工程師們在處理遇到的技術難題時從來都不會去考慮使用納米技術。因為這種技術更像是科幻小說的未來科技而不是在現實中出現。但事實上納米技術的應用已經大幅度提高了不少常用材料的性能，今后它還會做的更多。 在陶瓷、人造橡膠以及其他材料的表面上涂上一層納米含氟聚合物涂層可以改變如摩擦系數之類的少數含有納米添加劑的粘合劑及熱塑性塑料的宏觀力學性能，如拉伸和沖擊強度都有很大的提高，而納米科技對金屬、塑料及陶瓷的表面性能的影響則更為顯著。 為了獲得有自清潔效果的表面，納米技術的研究人員試圖從一些植物的蓮花效應上獲得靈感。在這種芋類植物的超級防水的葉片表面，水會凝聚成水珠。當這些水珠從植物的葉片上滾落時，它們也會帶走葉片上的灰塵。 Ecologycoatings發現有時候應用了納米技術的涂層會表現出一些奇特的性能，如阻止微生物生長。 GESilicones生產的硅樹脂硬膜已經將納米級的二氧化硅顆粒用于提高材料耐磨損性能 將納米技術應用于表面部分是因為經濟學的因素。納米添加劑的價格不低，即使是商用納米添加劑的價格也高達幾百美元每磅。因此，將這些納米粒子集中的應用在涂層或者材料表面就很有意義了。“材料表面是對材料性能影響最大的地方，”BayerMaterialScienceLLC未來商務部門的負責人BobKumpf說。“現在我們正在做的是使用納米顆粒來獲得那些大粒度顆粒無法具備的性能。” 在涂層中添加少量的納米粒子就能極大的改善耐磨、耐化學腐蝕以及耐粘污性能等表面性能。同時，納米涂層也能影響材料的熱性能、光學性能以及電學性能。“材料表面是個‘多事地段’，很多性能都與表面有關。”Kumpf說。 納米技術還具有平衡材料功能性需求和審美需求的獨特功能。“從定義上來講，人類的眼睛是看不到納米技術的影響的。”Kumpf說�？床灰姷囊馑际�，納米技術可以在不改變材料外觀的情況下改善材料的性能。以二氧化鈦為例：“眾所周知，二氧化鈦具有很好的抗紫外線輻射的性能。但是，如果你用它做涂料的話，所有的東西都會被涂成白色了。”DuPontPerformanceCoatings公司的戰略技術部門的技術總監BobMatheson說。而該公司使用的納米級二氧化鈦顆粒不但具有二氧化鈦固有的優良的抗紫外線輻射性能，而且沒有顏色。 盡管現在對納米技術研究和應用正進行得熱火朝天，但事實上納米技術早就在材料、顏料、涂層等行業中建樹良多了。“我們對如何分散納米粒子十分在行——盡管它們很難控制，”Matheson說。以顏料行業中使用碳黑和二氧化硅為例。“這兩種材料都是納米粒子，而30年前我們就在使用它們了。”又如BASF公司，他們幾十年前就懂得如何將兩種納米尺寸的聚合物均勻混合了。 但是對于納米涂層而言，真正令人激動的工作才剛剛開始。材料科學家們正在有意識的利用納米粒子由尺寸效應產生的新性能。EcologyCoatings公司創始人，首席化學家SallyRamsey指出納米涂層中使用的添加劑有些已經應用多年了——只是以前使用時顆粒度較大，為微米級。“現在我們正使用納米顆粒來獲得那些大粒度顆粒無法具備的性能。”她解釋道。 納米類型 在涂料和涂層領域，有幾種不同的利用尺寸效應的方法。這些方法中，絕大多數都要使用兩種類型的納米添加劑——幾個到上百個納米的顆�；蛘呤禽^大尺寸的粒子或部件表面上的納米結構。 DuPont公司則開始嘗試在涂料和涂層中同時使用這兩種方法。Matheson聲稱，他們公司在多種不同的金屬氧化物、納米粘土、碳、二氧化硅、晶體材料以及神奇的納米材料(如聚倍半矽氧烷寡聚物)的基礎上發展了多種產品，且對其性能進行了測試。該公司還發展了一種"漿"狀的納米凱芙拉材料。通常來講，凱芙拉纖維的直徑為12微米，而長度則可達幾千米。“納米級凱芙拉的長度只有12微米左右，其長度與直徑的比與普通的凱芙拉纖維相似。”Matheson介紹說，這樣的話，就將這種纖維變成了一種二維納米材料了。 同樣，其他的公司在不同體系中也應用了不同種類的納米顆粒——有的甚至在一個體系中就使用了多種類型的納米顆粒。EcologyCoatings有時會在他們生產的UV硬化型涂層放入兩種不同類型的納米顆粒，這種涂層可以用在塑料、金屬以及紙張的表面。“每種成分(顆粒)都有特定的性能和用途，”Ramsey說。但總體上來講這種涂層中還有納米金屬氧化物顆�；蚱渌愋偷募{米顆粒。這些納米顆粒通常都會和一些在氨基鉀酸脂及環氧樹脂涂層中常用微米尺寸的添加劑復合使用。 |
