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下一次工业革命将是纳米技术。纳米技术的概念首先由诺贝尔奖获得者RichzrdP.Feynman于1959年在其于加利福尼亚技术学院所作的著名讲演中提出。在过去的25年，物理、化学和生物各方面都取得了革命性的发展。这些发展已经证实了Feynman的以极其小的规模、甚至分子和原子水平，即纳米规模操作和控制物质的观点。纳米技术涉及物理、化学和生物系统在几个纳米到亚微米的范围内生产和应用。还涉及将所获得的纳米结构集成为较大系统。纳米技术还包括对物质进行直至单个原子的试验研究。Drexler对纳米技术给出了最早的定义之一以对产物和副产物的逐个分子控制为基础，通过高精度系统以及分子制造的产品和工艺控制物质。该定义包括自下而上的分子纳米技术措施。其中，有机和无机结构被逐个分子或逐个原子地构建。但是，当代技术持续依赖自上而下的措施。其中，大块材料通过机械作用和蚀刻技术被破碎成纳米颗粒。依照Whatmore和Corbett定义，纳米技术的主题包括几乎所有的在纳米尺度上构建的材料或设施，以便进行或获得其他方式没有实现的功能和特征。与纳米技术有关的科学是全新的。但是，纳米尺度的设施和物体已经在地球上存在了很长的时间，几乎与地球生命相当。生物材料的异常机能表现，例如骨骼或软体动物，归因于钙化合物纳米晶体的存在。鲍鱼壳体的纳米复合材料由受到碳水化合物蛋白质混合物限制的纳米尺寸的碳酸钙组成。这种类型的复合纳米结构形成高强度和高韧性的壳体，原因在于负责滞止裂纹和能量损耗的碳酸钙纳米链段相互联锁。更好地理解和模仿自然界成功使用自下而上的构建方法是纳米技术最有希望的方向之一。早在古代，人类就在玻璃中使用了纳米尺寸的材料。近期的实例是照相术，其中使用对光线敏感的银纳米颗粒。纳米管当代最有希望的发展包括合成新形式的碳：C60和碳纳米管。某些情况下碳纳米管被描绘为以特定的六角形环排列卷成圆柱体的石墨片。目前碳纳米管存在单壁和多壁两种类型。基于能量要求，单壁纳米管（SWNT）的最佳直径为1.4nm左右。而且，已经合成出了直径0.4-2.5nm的单壁纳米管。单壁纳米管的长度没有限制并且可以达到微米或毫米范围。单壁纳米管的合成在晶体存在下于精确控制的条件下实现。对该生产路径的偏离导致了多壁碳纳米管（MWNTs）。多壁碳纳米管可描述为不同直径的单壁碳纳米管结合在单一的实体中。实例为同心类型的多壁碳纳米管。纳米管的应用包括纳米电子设施（晶体管）、生物/化学传感器、催化剂载体、气体储存/分离设施、药物输送系统、自我修复技术、复合材料和强度增强材料。例如，超高拉伸强度纳米管的拉升强度为45GPa，是钢的20多倍。纳米管是现代纤维理想的增强组分。可能的应用是负载长跨度或超高结构电缆。其他纳米材料根据他们的几何/形态，纳米材料可规定为三个类型：量子井（两维）、量子线（一维）和量子点（准零维）。纳米技术基本结构单元之一是量子点或纳米颗粒。后者可理解为数千个直径为1-100nm的原子的聚集体。当利用自下而上技术创造出纳米颗粒时，颗粒的尺寸和形态可通过生产条件控制。这些颗粒还可认为是纳米晶体。在颗粒当中的原子处于完美有序或结晶状态。当材料的尺寸由宏观尺寸缩小为纳米尺寸时，导电性能、光学吸收、化学活性和机械性能出现显著改变。随着尺寸缩小，更多的原子处于颗粒的表面。纳米粉末具有显著的表面积。这种表面积对表面能和表面形态赋予了重大的改变。所有这些因素改变了纳米材料的基础性能和化学活性。性能方面的变化导致催化活性改善并且能够更好的设计具有自清洁和自修复特性的颜料和涂料。纳米尺寸的颗粒已经用于增强塑料和橡胶的机械性能。他们使切割工具更坚硬、陶瓷材料更具延展性。基于金属、硅和镓氧化物的新型纳米材料已经显示出超塑性行为，在破坏前经历100-1000％的伸长。纳米技术的进一步研究有望在下述材料及制造领域发生突破：纳米电子、医药和保健、能源、生物技术、信息技术和国家安全。同时还期待在建筑和建筑材料领域取得实质性进步。纳米技术和改变纳米技术已经改变并且将持续改变我们的视觉、期待和控制材料世界的能力。这些发展将明确地影响建筑和建筑材料。近期的主要成果包括在原子水平上观察结构的能力和测量复合材料显微和纳米相的强度和硬度。更具体的成果是发现非晶态C-S-H凝胶高度有序的晶体纳米结构；具有自清洁性能、抗变色、涂写保护的油漆和修饰材料；自清洁瓷砖、窗户玻璃、基于光致催化技术的涂料和砂浆；以及保护碳钢防腐并且增强窗玻璃隔热的纳米厚度的涂料。其中的新型纳米技术聚合物为高度有效的混凝土超塑化剂和具有期望的能量吸收容量的高强纤维。纳米颗粒，例如二氧化硅，是聚合物和混凝土的高效添加剂，在高强度和自密实混凝土方面取得的进步改善了混凝土的合易性和强度。波特兰水泥-全球消耗量最大的商品之一，显然是具有具大潜力但同时又没有得到完全开发的产品。从纳米水平上更好地理解并且精确设计水泥基材料的极其复杂结构显然将导致强度更高更可靠的新一代混凝土，其具有期望的应力-应变行为和对新引进性能如导电性以及温度、湿度和应力传感能力的可能的处理范围。同时，这种新混凝土应该是可持续且节约成本和能源的，显示现代社会需要的质量。纳米粘合剂或具有纳米尺寸的胶凝组分或其他纳米尺寸颗粒的纳米水泥基材料可能是下一个突破性进展。纳米技术目前仍处于初步研究阶段，刚刚从基础研究显现于工业应用。因此，全面应用、特别是在结构方面还受到一定的限制。但是，纳米技术改进传统材料性能和工艺的巨大潜力将使我们充满希望。本文来源于七色彩影视