纳米材料的应用及其对环境的影响(标准论文格式)

第一篇：纳米材料的应用及其对环境的影响(标准论文格式)

纳米材料的应用及其对环境的影响

曾锋

（吉林化工学院化工与材料工程学院材料化学0901班，学号09150130）

摘要

纳米技术被认为是本世纪最有前途的前沿技术之一,已取得了辉煌的成就，然而，人们过分关注纳米技术

所取得的成功，极少人会去思考纳米技术对地球和人类的负面影响，许多纳米材料极难回收循环利用，纳米

材料的废弃将污染地球环境和危害人类健康。

关键词：纳米技术；应用现状；环境；负面影响

Abstract

Nano-scale technology is considered as one of the most prospective high tech in

this century, though have got the great success.However,a lot of people over-

care about the nano-scale technology's success;too less of them think about its

side-effect to earth and people.Many of nano-scale materials are hard to recycle

and reuse.Thus, abandoning the nano-scale materials will pollute the environment

of the earth and do harm to human's health.Keywords: nano-scale materials;application situation;environment;side-effect.0引言世纪是物理学推动高新技术飞速发展的世纪，人类已从控制与利用大量微观粒子系统的时代进入了控制与利用单个微观粒子的时代，纳米技术是世纪之交发展起来的技术，是在0.1-100nm 尺度空间内，研究电子、原子和分子运动规律和崭新的高技术科学。目前人们已制造了各种各样的纳米材料，使人们的生活和工作发生了质的飞跃，但对环境也造成了严重的环境污染,纳米科学与技术在二十世纪九十年代初期在世界发达国家蓬勃发展，西方发达国家对纳米科学与技术的研发投入逐年增加，竞争也进入白热化。以高新技术为导向的美国正是看到了纳米材料的无限潜力，近年将纳米科学技术的研发作为科技政策的重点，于2000年宣布实施“国家纳米计划”，每年的纳米科技研发投入都在增长，截至2007年初共投入五十六亿美元用于纳米科学技术的研发。纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分, 也是国际上竞争的热点和难点。纳米材料又称为超微颗粒材料, 一般是指尺寸在1 ～1 0 0n m 的粒子, 是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域, 纳米材料它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将物体细分成超微颗粒(纳米级)后, 它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、磁学、力学以及化学方面的性质与大块固体时相比将会有显著的不同[3]。

1.纳米材料的应用现状

1.1工业生产方面

纳米材料的应用在工业生产中显示了独特的魅力。一些纳米材料如纳米二氧化硅用作橡胶、塑料、有机玻璃等材料的填充剂，可以改善材料的强度、韧性等许多性质。在电子计算机 1

和电子工业方面，存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料存储器芯片已投入生产。在机械工业，采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和寿命。在润滑油中添加纳米材料制成性能优异的润滑剂。

1.2医药方面

利用纳米科技可制得纳米药物，作为靶向药物制剂，直接导入病体部位的器官组织甚至细胞，达到提高药物疗效、降低毒性的作用，或者将纳米材料作为药物载体，提高治疗效率。另外，纳米材料在疾病的诊断和监测上也有广泛的用途，如纳米珍珠粉。

1.3生活中

将天然花粉超细粉碎后，营养物质得以释放，作为添加剂可以制成高价值保健品，在防晒护肤品中添加纳米级氧化锌，二氧化钛有很好的护肤美容作用，其防紫外线效果优于有机防晒剂。目前日本已开发出了化妆品用紫外线屏蔽剂，用Ag等纳米粒子制成的抗菌、除臭复合剂粉，具有光谱杀菌、除臭功能，并可长时间使用。

1.4环境保护方面

近年来，很多稀土钙钛矿型复合氧化物已经投放市场应用于汽车尾气的治理，纳米二氧化钛不但具有纳米材料的特性，还具有优良的光催化性能，可以分解有机废水中的污染物质。在紫外光的照射下，纳米氧化锌具有催化剂和光催化剂的作用，能分解有机物质，可以制成抗菌、除臭和消毒产品，保护和净化环境。

2.纳米材料的难回收

2.1纳米材料的尺寸小造成其难回收性

纳米颗粒广泛用于材料生产中的填充剂,纳米颗粒在所填充的材料中往往分布均匀且分散度较高,因此不仅纳米颗粒难以回收,而且影响了所填充材料的回收,纳米材料尺度小其用量往往也小,许多人会因其材料用量小回收的成本高,认为不具备回收价值。

2.2纳米材料容易流失到环境中

许多纳米材料可能在完全丧失其功能前就已经流失到环境中,如用作材料表面涂层的纳米颗粒在长期的外界作用下往往易于脱落,在材料废弃之前涂层中纳米颗粒可能已经大部分流失到环境中,纳米颗粒重量极小,不仅容易漂浮于空气中成为粉尘,而且容易分散到水等许多溶剂中。

2.3纳米器件难以回收

目前已实现将多种纳米材料和其他非纳米材料组装成具有特定功能的纳米器件,由于纳米电子器件体积极小,单位体积内材料种类多,材料尺寸小和材料用量小，造成了纳米电子器件难以回收利用，如同覆水难收。如纳米材料存储器芯片一旦废弃后其回收将是个难题，在纳电子电路和系统的设计中，注意到各类纳电子器件的优缺点既有可能使用单一类型的纳电路，更有可能构成各自发挥优势的混合纳电路。

3.纳米材料对环境的影响

3.1对地球环境造成严重

污染纳米材料的生命周期包括生产阶段、使用阶段和废弃阶段，然而，仅仅重视纳米材料使用阶段的生物安全性还是不够的纳米材料的难回收性也是值得重视的，因为在废弃阶段，纳米材料不仅将威胁人类健康，而且将破坏整个地球环境。但是当某一种纳米材料得到广泛应用后，材料用量将不容忽视，纳米材料的废弃将造成环境污染。[1]例如化学工业中广泛使用的负载型贵金属纳米颗粒催化剂，虽然贵金属具有高分散度，单位质量载体的负载量已较小，但是贵金属催化剂在化工行业中用量极大，该类催化剂生产所需的原料消耗量极大，且其废弃将造成严重的重金属污染，包含纳米材料的废弃物未经处理或经一定处理后排入环境，由于纳米材料难以回收，在一定条件下，纳米材料会发生物理的、化学的、生物的转化，将对环境和人类健康构成严重的威胁。纳米材料难回收造成的负面影响，不仅仅指纳米材料本身，同时包括纳米材料的聚集体等。根据纳米材料的尺度，表面化学性质或其它特定的作用，纳米材料所产生的负面影响也不尽相同[1]。若包括废弃的纳米材料在内的固体废弃物侵占了大量的土地，固体废弃物排放量越大，其堆放量和占用的土地面积也越大。废弃的纳米材料尺度小，容易分散到水中，通常长期露天堆放，经过雨水和地表径流的侵蚀，将渗入并污染了土壤。废弃的纳米材料对水资源也会产生污染，废弃的纳米材料随降水和地表径流流入河流、湖泊和大海中。废弃纳米材料的细小碎片随风飘入水体中。废弃纳米材料随渗沥水浸出，并渗入土壤污染地下水。另外，空气极易携带纳米颗粒，使之成为空气中的粉尘。

4.总结

任何事物都具有两面性，纳米技术也不例外。纳米技术将给人类带来许多过去难以实现的高端技术，但是由于纳米材料本身的特性，纳米材料不仅存在着不同程度的生物效应，而且存在着循环利用难的问题。废弃后的纳米材料将污染环境威胁人类健康，若不考虑纳米材料的回收与循环利用，也势必违背现代循环经济原则，要逐步解决纳米材料的难回收问题必须先从两方面着手：一方面，各国政府必须对纳米材料的回收给予高度重视，应逐步规范纳米材料的研发和应用，另一方面，纳米科学家是纳米技术开发的先锋，有责任从源头上考虑纳米材料的回收问题。

致谢

作者感谢吉林化工学院化工与材料工程学院材料化学专业

参考文献:

[1]纳米材料的难回收性及其负面影响黄晓锋哈尔滨工业大学出版社,2007.[2]林文松,周细应等.纳米材料工程课程及其与先修课程关系的探讨[J].上海工程技术大学研究教育,2007,(2):30-32.[3]环境材料学简介中国医药集团重庆医药设计院 王 进重庆工业职业技术学院 梁 柱，2009.no1

第二篇：纳米材料的应用及其对环境的影响(标准论文格式)

纳米材料的应用及其对环境的影响

曾锋

（吉林化工学院化工与材料工程学院材料化学0901班，学号09150130）

摘要

纳米技术被认为是本世纪最有前途的前沿技术之一,已取得了辉煌的成就，然而，人们过分关注纳米技术所取得的成功，极少人会去思考纳米技术对地球和人类的负面影响，许多纳米材料极难回收循环利用，纳米材料的废弃将污染地球环境和危害人类健康。

关键词：纳米技术；应用现状；环境；负面影响

Abstract

Nano-scale technology is considered as one of the most prospective high tech in this century, though have got the great success.However,a lot of people over-care about the nano-scale technology's success;too less of them think about its side-effect to earth and people.Many of nano-scale materials are hard to recycle and reuse.Thus, abandoning the nano-scale materials will pollute the environment of the earth and do harm to human's health.Keywords: nano-scale materials;application situation;environment;side-effect.0

引言

世纪是物理学推动高新技术飞速发展的世纪，人类已从控制与利用大量微观粒子系统的时代进入了控制与利用单个微观粒子的时代，纳米技术是世纪之交发展起来的技术，是在0.1-100nm 尺度空间内，研究电子、原子和分子运动规律和崭新的高技术科学。目前人们已制造了各种各样的纳米材料，使人们的生活和工作发生了质的飞跃，但对环境也造成了严重的环境污染,纳米科学与技术在二十世纪九十年代初期在世界发达国家蓬勃发展，西方发达国家对纳米科学与技术的研发投入逐年增加，竞争也进入白热化。以高新技术为导向的美国正是看到了纳米材料的无限潜力，近年将纳米科学技术的研发作为科技政策的重点，于2000年宣布实施“国家纳米计划”，每年的纳米科技研发投入都在增长，截至2007年初共投入五十六亿美元用于纳米科学技术的研发。纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分, 也是国际上竞争的热点和难点。纳米材料又称为超微颗粒材料, 一般是指尺寸在1 ～1 0 0n m 的粒子, 是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域, 纳米材料它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将物体细分成超微颗粒(纳米级)后, 它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、磁学、力学以及化学方面的性质与大块固体时相比将会有显著的不同[3]。

1.纳米材料的应用现状

1.1 工业生产方面

纳米材料的应用在工业生产中显示了独特的魅力。一些纳米材料如纳米二氧化硅用作橡胶、塑料、有机玻璃等材料的填充剂，可以改善材料的强度、韧性等许多性质。在电子计算机

和电子工业方面，存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料存储器芯片已投入生产。在机械工业，采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和寿命。在润滑油中添加纳米材料制成性能优异的润滑剂。

1.2 医药方面

利用纳米科技可制得纳米药物，作为靶向药物制剂，直接导入病体部位的器官组织甚至细胞，达到提高药物疗效、降低毒性的作用，或者将纳米材料作为药物载体，提高治疗效率。另外，纳米材料在疾病的诊断和监测上也有广泛的用途，如纳米珍珠粉。

1.3 生活中

将天然花粉超细粉碎后，营养物质得以释放，作为添加剂可以制成高价值保健品，在防晒护肤品中添加纳米级氧化锌，二氧化钛有很好的护肤美容作用，其防紫外线效果优于有机防晒剂。目前日本已开发出了化妆品用紫外线屏蔽剂，用Ag等纳米粒子制成的抗菌、除臭复合剂粉，具有光谱杀菌、除臭功能，并可长时间使用。

1.4 环境保护方面

近年来，很多稀土钙钛矿型复合氧化物已经投放市场应用于汽车尾气的治理，纳米二氧化钛不但具有纳米材料的特性，还具有优良的光催化性能，可以分解有机废水中的污染物质。在紫外光的照射下，纳米氧化锌具有催化剂和光催化剂的作用，能分解有机物质，可以制成抗菌、除臭和消毒产品，保护和净化环境。

2.纳米材料的难回收

2.1 纳米材料的尺寸小造成其难回收性

纳米颗粒广泛用于材料生产中的填充剂,纳米颗粒在所填充的材料中往往分布均匀且分散度较高,因此不仅纳米颗粒难以回收,而且影响了所填充材料的回收,纳米材料尺度小其用量往往也小,许多人会因其材料用量小回收的成本高,认为不具备回收价值。

2.2 纳米材料容易流失到环境中

许多纳米材料可能在完全丧失其功能前就已经流失到环境中,如用作材料表面涂层的纳米颗粒在长期的外界作用下往往易于脱落,在材料废弃之前涂层中纳米颗粒可能已经大部分流失到环境中,纳米颗粒重量极小,不仅容易漂浮于空气中成为粉尘,而且容易分散到水等许多溶剂中。

2.3 纳米器件难以回收

目前已实现将多种纳米材料和其他非纳米材料组装成具有特定功能的纳米器件,由于纳米电子器件体积极小,单位体积内材料种类多,材料尺寸小和材料用量小，造成了纳米电子器件难以回收利用，如同覆水难收。如纳米材料存储器芯片一旦废弃后其回收将是个难题，在纳电子电路和系统的设计中，注意到各类纳电子器件的优缺点既有可能使用单一类型的纳电路，更有可能构成各自发挥优势的混合纳电路。

3.纳米材料对环境的影响

3.1 对地球环境造成严重

污染纳米材料的生命周期包括生产阶段、使用阶段和废弃阶段，然而，仅仅重视纳米材料使用阶段的生物安全性还是不够的纳米材料的难回收性也是值得重视的，因为在废弃阶段，纳米材料不仅将威胁人类健康，而且将破坏整个地球环境。但是当某一种纳米材料得到广泛应用后，材料用量将不容忽视，纳米材料的废弃将造成环境污染。[1]例如化学工业中广泛使用的负载型贵金属纳米颗粒催化剂，虽然贵金属具有高分散度，单位质量载体的负载量已较小，但是贵金属催化剂在化工行业中用量极大，该类催化剂生产所需的原料消耗量极大，且其废弃将造成严重的重金属污染，包含纳米材料的废弃物未经处理或经一定处理后排入环境，由于纳米材料难以回收，在一定条件下，纳米材料会发生物理的、化学的、生物的转化，将对环境和人类健康构成严重的威胁。纳米材料难回收造成的负面影响，不仅仅指纳米材料本身，同时包括纳米材料的聚集体等。根据纳米材料的尺度，表面化学性质或其它特定的作用，纳米材料所产生的负面影响也不尽相同[1]。若包括废弃的纳米材料在内的固体废弃物侵占了大量的土地，固体废弃物排放量越大，其堆放量和占用的土地面积也越大。废弃的纳米材料尺度小，容易分散到水中，通常长期露天堆放，经过雨水和地表径流的侵蚀，将渗入并污染了土壤。废弃的纳米材料对水资源也会产生污染，废弃的纳米材料随降水和地表径流流入河流、湖泊和大海中。废弃纳米材料的细小碎片随风飘入水体中。废弃纳米材料随渗沥水浸出，并渗入土壤污染地下水。另外，空气极易携带纳米颗粒，使之成为空气中的粉尘。

4.总结

任何事物都具有两面性，纳米技术也不例外。纳米技术将给人类带来许多过去难以实现的高端技术，但是由于纳米材料本身的特性，纳米材料不仅存在着不同程度的生物效应，而且存在着循环利用难的问题。废弃后的纳米材料将污染环境威胁人类健康，若不考虑纳米材料的回收与循环利用，也势必违背现代循环经济原则，要逐步解决纳米材料的难回收问题必须先从两方面着手：一方面，各国政府必须对纳米材料的回收给予高度重视，应逐步规范纳米材料的研发和应用，另一方面，纳米科学家是纳米技术开发的先锋，有责任从源头上考虑纳米材料的回收问题。

致谢

作者感谢吉林化工学院化工与材料工程学院材料化学专业

参考文献: [1]纳米材料的难回收性及其负面影响黄晓锋哈尔滨工业大学出版社,2007.[2]林文松,周细应等.纳米材料工程课程及其与先修课程关系的探讨[J].上海工程技术大学研究教育,2007,(2):30-32.[3]环境材料学简介中国医药集团重庆医药设计院 王 进重庆工业职业技术学院 梁 柱，2009.no1 3

第三篇：论文纳米材料对生活的影响

化学与化工学院纳米科学与技术导论期末论文

纳米材料对生活的影响

姓名： 年级：

专业：化学工程与工艺 学号：

内容摘要： 纳米科学与技术将是构成21世纪科学技术新时代的基础。纳米科技在电子学、计算机技术、医学和生物学等学科上的应用，制造特定功能的产品和装置实现生产方式的飞跃，将影响人类生活方式，也将影响人类的思维方式。

关键词：纳米技术；纳米材料；涂料；生活；

引言：纳米科学与技术将是构成21世纪科学技术新时代的基础。纳米科技是在纳米尺度对物质特性进行研究的基础上，最终利用这种特性来制造具有特定功能的产品，实现生产方式的飞跃。就基础研究而言，纳米科学有着诱人的前景，因为在纳米尺度上的物质将表现出新颖的现象、奇特的效应和性质。而作为一门技术纳米技术将为人类提供新颖并具有特定功能的产品和装置。因此，纳米科学技术充满着机会与挑战。

纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术将是21世纪科学技术新时代的基础。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米

化学与化工学院纳米科学与技术导论期末论文

体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

纳米技术中纳米材料领域对我们生活影响最直接、最密切。纳米材料是纳米科技发展的重要基础。纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度水平，并具有特殊性能的材料。纳米材料由于其结构的特殊性，加大的比表面以及一系列新的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，优化了材料的各种性能。

纳米材料的表面效应使材料粒子表面原子极其活跃，容易与周围的气体反应，也容易吸收气体。此效应的应用使人们提高催化剂效率、吸波材料的吸波率、涂料的遮盖率、杀菌剂的效率等。

纳米涂料对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。纳米材料的应用使现在的涂料能够有静电屏蔽的作用，还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料在涂料上的应用，使得它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。

由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。

纳米技术对生活的影响。不仅在涂料上，纳米技术在其他方面的应用也使很多领域发生了变革。如在织物中的应用，在防腐中的应用，在航天电子领域中的应用，在生物医学工程中的应用等，使这些领域的技术向前迈进了很大的一步，解决了很多难题，但很多技术都还不成熟，还需要去探索，去改进，相信，纳米材料会在以后的将来得到更加广泛的应用的。但无疑的是，纳米科技将影响人类生活方式。如纳米电子学将是电子计算机的体

化学与化工学院纳米科学与技术导论期末论文

积越来越小，功能越来越强大；超高密度海量信息存储能将图书馆里的全部资料装入上衣口袋里，提供随时阅读；加上全球网络通信，学习不受时间、空间的限制。全息电视使人有身临其境的感觉，随时可以虚拟旅游、看电影，不想现在那样被动，而且可以改变剧情版本；打电话可以变成可视商谈。

纳米技术使生活变得更加便利，更加丰富多彩，更加环保健康。

参考文献:

1、刘焕彬、陈小泉，纳米科学与技术导论，化学工业出版社，2006年

第四篇：浅谈纳米材料的应用(论文)1

纳米材料的应用

张健华

计算机网络技术专业101班

摘要：纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究，美国从2000年启动了国家纳米计划，国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次，与纳米技术有关的国际期刊也很多。关键词：纳米材料

纳米技术

特殊材料

应用

一、纳米发展小史

1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德●费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。

二、何为纳米材料

纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，例如：人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。

一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。

三、纳米材料的特殊性质

纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电等性质，往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、热交换材料、敏感元件、催化剂等领域。

四、纳米技术在各领域的应用

4.1 纳米技术在陶瓷领域方面的应用

陶瓷材料作为材料的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。所谓纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。要制作纳米陶瓷，这就需要解决：粉体尺寸形貌和粒径分布的控制，团聚体的控制和分散，块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制。

虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其优良的低温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用，具有广阔的应用前景。

4.2 纳米技术在微电子学上的应用

纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，其主要思想是基于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米量子器件，它包括纳米有序（无序）阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集成电路进一步减小，研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。

目前，利用纳米电子学已经研制成功各种纳米器件。单电子晶体管，红、绿、蓝三基色可调谐的纳米发光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁场探测器已经问世。并且，具有奇特性能的碳纳米管的研制成功，为纳米电子学的发展起到了关键的作用。

纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理信息的能力，实现信息采集和处理能力的革命性突破，纳米电子学将成为对世纪信息时代的核心。

4.3 纳米技术在生物工程上的应用

众所周知，分子是保持物质化学性质不变的最小单位。生物分子是很好的信息处理材料，每一个生物大分子本身就是一个微型处理器，分子在运动过程中以可预测方式进行状态变化，其原理类似于计算机的逻辑开关，利用该特性并结合纳米技术，可以此来设计量子计算机。美国南加州大学的Adelman博士等应用基于DNA分子计算技术的生物实验方法，有效地解决了目前计算机无法解决的问题-“哈密顿路径问题”，使人们对生物材料的信息处理功能和生物分子的计算技术有了进一步的认识。

未来，纳米计算机的问世，将会使当今的信息时代发生质的飞跃。它将突破传统极限，使单位体积物质的储存和信息处理的能力提高上百万倍，从而实现电子学上的又一次革命。

4.4 纳米技术在光电领域的应用

纳米技术的发展，使微电子和光电子的结合更加紧密，在光电信息传输、存贮、处理、运算和显示等方面，使光电器件的性能大大提高。将纳米技术用于现有雷达信息处理上，可使其能力提高10倍至几百倍，甚至可以将超高分辨率纳米孔径雷达放到卫星上进行高精度的对地侦察。但是要获取高分辨率图像，就必需先进的数字信息处理技术。科学家们发现，将光调制器和光探测器结合在一起的量子阱自电光效应器件，将为实现光学高速数学运算提供可能。在经过多个科学家研究的发现，无能量阈纳米激光器的运行还可以得出速度极快的激光器。由于只需要极少的能量就可以发射激光，这类装置可以实现瞬时开关。已经有一些激光器能够以快于每秒钟200亿次的速度开关，适合用于光纤通信。由于纳米技术的迅速发展，这种无能量阈纳米激光器的实现将指日可待。4.5 纳米技术在化工领域的应用

纳米粒子作为光催化剂，有着许多优点。首先是粒径小，比表面积大,光催化效率高。另外，纳米粒子生成的电子、空穴在到达表面之前，大部分不会重新结合。因此，电子、空穴能够到达表面的数量多，则化学反应活性高。其次，纳米粒子分散在介质中往往具有透明性，容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移、质子转移、半导体能级结构与表面态密度的影响。目前，工业上利用纳米二氧化钛-三氧化二铁作光催化剂，用于废水处理（含SO32-或 Cr2O72-体系），已经取得了很好的效果。

用沉淀溶出法制备出的粒径约30~60nm的白色球状钛酸锌粉体，比表面积大，化学活性高，用它作吸附脱硫剂，较固相烧结法制备的钛酸锌粉体效果明显提高。

4.6 纳米技术在医学上的应用

随着纳米技术的发展，在医学上该技术也开始崭露头角。研究人员发现，生物体内的RNA蛋白质复合体，其线度在15~20nm之间，并且生物体内的多种病毒，也是纳米粒子。10nm以下的粒子比血液中的红血球还要小，因而可以在血管中自由流动。如果将超微粒子注入到血液中，输送到人体的各个部位，作为监测和诊断疾病的手段。科研人员已经成功利用纳米 SiO2微粒进行了细胞分离，用金的纳米粒子进行定位病变治疗，以减少副作用等。另外，利用纳米颗粒作为载体的病毒诱导物已经取得了突破性进展，现在已用于临床动物实验，估计不久的将来即可服务于人类。

研究纳米技术在生命医学上的应用，可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息。科学家们设想利用纳米技术制造出分子机器人，在血液中循环，对身体各部位进行检测、诊断，并实施特殊治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，甚至可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。这样，在不久的将来，被视为当今疑难病症的爱滋病、高血压、癌症等都将迎刃而解，从而将使医学研究发生一次革命。

4.7 纳米技术在其它方面的应用

利用先进的纳米技术，在不久的将来，可制成含有纳米电脑的可人-机对话并具有自我复制能力的纳米装置，它能在几秒钟内完成数十亿个操作动作。在军事方面，利用昆虫作平台，把分子机器人植入昆虫的神经系统中控制昆虫飞向敌方收集情报，使目标丧失功能。

利用纳米技术还可制成各种分子传感器和探测器。利用纳米羟基磷酸钙为原料，可制作人的牙齿、关节等仿生纳米材料。将药物储存在碳纳米管中，并通过一定的机制来激发药剂的释放，则可控药剂有希望变为现实。另外，还可利用碳纳米管来制作储氢材料，用作燃料汽车的燃料“储备箱”。利用纳米颗粒膜的巨磁阻效应研制高灵敏度的磁传感器；利用具有强红外吸收能力的纳米复合体系来制备红外隐身材料，都是很具有应用前景的技术开发领域。

纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。

【参考文献】

[1]邵刚勤，魏明坤，等.超细晶粒WC硬质合金研制动态[J].武汉理工业大学学报

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第五篇：交通对环境的影响论文

导语：生态环境是包括人类在内的一切生命赖以生存的自然环境,是地球村可持续发展的基础。以下是小编为大家分享的交通对环境的影响论文，欢迎借鉴！

摘要:随着我国城市化的蓬勃发展,道路交通所引发的城市环境问题也日益突出。如何处理好道路交通发展与城市环境保护的协调发展问题是当今世界各国面临的重大难题。本文从道路交通和城市环境的相关概念入手,从大气、噪声和水等角度分析了道路交通对环境影响,并提出了道路交通环境保护的对策。

关键词:道路交通 环境保护 影响

随着我国城市化的蓬勃发展,我国交通运输业突破进展,道路交通的发展也破坏着我们赖以生存的环境。比如噪声、震动、尾气等污染,土地、能源、水等资源的消耗,制约了国民经济的可持续发展。本文从道路交通和城市环境的相关概念入手,从大气、噪声和水等角度分析了道路交通对环境影响,并提出了道路交通环境保护的对策建议。

1、道路交通和城市环境

道路交通一般指人或车辆沿着道路的移动,它由行人(含乘车人和驾驶人员)、车(包括机动车和非机动车)、路(包括公路和城镇街道)三要素构成。所谓环境总是相对于某一中心事物而言,作为某一中心失望的对立面而存在。我国环境保护法关于环境的定义是“指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造过的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”。环境科学所研究的环境是人类生存、繁衍所必需的、相适应的环境或物质条件的综合体。城市环境的组成可分为自然环境成分和社会环境成分。城市自然环境是城市环境的基础,城市环境的形成在许多方面都必然受到城市自然环境的影响和作用。

2、道路交通对城市环境的影响

城市交通系统对于维持宏观经济的健康发展,保证人民生活质量以及合理控制生态环境污染都起着举足轻重的作用。而城市环境作为人类一切活动的物质基础和主要制约因素是城市交通的发展前提。二者相互影响相辅相成。

交通是城市人居环境的重要体现和保障,作为城市机能的重要构件,是体现城市活力的重要方面,城市交通效率的高低直接影响城市活动效率的高低。总之,道路交通的发展除了对城市环境保护起到积极作用以外,还对城市环境具有消极的影响,具体体现在以下几个方面:

2.1道路交通对城市大气的污染

道路交通对大气的污染是指交通运输中,车辆排出的烟、尘和有害气体,其数量、浓度和持续时间都超过大气的自然净化能力和允许标准,汽车在道路上行驶的过程中所排放的NO、CO等都是污染的主要成分。道路大气污染具有广泛性、流动性和危害性特征。具体包括一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化含物(HC)、光化学烟雾、二氧化硫、颗粒物、含铅化合物、CO2等等成份的危害。

2.2道路交通的噪声污染

除大气污染外,道路交通产生的噪声和振动对人也会产生很大危害。交通噪声与车流量、车型、车速、路况等有密切关系,它对人们的影响程度不仅与声强、频率有关,并且与其持续的时间和变化幅度有关。交通噪声对人们身体健康造成损害,干扰居民、学校和企事业单位正常的工作和生活秩序,降低人们的生活质量。正常的环境声音是40dB,一般把40dB作为噪声的卫生标准。当声强超过此界限时便会产生一定的影响。噪声的危害可归纳为以下几个方面。①损伤听力;②干扰睡眠;③干扰交谈、工作和思考。噪声还对人的心理和儿童的智力发育会产生不良生理影响。噪声对心理的影响主要表现在令人烦恼、易激动、甚至失去理智。交通噪声还会对公路沿线的经济发展产生影响。

2.3道路交通对水和土壤资源的污染

施工污水一般来源于生石灰消解、机具洗涮、水泥混凝土构件养护等。同时,大量施工人员的生活污水及作业机械机油的漏滴均可能对附近环境造成污染。此外,施工中浮泥及路面污染物因雨水冲入附近河流也会引起水质污染。汽车发动机排放的无机化合物(铝化合物)的细小颗粒,可以直接进入土壤,并通过道路附近的植物进入到食物链中。同时,路面上的有害物质可能从道路排水系统流入到地表、河流等,污染了地表和地下水,造成道路两旁饮用水的污染,影响了沿线人们生活和野生植物的数量变化。

3、促进道路交通与城市环境协调发展的对策

3.1严格控制道路交通大气污染

由于交通需求的激增,单纯从技术上很难根本解决道路交通带来的环境问题。因此,应采取技术、政策法规和经济措施等多方面策略。首先要采用现代化交通管理技术。使用先进的交通控制手段和信息技术,行车线路引导,停车管理和信息,车流量管制,公共交通自动调控等先进的交通管理技术。其次要发展城市轨道交通系统,限制汽车的无节制发展。采取行动鼓励共同乘用汽车,提供足够的私人小汽车的代用交通工具,大力扶植公共交通企业并加强公共交通的服务质量和效率,促使私人汽车交通转向公共交通系统。再次要控制机动车尾气。要改善燃油品质,采用清洁燃料,从源头上控制道路交通大气污染,采用先进的尾气排放标准,开发高效尾气净化催化剂,制造新型清洁汽车。最后要运用环境经济思想,利用经济杠杆进行环境保护。采用价格机制,税收政策可以在很多方面引导有益于社会的个人行为,合理征收汽车费、噪声污染费是很有必要的。也只有从环境经济责任和经济措施入手,才能削减城市交通污染物的排放量,削减城市污染负荷。

3.2严格控制噪声源

首先要努力降低汽车自身噪声,对汽车噪声影响较大的行驶参数主要有发动机转速、变速器所处档位汽车行驶速度和负载等。其次要严格控制大中性载重货车进人城区主干道的时间和路线,合理地控制交通流量和机动车行驶速度,能有效降低交通噪声;改善路面状况,提高路面平整度,修筑降噪路面对于控制交通噪声具有重要的实际意义。最后要制定相关的控制法规及实行禁止在中心区鸣喇叭等措施,强制减少道路交通噪声的产生。此外,还要合理规划,优化道路系统,设置交通信号系统和导向标志有效引导机动车行驶,疏通交通流以控制传播途径噪声。

3.3要发展绿色交通构建和谐社会

在道路交通对城市环境的影响日益加深的今天,我们应该进一步增强环境保护意识,大力提倡绿色交通。在策略上要推动“绿色交通”导向的城市规划与交通设计,健全绿色交通系统,倡导绿色交通工具,营造绿色交通环境,强化绿色交通意识。将道路交通的发展同城市环境、资源和生态有机地统一起来,达到城市交通与环境的可持续发展,为创建和谐社会提供必要的保证。