納米醫(yī)療技術(shù)范文10篇

摘要：目前應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的納米材料的主要類型有納米碳材料、納米高分子材料、納米復(fù)合材料等。納米材料在生物醫(yī)學(xué)的許多方面都有廣泛的應(yīng)用前景。

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關(guān)鍵詞：納米材料生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

1應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的納米材料的主要類型及其特性

1.1納米碳材料

納米碳材料主要包括碳納米管、氣相生長碳纖維也稱為納米碳纖維、類金剛石碳等。

在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，生物技術(shù)這一新興產(chǎn)業(yè)顯然已逐漸成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)航者，隨之產(chǎn)生的生物經(jīng)濟(jì)也將慢慢成為未來經(jīng)濟(jì)形態(tài)的主流。其中，生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的滲透衍生了醫(yī)學(xué)生物技術(shù)這一新領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新大力驅(qū)動著醫(yī)學(xué)診療技術(shù)水平的提高。而醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步關(guān)系著數(shù)億萬人民的健康，要不斷提高醫(yī)學(xué)診治水平，適應(yīng)人民群眾日益增長的醫(yī)療需求，持續(xù)提高人民群眾健康素質(zhì)，是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建和諧社會的重要舉措。因此，可以歸結(jié)為醫(yī)學(xué)生物技術(shù)可以從技術(shù)層面保障和提高人民生活質(zhì)量，解決重要民生問題。21世紀(jì)以來，納米技術(shù)基于其材料獨特的尺寸效應(yīng)和卓越的光電磁性能，得以迅猛發(fā)展并廣泛應(yīng)用在各產(chǎn)業(yè)研究領(lǐng)域中。在現(xiàn)階段，納米技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，就是醫(yī)學(xué)生物技術(shù)領(lǐng)域，隨著交叉學(xué)科研究的漸漸興起，納米技術(shù)和醫(yī)學(xué)生物技術(shù)也慢慢在跨學(xué)科的研究中不斷進(jìn)行交織和融合，慢慢衍生出一個發(fā)展非常迅速的交叉學(xué)科——納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，并且，該技術(shù)已有效推動了醫(yī)學(xué)生物產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)，并促進(jìn)和支持醫(yī)學(xué)生物技術(shù)行業(yè)成為國家經(jīng)濟(jì)，特別是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的核心要素[1-3]。尤其是近年來,納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)在人體醫(yī)療與健康方面涌現(xiàn)出不少應(yīng)用可行性很強(qiáng)的技術(shù)成果，例如應(yīng)用于臨床上靶向緩釋藥物的開發(fā)，疾病相關(guān)分子診斷以及組織修復(fù)、器官再造等等方向[4]。但是，納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)在全世界都是一門新興學(xué)科，因而在人才的培養(yǎng)和儲備方面都面臨著全新的挑戰(zhàn)和困難，這一點在我國尤其突出，也就是納米生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)人才嚴(yán)重短缺。針對這一技術(shù)的綜合教學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)體系，也相當(dāng)不完善。有鑒于此，筆者就醫(yī)學(xué)院校本科培養(yǎng)階段的納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教育教學(xué)和專業(yè)技能培養(yǎng)方面，進(jìn)行了一些初步的探索和研究，目的培養(yǎng)出具備前沿納米生物技術(shù)知識儲備，符合醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域需要，且順應(yīng)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”時展趨勢的創(chuàng)新型人才。

1進(jìn)行納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教學(xué)的主要目標(biāo)

納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)是一門非常典型的多領(lǐng)域交叉學(xué)科，生物醫(yī)學(xué)、材料、化學(xué)和物理等學(xué)科的內(nèi)容都包含在內(nèi)，因此對人才培養(yǎng)的要求自然也非常高[5]。個人認(rèn)為，應(yīng)該將教學(xué)目標(biāo)設(shè)計為培養(yǎng)學(xué)生具備相關(guān)領(lǐng)域多元化的知識結(jié)構(gòu)，富有創(chuàng)新精神與思維模式，在納米醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的某一或某幾方面具有相當(dāng)?shù)膶I(yè)實踐技能與經(jīng)驗，能夠?qū)⒓{米生物醫(yī)學(xué)的知識和技術(shù)應(yīng)用于實際的科學(xué)研究與實際技術(shù)產(chǎn)業(yè)化之中,對納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向和某一領(lǐng)域的當(dāng)前產(chǎn)業(yè)情況主要發(fā)展趨勢有所體悟，具有技術(shù)研究與項目管理實施的基本專業(yè)素養(yǎng)和技能。

2實施納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教學(xué)的主要理念

納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)作為一門多領(lǐng)域交叉的新興學(xué)科。作為一門非常強(qiáng)調(diào)實踐與實用性的應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，在納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的教育教學(xué)過程中，我們必須堅持將理論教學(xué)與實踐教學(xué)很好地結(jié)合在一起，通過把理論知識教學(xué)與課程實驗教學(xué)、專業(yè)科研活動和產(chǎn)業(yè)企業(yè)課外實踐活動整合成一個綜合教學(xué)體系才能夠真正培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)素質(zhì)、自主發(fā)現(xiàn)、思考和解決實際問題的能力。因此，納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容、方法、教學(xué)主體和教學(xué)對象等基本要素必需共同有機(jī)的地結(jié)合在一起，協(xié)同服務(wù)于學(xué)科教學(xué)目標(biāo),以合理的安排與布局，相互相同綜合成一個有效的教育教學(xué)整體過程。我們應(yīng)該充分注重激發(fā)與引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的主動性與積極性，立足于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，不能像過去只是進(jìn)行知識的單向傳授，因此忽略了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與思考、解決問題的能力,建立一種雙向溝通、激勵引導(dǎo)、教學(xué)相長的良性循環(huán)機(jī)制。在這種機(jī)制下，學(xué)生成為教學(xué)活動的主體，被動的接受知識變?yōu)橹鲃拥膶W(xué)習(xí)探索，教學(xué)過程也不再是枯燥、單調(diào)的知識傳遞,而是師生雙方之間在智慧、思想與感情上的溝通分享。而且，教學(xué)模式應(yīng)注意技巧設(shè)計，創(chuàng)造設(shè)計一個問題情境，通過好的提問與啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生提出和發(fā)現(xiàn)問題，然后就該問題從不同的多個角度來解析與研究，并且進(jìn)行持續(xù)的提問與思考，逐步分析挖掘該問題發(fā)生的根本性緣由，同時鼓勵學(xué)生多角度多層次的尋找答案，通過答案的適度不固定性引導(dǎo)學(xué)生的思維發(fā)散開來,從而讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)和分析處理問題的習(xí)慣與素質(zhì)得到良好的培養(yǎng)[6]。

3納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教學(xué)課程體系的設(shè)計

近年來，由于人類對醫(yī)療保健要求的提高、化學(xué)藥物的不良反應(yīng)以及藥源性疾病等原因，人們對藥物的選擇逐漸向“天然”靠攏，天然物質(zhì)制成的藥品倍受青睞。特別是對于老齡化社會來說，藥效溫和、不良反應(yīng)小、重視整體調(diào)節(jié)人體機(jī)能的中藥對慢性病、多臟器疾病的老年是最理想的藥物。這些都為中藥的發(fā)展提供了良好的契機(jī)，雖然通過幾千年的實踐，中藥已形成自己獨特而完整的藥理體系，但由于中藥傳統(tǒng)給藥途徑與劑型比較落后，起效緩慢，難以標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，特別是成分復(fù)雜，其成分分析與含量測定、藥理學(xué)機(jī)制及穩(wěn)定性研究有困難，還沒有制定統(tǒng)一可行的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，難以被國際市場所接受，限制了中藥的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，國際植物藥的年市場銷售額已達(dá)300億美元，且以每年10％～20％的速度遞增，但中國的中藥僅占其中的小部分，而美國、日本、韓國等卻占了大部分，且日本70％的原料從我國進(jìn)口。我國出口份額占這么少，就是由于我國輸出的是廉價的中草藥原料；日本占的份額大，正是由于他們憑借高度發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)，按照國際規(guī)范化要求制成附加值高的中成藥。嚴(yán)酷的現(xiàn)實表明，周邊國家在進(jìn)步，世界在進(jìn)步，如果我國再不重視中藥制藥工程的建設(shè)和中藥劑型的改革，我國的中藥將在全球醫(yī)藥領(lǐng)域失去一席之地。因此，中藥的現(xiàn)代化勢在必行。

一、發(fā)展中藥納米技術(shù)的意義

百姓看病難,看病貴已經(jīng)成為了阻礙我國社會發(fā)展的詬病。中醫(yī)藥不僅療效好,而且價格便宜，在借鑒西方發(fā)達(dá)國家的制藥技術(shù)的情況下，發(fā)展納米高科技有助于宏揚(yáng)我國幾千年中藥文化，讓百姓擺脫看病資金緊缺的困境。因此，將納米技術(shù)融入中醫(yī)藥,將使中醫(yī)藥的藥效得到更好的發(fā)揮。2002年11月，國務(wù)院正式批轉(zhuǎn)的我國第一部中藥現(xiàn)代化發(fā)展的綱領(lǐng)性文件《中藥現(xiàn)代化發(fā)展綱要》，正是為使我國中藥繼承發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)和特色，借鑒國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，實現(xiàn)中藥現(xiàn)代化而制定的。在現(xiàn)代科技中，新崛起的納米科技在生物醫(yī)藥領(lǐng)域已有很多應(yīng)用和成果，將其引入到中藥領(lǐng)域。應(yīng)用于中藥的納米技術(shù)由于物質(zhì)進(jìn)入到納米尺度表現(xiàn)出的諸多新特性，因此在廣泛的領(lǐng)域里，納米技術(shù)受到了高度重視和應(yīng)用。中藥領(lǐng)域也不例外，中藥現(xiàn)代化的核心是中藥的“安全、有效、可控、穩(wěn)定”，中藥指標(biāo)必須定量化，生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制必須標(biāo)準(zhǔn)化。因此，把納米技術(shù)引入到中藥制藥領(lǐng)域，研究開發(fā)新的制藥技術(shù)和劑型的改革等方面，必將會大大推動中藥現(xiàn)代化的進(jìn)程。

二、納米技術(shù)對于病患的有效表現(xiàn)

利用納米粉碎技術(shù)使中藥礦物藥和難溶性藥物等的飲片加工成中藥納米粉，這些粉體中的顆粒直徑減小到納米量級，由于納米微粒的許多效應(yīng)如表面效應(yīng)小尺寸效應(yīng)等，使得加工后的納米中藥表現(xiàn)出許多極有價值的性能。

1．有效性、安全性。礦物藥和難溶性藥物的溶解和生物利用率與藥物顆粒的比表面積正相關(guān)，粒徑的減少，使藥物顆粒的比表面積迅速增大(增大的幅度與普通藥粉微粒相比可提高成千上萬倍，甚至幾十萬上百萬倍)。藥物的活性和生物利用率大幅提高即大大提高了溶解性和療效，從而減少用藥量，節(jié)約中藥資源。由于服藥量大幅減少，也可大大減少某些藥物重金屬含量對人體造成的毒副作用。

一、轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式的緊迫性

目前，我國制造業(yè)已有較好基礎(chǔ)，并已成為世界制造大國，工業(yè)增加值居世界第四位，約為美國的1/4、日本的1／2，與德國接近。產(chǎn)量居世界第—的有80多種產(chǎn)品。然而，我國制造的多是高消耗、低附加值產(chǎn)品，大量產(chǎn)品處于技術(shù)鏈和價值鏈的低端。在代表制造業(yè)發(fā)展方向和技術(shù)水平的裝備制造業(yè)，我國的落后狀況尤其明顯，大多數(shù)裝備生產(chǎn)企業(yè)沒有核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)。同時，我國制造業(yè)勞動生產(chǎn)率水平偏低，許多部門的勞動生產(chǎn)率僅及美國、日本和德國的1／10，甚至低于馬來西亞和印度尼西亞。這一差距，尤其明顯地表現(xiàn)在資本密集型和知識密集型產(chǎn)業(yè)上。在此條件—卜，我國制造業(yè)不能繼續(xù)在技術(shù)鏈低端延伸，不能依靠高消耗獲得更多低附加值產(chǎn)品，必須用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)制造業(yè)運(yùn)行，轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式。

二、轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式必須發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)

產(chǎn)品技術(shù)鏈，沒有一個固化的定式，但總是由低端向高端發(fā)展。近年，它正伴隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的進(jìn)步不斷向高端延伸。目前，制造業(yè)技術(shù)鏈高端幾乎被現(xiàn)代技術(shù)壟斷，處于技術(shù)鏈高端的產(chǎn)品幾乎都是由現(xiàn)代技術(shù)制造出來的。所以，要轉(zhuǎn)變我國制造業(yè)增長方式，必須抓緊發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)，通過現(xiàn)代技術(shù)促使制造業(yè)及其產(chǎn)品向技術(shù)鏈高端延伸，以便降低技術(shù)鏈低端產(chǎn)品的比重，相應(yīng)提高技術(shù)鏈高端產(chǎn)品的比重。

在知識經(jīng)濟(jì)時代到來之際，微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、生物技術(shù)、高分子化學(xué)工程技術(shù)、新型材料技術(shù)、原子能利用技術(shù)、航空航天技術(shù)和海洋開發(fā)工程技術(shù)等高新技術(shù)迅猛發(fā)展。以計算機(jī)廣泛應(yīng)用為基礎(chǔ)的自動化技術(shù)和信息技術(shù)，與高新技術(shù)及傳統(tǒng)制造方法結(jié)合起來，便產(chǎn)生了現(xiàn)代制造技術(shù)。

現(xiàn)代制造技術(shù)，保留和繼承了傳統(tǒng)制造技術(shù)的產(chǎn)品創(chuàng)新要求，如增加現(xiàn)有產(chǎn)品的功能，擴(kuò)大現(xiàn)行產(chǎn)品的效用：增多現(xiàn)有產(chǎn)品的品種、款式和規(guī)格：縮小原產(chǎn)品的體積，減輕原產(chǎn)品的重量：簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品零部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化：提高現(xiàn)有產(chǎn)品的功效，使之節(jié)能省耗等。但是，現(xiàn)代制造技術(shù)，在制造范疇的內(nèi)涵與外延、制造工藝、制造系統(tǒng)和制造模式等方面，與傳統(tǒng)制造技術(shù)均有重人差別。

納米材料（又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉未）是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用價值。

納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物理學(xué)家、材料學(xué)家和化學(xué)家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的研究帶來新的機(jī)遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨特魅力。

1.在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，有機(jī)物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應(yīng)，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現(xiàn)的。半導(dǎo)體多相光催化劑能有效地降解水中的有機(jī)污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負(fù)載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質(zhì)，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負(fù)載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機(jī)化合物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究，是未來催化科學(xué)不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業(yè)上的應(yīng)用帶來革命性的變革。

納米材料（又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉未）是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的價值。

納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物家、材料學(xué)家和化學(xué)家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識到它的可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的帶來新的機(jī)遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨特魅力。

1.在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費，使效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，有機(jī)物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應(yīng)，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現(xiàn)的。半導(dǎo)體多相光催化劑能有效地降解水中的有機(jī)污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負(fù)載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質(zhì)，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負(fù)載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機(jī)化合物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究，是未來催化不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在上的應(yīng)用帶來革命性的變革。

納米材料（又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉未）是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用價值。

納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物理學(xué)家、材料學(xué)家和化學(xué)家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的研究帶來新的機(jī)遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨特魅力。

1.在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，有機(jī)物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應(yīng)，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現(xiàn)的。半導(dǎo)體多相光催化劑能有效地降解水中的有機(jī)污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負(fù)載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質(zhì)，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負(fù)載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機(jī)化合物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究，是未來催化科學(xué)不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業(yè)上的應(yīng)用帶來革命性的變革。

編者按：本文主要從轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式的緊迫性；轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式必須發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)的重點方向進(jìn)行論述。其中，主要包括：我國制造業(yè)已有較好基礎(chǔ)，并已成為世界制造大國、產(chǎn)品技術(shù)鏈，沒有一個固化的定式，但總是由低端向高端發(fā)展、現(xiàn)代制造技術(shù)，保留和繼承了傳統(tǒng)制造技術(shù)的產(chǎn)品創(chuàng)新要求、以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的微型系統(tǒng)制造技術(shù)、以電子束和離子束等加工為特色的超精密加工技術(shù)、以節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境為前提的省耗綠色制造技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計上，盡量提高可拆卸性、可回收性和可再制造性等，具體請詳見。

[摘要]目前，我國制造的多是高消耗、低附加值產(chǎn)品，處于技術(shù)鏈和價值鏈的低端；為此，必須用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)制造業(yè)運(yùn)行，轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式，著重發(fā)展處于技術(shù)鏈高端的微型系統(tǒng)制造技術(shù)、超精密加工技術(shù)和省耗綠色制造技術(shù)等現(xiàn)代制造技術(shù)，促使制造業(yè)向技術(shù)鏈高端延伸。

[關(guān)鍵詞]制造業(yè)；增長方式；發(fā)展戰(zhàn)略；思路

一、轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式的緊迫性

目前，我國制造業(yè)已有較好基礎(chǔ)，并已成為世界制造大國，工業(yè)增加值居世界第四位，約為美國的1/4、日本的1／2，與德國接近。產(chǎn)量居世界第—的有80多種產(chǎn)品。然而，我國制造的多是高消耗、低附加值產(chǎn)品，大量產(chǎn)品處于技術(shù)鏈和價值鏈的低端。在代表制造業(yè)發(fā)展方向和技術(shù)水平的裝備制造業(yè)，我國的落后狀況尤其明顯，大多數(shù)裝備生產(chǎn)企業(yè)沒有核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)。同時，我國制造業(yè)勞動生產(chǎn)率水平偏低，許多部門的勞動生產(chǎn)率僅及美國、日本和德國的1／10，甚至低于馬來西亞和印度尼西亞。這一差距，尤其明顯地表現(xiàn)在資本密集型和知識密集型產(chǎn)業(yè)上。在此條件—卜，我國制造業(yè)不能繼續(xù)在技術(shù)鏈低端延伸，不能依靠高消耗獲得更多低附加值產(chǎn)品，必須用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)制造業(yè)運(yùn)行，轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式。

二、轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式必須發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)

納米材料（又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉未）是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用價值。

納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物理學(xué)家、材料學(xué)家和化學(xué)家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的研究帶來新的機(jī)遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨特魅力。

1.在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，有機(jī)物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應(yīng)，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現(xiàn)的。半導(dǎo)體多相光催化劑能有效地降解水中的有機(jī)污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負(fù)載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質(zhì)，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負(fù)載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機(jī)化合物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究，是未來催化科學(xué)不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業(yè)上的應(yīng)用帶來革命性的變革。

摘要：納米技術(shù)正處于崛起的階段，各類學(xué)科的思維交叉融合，而納米微粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，使之具備了不同于傳統(tǒng)材料的物理性質(zhì)和化學(xué)特性。而且，這類性能融入建筑材料之后也發(fā)揮了不少的作用，推動了我國建筑產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量、節(jié)能以及環(huán)保等方面的發(fā)展。據(jù)此，本文就納米技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了闡述，并分析了近幾年來，其在我國建筑材料中的應(yīng)用，希望可以幫助建筑施工企業(yè)強(qiáng)化對納米材料的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵字：納米技術(shù)；建材；性能；功能

納米技術(shù)不僅具有相當(dāng)?shù)睦碚撗芯績r值，而且在當(dāng)下和未來都具有廣泛的應(yīng)用前景，是最近十多年來最具發(fā)展和研究前景的技術(shù)之一。早在上個世紀(jì)的八十年代末，納米科技的研發(fā)就受到了世界各國的重視，甚至有部分走在前沿的國家已經(jīng)實現(xiàn)了對該項技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)階段來看，納米科技已經(jīng)在不少的傳統(tǒng)行業(yè)中得到了應(yīng)用，例如：醫(yī)療、食品科技以及建筑材料等。其作為一項新興科學(xué)，對建材的影響較大，不僅提高建筑工程的質(zhì)量水平，更使得建筑的功能性和適用性得到了強(qiáng)化。同時，納米技術(shù)的應(yīng)用對我國建筑行業(yè)而言也具有相當(dāng)重要的意義，尤其是通過高新技術(shù)的優(yōu)勢來拓展國外市場。

一、納米技術(shù)的發(fā)展及其現(xiàn)狀

距離最初概念的提出，納米技術(shù)已經(jīng)有40多年的發(fā)展，但是其仍舊還有許多的發(fā)展空間，可以發(fā)展出更多的功能和應(yīng)用方向。從納米材料的內(nèi)涵和特點來看，其發(fā)展大致可以劃分為三個階段。第一階段（1990年以前）。這一階段主要是進(jìn)行理論探索和研究，并且嘗試?yán)酶鞣N手來制造出具有納米顆粒的粉體，甚至是塊體（包括薄膜）。并將制造的方法進(jìn)行評估和總結(jié)，對其特性進(jìn)行歸納和分析。研究的對象一般局限在單一材料和單相材料，國際上通常把這類納米材料稱納米晶或納米相材料。第二階段（1990~1994年）。這一階段是人們對該技術(shù)應(yīng)用的理論提升階段，通過其他學(xué)科的融合，納米材料在物理和化學(xué)之中的性能特點已經(jīng)得到了一定的發(fā)掘，并且應(yīng)用到復(fù)合型的材料設(shè)計之中。同時，這種粒子復(fù)合、塊體復(fù)合以及復(fù)合材料的合成物都該項技術(shù)在這一階段的研究重點方向。第三階段（從1994年到現(xiàn)在）。這一階段的技術(shù)研究和應(yīng)用已經(jīng)有了不斷的拓展，也受到了來自于民眾的關(guān)注，國際上更是掀起了一股發(fā)展高潮。若是對第一階段和第二階段進(jìn)行總結(jié)，前兩個階段的研究還存在一定的盲目性，在這一階段已經(jīng)具有明確的方向，技術(shù)上也可以滿足人們的操作意愿，來進(jìn)行設(shè)計、組裝、創(chuàng)造新的體系，并且使之具有人們所希望的特性。

二、納米技術(shù)在建筑材料中的應(yīng)用