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  奈米科技產業 > 綜合討論
奈米科技產業 > 綜合討論
2008/8/23 下午 05:38:57 如何大量奈米化?
Peter
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文章篇數: 65 [ 歷史文章 ]
註冊時間: 2007/1/10
我所知道的奈米是把原子或分子重新排列,但工業用的話,如何大量生產呢?如何可以大量的奈米化?
 
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【本主題共有 1 篇文章回覆】
2008/8/25 下午 09:43:39 Re:如何大量奈米化?
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會員等級: 個人會員
文章篇數: 100 [ 歷史文章 ]
註冊時間: 2008/9/17
米技術對我國傳統化工產業轉型升級扮演重要角色,奈米技術產業化在各領域的應用與發展,仍以化工產業最具發展性與可行性,包括複合材料、橡膠、陶瓷、化妝品及染顏料等產業,都已經有奈米科技的應用實例。而與傳統的塗料產品相比,新型奈米塗料除了具有附著力強、粘附牢固、耐洗刷等優點外,還具有很好的殺菌、抗黴、自潔、淨化空氣的功能,顏色的穩定性也較傳統塗料有明顯優勢。 奈米黏土耐燃、耐磨又防蝕,應用層面相當廣泛。奈米黏土具有優異特性,是來自其特殊的層狀結構,與高分子材料摻合後,產生層間陽離子交換與離子鍵接反應。在奈米尺度下許多微米級結構不易獲得的特性一一顯現,包括阻氣性、阻水性、抗紫外線、耐熱性、尺寸安定性、抗曲折性、強韌性、耐磨、耐刮、耐久、防蝕、耐化學品等。 奈米黏土增強了被添加基材的結構強度,提供後段加工便利性。對於塗料類的材料,奈米黏土是絕佳的增稠劑,使施工或塗佈作業更加容易,塗層平坦化,減少針孔,大幅縮短工時與材料用量的優勢十分顯著。 在耐燃材料方面,奈米黏土的使用有助於在相同耐燃等級要求下,大幅減少昂貴耐燃劑的用量,除成本降低外,對後段過程的加工性與作業效果增益頗大。 奈米黏土也具有正電核抗菌功能,是絕佳的天然抗菌、防霉、除臭材料。使用於紡織品、陶瓷釉料,居家或公共場所室內環境的抗菌噴劑,效果優異。在紡織品方面,奈米黏土的遠紅外線及抗紫外線功能近來甚受矚目,其不同於市面常見的高溫型且具有游離輻射疑慮的陶土添加物,採用奈米黏土常溫型的遠紅外線纖維,具有無可取代的功能性與安全性。 奈米塗料主要是由奈米材料與有機塗料複合而成,應具備兩個基本條件:一是至少有一相顆粒尺寸在 1 ∼ 100nm ,二是由於奈米晶相的存在,塗料性能顯著提高或具備新功能,二者不可缺一。廣義上說,奈米塗料材料還包括材料中含有奈米晶相的金屬奈米塗層材料和經奈米粒子之間的熔融、燒結複合得到的無機奈米塗層材料。目前國內奈米塗料主要集中在建築外牆塗料的耐候性及內牆塗料的抗菌性、耐沾汙等功能。而工業用塗料、特種功能性塗料的研發落後於發達國家。奈米塗料有許多種類,性能也有許多不同之處,專家建議今後塗料的發展應在以下幾個方面重點突破: • 耐候性:一些奈米粒子對於紫外線有較強的吸收能力,據此,將奈米 TiO2 、 SiO2 、 ZnO 等顆粒填充於塗料中,可顯著提高塗料的紫外線吸收性,從而提高戶外用塗料的耐候性。如提高外牆建築塗料的耐候性和汽車面漆、橋樑塗料、塑膠塗料、木器塗料等的耐老化性,使塗層的壽命提高 50% 甚至 100% 以上。電磁性:目前電磁波的輻射污染已成為人類的第四大公害,如何有效遮罩電磁波,防止電磁波輻射的污染,已成為當前急無原則解決的重大課題。利用奈米粒子的靜電屏蔽性,可制得防靜電性能比傳統防靜電塗料更為優異的靜電屏蔽塗料,對解決移動電話、對講機、飛機客艙遮罩、電腦、電視、微波爐、通訊電纜各保密室的遮罩,強化對於強電磁場環境下工作的人員的人體防護,可收到理想的效果。 • 力學性能:某些奈米材料用於塗料中,可以大幅提高有機塗層的力學性能,如改善塗層的耐磨性、耐劃傷性、硬度、強度及韌性等,可以用於汽車面漆、汽車玻璃、眼鏡鏡片、建築物玻璃、地板、船艦易磨損易腐蝕金屬部件等的保護,大大延長產品的使用壽命。抗菌性和大氣淨化性:將奈米抗菌粉用於塗料中,可投籃奈米殺菌塗料,塗覆在建材產品,如衛生潔具、用具、醫院手術間和病房的牆面、地面等,起到殺菌、保潔作用。利用 TiO2 、 ZnO 、 CdS 、 WO2 等奈米粒子的光催化特性,可投籃光催化淨化大氣環保塗料,如採用聚矽氧烷、銳鈦級奈米 TiO2 、填料等複合制得的大氣環保塗料,可以將大氣中的 NOx 轉化成硝酸。 其他功能性塗料:採用奈米技術可製成奈米介面塗料,其塗膜介面為既疏水又避油的超雙親性二元協同介面,將其塗在建築材料上,任何油質、水、灰塵等都不會存留於表面的。利用奈米粒子對紅外反射性能可投籃隔熱塗料,用於玻璃幕牆、海上鑽井平臺、油罐、石油管道、機車、飛機表面、船殼等的隔熱。 根據國科會奈米創新網的消息指出,工研院化工所研發的奈米級複合材料技術,領先日本及美國,能製造出 98% 的純度,所製造出的奈米級複合材料兼具耐燃、阻氣、耐磨等多項優點,應用層面廣泛,並能逐漸取代傳統塑膠。因此健康概念的奈米家俱將會變成市場新寵,由於木材都有添入奈米光觸媒原料,只要在燈光照射下就有自然抗茵的效果,不過,由於加入特殊的加值處理,售價也不便宜。 中華超微米科技副董事長陳宗民表示目前國內市面上水性塗料的比例已漸超過溶劑性塗料,這是好現象,因為水性塗料毒性較低,而目前的塗料甚至發展出有香味、防霉等新功能。以該公司即將於 6 月分推出的「奈米漆」為例,除能降低有害氣體,還具有釋放負離子、高效抗菌防霉、遮蓋力強、持久艷麗、耐擦洗、覆蓋微裂、氣味柔和的特點。位於台北市濟南路的自立報系大樓,即將改頭換面為「陽之昇」建案,就打算採用奈米漆作為室內裝修的牆面塗裝。價格方面,陳宗民表示,一般塗裝工程的費用,工資與材料的比率約為 7 : 3 ,而奈米漆約為 6 : 4 ,雖然稍貴,但能減少對人體的傷害,多花點錢其實是值得的。 奈米技術在包裝領域也獲得的廣泛應用。在包裝材料(如塑膠及複合材料)中加入奈米微粒,使其產生除異味、殺菌消毒的作用;將奈米微粒加入到冰箱內,也可延長食品的保存期限。同樣也可將奈米微粒加入紙、塑膠及複合材料中用於包裝食品,提高包裝食品的貨架壽命。 純天然的基礎材料在奈米技術的改造下,能夠發揮驚人的殺菌效果。抗菌、無菌包裝,能使菌體變性或沈澱,一旦遇到水,便會對細菌發揮更強的殺傷力。且吸附能力、滲透力也很強,多次洗滌後也還有較強的抗菌作用。此抗菌薄膜的阻隔氣溶膠的效率達到 98 %以上,該膜具有極好的透氣、阻隔、過濾性能。 奈米保鮮包裝材料可提高新鮮果蔬等食品的保鮮效果和延長貨架壽命。在保鮮包裝材料中加入奈米銀粒,便可加速氧化果蔬食品釋放出的乙烯,減少包裝中乙烯含量,從而達到良好的保鮮效果。 陶瓷和玻璃容器可獲得高韌性的陶瓷材料或玻璃材料。英國把奈米三氧化二鋁與奈米二氧化鋯進行混合,已獲得高韌性的陶瓷材料。日本將奈米氧化鋁顆粒加入到普通玻璃中,明顯改變了玻璃的脆性。 防紫外線包裝材料在防紫外線包裝材料中加入奈米抗紫外線粉二氧化鈦,使製成的防紫外線包裝袋達到良好的防紫外線效果。 防紫外線包裝材料一種具有吸收紅外線等特點,表面積巨大、表面活性高,對周圍環境 溫度、光、濕度等 敏感的奈米微粒加入包裝材料中,或製成塗料塗布於包裝材料表面後,人們在選擇商品時便可利用溫度、光線或濕度等加以鑒別,從而達到防紫外線的目的。 防靜電包裝材料金屬奈米銅 ; 鐵粉具有消除靜電的特殊功能,只要在生產包裝材料時,加入少量的金屬奈米微粒,就可以消除靜電現象,使包裝表面不再吸附灰塵,減少因摩擦導致的擦傷,同時在印刷時,因表面無靜電吸附,使印刷速度高、印刷效果好。 奈米技術因其獨到的性能備受關注,目前各國都不惜投入鉅資進行塗料技術的創新。奈米粒子具備特殊性能,可能使塗層的光學性能、磁性能、電性能、力學性能得到大提高,因此奈米塗料的研究在未來將成為塗料研究的一大重點。
 
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