什么是納米、納米材料、納米涂層及納米涂層的組成及功能

一、什么是納米？

納米是長(zhǎng)度單位，原稱"毫微米"，就是10-9（10億分之一米）。納米科學(xué)與技術(shù)，有時(shí)簡(jiǎn)稱為納米技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。

二、什么是納米材料？ 

納米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱。納米材料的概念形成于80年代中期，由于納米材料會(huì)表現(xiàn)出特異的光、電、磁、熱、力學(xué)、機(jī)械等性能，納米技術(shù)迅速滲透到材料的各個(gè)領(lǐng)域，成為當(dāng)前世界科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

三、納米材料涂層的組成與體系

　　根據(jù)納米涂層的組成將其分為三類：完全為一種納米材料體系、兩種(或以上)納米材料構(gòu)成的復(fù)合體系，稱0—0復(fù)合；添加納米材料的復(fù)合體系，稱為O—2復(fù)合。

　　傳統(tǒng)涂層技術(shù)添加納米材料，可使傳統(tǒng)涂層的功能得到飛躍提高，技術(shù)上勿需增加太大的成本。這種納米添加的復(fù)合體系涂層很快就可走向市場(chǎng)展示出強(qiáng)勁的應(yīng)用勢(shì)頭。

　　利用現(xiàn)有的涂層技術(shù)，針對(duì)涂層的性能，添加納米材料，都可以獲得納米復(fù)合體系涂層。納米涂層的實(shí)施對(duì)象既可以是傳統(tǒng)材料基體，也可以是粉末顆?；蚴抢w維，用于表面修飾、包覆、改性或增添新的特性。

四、納米材料涂層產(chǎn)生與功能

　　凡是傳統(tǒng)表面涂層技術(shù)，都可以用來(lái)或者稍加改造，實(shí)現(xiàn)納米材料復(fù)合涂層。

　　在硬度高的，耐磨涂層中添加納米相，可進(jìn)一步提高涂層的硬度和耐磨性能，并保持較高的韌性。

　　將納米顆粒加入到表面涂層中，可以達(dá)到減小摩擦系數(shù)的效果，形成自潤(rùn)滑材料，甚至獲得超潤(rùn)滑功能。在一些涂層中復(fù)合C60，巴基管等，制備出超級(jí)潤(rùn)滑新材料。涂層中引入納米材料，可顯著地提高材料的耐高溫、抗氧化性。如，在PCBA的表面沉積青山新材TIS氟系納米材料涂層，由于納米顆粒的作用，有效降低了PCB表面能量，形成的納米防水涂層阻止了水分子對(duì)電子元器件的破壞風(fēng)險(xiǎn)，疏水能力明顯增強(qiáng)，改善了氧化層的生長(zhǎng)機(jī)制和力學(xué)性質(zhì)，抗腐蝕抗氧化能力更強(qiáng)。

　　納米材料涂層可以提高基體的腐蝕防護(hù)能力，達(dá)到表面修飾、裝飾目的。在油漆或涂料中加入納米顆粒，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，能夠耐大氣，紫外線侵害，從而實(shí)現(xiàn)防降解，防變色等功效；另外，還可以在建材產(chǎn)品，如衛(wèi)生潔具、室內(nèi)空間、用具等中運(yùn)用納米材料涂層，產(chǎn)生殺菌、保潔效果。

　　納米材料涂層具有廣泛變化的光學(xué)性能。它的光學(xué)透射譜可從紫外波段一直延伸到遠(yuǎn)紅外波段。納米多層組合涂層經(jīng)過處理后在可見光范圍內(nèi)出現(xiàn)熒光，用于多種光學(xué)應(yīng)用需要，如傳感器等器件。在各種標(biāo)牌表面施以納米材料涂層，成為發(fā)光、反光標(biāo)牌；改變納米涂層的組成和特性，得到光致變色，溫致變色，電致變色等效應(yīng)，產(chǎn)生特殊的防偽，識(shí)別手段。80nm的氧化釔可作為紅外屏蔽涂層，反射熱的效率很高。在諸如玻璃等產(chǎn)品表面上涂納米材料涂層，可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱作用；在涂料中加入納米材料，能夠起到阻燃，隔熱，起到防火作用。

　　經(jīng)過納米復(fù)合的涂層，具有優(yōu)異的電磁性能，利用納米粒子涂料形成的涂層具有良好的吸波能力，能用于隱身涂層。納米氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵和氧化鋅等具有半導(dǎo)體性質(zhì)的粒子，加入到樹脂中形成涂層，有很好的靜電屏蔽性能；80nm的欽酸鋇可作為高介電絕緣涂層，40nm的四氧化三鐵能用于磁性涂層；納米結(jié)構(gòu)的多層膜系統(tǒng)產(chǎn)生巨磁阻效應(yīng)，可望作為應(yīng)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中的讀出磁頭。