納米技術在新型建筑材料中的應用

高運鶴

納米技術作為一種新興的科學技術，在眾多領域中得到了廣泛的應用。本文結合納米技術的特點，詳細論述了其在新型建筑涂料、復合水泥混凝土、自潔玻璃、陶瓷和防護材料等方面的應用，進而說明納米材料在新型建材領域具有十分廣闊的市場發(fā)展前景。

納米技術主要是指在0.1～100nm的尺度范圍內(nèi)，研究物質組成體系中原子、分子和電子之間的相互作用與運動規(guī)律，其目的是為了滿足人們對原子分子的操控，進而按照人類的意志研制出人們所需要的具有某種特定功能的成品。納米技術是一門高度交叉的綜合學科，其誕生于上世紀八十年代，之后開始迅速崛起，成為新興技術的領跑者。納米技術主要包括納米力學、納米化學、納米機械學、納米電子學，納米材料學等等，現(xiàn)已廣泛應用于各個領域，如：醫(yī)藥、通訊、光學、建筑等領域，而目前納米材料技術是唯一能夠實現(xiàn)的納米技術。

納米材料技術憑借其獨特的光、電、熱等性能使建筑材料發(fā)生了巨大變化。科研人員通過納米導電性能開發(fā)出導電材料，利用納米屏蔽紫外線的功能提高PVC塑鋼門窗的抗老化黃變性能，結合納米技術的自潔功能開發(fā)出防菌防霉涂料，利用納米材料增加塑料管材的強度。由此可見，納米技術已經(jīng)在各個領域帶來了翻天覆地的變化，其應用具有十分廣闊的市場前景，本文詳細論述了納米材料在建材中的應用以及該技術帶來的巨大經(jīng)濟效益。

一、納米技術在玻璃、陶瓷中的應用

普通的玻璃由于在使用的過程中容易吸附有機物，會形成有機污垢，難以清洗。同時，在雨天或者使用水進行清洗的過程中容易形成水霧，嚴重影響玻璃的反光度。而以納米技術制作的玻璃則較為堅硬而且具有很強的透光性能，將融入科學技術的納米玻璃用作住宅玻璃、屏幕玻璃可大大省去人工清洗的過程。通過TiO2納米薄膜形成的納米玻璃在陽光的作用下還可以有效分解甲醛和氨氣等有害氣體，解決了普通玻璃使用方面存在的缺陷。

與玻璃相比，陶瓷的抗腐蝕性和耐高溫性得到人們的認可，因此在建筑行業(yè)得到了廣泛的應用。然而陶瓷還存在一定的易碎性，所以在使用過程中受到了一定限制。而納米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3制成的陶瓷材料具有高強度、高韌性、耐磨性等特點，其塑性性能能夠吸收相當部分的外來能量，有效解決了普通陶瓷易碎易被破壞的缺陷。火箭噴氣口的耐高溫材料選用納米金屬陶瓷作為耐高溫材料，由此可見，在陶瓷基中加入納米級的金屬碳化物纖維除了可以提高陶瓷的使用強度外還具有較強的抗燒蝕性，故將納米技術應用于陶瓷中具有很廣闊的市場前景，其防腐耐熱的功能在很大范圍內(nèi)改變了材料的力學性質，方便了人們的日常生活。

二、納米技術在防護、保溫材料中的應用

隨著科學技術的不斷發(fā)展，人類社會的整體生活水平有了顯著提高，人們對物質生活與精神生活的追求也有了更高的標準，居住環(huán)境作為影響人類生活質量的重要組成部分，因此，建筑的安全性、舒適度，周邊交通的便捷性等都將成為現(xiàn)代建筑藝術不可忽視的因素。建筑藝術是建筑師賦予建筑物的靈魂，在現(xiàn)代建筑中不乏一些造詣高超極具時代氣息、人文色彩和審美價值的代表建筑作品，如澳大利亞的悉尼歌劇院、法國埃菲爾鐵塔和我國國家體育館鳥巢等。除了建筑藝術以外，人們對建筑材料的要求也越來越高，因此對對于建筑物的防護、保溫性能要求近乎苛刻。在日常生活中，很多居民區(qū)都會有漏水、潮濕的情況發(fā)生，這是由于施工的時候，施工方所用的防水材料耐腐性較差，如何提高這些日用材料的防水性能是建筑工程界研究的新課題。而北京建筑研究院研制的納米防水卷材具有較好的光穩(wěn)定性、韌性以及熱穩(wěn)定性，因此具有較廣泛的應用前景，能夠很好的滿足防水材料高強、耐腐蝕的要求。

隨著節(jié)能減排方針的實施，保溫材料也更加注重其保溫性能。由于技術水平和能源資源的限制，我國目前使用的保溫材料會對人體產(chǎn)生一定的危害，如聚氨酯泡沫燃燒后釋放有毒氣體，石棉與纖維制品含有致癌物質，而通過納米技術開發(fā)研制的新型保溫材料就能有效避免傳統(tǒng)材料存在的問題，一些基料經(jīng)過提煉成為了綠色無污染的材料，并被社會大眾所接受和認可。

三、納米涂料及納米水泥的應用

涂料通常是用于建筑的內(nèi)墻和外墻粉刷，傳統(tǒng)涂料通常存在光潔度不夠，懸浮穩(wěn)定性差等缺陷，而新型納米復合涂料則是在涂料中添加納米粉體等技術，以實現(xiàn)耐老化、抗輻射等特點，在建筑行業(yè)展現(xiàn)了獨特的魅力。納米材料的應用有利于實現(xiàn)材料的功能性轉變，用納米材料改性的納米有機無機復合乳液制備外墻涂料、納米二氧化硅系列膠體用于外墻涂料等，可以提高涂層戶外的耐水性、耐擦洗性以及涂料懸浮穩(wěn)定性。普通水泥混凝土由于其剛性大、柔性小，以及自身具有的一些固有缺陷，導致其在使用過程中容易產(chǎn)生開裂和破壞。納米混凝土的出現(xiàn)使得這一問題得到有效解決，與普通混凝土相比，納米混凝土被應用于很多行業(yè)和領域中，很大程度上提高了建筑工程的施工質量，同時也為人們的生產(chǎn)和生活提供了便利。

納米技術作為一門新興學科為新技術發(fā)展提供了強大助力，更被人們成為當前最具發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展前景的技術。納米技術不僅在建筑材料發(fā)面發(fā)揮了強大的作用，同時也被應用于人們的日常生活中，在技術發(fā)達的國家，納米技術已經(jīng)存在于化妝品、服裝等一些與人們生活緊密相連的產(chǎn)品中，有效的改善人們的生活環(huán)境，為現(xiàn)代社會提供了便捷，相信在不久的將來，人們會進入一個全新的納米時代。

參考文獻：

[1]王江波，姜志威.論納米技術在新型建筑材料中的應用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009，16：311-312.