的存在状态。通过化学实验，有害化合物中硫的含量就会减少，因此纳米技术不仅节约了能源，提高能源的综合利用率，减少了环境污染问题，而且使废气等有害物质的再利用成为一种可能。

第9篇：纳米技术出现的影响范文

摘要 目前，制备颗粒的方法主要有两种，一种是通过粉碎从大到小制备颗粒，另一种是通过合成从小到大制备颗粒。通过粉碎方法制备的颗粒，目前最细为0.1um，合成的方法可以制备几纳米到几十微米范围的颗粒。高速气流法制备微纳米粉体是通过粉碎的方法制备超细颗粒的，他能够制备亚微米到几十微米内的颗粒，主要制备0.5um~20um范围内的超细颗粒材料。高速气流法主要是利用高压气体通过喷嘴产生的高速气流（300m/s~1 000m/s）作为工作介质，赋予物料颗粒极高的速度，使他们互相或与固定板冲击碰撞，或高速气流本身对物料颗粒进行冲击、摩擦和剪切而使物料被较快粉碎。被粉碎的物料随气流至分级区进行分级，达到粒度要求的物料由收集器收集下来，未达到粒度要求的物料返回粉碎腔继续粉碎，直至达到要求的粒度并被捕集。

关键词 高速气流法；超微粉体；拉瓦尔喷嘴；陶瓷衬板

中图分类号TF123 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）70-0117-02

随着高新技术产业的飞速发展，也对粉体材料提出了更高要求，他们应具有高细度、高纯度、严格的粒度分布、一定的晶体形状。要达到这一要求，传统的机械粉碎如球磨机，雷蒙磨等已经不能满足生产加工需求。国家科委已将超微粉体材料与技术工程列为“九五”“十五”重点高科技项目加以推广。各科研院校及相关粉体设备生产企业都致力于高性能粉体制备技术的开发与研究并取得了一系列的成绩。高速气流法制备微纳米粉体技术是一种适用于脆性物料的超微粉碎，尤其适宜于聚集体或凝聚体物料颗粒的粉碎技术。

1 高速气流法制备微纳米粉体的原理

高速气流粉碎机的下部为相对布置的拉瓦尔喷嘴，用来释放超音速气流使物料相对碰撞，物料在腔体内呈流化状态。同时速度可调的高速旋转分级轮，产生离心力场，引导粉碎后的气固两相流通过分级轮叶片之间的间隙由外向内运动时，颗粒被强制在离心力场中做高速旋转，较大的颗粒在强大离心力的作用下被甩向外壳，并在重力作用下，沉降到粉碎腔继续粉碎，较小颗粒则在气体拽力的作用下，随气流向转子内部运动，成为合格产品通过管道进入旋风收集器。它的分级精度较高，达到细度的颗粒能及时分离出主机，防止过粉碎增加能耗，具备高效生产特点。在该技术中如何达到粉碎效果，降低能耗是关键环节，影响该方法制备微纳米粉体主要有以下几个原因：

1）工作介质压力对高速气流法制备微纳米技术的影响

物料在粉碎腔中的冲击表现为自由状态冲击，颗粒与颗粒之间在飞行过程中的相互冲击碰撞如正面碰撞、追赶碰撞代表大多数高速气流粉碎机内发生的冲击碰撞过程，其他的一些运动包括高速运动的颗粒与固定靶板壁面的正面或斜向撞击从而达到使物料粉碎的目的。该撞击的能量由喷嘴喷出的高速气流提供，只有当运动中的颗粒获得足够的动能，颗粒之间相互碰撞产生的能量才会增加，才能达到快速粉碎的目的，这一能量来源于喷嘴喷出的高速气流，当该气流源进入喷嘴前的压力提高时，由伯努利方程可以得出喷嘴出口处的流速会相应的增大，该高速气流从而带动了物料的飞速运行，使待粉碎颗粒获得较高的动能。然而喷嘴出口速度与喷射压力并非线性关系，当工作压力增加到某一定值时，产量的增加和粒度的减小趋缓，这是因为当工作压力超过一定值时，打破了喷嘴喉部前后的压力比，从而可能在粉碎腔产生激波或湍流，气流穿过激波时速度下降，固相物料颗粒速度几乎不变，气固两相的速度差导致固相撞击速度下降而影响了粉碎效果。因此工作介质压力对高速气流法制备微纳米技术有着较大的影响，针对不同物料需找一最佳值，这样才能有效避免能量浪费，提高单位值经济效益。

2）进料速度及均匀性对高速气流法制备微纳米技术的影响

物料被挤压或喷射进粉碎腔时，物料即接受喷嘴出来的高速气流的能量。当粉碎腔内物料颗粒较少时，颗粒之间的相互碰撞的概率减少，则时间值内粉碎颗粒粒径增大；当粉碎腔内物料颗粒超出额定范围值时，每个颗粒获得的单位动能比值降低，同样导致相互碰撞粉碎的概率降低。当进料颗粒浓度时高时低的情况下，导致粉碎腔内气固两相比值不稳定，从而破坏了粉碎腔内的压力稳定，扰乱气固两相流流场，降低了生产力。因此寻找最佳的进料速度并稳定进料速度在高速气流法制备微纳米技术中也起着一定的重要作用。

3）工作腔壁对高速气流法制备微纳米技术的影响

物料颗粒除了在粉碎腔内相互碰撞、冲击而产生粉碎之外，与粉碎腔壁之间的碰撞、摩擦也是粉碎的一个重要途径。但是物料颗粒在与介质的相互摩擦过程中会产生大量的热量，同时工作腔壁的磨损会对物料造成污染，降低产品的纯度，不符合现代高新产业对原料的纯度要求。因此与物料和气流相接触的粉碎腔则用一些特殊的材料制作（聚氨酯、碳化钨、各种不锈钢等耐磨材料制成）。其中又以陶瓷衬板作为粉碎腔的内衬尤为理想，经验证对于一些要求较高的物料其白度，纯度都基本无影响。

工作腔壁采用陶瓷作为内衬，如何增加物料颗粒与陶瓷内衬之间的摩擦，达到提高粉碎效率的目的，一般在内衬表面制作起伏的纹路。

4）加料方式对高速气流法制备微纳米技术的影响

在实际生产过程中加料一般通过两种方式：一是物料与工作介质一起通过喷嘴，喷射到粉碎腔中；另一种是物料通过加料器被挤压或喷射入粉碎腔中。前者加料方式对喷嘴磨损大，且喷嘴内部曲线变化大，影响了气流在喷嘴出口的马赫数，以及压力变化与速度变化较大，且喷嘴的磨损导致污染。后者磨损较小，且对气压，风速无明显影响，在应用过程中一般采用后者。

高速气流法制备微纳米粉体的应用现状

目前工业上应用的气流粉碎机主要有以下几种类型：扁平式气流磨、流化床对喷式气流磨、循环管式气流磨、对喷式气流磨、靶式气流磨。其中扁平式气流磨、流化床对喷式气流磨、循环管式气流磨应用较为广泛，现将其工作原理做一个简单阐述：