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無機和金屬納米材料

無機納米材料是納米材料從物質的類別來劃分出的一種納米材料。指其組成的主體是無機物質。金屬納米結構材料是指基本結構特征尺度在納米量級(小于100 納米)的單相或多相金屬材料,如納米晶體材料(晶粒尺寸三維均在納米尺度)、納米孿晶材料(孿晶-基體層片厚度在納米尺度)、納米層狀結構(二維層片結構厚度在納米尺度)、梯度納米結構(晶粒尺寸從納米尺度梯度變化到宏觀尺度)及混合納米結構(納米晶粒與粗晶?;旌辖Y構)等。


納米具有特殊的理化性質,可廣泛用于化工、生物、醫藥等領域。常規藥物缺乏靶向性,無法進行控制釋放,易導致藥物在正常組織積累,造成毒副作用。相比常規藥物以及化療、放療,無機納米材料用于藥物載體可達到靶向運輸、控釋緩釋藥物的效果,因此無機納米材料在靶向性給藥、藥物控制釋放和緩釋、癌癥治療等方面有良好的應用前景。?


阿拉丁提供眾多金屬和無機納米材料:

(1)鈷(Co)高密度磁記錄材料。

(2)金屬納米粉體。鐵、鈷、氧化鋅粉末及碳包金屬粉末可作為軍事用高性能毫米波隱形材料、可見光一紅外線隱形材料和結構式隱形材料,以及手機輻射屏蔽材料。

(3)表面涂層材料。納米鋁、銅、鎳粉體有高活化表面,在無氧條件下可以在低于粉體熔點的溫度實施涂層。

(4)高效催化劑。銅及其合金納米粉體用作催化劑,效率高、選擇性強,可用于二氧化碳和氫合成甲醇等反應過程中的催化劑。如鐵、銅、鎳、鈀、鉑等制成納米微粒的金屬催化劑。納米鎳粉具有極強的催化效果,可用于有機物氫化反應、汽車尾氣處理等。粒徑為30nm的鎳可將有機化學加氫及脫氫的反應速度提高15倍。

(5)導電漿料。用納米銅粉替代貴金屬粉末制備性能優越的電子漿料。

(6)納米鐵粉。利用納米鐵粉的矯頑力高、飽和磁化強度大、信噪比高和抗氧化性好等優點,可大幅度改善磁帶和大容量軟硬磁盤的性能。

(7)磁流體。用鐵、鈷、鎳及其合金粉末生產的磁流體性能優異,可廣泛應用于密封減震、醫療器械、聲音調節、光顯示等領域。用永久磁鐵將磁流體固定在回轉軸的周圍,因回轉軸與周圍固定件間的空隙很小,其磁場強度特別大,從而能承受較大的沿軸線方向的推力,達到密封效果。

(8)導磁漿料。利用納米鐵粉的高飽和磁化強度和高磁導率的特性,可制成導磁漿料,用于精細磁頭的粘結結構等。

(9)高效助燃劑。將納米鎳粉添加到火箭的固體燃料推進劑中可大幅度提高燃料的燃燒熱、燃燒效率,改善燃燒的穩定性。

(10)高硬度、耐磨WC-Co納米復合材料。納米結構的WC-Co已經用作保護涂層和切削工具。這是因為納米結構的WC-Co在硬度、耐磨性和韌性等方面明顯優于普通的粗晶材料。其中,力學性能提高約一個量級,還可能進一步提高。高能球磨或者化學合成WC-Co納米合金已經工業化。

(11)Al基納米復合材料。Al基納米復合材料具有超高強度(可達到1.6GPa)。其結構特點是在非晶基體上彌散分布著納米尺度的a—Al粒子,合金元素包括稀土(如Y、Ce)和過渡族金屬(如Fe、Ni)。通常用快速凝固技術獲得納米復合結構。這種材料具有很好的強度與模量的結合以及疲勞強度。溫擠A1基納米復合材料已經商業化,在高溫下表現出很好的超塑性行為:在1s的高應變速率下,延伸率大于500%。


另外一些金屬納米材料具有獨特的氣敏、壓敏、濕敏、熱敏等功能,將納米技術應用于傳感器上,可制成性能更優異的傳感器。一些納米顆粒具有磁性,以其為載體制成導向劑,可使藥物在外磁場的作用下聚集于體內的局部,從而對病理位置進行高濃度的藥物治療,特別適于癌癥、結核等有固定病灶的疾病。?

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