第三节材料开发和利用;材料与社会;人类社会发展与人们对材料认识、开发和利用亲密相关,人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。;材料导电性
依据材料导电性能,材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。;轻易导电材料是导体
不轻易导电材料是绝缘体
半导体能够制成二极管、三极管等半导体元件
和集成电路
半导体二极管有单向导电性,半导体三极管能够用来放大电信号;其中有一个性能很好材料叫超导材料;超导体;超导材料出现以后,人们首先想到是利用超导体零电阻性实现远距离大功率输电。;超导材料不但电阻为零,而且还有其它令人注目标特征。;1.纳米是一个长度单位:1nm=10-9m;纳米材料;纳米超晶格;纳米机械零件;药品做成纳米颗粒;纳米衣服不用洗、“纳米水”喝出健康……从上世纪90年代起,试验室里尖端科技纳米技术一下子被媒体推到了市民面前,它神秘又令人憧憬:纳米终究是种什么“米”?怎么“种”出来?对我们生活将产生怎样影响?武汉“种植纳米”水平怎样?带着这些问题,本报记者探访了武汉一些高校和科研机构,请科学家来揭开“纳米”面纱。;纳米是种什么“米”?
近日,中国地质大学(武汉)材料科学与化学工程学院纳米研究课题组再次接到了深圳某美容机构传真“纳米硫”订单。去年,地大在世界上首次研制出“纳米硫磺”,在面膜、膏霜等化装品中应用纳米硫材料,对治疗脂溢性皮炎、螨虫、青春痘等有奇效。;“纳米”译自英文“nanometer”,它并不是什么特殊物质,而是一个度量单位。1纳米等于十亿分之一米,相当于针尖大小百万分之一,约相当于45个原子串起来那么长。纳米技术就是指在纳米尺寸范围内,经过直接操纵单个原子、分子来组装和创造含有特定功效新物质。当物质颗粒小到100纳米以下,这种物质就可被称为纳米材料。其物理性能与化学性质就会较原来有意想不到巨变,这些“巨变”正在生物学、材料学、信息技术等各个领域展开,它们将对人类未来生活产生重大影响。;纳米带来美好生活
最近,新加坡科学家在利用纳米技术治疗裂骨方面取得突破。试验中,教授在大鼠脚??上制造了大约3毫米裂缝,然后把用纳米材料制成骨头构架植入裂缝中,结果5个月后成功让骨头完全愈合。这是纳米技术在医学领域又一次成功应用,但“纳米”终究会给我们带来怎样新生活呢?
;从第一次工业革命到现在,真正称得上主导技术只有4次,而“纳米”技术将成为第五次推进社会各领域快速发展主导技术。更主要是,传统技术进步往往会花费巨大自然资源,而“纳米技术”则将在知识经济中成为最大节约再生资源和能源标志。;教授预言,借助纳米技术,未来我们有可能用基因芯片、蛋白质芯片组装成“纳米机器人”,经过血管送入人体去侦察疾病;携带DNA去更换或修复有缺点基因片段。有可能用纳米药品来阻断血管饿死癌细胞。使用纳米诊疗仪只需检测微量血液就可从蛋白质和DNA上诊疗出各种疾病。利用碳纳米管,我们能够搭建强度比钢高一百倍,但重量只有钢六分之一新型建筑,摩天大楼将修得更高。而用碳纳米材料替换硅芯片,将引发电脑行业革命……;未来会出现很多自然界并不存在强度高、对环境友好、节约能源和资源新型材料,这一影响不会低于现在计算机、微米技术给人类带来影响。;纳米虽是一个尺度单位,但却成为近年来最时髦商业“亮点”——“纳米家电”、“纳米水”、“纳米服装”等概念盛行一时。它们都是真纳米吗?当前市场上纳米产品,往往给人们带来一些误解。比如纳米冰箱,通常是添加了氧化钛纳米无机物,具备了一定抗菌性能;所谓纳米洗衣机,也只能说是添加了纳米材料洗衣机,而且纳米材料还只是应用在滚筒洗衣机外桶内壁上,对于最轻易产生污垢内桶外壁还没有很好处理方法。;在当前我国相关行业、产品技术标准还是空缺情况下,这些产品能否被称之为“纳米产品”还是一个问题,而炒作相关纳米概念显然不是科学和负责任态度。;从世界范围看,纳米研究正在向应用和产业化努力,这也从侧面说明“纳米技术”离大规模应用还有一个过程。比如美国前总统克林顿曾提出用一个方糖大小存放器可存下国家图书馆资料,这就是“纳米晶体管”技术,但其当前还仅是试验室产品,不能用于大规模生产,原因在于改造成本过于昂贵、产品可靠性和耐久性难以验证,“纳米科技展示前景非常美好,但要想使纳米材料真正大批量应用在现实生活中,还需要科学家和政府不停努力。”;纳米,有时也会带来伤害。
不少教授对纳米概念炒作表示出担心。纳米技术可能出现负效果,纳米材料是非常小微粒,假如应用不得当,比如在一些药品中任意应用,也可能突破人体内一些屏障,对人类健康造成伤害。
课题组曾在一项中药研究项目中提出纳米方向,但有教授表示疑虑:这种药材需要做到那么细吗?详