自從發(fā)現(xiàn)硅芯片后，物理學和材料科學領(lǐng)域就再沒有這么激動人心了。無數(shù)的大學已經(jīng)建立了納米中心，其中許多大學獲得工業(yè)基金與贊助。作為學術(shù)研究的成果，大量的與納米技術(shù)相關(guān)的創(chuàng)業(yè)企業(yè)分離出來。
世界各地的私營企業(yè)和政府都在投資數(shù)以十億美元，爭相開發(fā)這個材料尺寸小于100納米的小世界。
聚合物納米復合材料由納米尺寸填料與熱固性或熱塑性聚合物混合而成。
聚合物納米復合材料的性能與傳統(tǒng)材料的性質(zhì)明顯不同。這些改變的性質(zhì)包括改善的強度，韌性，熱變形溫度，抗紫外線性，阻隔性，導熱性和導電性。
簡單地說，由于對于新材料能力的設(shè)想，舊的規(guī)則已不再適用。
理查德費曼1959年在加州理工學院舉行的美國物理學會年會上的演講說 “底層有足夠的空間”，這是今天對納米復合材料和納米技術(shù)世界的科學探索起源。
費曼說：“這是一個非常小的世界。”費曼在談到納米技術(shù)的前景時，“如果我們真的能按照我們想要的方式排列原子，那么材料的特性是什么？理論的調(diào)查研究會是非常有趣。”“我?guī)缀蹩梢钥隙ǎ覀儗@得可能擁有更多的特性的物質(zhì)，以及更多我們可以做的不同事情。因為它們滿足量子定律，所以小原子在大原子面前的作用影響幾乎為零。所以，當我們繼續(xù)研究原子的時候，我們得用不同的定律，我們可以做很多不同的事情。”
費曼接著斷言道，“據(jù)我所知，物理原理并沒有否定原子一個接一個排列。這不是企圖去違反任何定律;從原則上講，這些是可以做到的;但在實踐中，它還沒有完成，因為我們不能看到那么小的東西。”費曼認為：在納米級能有所發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的關(guān)鍵之一是“將電子顯微鏡精度提高上百倍”。
費曼后來與朝永振一郎（東京教育大學）和朱利安施溫格（哈佛大學）共同獲得了1965年的諾貝爾物理學獎，以表彰他們“在量子電動力學方面所做的基礎(chǔ)工作，這對基本粒子物理產(chǎn)生了深刻的影響。”
現(xiàn)在讓我們把注意力轉(zhuǎn)向納米復合材料市場的增長和相關(guān)研究的重視。雖然納米復合材料（包括納米黏土和納米管）這只是塑料工業(yè)的一小部分，但是納米復合材料預計將成為一個主要的增長領(lǐng)域。這些獨特的復合材料結(jié)合了填充熱塑性塑料和純熱塑性塑料兩者的最佳性能。
特別是在汽車、包裝和電子領(lǐng)域，聚合物納米復合材料的使用正在穩(wěn)步增長。在全球范圍內(nèi)，納米復合材料的年均增長率預計將在每年18%到25%之間，預計到2020年，納米復合材料的使用將達到近7.5億美元。
微米和納米尺度的天然的和生產(chǎn)的物體
美國是納米復合材料和納米技術(shù)研究領(lǐng)域的世界領(lǐng)先者，有800多個研究中心和公司參與納米復合材料的研究，截至2017年，其資金超過80億美元。相比之下，歐洲有250家公司和組織參與納米技術(shù)研究，科研經(jīng)費達到30億美元。
日本也在納米科學研究方面進行了重大投資，大約有150家公司在從事納米技術(shù)的研究。納米復合材料和納米科學相關(guān)的政府項目正在全球范圍內(nèi)進行。
就連泰國也宣布，納米材料將在該國未來的經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮重要作用，并已派遣大約300名科學家在這一領(lǐng)域進行研究。發(fā)展中國家的其他國家，包括中國、韓國、巴西、智利、印度、菲律賓和南非，也通過建立政府資助的納米相關(guān)項目和研究機構(gòu)，表達了他們對納米技術(shù)的重視。
就納米復合材料類型而言,納米復合材料領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)遠遠超過納米管、納米粘土、納米粒子等關(guān)鍵詞和納米粒子, 包括多面體低聚倍半硅氧烷(POSS, 將有機和無機片段結(jié)合納米籠結(jié)構(gòu)的納米顆粒)納米纖維,小纖維(MWNTs -多壁封閉納米管),納米片(薄片,小于5納米),納米線和納米紗。
納米光學板有望使傳感器和開關(guān)系統(tǒng)發(fā)生革命性的變化。重要是，空氣袋傳感器嵌入到外部聚合物外殼中，以光速傳輸信號，以獲得幾微秒的救命時間。
雖然許多早期的納米復合材料是以聚丙烯和尼龍作為基體聚合物形成的，但是納米復合材料已經(jīng)由各種各樣的其他樹脂形成，包括：環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚苯并惡嗪樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己醇內(nèi)酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚偏氟乙烯、聚丁二烯、共聚物和液晶聚合物。
進一步深入研究納米復合材料的應用，人們普遍猜測，通過使用納米粘土填充的納米復合材料，在拉伸強度、模量和熱變形溫度方面的改進可使納米材料替代現(xiàn)有的工程熱塑性塑料。聚烯烴的復合材料和這些取代的工程熱塑性塑料的新納米復合版本將反過來挑戰(zhàn)金屬和玻璃在許多新領(lǐng)域的應用。
雖然納米粘土復合材料在結(jié)構(gòu)應用中已經(jīng)取得了一些商業(yè)上的成功，但是許多早期應用的成功更依賴于導電性能的改善。
汽車工業(yè)正引領(lǐng)著納米復合材料應用的發(fā)展。導電納米聚合物已成為燃料輸送管道的首選復合材料，燃料輸送管道正在從傳統(tǒng)的鋼轉(zhuǎn)變?yōu)榫酆衔?。今天，美?0%以上的汽車在燃料管路中加入了納米管，以防止靜電的聚集。
導電聚合物也已被開發(fā)用于電鍍外部車身面板的應用。通過加入相對少量的納米粘土材料來實現(xiàn)的氣體阻隔性能的提高也是相當可觀的。
這些杰出的阻隔性能改進引起了人們對用于食品包裝應用如瓶子和薄膜等的納米粘土復合材料的極大興趣。納米復合制劑的使用有望大大延長許多食品的貨架期。
聚合物基納米復合材料也正在開發(fā)電子應用，例如集成電路中的薄膜電容器、用于電池的固體聚合物電解質(zhì)、微光開關(guān)、納米級智能開關(guān)和傳感器。
在醫(yī)療領(lǐng)域，納米復合材料的進步正在推動微創(chuàng)設(shè)備的材料封裝。在這個領(lǐng)域，需要非常薄的壁和光滑的表面。
正在開發(fā)的納米復合材料應用
傳統(tǒng)的填料太大，不能提供這些薄壁應用所需的均相化合物。有了納米復合材料，設(shè)計師們在進行醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計時將有更廣泛的材料可供選擇。工業(yè)部門也期望通過使用納米復合材料看到顯著的效益。
總之，納米復合材料的未來就是在現(xiàn)在。
納米復合材料的一些應用和相關(guān)研究在世界各地的研究中心得到了很好的應用。這些項目包括用于汽車、航天和國防結(jié)構(gòu)的納米復合材料；聚合物納米復合泡沫；用于光學應用的納米復合材料；導電納米復合材料用于腐蝕防護、能量儲存和轉(zhuǎn)換裝置;用于組織工程腳手架、防護裝甲和生物傳感的納米纖維;以及相關(guān)的納米顆粒和納米復合材料的生命周期分析。
正在開發(fā)的納米顆粒和納米復合材料還可以用作諸如生物醫(yī)療裝置、藥物遞送裝置和包括光學顯示器、太陽能電池板等的光子學應用領(lǐng)域所需的功能材料。
為了幫助創(chuàng)造出“智能”涂料、新建筑材料、微型電子設(shè)備、“智能”醫(yī)用植入物化學/生物傳感器、快速/更高容量的“生物芯片”等所需的下一代先進高性能復合材料，一些材料研究人員轉(zhuǎn)向了仿生學。
生物在納米尺度上創(chuàng)造和操縱復雜的結(jié)構(gòu)已經(jīng)長達數(shù)十億年之久。利用DNA、RNA和各種各樣的蛋白質(zhì)，活細胞構(gòu)建復雜的分子和納米級的細胞器，以及創(chuàng)造非生物材料，如具有納米級結(jié)構(gòu)的牙釉質(zhì)和海貝。
納米技術(shù)人員在邏輯上尋求復制由生物體設(shè)計的技術(shù)，從下往上創(chuàng)造新的納米復合材料和納米工具。一個特別有趣的領(lǐng)域是由海洋生物建造的礦物和生物聚合物，它們提供了獨特的力量組合、生物相容性、精確的納米尺度結(jié)構(gòu)控制，以及礦物/有機聚合階段之間的耦合系統(tǒng)，使它們成為新材料的特別有吸引力的模型。壁虎在幾乎任何表面上都能表現(xiàn)出非凡的能力，這是一種新的粘合表面的潛在模型。
隨著研究人員對納米世界的理解不斷增長，納米科學被應用到許多產(chǎn)品和設(shè)備上，納米技術(shù)和納米復合材料的使用將給我們生活的許多細節(jié)帶來變化。我們已經(jīng)受益于這樣的成就。
汽車涂料中的特殊色彩效果就是基于納米復合材料，就像一種新的抗劃痕汽車涂料。某些輕質(zhì)車身板和玻璃和隱形眼鏡上的減反射涂層也得益于納米技術(shù)。
在未來，納米技術(shù)將對通信/信息技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備/程序的許多方面產(chǎn)生重要影響。
新的納米材料和納米復合材料，如原子開關(guān)、存儲介質(zhì)能力的大幅提升、人體修復的納米機器人、人造機械鼻子和耳朵等，這只是科學家目前在世界各地研究中心所做的一些研究。許多其他的基于納米復合材料的想法正在展開。正如諾貝爾獎得主蓋德賓寧所指出的，“納米時代才剛剛開始。”（文章來源于網(wǎng)絡）
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