纳米技术在新型建筑材料中的应用
纳米技术作为一门新兴的技术,在多个范畴具有十分重要的应用,特别是极大地推进了新型建材的开展,引见了纳米技术在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护资料等方面的应用,经过阐述可知,纳米资料在新型建材范畴具有很好的开展应用前景。 纳米技术;新型建材;应用;前景 1 纳米涂料的应用
通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差,耐老化、耐洗刷性差,光亮度不够等缺陷。而纳米涂料则能较好的处理这一问题,纳米涂料具有下述优越的性能:(1)具有很好的伸缩性,可以弥盖墙体细小裂痕,具有对微裂痕的自修复作用。(2)具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。(4)纳米涂料的色泽鲜艳温和,手感温和,漆膜平整,改善建筑的外观等。
固然国内外对纳米涂料的研讨还处在初步阶段,但是已在工程上得到了较普遍的应用,如北京纳美公司消费的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷,效果良好。在首体改造工程中,运用纳米涂料1700吨,涂刷6万平方米。复旦大学教育部先进涂料工程研讨中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。 2 纳米水泥的应用
普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小,同时其本身也存在一些固有的缺陷,使其在运用过程中不可防止地产生开裂并毁坏。为理解决这一问题就必需加速对具有特殊性能混凝土的研发,而纳米混凝土就能有效的处理这样问题,纳米混凝土,与普通混凝土相比,纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显着进步,同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能,因此可用于一些特殊的建筑设备中(如国防设备)。通常在普通混凝土中参加纳米矿粉(纳米级SiO
2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已到达纳米混凝土的性能,而且经过改动纳米资料的掺量还能配置出防水砂浆等。目前开发研制的纳米水泥资料包括纳米防水复合水泥,纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。
纳米防水水泥是经过在水泥中添加XPM水泥外加剂的纳米资料而制成的,该纳米外加剂掺入水泥后,能够加快水泥诱导期和加速期的水化反响,改善水泥凝固的三维构造,同时进步水泥石的密实度,加强了防水性能。
纳米敏感水泥是在水泥中参加对四周环境变化非常敏感的纳米资料,从而到达改善水泥制品温敏、湿敏、气敏、力敏等性能。依据添加的敏感资料的不同可将纳米敏感水泥用于化工厂的建立、高速路面的铺设等。
纳米环保复合水泥是应用纳米资料的光催化功用,从而使水泥制品具有杀菌、除臭以及外表自清洁等功用。通常是选用TiO2作为纳米添加剂。
纳米隐身复合资料是经过运用具有吸收电磁波功用的纳米资料(纳米金属粉居多),在电磁波映照时,纳米资料的外表效应使得原子与电子运动加剧,促使电子能转化为热能,增强对电磁波的吸收,从何使资料可以在很宽的频带范围内避开雷达、红外光的侦查,这一资料常用于军事国防建筑等。 3 纳米玻璃的应用
普通玻璃在运用过程中会吸附空气中的有机物,构成难以清洗的有机污垢,同时,水在玻璃上易构成水雾,影响可见度和反光度。而经过在平板玻璃的两面镀制一层TiO2纳米薄膜构成的纳米玻璃,则能有效的处理上述缺陷,同时TiO2光催化剂在阳光作用下,能够合成甲醛、氨气等有害气体。此外纳米玻璃具有十分好的透光性以及机构强度。将这种玻璃用作屏幕玻璃、大厦玻璃、住宅玻璃等可免去费事的人工清洗过程。 4 纳米技术在陶瓷资料中的应用
陶瓷因其具有较好的耐高温以及抗腐蚀性以及良好的外观性能而在工程界得到了普遍的应用(如铺贴墙面的瓷砖),但是陶瓷易发作脆性毁坏,因此在运用过程中也遭到了一定的限制。运用纳米资料开发研制的纳米陶瓷则具有良好的塑性性能,可以吸收一定量的外来能量。在陶瓷基中参加纳米级的金属碳化物纤维能够大大进步陶瓷的强度,同时具有良好的抗烧蚀性,火箭喷气口的耐高温资料就选用纳米金属陶瓷作为耐高温资料。用纳米SiC、Si3N、ZnO、SiO
2、TiO
2、A12O3等制成的陶瓷资料具有高硬度、高韧性、高强度、耐磨性、低温超塑性、抗冷热疲倦等性能优点。纳米陶瓷将作为防腐、耐热、耐磨的新资料在更大的范围内改动资料的力学性质,具有十分宽广的应用前景 5纳米级多相资料中纳米粒子的开发与应用
纳米级多相资料的优越性并非不为人知,这里不加赘述。笔者在这里讨论的是,在一种纳米粒子(或者微米粒子)
纳米技术在新型建筑材料中的应用
上生成另一种纳米粒子的办法以及它的应用价值。
开发的动因:在实践工作中,笔者接触到的浸透膜、离子隔阂等,大局部是进口产品。如反浸透膜有90%需求进口,超滤膜和微滤膜大约有50%需求进口,生物和医用膜、气体别离膜、特殊别离膜绝大局部需求进口。固然,关于这方面的种类,如反浸透膜、电池隔阂,我国曾经开端完成了范围化消费,但是,在性能上,与国外先进产品相比,仍有较大差距。譬如,反浸透膜的透盐率。国外同类产品能够小于“2”,而我国常常大于“5”至“10”。显而易见,国外在这方面的先进性显而易见。在数量上,锂电池的隔阂供不应求,依托大量进口,即使钒电池、超级电容等的隔阂,也是进口为主,我们存在的最大问题是在膜资料的制造方面。因而,开发新的隔阂消费技术火烧眉毛。
应用价值:纳米颗粒的开发具有普遍的应用价值。主要表现为:其一,参加物质外表,能够起到对应的化学催化、光触媒、烧结、传感、物质外表改性等作用。譬如,纳米铂在汽车尾气催化净化中可以起到十分好的效果,一些优秀的三元催化器就有纳米铂的成分,同时也普遍应用在氢氧燃料电池的低温催化反响方面;又譬如,目前许多空调的光触媒含有纳米二氧化钛;极薄到肉眼看不见的纳米金在玻璃上的涂层能够起到冬暖夏凉的作用。其二,参加物质内部,能够起到对应的改动物质的物化性质的作用。特别是金属和非金属资料的混合,如纳米级陶瓷粉末和金属粉末(包括纳米级金属粉末)的烧结的加工刀具。曾经普遍的应用在实践消费中了。又譬如纳米超硬资料参加到工程塑料中,能够使工程塑料的耐磨性大幅度的进步,能够普遍应用到国防、航天等范畴。其三,单独运用。如纳米级二氧化钛用于喷雾杀菌和合成甲醛,纳米银用于杀菌,纳米药物用于治疗等。
利用纳米材料可以提高塑料(高分子材料)的强度,同时还能起到增韧作用。纳米材料的问世,为新型增强塑料的合成提供了新的机遇,为传统增强塑料的改性提供了一条新的途径。把分散好的纳米颗粒均匀地添加到树脂材料中,可达到全面改善增强塑料性能的目的。通过加入纳米材料,能够明显提高塑料的强度和延伸率,提高耐磨性和改善材料表面的光洁度,提高抗老化性能。
纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元，纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。
