纳米材料市场前景范例6篇

纳米材料市场前景

纳米材料市场前景范文1

纳米基地率先入驻

北京纳米材料绿色打印印刷技术产业化基地是响应“十二五”国家战略新兴产业规划,落实“科技北京、绿色北京和人文北京”战略的产业部署而兴建的。基地主要支撑北京市重大科技项目“基于纳米材料的新一代制版技术”和“纳米材料绿色打印印刷线路板”的产业化实施。

北京纳米材料绿色打印印刷技术产业化基地总占地约60亩,一期工程建成投入使用的包括2栋中试厂房,1栋服务配楼,总建筑面积约2.3万平方米,集科研生产、综合办公、应用展示、附属服务等功能于一体。基地整体采用园林化总部的风格设计,以景观绿化带和绿色中庭作为特点,园区的功能划分明确,且兼具强烈的高科技绿色环保概念。

产业化基地一期建设主要用于纳米材料绿色印刷制版技术和纳米材料绿色印刷电路制备技术的产业化实施。主要产品包括纳米转印材料、超亲水版材、绿色打印制版设备及相关软件、纳米材料打印印刷柔性电路、射频天线及物联网应用等。

位于怀柔雁栖经济开发区的北京纳米科技产业园于2012年4月21日揭牌,致力于纳米科技在能源、电子、环境、生物医药等四大领域的应用,并以下游应用带动上游纳米材料、纳米加工、纳米器件等产业链各环节实现快速聚集发展,预计可实现产值120亿元。

北京纳米科技产业园规划总面积1500亩,其中首期规划用地500亩,可供企业随时入驻,后续1000亩规划用地位于开发区北端,将于今年下半年启动土地开发工作。产业园完全建成后将成为国内重要的纳米科技研发生产基地。

目前,北京纳米科技产业园已有宋延林的中科纳通科技公司绿色打印RFID电子标签、王中林院士的纳米能源与系统研究所等10个纳米项目入驻。

纳米技术原创地

记者了解到,此次建成投产的纳米材料绿色印刷项目由北京中科纳新印刷技术有限公司负责开展具体工作。该公司由中科院化学所、联想控股、联想之星、技术团队(北京华冠泓达科技有限公司)等共同组建,注册资本3000万元,核心产品是拥有自主知识产权的纳米转印材料、超亲水板材、绿色印刷制版设备等。其相关技术是一种全新的非感光、无污染、低成本的制版技术,是对现有印刷产业的一次技术革命,受到各级领导高度重视,2010年还作为北京市重点项目之一亮相上海世博会。

纳米材料绿色制版技术彻底克服了感光冲洗过程带来的化学污染问题,使整个制版过程绿色环保,并大大降低了印刷成本,已申请发明专利50余项,具有系统的自主知识产权和多方面的综合优势,对我国印刷行业实现绿色化、数字化的跨越发展具有重要意义。

产业化基地投产的另一项目——纳米导电油墨及RFID电子标签天线项目是北京中科纳通科技有限公司的产业化项目。该公司是由首科集团、技术团队共同发起组建的高科技公司,注册资金5000万,主要从事基于纳米电子材料的印刷电路绿色制备及RFID技术应用。

绿色印刷电路技术可提供柔性、价廉、多样化的电子电路,不仅能从根本上解决传统印制电路行业生产严重环境污染的问题,而且还可广泛应用于物联网、生物芯片、太阳能电池等战略新兴产业,市场前景极为广阔。

目前,中科纳通公司已完成绿色印刷线路板的核心材料——金属纳米粒子油墨的研发,并在识别卡的印刷线路板进行试用,现正在建设1万公斤/年的纳米导电油墨和1亿个/年的RFID电子标签天线生产线。

纳米材料市场前景范文2

石墨烯是目前业界公认的“材料之王”,其在材料属性方面拥有多项“世界之最”,如最强导电性、最硬材料、超高强度、超高导热率、超高透光率等。有行业专家表示,石墨烯材料在储能、电子元器件、复合材料等多个领域有望带来一场巨大的变革。

从目前已经公布的消息来看,韩国、日本和中国在石墨烯的应用和产业化方面走在世界的前面。但总体而言,目前市面上还缺乏相关产品的销售,特别是石墨烯的薄膜的相关应用产品。毋庸置疑的是,石墨烯离真正的产业化尚有一定的距离。

着眼“材料之王”工业化提速,北京清大际光科技发展有限公司坚守“技术是王道”的法则,通过前沿技术+顶尖设备,为石墨烯、碳纳米角等新材料的尽快“出炉”趟出了一条新路子。

北京清大际光科技发展有限公司,创建于2005年,是一家高新技术企业,位于北京中关村科技园昌平园区。清大际光致力两大块主业:自动化设备和研发新材料。“一流的科研团队,国家重点实验室和北京大学的重要依托,是我们研发碳纳米角、石墨烯等新材料、实现产学双赢的坚强后盾,也是我们掌握具有核心竞争力技术与设备的秘诀。”清大际光总经理孙清友表示。

清大际光2013年研制成功国内外第一条(用电弧法制造)年产50吨石墨烯、碳纳米角产品自动化生产线,填补了国内外空白,成为备受行业关注的焦点。

许多人好奇,用电弧法制造石墨烯究竟优势何在?对此,孙清友进行了“揭秘”:电弧法生产石墨烯,石墨烯墨层规则,品型好、缺陷少、纯度高,层数为2层10层,具有较好导电率,在有机溶剂中易分散(石墨烯)。

石墨烯除具有出类拔萃的“常规功能”外,还可以通过化学改性制备的柔性石墨烯纸,可制良好的透明导电膜;石墨烯复合材料,石墨烯也可作为催化剂载体……

正是目前市场对石墨烯、碳纳米角制备的需求,清大际光推出的自动化生产线,填补了国内外空白,目前产品远销世界10多个国家和地区,成为许多企业实施石墨烯、碳纳米角工业化战略的“神兵利器”。

清大际光运用创新设备制造的纳米碳新材料,有诸多可圈可点之处。

采用直流电弧法制备的石墨烯,产品为氮原子掺杂石墨烯,石墨尺寸为100-200nm,含2-6个石墨层,无金属残留。电弧法制备的石墨烯尺寸较小,作为锂离子电池负极材料时,锂离子的迁移径短,因而具有出色的高倍率充放电性能。换句话说,锂离子电池若融含了石墨烯的特殊能量,扮演“升级版”“换代版”的角色将毫无悬念。

现用事例加深一下印象。美国加州大学一个研究团队研制的微型石墨烯超级电容,最神奇的地方在于它充电和放电速度是常规电池的100-1000倍。这意味着,如果手机用上它,充满一次电大概只需要5秒钟。并且还不用担心太冷或太热的环境的影响。

基于石墨烯的太阳能电池转化率达15.6%,这是2012年佛罗里达大学的研究人员的文章内容。他们做了一个很靠谱的实验,将一层掺杂剧有三氟甲磺酰-酰胺(TFSA)的石墨烯镀在硅晶片上,再使有这块硅晶片制成一个太阳能电池,这块太阳能电池的有效转化率可达到8.6%。现在另外一个团队称他们放弃使用硅材料,而是使用基于石墨烯材料制成了一个太阳能电池,该太阳能电池测得的有效转化率达到了15.6%,刷新了之前的记录。

清大际光在制造单层碳纳米角方面同样技高一筹。据了解,单层碳纳米角(简称碳纳米角)是最近几年来继碳纳米管之后的又一种新兴的碳纳米材料。单根碳纳米角直径2-5nm,一端为封闭的锥形结构,另一端开口,长度为10-20nm。碳纳米角通常为以直径为80-100nm的球形聚集体存在,聚集体的形貌有dahlia,budt和 seed三种类型。

碳纳米角的比表面积大并且具有中空结构,在催化剂载体、药物载体、燃料电池(目前已广泛应用于电子浆料复合材料,水环境污染处理,气体存储,药物释放-病毒、肿瘤光治疗,燃料电池负极材料、催化材料,纳米复合催化剂,天然气催化剂载体,石油催化剂载体)等方面具有广阔的应用前景。

清大际光建立了直流电弧放电制备碳纳米角的方法,目前正致力于实现碳纳米角在能量存储和催化剂载体等方面的应用。

富勒烯,也是清大际光锻造的一个强项。富勒烯金属包合物在材料和生物医学等领域具有诱人的应用前景,是当今材料研究领域的一大热点。清大际光发现和建立了直流电弧法催化合成富勒烯金属包合物的方法,该方法萃取效果明显提高。他们通过优化合成和分离条件,合成分离了一系列基于不同富烯勒碳笼的金属包合物,并利用各种表征手段对其进行了分了结构和电子结构方面的分析。

清大际光推出的球形石墨,是以优质高碳天然鳞片石墨为原料,采用先进加工工艺对石墨表面进行改性处理,生产的不同细度,形成椭圆球形的石墨产品。

球形石墨材料具有良好的导电性,结晶度高,理论嵌锂容量高,充放电们低且平坦等特点,是目前作为锂离子电池负极材料重要部分,是国内外锂离子电池生产用负极材料的换代产品。具有优良的导电性和化学稳定性,充放电容量高,循环寿命长,绿色环保。

清大际光在碳纳米管的制造中,利用直流电弧放电法,实现了单层与双层碳纳米管的高产率制备,并发展了成熟的纯化路线,可获得高纯度的单层与双层碳纳米管。单层碳纳米管通常以管束形式存在,碳纳米管之间存在很强的范德华力。功能化的碳纳米管在电子器件、生物医学等领域具有重要的应用价值。

纳米材料市场前景范文3

应用领域

纳米TiO2能处理多种有毒化合物,包括工业有毒溶剂、化学杀虫剂、木材防腐剂、染料及燃料油等,迄今详细研究过的有机物达100种以上。此外,TiO2光催化技术也被用于无机污染物的处理。利用光催化法在柠檬酸根离子存在下,可以使Hg2+被还原成Hg而沉积在TiO2表面;此法同样适用于铅。TiO2光催化可能降解的无机污染物还有氰化物,SO2、H2S、NO和NO2等有害气体也能被吸附在TiO2表面,在光的作用下转化成无毒无害物质。

1.空气净化

当前解决空气污染主要有物理吸附法(活性炭)、臭氧净化法、静电除尘法、负氧离子净化法等,但是这些方法自身都有着难以克服的弊端,所以一直难以大范围地推广使用。与其相比,利用纳米光催化TiO2净化空气则有如下优点:降解有机物的最终产物是CO2和H2O,没有其它毒副产物出现,不会造成二次污染;纳米微粒的量子尺寸效应导致其吸收光谱的吸收边蓝移,促进半导体催化剂光催化活性的提高;纳米材料比表面积很大,增强了半导体光催化剂吸附有机污染物的能力。

利用纳米光催化TiO2治理空气污染已经得到广泛应用,国内外都出现了很多产品,例如纳米空气净化器、中央空调净化模块、光触媒涂料等,市场前景非常广阔。

2.水处理

传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题,污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。

研究表明,纳米TiO2能处理多种有毒化合物,可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为CO2、H2O等无害物质。此外,纳米TiO2在降解毛纺染料废水、有机溴(或磷)杀虫剂等到方面也有一定效果。无机物在TiO2表面也具有光化学活性。例如,废水中的Cr6+具有较强的致癌作用,在酸性条件下,TiO2对Cr6+具有明显的光催化还原作用。在pH值为2.5的体系中,光照1h后,Cr6+被还原为Cr3+。还原效率高达85%。迄今为止,已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下通过纳米TiO2或ZnO而迅速降解,特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时,这种技术有着明显的优势。德国开发出了利用阳光和光催化剂对污水进行净化的装置,每小时可净化100-150升水。

虽然利用纳米光催化TiO2进行水处理目前还未得到广泛应用,但我们可以看出它未来的应用前景必将非常广阔。

3.杀菌消毒

纳米TiO2的杀菌作用是利用光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧类与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生化反应,使细菌头单元失活而导致细胞死亡,并且能使细菌死亡后产生的内毒素分解。研究表明:将TiO2涂覆在陶瓷、玻璃表面,经室内荧光灯照射1小时后可将其表面99%的大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌等杀死。

目前国外新型无机抗菌剂的开发与抗菌加工技术进展较快,已经形成系列化产品,其中TiO2高催化活性纳米抗菌剂是市场前景最好的品种。日本在TiO2光催化抗菌材料研究与应用起步较早,日本东陶等多家公司开发的光催化TiO2抗菌瓷砖和卫生洁具已经大量投放市场。日本将今后发展的目光投向欧美国际抗菌产品市场,预计海外市场将是其国内市场的10倍,他们也极其关注中国抗菌塑料近年来的迅猛发展,纷纷抢滩中国市场。

应用现状

在当今世界性的环境污染问题越来越受到各国政府重视的情况下,利用纳米材料进行环境治理已经成为各国高科技竞争中的一个热点。在纳米光催化方面日本、美国等国家均投入巨资开展研究与开发工作,并大力推动其产业化,目前已有多种产品出现,其中所使用的纳米光催化材料绝大多数都是TiO2。

1.日本

日本对于纳米TiO2光催化的研究较早,现在已有多家日本公司生产出了多种纳米光催化的实用产品,见表1:

表1日本前十大催化公司及其主要产品

公司名称主要产品公司名称主要产品

东芝有除臭作用之光催化材料松下电器光催化空气净化器

隧道照明防污灯具具抗菌功能照明灯具

应用于照明灯具防污光催化膜除臭净化设备

具光催化功能的高压钠灯管低折射率且具光催化功能薄膜

透光率好且平面光滑的照明灯具用于空气净化的光催化剂

三菱纸业具除臭效能的纸箱东陶机器汽车用防污用光催化膜

空气净化器光催化亲水性薄膜复合材料

具除臭效能的热风干燥器防污抗菌陶瓷器

具除臭抗菌作用的冷藏柜空气净化系统

适用于高温高湿下除臭板油性防污材料

防臭抗菌面罩光催化防污导电建材

石川岛播磨重工业密室环境的净化设备大庆工业空气净化器

货车与船舶防污建筑物空调系统

储柜内部的净化设备车用空气净化设备

土壤净化方法与器具光催化净化设备

抗菌功能食品储藏柜汇丰汽车小型化空气清洁机

短时间内分析光催化机能的设备具有湿度调节极高清洁能力的设备

密闭空间空气净化机合金半导体复合光催化剂

气体净化设备应用于燃烧室内防污光催化剂

三菱大气NOx分解且防污应用日立光催化剂附着光源

防带电效果光催化膜利用光催化的配水系统

有机衬底光催化机制备方法光催化除臭器

来源:.tw/public/Attachment/562714282071.doc

2.韩国

韩国从1999年开始有光催化方面的专利出现,近年成倍增长,起初重点为纳米光催化材料,近年开始涉及水处理和空气净化领域。目前韩国纳米光催化商品规模仍较小,产品以LG电子利用光催化生产空气净化式空调系统与DohabuCleantech的海水净化装置最受好评。下表为韩国部分光催化相关产品资料。

表2韩国部分光催化相关产品

公司名称产品

BatuEnginnering污水处理机、薄膜材料

Enpion光催化材料、防污材料

G2K二氧化钛光催化剂

Hanlimtech污水处理机

Nano光催化剂

NanoPac光催化剂

Pepcon空气净化器、除臭系统

来源:.tw/public/Attachment/562714282071.doc

3.美国

美国环保署(EPA)是美国纳米光催化研发的主要支持单位,其重点着重于水处理方面;包括地下水质的改善、废水处理以及河川污染等。河川污染除了针对因农药造成污染的研究外,对油污的研究(包含原油)也有相当不错的成果。

4.英国

英国伦敦和安大略核子技术环境公司开发了一种新的常温光催化技术,利用纳米二氧化钛催化剂,能将工业废液和被污染地下水中的多氯联苯类分解为CO2和水。

英国皮尔金顿公司生产出了自洁净玻璃。在玻璃表面镀一层具有光催化作用的纳米二氧化钛薄膜,经紫外线照射后可有效降解附着在玻璃表面的有机污染物,同时具有亲水性,使玻璃长期保持自洁净效果。

市场前景

纳米材料市场前景范文4

[论文摘要]科技的发展,使我们对物质的结构研究的越来越透彻。纳米技术便由此产生了,主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述。

一、纳米的发展历史

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,不如,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。

1959年,着名物理学家、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、纳米技术在防腐中的应用

纳米涂料必须满足两个条件:一是有一相尺寸在1~100nm;二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括:第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响,如纳米SiO2用于建筑涂料,可防止涂料的流挂;第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性,如利用纳米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等;第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力,可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。

纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径,目前用于涂料的纳米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高,粒子之间极易团聚,纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多,性能各异,不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能,需要经过大量的实验研究工作,才有可能得到真正的纳米涂料。

纳米涂料虽然无毒,但由于改性技术原因,性能并不理想,加上价格太贵,难以推广;而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin-williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料,性能不错,甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家,仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重,对人体的伤害很大,目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用;磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展,也可以生产纳米漆。

我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测,同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析,结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势,是防锈涂料领域划时代产品,复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。

三、纳米材料在涂料中应用展前景预测

据估算,全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前,发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心,2001年年初把纳米技术列为国家战略目标,在纳米科技基础研究方面的投资,从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元,准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心,把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点,将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域,全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际,纳米科学技术的发展,对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说,21世纪将是一个纳米世纪。

由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高,所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级,产业化市场前景极好。

在纳米功能和结构材料方面,将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品,以及对传统材料改性;将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团,将对国民经济产生重要影响;纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域,将产生新的经济增长点。

纳米技术在涂料行业的应用和发展,促使涂料更新换代,为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。

纳米涂料已被认定为北京奥运村

建筑工程的专用产品,展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。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。经测试,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,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。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小,能深入墙体,与墙面的硅酸盐类物质配位反应,使其牢牢结合成一体,附着力强,不起皮,不剥落,抗老化。其纳米抗冻涂料,除具备纳米型涂料各种优良性之外,可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10%以下的规定,使建筑行业施工缩短了工期,提高了功效,又创造出高质量。

四、结语

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。

参考文献:

[1]桥本和仁等[J]. 现代化工. 1996(8):25~28.

纳米材料市场前景范文5

关键词:无机非金属 材料研发 材料发展 材料应用

中图分类号:TB321 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0057-01

1 无机非金属材料简介

1.1 无机非金属材料范畴

当今的无机非金属材料科学是在20世纪40年代开始由传统的硅酸盐材料科学逐渐演变发展而来的。目前,无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料已成为社会各行各业使用的三大主要材料。全球无机非金属材料的快速发展以及其新产品的不断涌现为社会的发展做出了卓越的贡献。

1.2 无机非金属材料的优点

无机非金属材料是一种固体无机材料,具有很强的整体性,其理化性质稳定,不易老化、风化。无机非金属材料因其耐久性和有效性方面的优异表现,且能承受高温,防水性能也表现出色,所以其也是一种很好的防火材料。无机非金属材料本身属于一到三级耐火材料标准,其材料结构紧密,其也具有很好的防水渗透能力,防雨水和地表渗透性能。无机非金属材料的物理、化学性质稳定,与酸碱反应敏感度不大,具有很好的耐酸碱性,同时,无机非金属材料对鼠害,虫害的忍耐度比较大,能保证长久的正常的使用效果。

2 国内无机非金属材料的现状

2.1 无机非金属新材料的新应用

2.1.1 高技术陶瓷材料

高技术陶瓷是以人工合成的超细高纯粉体为原料制备的一种新型无机非金属材料,其主要使用各种先进材料成型方法、优秀的当代烧结工艺以及精密加工技术制作而成。高技术陶瓷材料具有高性能、高附加值的特点,目前已经广泛应用于高端技术领域和顶尖国防材料领域。高技术陶瓷具有耐高温、高硬度、高刚度、耐磨耐腐蚀性优越等优点,可用于陶瓷机械零件、生物陶瓷材料、集成电路、各种传感器等领域。大量材料应用结果表明:高技术陶瓷材料是21世纪国家经济和科技发展水平的重要特征。

2.1.2 纳米材料

随着纳米科学技术的快速发展,纳米材料也迅速得到发展,纳米材料由极细晶粒组成,其晶粒尺寸在纳米尺度范围,与微米晶体材料相比,在材料力学、材料光学、材料电磁学等方面具有更加优异的表现, 因此纳米材料科学是当今凝聚态物理材料领域的热点研究方向。比如:纳米碳管的直径为1.4 nm,5万根纳米碳管并排后才跟一根头发一般粗,但是其强度已达到钢的100倍。多数研究表明,纳米材料的特殊性将在未来日常生活和高科技领域广泛应用。例如,利用纳米技术研发的新型电脑其性能更优良;飞机表面涂覆纳米硅基陶瓷粉可以成功避开雷达的监测等。

2.1.3 复合氧化物与化学传感器材料

复合氧化物敏感材料与化学传感器对信息感知度强,其形态千变万化、性能各异、功能多样。目前,对这类材料的研究重点材料主要有:新型半导体材料;有害气体敏感材料;复合氧化物气敏材料等。多功能敏感材料的传感元件结构简单、使用方便、价格便宜、灵敏度高。广泛用于火灾报警、可燃气报警、汽车尾气检测等方面。

2.1.4 特精细化学品材料和功能化合物材料

目前,特精细化学品材料和功能化合物材料品种越来越多,其主要包括畜牧业饲料添加剂、饮食添加剂、灭火剂、生氧剂等等。特种精细化学品和功能化合物的生产产量小、规模小,但是生产的技术含量高,具有很好的经济效益和市场前景。

2.1.5 固体电解质

近十几年来,固体电解质材料发展较快。由于非核能能源技术发展的需要,固体电解质材料中的新能源技术的研发引起人们极大的关注。当前,这类材料的研究体系已经成为单独的固态离子学学科。固体电解质研究重点主要是碱金属离子材料,未来具有很好的经济效益和市场前景。

2.2 无机非金属材料的发展趋势

未来,无机非金属材料的发展趋势将有以下几点:(1)材料与高科学技术领域的研发紧密联系。随着全球电子工业、高能电池、太阳能技术的迅速发展,未来无机非金属新材料发展和高科技发展之间的联系将会更加紧密。(2)各种材料复合程度提高。相互交叉的各学科领域相互合作研发的复合材料将占据材料工业越来越大的市场规模。(3)高分子复合材料的广泛应用。高分子复合材料具有良好的机械性能、光电材料特性和磁学等功能。这些新材料将在生物、机械、光学、电子学等领域取得更广大的应用。

2.3 无机非金属材料在我国发展中出现的问题

虽然,无机非金属材料在我国发展迅速,其新技术与新工艺不断得以应用与推广,无机非金属材料的产量也得到突破。但是,我国传统无机非金属材料依然存在着品种杂、质量档次低、高科技含量少,国际竞争力不强的现象。导致这现象的主要原因是国内材料企业过多,市场竞争失衡,企业总体生产工艺差,材料工作人员素质差, 高水平材料研发机构少等等。21世纪对无机非金属材料需要量大,质量要求也越来越高。在激烈的市场竞争下,国内材料型企业要想生存与发展,必须提高企业研发、生产、销售高科技材料的能力,积极参预国际材料市场的竞争,提高自身的核心竞争力。

3 国内无机非金属材料的应用与发展建议

3.1 国家的角度

国家政府应加大对国内建材工业的产业化结构调整力度,合理引导企事业单位步入材料市场的正轨,从宏观经济、宏观行政手段使国内无机非金属材料的应用与发展正规化、可持续化。

3.2 法律的角度

政府应制定相关的法律法规,防止无机非金属新材料研发结果被侵权的现象,充分利用法律手段严惩不法分子对材料领域的破坏行为。同时,要尽快制定适应我国科研体制改革的法律法规,保证无非金属新材料的研发与生产。

3.3 人才的角度

国家与企业都应加快有关材料人才的培养速度,不断优化教育资源,以最新材料相关知识和研发体系来培养无机非金属材料新人才。

4 结语

目前,国内无机非金属材料在国民经济建设的作用越来越重要。国内无机非金属材料的发展和应用是国内特色社会主义经济体制改革的重要标志之一,无机非金属材料的发展与应用已远远超出其自身的范畴,它带动了国内各个科学领域的创新,推动了国内科学技术的快速发展。

参考文献

[1] 张义顺.传统无机材料的现状及新材料的发展趋势[J].焦作工学院学报,2000(19).

纳米材料市场前景范文6

广东东莞 任先生

答:SiO2是涂料和橡胶中不可或缺的添加剂,它可以增加材料的强度和透明度。目前,SiO2的提取,多是依靠矿石。但矿石加工出的多是微米SiO2,而稻壳加工出的则是纳米SiO2,其分子体积远小于微米SiO2,其强度和透明度都较微米SiO2要高。

纳米SiO2作为一种超高活性材料,由于特殊的结构层次,对许多材料具有强改性作用,被誉为21世纪的高科技材料。将少量的纳米SiO2掺入混凝土中,即可轻易制备出超高强度和超高耐久性能的高性能混凝土。但人工制备纳米SiO2工艺十分复杂,产品价格高昂,无法用于水泥混凝土等大宗材料的改性。而数量庞大的农业废弃物稻壳含有大量的SiO2(约20%),通过一定的方式(如低温热解)将稻壳的有机成分去除,可以廉价制得纳米SiO2(成本不足普通的人工制备SiO2成本的10%)。并且,稻壳燃烧热的回收利用能够使生产用热全部自给,大大降低了生产成本;燃烧尾气的利用,减少了对环境的污染。它的研制成功,不仅可以充分利用这种“农业垃圾”,减少环境污染,而且具有重要的开发价值,成为一种新的可再生资源,必将产生巨大的经济效益和社会效益。

在提取工艺上,吉林大学王子忱教授根据稻壳的特性,发明了从其中提取SiO2的技术,大致步骤如下:先用一定浓度的无机酸去掉稻壳中的无机物、纤维及杂质,再通过加工燃烧让稻壳中的碳成分去掉,最后剩下的就是SiO2,其含量约占稻壳重量的20%。这个过程中没有肥料的产生,所有稻壳都被充分利用。而暨南大学的欧阳东教授则发明了一种内部设置有热交换管,可有效控制焚烧温度的稻壳热解装置。通过对稻壳进行控制性焚烧热解,从中提取出纳米SiO2。