催化劑在許多化學化工領域中起著重要的作用，可以控制反應時間，提高反應效率和速度。大多數傳統催化劑不僅催化效率低，而且是憑經驗制備，不僅造成原料的巨大浪費，難以提高經濟效益，而且對環境造成汙染。納米粒子表面有許多活性中心，這為其用作催化劑提供了必要的條件。當納米粒子作為催化劑時，可以大大提高反應效率，控制反應速度，甚至可以進行以前無法進行的反應。納米粒子作為催化劑的反應速度比壹般催化劑高10 ~ 15倍。
半導體光催化劑廣泛用作催化劑，尤其是在有機化合物的制備中。分散在溶液中的每壹個半導體顆粒都可以近似看作壹個短路的微電池。當用能量大於半導體能隙的光照射半導體分散系統時，半導體納米粒子吸收光以產生電子-空穴對。在電場的作用下，電子和空穴被分離並移動到顆粒表面的不同位置，它們與溶液中相似的組分發生氧化還原反應。
光催化反應涉及多種反應類型，如醇類和烴類的氧化、無機離子的氧化還原、有機化合物的催化脫氫和加氫、氨基酸合成、固氮反應、水凈化處理、水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現的。半導體多相光催化劑能有效降解水中的有機汙染物。如納米TiO2 _ 2光催化活性高，耐酸堿，光穩定，無毒，廉價易得，是制備負載型光催化劑的最佳選擇。據報道，以矽膠為基質制備了具有高催化活性的TiO/SiO 2負載型光催化劑。鎳或銅鋅化合物的納米顆粒是壹些有機化合物氫化的優異催化劑，可以取代昂貴的鉑或鈕扣催化劑。納米鉑黑催化劑可以將乙烯的氧化溫度從600℃降低到室溫。利用納米粒子作為催化劑，提高反應效率，優化反應路徑，提高反應速度，是未來催化科學中不可忽視的重要研究課題，有可能給催化在工業中的應用帶來革命性的變化。
2.塗料中的應用
納米材料由於其表面和結構的特殊性，具有普通材料難以獲得的優異性能，顯示出強大的生命力。表面塗層技術也是當今世界的熱點。納米材料為表面塗層提供了很好的機會，使材料功能化成為可能。借助傳統塗層技術，添加納米材料，可以得到納米復合塗層，實現了功能的飛躍，修飾了傳統塗層的功能。塗料按用途可分為結構塗料和功能塗料。結構塗層是指改善基體某些性能和改性的塗層；功能塗層賦予基體以它所不具備的性能，從而獲得傳統塗層所不具備的功能。結構塗層包括超硬耐磨塗層、抗氧化、耐熱、阻燃塗層、耐腐蝕和裝飾塗層。功能塗層包括具有消光、光反射和光選擇性吸收的光學塗層，具有導電性、絕緣性和半導體特性的電學塗層，以及具有氧敏性、濕敏性和氣敏性的敏感塗層。在塗料中添加納米材料可以進壹步提高其防護能力，達到抗紫外線輻射、抗大氣入侵和抗降解、變色等目的。應用於衛生用品中，可以起到殺菌和清潔的作用。在標牌上使用納米材料塗層，可以利用其光學特性，達到儲存太陽能、節約能源的目的。在玻璃、塗料等建築材料中加入合適的納米材料，可以減少透光和傳熱，產生隔熱阻燃效果。日本松下公司開發了具有良好靜電屏蔽的納米塗料，使用的納米粒子包括氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅。這些具有半導體特性的納米氧化物顆粒在室溫下比常規氧化物具有更高的導電性，因此可以起到靜電屏蔽的作用，並且氧化物納米顆粒的顏色不同，因此可以通過復合來控制靜電屏蔽塗料的顏色，克服了只有壹種顏色的炭黑靜電屏蔽塗料的單調性。納米材料的顏色不僅隨顆粒大小而變化，還具有隨角度變色的效果。在汽車的裝飾噴塗行業中，在汽車和轎車的金屬閃光面漆中加入納米TiO2，可以使塗層產生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統的汽車面漆煥然壹新。納米二氧化矽是壹種抗紫外線輻射材料。在塗層中加入納米二氧化矽，可使塗層的耐老化性、光滑度和強度提高壹倍。納米塗料具有良好的應用前景，將為塗料技術帶來新的技術革命，促進復合材料的研究、開發和應用。
作者:中國科學院卒2006-5-15 12:42回復此發言。
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2納米材料的作用
3.在其他精細化學品中的應用。
精細化工是壹個巨大的工業領域，產品數量多，用途廣，影響著人類生活的方方面面。納米材料的優越性無疑會給精細化工帶來福音，顯示其獨特的實力。納米材料可以在橡膠、塑料、塗料等精細化工領域發揮重要作用。如果在橡膠中加入納米二氧化矽，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。在普通橡膠中添加納米Al2O3和SiO2 _ 2可以提高橡膠的耐磨性和介電性能，其彈性明顯優於填充白炭黑的橡膠。在塑料中加入壹定的納米材料，可以提高塑料的強度和韌性，致密性和防水性也相應提高。國外已將納米二氧化矽作為添加劑添加到密封膠和膠粘劑中，大大提高了其密封性和粘接性。此外，納米材料在纖維改性和有機玻璃制造方面也有很好的應用。在有機玻璃中添加表面改性的二氧化矽，可以使有機玻璃抵抗紫外線輻射，達到老化的目的。添加A12O3不僅會影響玻璃的透明性，還會提高玻璃的高溫沖擊韌性。壹定粒徑的銳鈦礦型TiO2具有優異的紫外線屏蔽性能，質地細膩，無毒無味，添加到化妝品中可以提高化妝品的性能。超細二氧化鈦的應用還可以擴展到塗料、塑料、人造纖維等行業。最近，開發了用於食品包裝的二氧化鈦和用於高檔汽車面漆的珠光二氧化鈦。納米TiO2 _ 2能強烈吸收太陽中的紫外線，產生強烈的光化學活性。它可以光催化降解工業廢水中的有機汙染物。它具有凈化度高、無二次汙染、適用性廣等優點，在環保水處理中具有良好的應用前景。在環境科學領域，除了用納米材料作為催化劑來處理工業生產中排放的廢物外，還將出現具有獨特功能的納米薄膜。這種膜可以檢測由化學和生物制劑引起的汙染，並過濾這些制劑以消除汙染。
4.在醫學上的應用
21世紀的健康科學將以意想不到的速度發展，人們對藥物的需求越來越高。控制藥物釋放，減少副作用，提高藥物療效，發展藥物靶向治療已被提上研究日程。納米粒子將使藥物在人體內的運輸更加方便。包裹在幾層納米顆粒中的智能藥物進入人體，可以主動搜索和攻擊癌細胞或修復受損組織；使用納米技術的新型診斷儀器可以通過檢測少量血液中的蛋白質和DNA來診斷各種疾病。麻省理工學院準備了壹種以納米磁性材料為藥物載體的靶向藥物，叫做“靶向導彈”。該技術是將藥物負載在塗有磁性納米顆粒的蛋白質表面，註射到人體血管中，通過磁場導航運送到病變部位，然後釋放藥物。納米粒子體積小，可以在血管中自由流動，因此可以用於檢查和治療身體各部位的疾病。關於納米粒子在臨床醫學和放射治療中的應用，也做了大量的研究工作。據《人民日報》報道，中國已成功將納米技術應用於醫療領域。南京西科集團利用納米銀技術研發生產了壹種醫用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗菌棉的生產原理是通過納米技術將銀制成納米大小的超細顆粒，然後附著在棉織物上。銀有防止潰爛和加速傷口愈合的作用。經過納米技術處理後，銀的表面急劇增大，表面結構發生變化，殺菌能力提高了200倍左右，對常見的外科感染菌有很好的抑制作用。
作為壹種藥物傳遞系統，微粒和納米顆粒無毒、穩定、具有生物活性且不與藥物發生反應。納米系統主要用於毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的藥物給藥。
納米生物學用於在納米尺度上研究生物過程，以便根據生物學原理發展分子應用工程。在金屬鐵的超細顆粒表面包覆壹層厚度為5 ~ 20 nm的聚合物，可以固定大量的蛋白質，尤其是酶，從而控制生化反應。這在生化技術和酶工程中有很大用處。通過納米技術與生物學的結合，研究分子生物器件，利用納米傳感器，可以獲得細胞內的生物信息，從而了解機體的狀態，加深人們對生理和病理的解釋。
5.結論
納米科學是壹門融合基礎科學和應用科學的新科學，包括納米電子學、納米材料和納米生物學。21世紀將是納米技術的時代。因此，國家科委和中科院將納米技術定義為“21世紀最重要、最前沿的科學”。納米材料的應用涉及各個領域，在機械、電子、光學、磁學、化學、生物等領域有著廣闊的應用前景。納米科技的誕生將對人類社會產生深遠的影響，有可能從根本上解決人類面臨的諸多問題，尤其是能源、人類健康、環境保護等重大問題。20世紀初，265438+的主要任務是根據納米材料新穎的物理化學特性設計各種新材料和器件。通過納米材料科學技術對傳統產品的改造，增加其高科技含量，開發具有納米結構的新產品，目前已有可喜跡象，具備在21世紀形成新的經濟增長點的基礎。納米材料將成為材料科學領域的壹顆閃亮之星，在新材料、能源、信息等領域發揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術的不斷發展，納米材料將在精細化工和醫藥生產等諸多領域得到廣泛應用。
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