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淺析納米技術在新型建築裝飾材料中的應用

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現有建築材料對材質剛性度的要求越來越高,使用複合材料構築建築材料已成爲當今建築業和家居裝飾業得一大特色和趨勢,下面是小編蒐集整理的一篇探究納米技術應用的論文範文,供大家閱讀參考。

淺析納米技術在新型建築裝飾材料中的應用

【摘要】納米技術,屬於高端科技研發的一種技術,隨着科技的日益進步,正逐步走進人們的生活,這尤其體現在對新型建築裝飾材料的改善中。透過對納米技術產生與發展的回顧,從抗菌材料、材質硬度、光能材料三個方面探討了當前納米技術在其中的運用及起到的良好效果,引申出對大力發展納米技術實用性的期望。

【關鍵詞】納米技術;建築裝飾;新型材料

1 前言

納米技術,又稱毫微技術,在科學界被定義爲研究結構尺寸在0.1至100納米範圍內材料的性質和應用的一種技術。隨着科學技術的進步,納米技術發展的正日益成熟,並逐漸成爲具有深刻理論研究價值與廣泛實物應用前景的一門高端綜合性技術。從20世紀80年代以來,納米技術的發展受到越來越多的關注,世界各國對其的研發投入也呈跨越式發展趨勢,目前該項技術的初期產出已經可以應用到建築裝飾材料的製作和改良之中,而且在染料、塗料、食品、紡織等其他行業都呈現出較大的發展空間。把高新技術下的納米材料引入建築行業,可以說是對納米先期技術實物化應用的一大創新,納米技術在開創新型環保型科技建築材料領域已經帶來了意想不到的效果。

2 納米技術的產生與發展

2.1 納米技術的產生

作爲以納米級的材料運用到產品設計、製造,測量和控制等技術終端的技術,納米技術最早來源於物理學家理查德・費曼在1959年做的著名演講,此後十年,諸多科學家投入到這一科技事業的研究當中,直到70年代,科學家才從不同角度切實提出有關納米科技的構想,尤其以科學家唐尼古奇的學說最爲典型,他最先使用納米技術一詞描述精密機械加工。但是納米技術的正式誕生卻要比這時候還晚20年左右,直到90年代,第一屆國際納米科學技術會議在美國盛大召開,才標誌着納米技術正式面向世界,成爲各國追逐的熱議話題。納米技術自從一開始產生,便註定了與工業化生產具有密切的聯繫,由此也決定了其主要包括:納米級測量技術、納米級表層物理力學性能的檢測技術、納米級加工技術、納米粒子的製備技術、納米材料、納米生物學技術、納米組裝技術等。

2.2 納米技術的發展

納米技術的發展,主要是在納米技術逐步成熟和被廣泛接受之後,納米技術的成熟是以其研究結構的穩定和普及爲標註的。此時,納米技術主要包括納米材料,納米動力學,納米生物學和納米電力學。其中,納米材料微小的細緻特性,起初適合於製造微特電機,甚至是磁懸浮列車,後來逐步發展到建築新型材料的設計與製作之中,不僅可以節省現有建築材料,而且更加環保和節能;納米動力學更多還處於理論階段,可以使微電機和檢測技術達到納米數量級;納米生物學可以製成具有識別能力的納米微細胞進行藥物療效觀察和治理;納米電力學也主要集中在對電子硬件的重新設定和改善,目前仍處於理論開創階段,與實物的對接相對較慢。

3 納米技術在新型建築裝飾材料中的應用

3.1 納米技術在抗菌材料的應用方面大有可爲

現代建築設計中,對材料的運用範圍更加廣泛,除去傳統下的石製材料、金屬製品材料、木製材料,越來越多的裝潢設計離不開玻璃製品、陶瓷製品、塑料製品的配合與設計,而且這樣設計佔據室內材料部分的比例呈明顯遞增趨勢。相比之下,可以發現玻璃、陶瓷、塑料都屬於後代科技下的產物,包含了更多的是社會物質的影響而非自然的常態構造,這些材料的純淨度受到很大的挑戰,建築設計中越來越多的這些材料設計加入,勢必會增加整個建築材料的污染度,加大材料細菌的存活空間。因此,納米技術在抗菌材料方面的應用便因此開始,抗菌自潔玻璃是最好的例證,透過在建築用玻璃材料表面塗上一層納米TiO2薄膜,納米TiO2薄膜在紫外線的照射下能自行分解出自由移動的電子,能將空氣中的氫氧化物激活成爲活性OH基因,將許多有害物質和油漬物質分解成氫氣和二氧化碳,從而實現對空氣的.消毒和對玻璃表面的清潔。同樣的,對於陶瓷材料、塑料材料都可以以類似的方式達到環保、清新空氣、淨化污染的目的。現在,新型的納米染料也已經取得重大突破,這使得對整個建築污染最大的材料也得到了最好的控制,因此,隨着建築材料範圍的更加擴展,納米技術在控制建築材料污染方面的作用還會越來越大。

3.2 納米技術可以顯著增強建築材料強度與韌度

現有建築材料對材質剛性度的要求越來越高,使用複合材料構築建築材料已成爲當今建築業和家居裝飾業得一大特色和趨勢。傳統的建築裝飾材料,秉承了質地脆、形象柔的加工工藝特點,深受人們的歡迎,但這也不能掩蓋其易損壞、易變形的一大事實,最終使其使用受到了較大的限制,只具有觀賞性不具有實用性。採用納米技術對建築材料進行加工之後,情況完全不同,納米技術材料有助於裝飾材料內晶體顆粒的滑移,使材料具有超塑性行爲,透過納米技術是得SiC、Si3C4、ZnO、SiO2製成的裝飾材料具有高強度、高密度、高韌度的特性,在同類品中更具有易磨性和支撐性,最終達到建築裝飾材料防腐、耐磨與美觀的統一。

3.3 納米技術開創性能特殊的光學建築材料

納米技術在建築裝飾材料中的運用,最有特色的一點體現在對光學材料的改觀上,納米材料具有特殊的抗紫外線、吸收和反射紅外線能力,當這種材料運用在建築裝飾材料中,可以使得建築材料具有抗光擾性和減少輻射。最新科學研究表明,TiO2、ZnO、SiO2在對波長爲300-400nm波段具有很強的紫外線吸收能力,大大降低了紫外線對建築材料的輻射和反射,進而保護人體免受紫外線的強輻射照射。除此之外,還有很多納米制材料對不同波段的紫外線強光具有抗輻射作用,對保護人體和家居起着重要的作用。

參考文獻

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