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功能材料的发展现状以及应用前景

摘要

功能材料是指具有特定光，电，磁,声，热，湿，气，生物

等特性的各类材料。这些材料在能源，通信，电子，激光，医药

等方面都具有广泛的应用，但它们的发展现状以及应用前景究竟

怎么样呢？通过查找一些基本的书籍及文献，本文将简单介绍纳

米材料，高分子材料，光学材料的发展现状以及应用前景。

关键词：纳米材料光学材料高分子材料发展现状应用前景

第一章引言

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它

们作为基本单元构成的材料。其应用于电声器件，陶瓷，传感器，半导体器件，

催化剂，医疗，加点，环保，计算机等。纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段，

美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是尚在研究之中，新理论和技术

的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平，研究队伍也在日渐壮大。

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，通常分子量大于

10000。高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高

分子材料，按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分

子基复合材料等，是生命起源和进化的基础。而其在我们的日常生活更是起着非

常重要的作用。

光学材料是指近l0年来，随着现代光学、光电子及信息技术的发展而兴起

的光电数码产品和信息产品所应用的技术含量高、制作难度大、光学性能优越的

光学材料，一般是指镧系光学玻璃、环保系列光学玻璃、低熔点及磷酸盐光学玻

璃等。由于光电信息产品的信息采集、传输、存储、转换和显示都与光学材料密

切相关，使光学材料的功能得到了迅速开发，在高科技领域得到了日益广泛的应

用。

纳米材料，高分子材料，光学材料现已广泛应用于计算机，医学，航空航天，

能源，环境以及我们的日常生活，并在其中起着举足轻重的作用，而当今社会对

这些材料的研究层出不穷，但究竟研究到了什么样的地步呢？本文将通过查找资

料的形式总结了这些材料的发展现状以及应用前景。

第二章光、纳米、高分子材料的发展现状及应用前景

2.1纳米材料

2.1.1纳米材料的应用前景

纳米材料的物化性能与微米多晶材料有着巨大的差异，具有奇特的力学、电

学、瓷学、光学、热学及化学等多方面的性能，从而使其作为一种新型材料在电

子、冶金、宇航、化工、生物和医学等领域起着重要的作用，其应用前景不可估

量。

在计算机技术方面：利用纳米技术制造的纳米结构微处理器的效率将提高

100万倍；纳米存储器的容量可实现兆兆比特和而存储密度可以提高1000倍.纳

米技术和集成技术的结合，可以制备纳米传感系统，达到对微小体系以及复杂体

系的在线检测。用纳米粉末制成的磁记录材料，可使磁带和软盘的记录密度提高

数10倍，并能大幅度改善它们的保真性能。

在新材料和制备方面：利用纳米材料在高温下的高强、高韧、稳定性好的特

点，可改造传统工具和工件，可提高材料的弯曲强度和结构强度，使得新材料更

轻、更强和可设计以及长寿命和低维修费，还可以使材料破坏过程中纳米级损伤

可以自诊断和自修复，具有智能机敏性。纳米催化剂的催化活性和选择性大大高

于传统催化剂，国际上已把纳米催化剂称为第四代催化剂。

在医学与人类健康方面：在化纤制品和纺织品中添加纳米微粒可以具有除味

杀菌等性能，使用纳米药物载体可以使药物穿过血脑屏障到达大脑进行治疗，利

用纳米粒子研制成机器人注入人体血管内，对人体进行全身健康检查等等，可见

前景可观。

在航空航天方面：纳米材料是发展先进的航天发射系统和航天系统所需要的

全新探测器、结构和光学器件的基础。

2.1.2纳米材料的发展现状

纳米材料由于广阔的应用前景，目前已受到世界各国科学家的高度重视，而

我国也不例外。国家科技部设立了863纳米研究专项，投入5亿研究经费。国家

计委准备投资10亿建立南北两个国家级的纳米研究中心，国家已经批准在天津

建立国家级纳米产业基地。北京市也正在规划在永丰高技术园中建立纳米材料和

技术研发基地，清华大学在纳米材料的研究和开发方面一直与世界的研究发展同

步，基本涉及到纳米科学和技术的各个领域。目前，我国已建立纳米材料和技术

的生产线十多条，以纳米材料和纳米技术注册的公司已有200多个，企业家对纳

米材料和技术的关注和介入，为纳米技术产