纳米技术在新型建筑装饰材料中的应用

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　　【摘要】纳米技术，属于高端科技研发的一种技术，随着科技的日益进步，正逐步走进人们的生活，这尤其体现在对新型建筑装饰材料的改善中。通过对纳米技术产生与发展的回顾，从抗菌材料、材质硬度、光能材料三个方面探讨了当前纳米技术在其中的运用及起到的良好效果，引申出对大力发展纳米技术实用性的期望。
　　【关键词】纳米技术；建筑装饰；新型材料
　　
　　1 前言
　　纳米技术，又称毫微技术，在科学界被定义为研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。随着科学技术的进步，纳米技术发展的正日益成熟，并逐渐成为具有深刻理论研究价值与广泛实物应用前景的一门高端综合性技术。从20世纪80年代以来，纳米技术的发展受到越来越多的关注，世界各国对其的研发投入也呈跨越式发展趋势，目前该项技术的初期产出已经可以应用到建筑装饰材料的制作和改良之中，而且在染料、涂料、食品、纺织等其他行业都呈现出较大的发展空间。把高新技术下的纳米材料引入建筑行业，可以说是对纳米先期技术实物化应用的一大创新，纳米技术在开创新型环保型科技建筑材料领域已经带来了意想不到的效果。
　　2 纳米技术的产生与发展
　　2.1 纳米技术的产生
　　作为以纳米级的材料运用到产品设计、制造，测量和控制等技术终端的技术，纳米技术最早来源于物理学家理查德・费曼在1959年做的著名演讲，此后十年，诸多科学家投入到这一科技事业的研究当中，直到70年代，科学家才从不同角度切实提出有关纳米科技的构想，尤其以科学家唐尼古奇的学说最为典型，他最先使用纳米技术一词描述精密机械加工。但是纳米技术的正式诞生却要比这时候还晚20年左右，直到90年代，第一届国际纳米科学技术会议在美国盛大召开，才标志着纳米技术正式面向世界，成为各国追逐的热议话题。纳米技术自从一开始产生，便注定了与工业化生产具有密切的联系，由此也决定了其主要包括：纳米级测量技术、纳米级表层物理力学性能的检测技术、纳米级加工技术、纳米粒子的制备技术、纳米材料、纳米生物学技术、纳米组装技术等。
　　2.2 纳米技术的发展
　　纳米技术的发展，主要是在纳米技术逐步成熟和被广泛接受之后，纳米技术的成熟是以其研究结构的稳定和普及为标注的。此时，纳米技术主要包括纳米材料，纳米动力学，纳米生物学和纳米电力学。其中，纳米材料微小的细致特性，起初适合于制造微特电机，甚至是磁悬浮列车，后来逐步发展到建筑新型材料的设计与制作之中，不仅可以节省现有建筑材料，而且更加环保和节能；纳米动力学更多还处于理论阶段，可以使微电机和检测技术达到纳米数量级；纳米生物学可以制成具有识别能力的纳米微细胞进行药物疗效观察和治理；纳米电力学也主要集中在对电子硬件的重新设置和改善，目前仍处于理论开创阶段，与实物的对接相对较慢。
　　3 纳米技术在新型建筑装饰材料中的应用
　　3.1 纳米技术在抗菌材料的应用方面大有可为
　　现代建筑设计中，对材料的运用范围更加广泛，除去传统下的石制材料、金属制品材料、木制材料，越来越多的装潢设计离不开玻璃制品、陶瓷制品、塑料制品的配合与设计，而且这样设计占据室内材料部分的比例呈明显递增趋势。相比之下，可以发现玻璃、陶瓷、塑料都属于后代科技下的产物，包含了更多的是社会物质的影响而非自然的常态构造，这些材料的纯净度受到很大的挑战，建筑设计中越来越多的这些材料设计加入，势必会增加整个建筑材料的污染度，加大材料细菌的存活空间。因此，纳米技术在抗菌材料方面的应用便因此开始，抗菌自洁玻璃是最好的例证，通过在建筑用玻璃材料表面涂上一层纳米TiO2薄膜，纳米TiO2薄膜在紫外线的照射下能自行分解出自由移动的电子，能将空气中的氢氧化物激活成为活性OH基因，将许多有害物质和油渍物质分解成氢气和二氧化碳，从而实现对空气的消毒和对玻璃表面的清洁。同样的，对于陶瓷材料、塑料材料都可以以类似的方式达到环保、清新空气、净化污染的目的。现在，新型的纳米染料也已经取得重大突破，这使得对整个建筑污染最大的材料也得到了最好的控制，因此，随着建筑材料范围的更加扩展，纳米技术在控制建筑材料污染方面的作用还会越来越大。
　　3.2 纳米技术可以显著增强建筑材料强度与韧度
　　现有建筑材料对材质刚性度的要求越来越高，使用复合材料构筑建筑材料已成为当今建筑业和家居装饰业得一大特色和趋势。传统的建筑装饰材料，秉承了质地脆、形象柔的加工工艺特点，深受人们的欢迎，但这也不能掩盖其易损坏、易变形的一大事实，最终使其使用受到了较大的限制，只具有观赏性不具有实用性。采用纳米技术对建筑材料进行加工之后，情况完全不同，纳米技术材料有助于装饰材料内晶体颗粒的滑移，使材料具有超塑性行为，通过纳米技术是得SiC、Si3C4、ZnO、SiO2制成的装饰材料具有高强度、高密度、高韧度的特性，在同类品中更具有易磨性和支撑性，最终达到建筑装饰材料防腐、耐磨与美观的统一。
　　3.3 纳米技术开创性能特殊的光学建筑材料
　　纳米技术在建筑装饰材料中的运用，最有特色的一点体现在对光学材料的改观上，纳米材料具有特殊的抗紫外线、吸收和反射红外线能力，当这种材料运用在建筑装饰材料中，可以使得建筑材料具有抗光扰性和减少辐射。最新科学研究表明，TiO2、ZnO、SiO2在对波长为300-400nm波段具有很强的紫外线吸收能力，大大降低了紫外线对建筑材料的辐射和反射，进而保护人体免受紫外线的强辐射照射。除此之外，还有很多纳米制材料对不同波段的紫外线强光具有抗辐射作用，对保护人体和家居起着重要的作用。
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