20世紀(jì)80年代誕生了一種高新科技產(chǎn)品——納米材料，它那神奇的特性和極其廣泛應(yīng)用前景非常誘人。
納米技術(shù)使人類(lèi)對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了一個(gè)新的層次，從此，一批新學(xué)科將誕生，更多新材料將被創(chuàng)造，許多新概念和新理論將相繼建立，物質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)方式將迅速改變，社會(huì)生活將產(chǎn)生巨大變革。國(guó)際科技權(quán)威預(yù)測(cè)，21世紀(jì)是納米世紀(jì)，納米技術(shù)的發(fā)展其深遠(yuǎn)意義堪與18世紀(jì)的工業(yè)革命相媲美。因此，現(xiàn)在每個(gè)大國(guó)都在強(qiáng)調(diào)納米技術(shù)將決定國(guó)家在21世紀(jì)的命運(yùn)。
隨著微米時(shí)代的結(jié)束，納米時(shí)代開(kāi)始將黎明*束曙光投向世界，未來(lái)世界文明的中心將會(huì)出現(xiàn)在什么地方呢？有一點(diǎn)可以肯定的是，在納米時(shí)代，誰(shuí)掌握了*先進(jìn)的納米技術(shù)，誰(shuí)能夠*先從納米技術(shù)中獲益，誰(shuí)就有可能成為新一代的世界文明中心。
納米時(shí)代的到來(lái)，*先為人們所感受到的一定是在納米科技基礎(chǔ)上建立起來(lái)的納米經(jīng)濟(jì)。納米經(jīng)濟(jì)的形成過(guò)程，首先是納米產(chǎn)品從納米科技的基礎(chǔ)研究中脫穎而出，納米金剛石的出現(xiàn)就是其中一例，這種產(chǎn)品的逐漸成熟及影響的逐步擴(kuò)展，使得納米產(chǎn)業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位日益凸現(xiàn)，比重逐漸提高。歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，曾經(jīng)重視微米科技的國(guó)家，今天都已成為發(fā)達(dá)國(guó)家，而納米科技則為人們提供了新的機(jī)遇。今天重視納米材料的國(guó)家將在未來(lái)高科技競(jìng)爭(zhēng)中取得*的地位。
需要指出的是，現(xiàn)代科技往往會(huì)在交叉點(diǎn)上有所創(chuàng)新，正因?yàn)榧{米科技是多學(xué)科交叉融合，所以才充滿(mǎn)了原始的創(chuàng)新機(jī)會(huì)，科學(xué)家也愿意在這個(gè)領(lǐng)域耕耘，獲得原始創(chuàng)新的成果。在納米尺度上多學(xué)科的交叉融合，是納米科技巨大的生命力，迅速形成了具有廣泛學(xué)科內(nèi)容和潛在應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域。
納米材料是納米科技的基礎(chǔ)，由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點(diǎn)，以及其特有的四大效應(yīng)：小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)和表面效應(yīng)，從而具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學(xué)特性。
納米金剛石是納米材料家族中的一個(gè)重要成員，它不僅保留著金剛石的綜合優(yōu)異特性，而且還有對(duì)人體無(wú)害的良好的生物兼容性；對(duì)雷達(dá)波、紅外紫外光有巨大的透射率和吸收率，優(yōu)異的冷陰極場(chǎng)發(fā)射效應(yīng)，表面有許多羧基、烴基、羰基等功能團(tuán)，很容易同金屬、橡膠、塑料聚合物、織物表面緊密結(jié)合等等，從而為納米金剛石的應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展空間，本文引用以下具體事例來(lái)闡明。
1.納米金剛石與金屬的電化學(xué)和化學(xué)鍍
實(shí)驗(yàn)研究表明，在電鍍的工藝技術(shù)中應(yīng)用納米金剛石具有以下一些優(yōu)越性：
1.1提高產(chǎn)品的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)特性
●優(yōu)越的耐磨性和高的顯微硬度；
●高的附著性和低的摩擦系數(shù)；
●高的陽(yáng)極氧化鋁膜的電絕緣性能；
●高的抗蝕性；
●電解液的擴(kuò)散能力急劇增長(zhǎng)；
●高的彈性。
1.2制品的使用壽命提高1-9倍。
1.3可達(dá)到節(jié)約材料，能量和勞動(dòng)消耗。
1.4電鍍作業(yè)線(xiàn)的生產(chǎn)率提高20%-50%，與鍍層厚度的減少和膜形成的速度提高有關(guān)。
1.5點(diǎn)解過(guò)程的經(jīng)濟(jì)特性得以改善。
2．納米金剛石用于潤(rùn)滑油、固體潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑冷卻液。
納米金剛石添加劑潤(rùn)滑油中具有以下優(yōu)越性：
2.1提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)能力；提高運(yùn)輸工具盒裝置的工作壽命；節(jié)約燃滑油材料。
2.2摩擦動(dòng)量降低20%-40%。
2.3摩擦面磨損減少30%-40%。
2.4摩擦副的快速磨合。
納米金剛石的單位消耗---1000kg潤(rùn)滑油中為0.1-0.2kg。
3.納米金剛石用作研磨和拋光。
美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家已制備成納米拋光液，并有商品出售。常規(guī)的拋光液是將不同粒徑的顆粒放入基液制成拋光劑，廣泛用于金相拋光、*照像鏡頭拋光、*晶體拋光以及巖石拋光等。*細(xì)的顆粒尺寸一般在微米到亞微米級(jí)。隨著高技術(shù)的飛快發(fā)展，要求晶體的表面有更高的光潔度。這就要求拋光劑中的顆粒越來(lái)越細(xì)，分布越來(lái)越窄，納米微粒為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)提供了基礎(chǔ)。目前已制成的用納米金剛石配置的超精拋光液、拋光膏，可用于紅、藍(lán)寶石、首飾、*光學(xué)鏡頭和激光鏡頭的精拋光，表面粗糙度可達(dá)Rmax＜＜1nm
含有納米金剛石的拋光系統(tǒng)具有以下一些優(yōu)越性：
3.1超細(xì)尺寸的納米金剛石能確保表面粗糙度的*小值和拋光系統(tǒng)膠體的穩(wěn)定性。
3.2納米金剛石的化學(xué)穩(wěn)定性，在化學(xué)上可以用于拋光系統(tǒng)的活性添加劑和拋光系統(tǒng)的還原。
3.3降低拋光表面材料的分量，減少材料的損耗。
3.4由于納米金剛石的離子交換和吸附活性，可減少納米金剛石表面的離子和分子產(chǎn)物的活動(dòng)性，即確保表面的純凈。
3.5納米金剛石團(tuán)聚體的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)有利于懸浮的拋光系統(tǒng)中聚結(jié)調(diào)節(jié)作用。
3.6這個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有毒。
3.7含有納米金剛石的拋光系統(tǒng)，可以提高拋光產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)能力，以確保難加工材料拋光的加工性。
加工1m2的表面，納米金剛石的單位消耗為0.001-0.01kg。
4.納米金剛石用于磁性錄音系統(tǒng)。
首先，納米金剛石在磁帶和磁盤(pán)的鐵磁鍍膜中應(yīng)用作為減磨的添加劑和物理的變性劑。其次，將其添加到電化學(xué)的復(fù)合膜中，可改善磁性錄音的穩(wěn)定性。
磁性納米微粒由于尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)，矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質(zhì)量。作為磁記錄單位的磁性粒子的大小必須滿(mǎn)足以下要求：（a）顆粒的長(zhǎng)度應(yīng)遠(yuǎn)小于記錄波長(zhǎng)；（b）粒子的寬度應(yīng)該遠(yuǎn)小于記錄深度；（c）一個(gè)單位的記錄體積中，應(yīng)盡可能有更多的磁性粒子。
4.1納米金剛石添加到鐵磁層明顯地減少磁疇（鐵磁體的顆粒），即錄音密度明顯地增大。
納米金剛石引入到磁頭潔凈的專(zhuān)用膜中，其耐磨性明顯地增大。
含有納米金剛石的軟磁信息載體具體有以下優(yōu)越性：磁載體層磨損下降，能確保磁頭和讀數(shù)的*佳工作條件，磁載體摩擦減少，及其運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的提高。
納米金剛石的單位消耗為漆膜重量的1%-2%。
4.2與純CoP鍍膜比較CoP-納米金剛石軟磁的非晶膜顯示，顯微硬度增大30%；耐磨性提高3.5倍；摩擦系數(shù)減少28.6%；磁頭鐵芯的使用壽命增加1倍。
與純電化學(xué)或化學(xué)鍍CoP鍍層比較，CoP-納米金剛石的硬磁多晶體的顯微硬度提高20%，腐蝕電流減少37.5%，磁性錄音載體的使用壽命增大，添加納米金剛石，無(wú)論是軟磁的非晶質(zhì)的，還是硬磁鍍層的磁性都沒(méi)有變化。
當(dāng)層厚1.1-6m時(shí)，納米金剛石的單位消耗為1m2約為1克拉。
5.用于隱身材料
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種探測(cè)手段越來(lái)越先進(jìn)，例如，用雷達(dá)發(fā)射電磁波可以探測(cè)飛機(jī)；利用紅外探測(cè)器也可以發(fā)現(xiàn)放射紅外線(xiàn)的物體。當(dāng)前，世界各國(guó)為了適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，提高在軍事對(duì)抗中的實(shí)力，也將隱身技術(shù)作為一個(gè)重要的研究對(duì)象，其中隱身材料在隱身技術(shù)中占有重要地位。用少量納米金剛石懸浮在涂料中，將其噴涂在飛機(jī)、坦克、導(dǎo)彈、軍艦上，可以起到隱形防腐的作用。
為什么超微粒子，特別是納米粒子對(duì)紅外和電磁波有隱身作用呢？主要原因有兩點(diǎn)：一方面由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外和雷達(dá)波波長(zhǎng)，因此納米微粒材料對(duì)這種波長(zhǎng)的透過(guò)率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測(cè)器和雷達(dá)接收到的反射信號(hào)變得很弱，從而達(dá)到隱身作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大了3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測(cè)器及雷達(dá)得到的反射信號(hào)強(qiáng)度大大降低，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo)，起到了隱身作用。目前，隱身材料雖在很多方面都有廣闊的應(yīng)用前景，但當(dāng)前真正發(fā)揮作用的隱身材料大多使用在航天航空與軍事有密切關(guān)系的部件上。對(duì)于上天的材料有一個(gè)要求是重量輕，在這方面納米材料是有優(yōu)勢(shì)的，特別是由輕元素組成的納米材料在航空隱身方面應(yīng)用十分廣泛。
6.納米金剛石用于醫(yī)療。
納米微粒的尺寸一般比生物體內(nèi)的紅細(xì)胞、紅血球小的多，這就為生物學(xué)研究提供了一個(gè)新的研究途徑，即利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離、細(xì)胞染色及利用納米微粒制成特殊藥物或新型抗體進(jìn)行局部治療等，關(guān)于這方面的研究現(xiàn)在處于初級(jí)階段，但卻有廣闊的應(yīng)用前景。
納米金剛石異常高的吸附能力，大的比表面積，表面上的大量自由電子（數(shù)目多的原子供體），納米晶體表面上大量的含氧官能團(tuán)，顆粒的化學(xué)惰性，表面的親水特性，對(duì)其可能用于治療的藥劑是重要的。
納米金剛石可應(yīng)用腫瘤學(xué)、腸胃學(xué)、心臟學(xué)、血管疾病的診治，皮膚病等等，它們沒(méi)有致癌的或誘變的性質(zhì)，沒(méi)有毒。
納米金剛石對(duì)致病的病毒，微生物和細(xì)菌來(lái)說(shuō)顯示非常高的活性。由于高的吸附能力和其他的獨(dú)特性，它們將被強(qiáng)烈的吸附，它們是起活性的吸附劑，在生物學(xué)上降低活性物質(zhì)的遷移率，是急劇強(qiáng)化藥用試劑的手段。納米金剛石的應(yīng)用可誘致血壓的正�；�。此外，當(dāng)腸胃系統(tǒng)患病、不同皮膚病、內(nèi)臟中毒，采用納米金剛石是有效的，而且是防止燒傷的*好手段。
納米金剛石應(yīng)用于水性的和油性的懸浮液有利于對(duì)腫瘤藥用試劑的強(qiáng)化，以及減少和消除痛苦的作用，腸道蠕動(dòng)的正常化，改善血液指標(biāo)，提高生命和免疫系統(tǒng)的活性，使病毒從有機(jī)體內(nèi)排出等。
納米金剛石的應(yīng)用與化學(xué)和射線(xiàn)療法結(jié)合起來(lái)顯示出很好的前景。惡性贅瘤治療時(shí)用于防止有療效的藥劑的誘變性，而且納米金剛石不會(huì)降低其療效。以及可以預(yù)防正常的細(xì)胞和在防止癌藥劑作用下繼發(fā)性腫瘤的誘導(dǎo)作用突變的發(fā)生。
一個(gè)療程
