纳米材料的应用.ppt

1、纳米材料的应用纳米科学纳米科学技术技术宇航、交通宇航、交通催化催化环境、能源环境、能源医疗和药物医疗和药物新新 材材 料料电子器件电子器件计算机计算机军事军事生物生物纳米科技向不同领域的渗透纳米科技向不同领域的渗透23一、纳米材料在催化领域中的应用一、纳米材料在催化领域中的应用催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大

2、浪费，使经济效益难以提高，而且对环造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。利用纳米微粒的高比表面积与高活性，可以供了必要条件。利用纳米微粒的高比表面积与高活性，可以显著地增进催化效率，大大提高反应效率，控制反应速度，显著地增进催化效率，大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高一般催化剂的反应速度提高1015倍。倍。4例如：纳米粒子铑在氢化反应中显示

3、了极高的活性和良好例如：纳米粒子铑在氢化反应中显示了极高的活性和良好的选择性。烯烃双键上往往连有尺寸较大的基团，致使双键很的选择性。烯烃双键上往往连有尺寸较大的基团，致使双键很难打开，若加上粒径为难打开，若加上粒径为lnm的铑微粒，可使打开双键变得容易，的铑微粒，可使打开双键变得容易，使氢化反应顺利进行。使氢化反应顺利进行。1金属纳米粒子的催化作用金属纳米粒子的催化作用贵金属纳米粒子作为催化剂已成功地应用到高聚贵金属纳米粒子作为催化剂已成功地应用到高聚物的氢化反应上。物的氢化反应上。5半导体的光催化效应发现以来，一直引起人们的重视，原半导体的光催化效应发现以来，一直引起人们的重视，原因在于这种

4、效应在环保、水质处理、有机物降解、失效农药降因在于这种效应在环保、水质处理、有机物降解、失效农药降解等方面有重要的应用。所谓半导体的光催化效应是指：在光解等方面有重要的应用。所谓半导体的光催化效应是指：在光的照射下，价带电子跃迁到导带，价带的孔穴把周围的照射下，价带电子跃迁到导带，价带的孔穴把周围环境中的环境中的2半导体纳米粒子的光催化半导体纳米粒子的光催化羟基电子夺过来变成自由基，作为强氧化剂将物羟基电子夺过来变成自由基，作为强氧化剂将物质氧化，变成酯、质氧化，变成酯、醇、醇、醛、醛、酸、水和酸、水和CO2，完，完成了对有机物的降解。常用的光催化半导体纳米成了对有机物的降解。常用的光催化半导

5、体纳米粒子有粒子有TiO2(锐钛矿锐钛矿)、Fe2O3、CdS、ZnS、PbS、PbSe等。等。61.当半导体粒子粒径小于某一临界值，量子尺寸效应变得非当半导体粒子粒径小于某一临界值，量子尺寸效应变得非2.常显著，导带和价带变成分立的能级，能隙变宽，生成常显著，导带和价带变成分立的能级，能隙变宽，生成光生电子和空穴能量的更高，具有更强的氧化、还原能力。光生电子和空穴能量的更高，具有更强的氧化、还原能力。2.粒径减小，光生电子和空穴的复合减少，有效提高光产率。粒径减小，光生电子和空穴的复合减少，有效提高光产率。例如在例如在TiO2胶体粒子中，电子的俘获在胶体粒子中，电子的俘获在30ps内完成，空

6、穴内完成，空穴相对较慢，在相对较慢，在250ps内完成。粒子半径减小，光生电子从晶内完成。粒子半径减小，光生电子从晶体内扩散到表面时间缩短，电子与空穴分离效果越好，从体内扩散到表面时间缩短，电子与空穴分离效果越好，从而提高光催化效率。而提高光催化效率。3.半导体催化剂粒径减小，表面积增大吸附能力增强，可促半导体催化剂粒径减小，表面积增大吸附能力增强，可促进光催化反应的进行。进光催化反应的进行。半导体纳米粒子具有优异的光催化活性的主要原因有：半导体纳米粒子具有优异的光催化活性的主要原因有：7主要用途：主要用途：将这类材料做成空心小球，浮在含有有机物的废水表面上，利用太阳将这类材料做成空心小球，浮

7、在含有有机物的废水表面上，利用太阳 光可进行有机物的降解。光可进行有机物的降解。、利用这种方法对海上石油泄露造利用这种方法对海上石油泄露造 成的污染进行处理。成的污染进行处理。采用这种方法还可以将粉体添加到陶瓷釉料中，使其具有保洁、杀菌的采用这种方法还可以将粉体添加到陶瓷釉料中，使其具有保洁、杀菌的 功能，也可以添加到人造纤维中制成杀菌纤维。功能，也可以添加到人造纤维中制成杀菌纤维。锐钛矿白色纳米锐钛矿白色纳米TiO2粒子表面用粒子表面用Cu+、Ag+离子修饰，杀菌效果更好。离子修饰，杀菌效果更好。这种材料在电冰箱、空调、医疗器械、医院手术室装修等方面有着广这种材料在电冰箱、空调、医疗器械、医

8、院手术室装修等方面有着广 泛的应用前景。泛的应用前景。铅化的铅化的TiO2纳米粒子的光催化可以使丙炔与水蒸气反应，生成可燃性的纳米粒子的光催化可以使丙炔与水蒸气反应，生成可燃性的 甲烷、乙烷和丙烷；铂化的甲烷、乙烷和丙烷；铂化的TiO2纳米粒子，通过光催化使醋酸分解成纳米粒子，通过光催化使醋酸分解成 甲烷和甲烷和CO2。纳米纳米TiO2光催化效应可以用来从甲醇水溶液中提取光催化效应可以用来从甲醇水溶液中提取H2。8 金属纳米粒子十分活泼，可以作为助燃剂在燃料中使用，金属纳米粒子十分活泼，可以作为助燃剂在燃料中使用，也可以掺杂到高能密度的材料（如炸药）增加爆炸效率；还也可以掺杂到高能密度的材料（

9、如炸药）增加爆炸效率；还可以作为引爆剂进行使用。为了提高热燃烧效率，将金属纳可以作为引爆剂进行使用。为了提高热燃烧效率，将金属纳米粒子和半导体纳米粒子掺杂到燃料中，因此这类材料可以米粒子和半导体纳米粒子掺杂到燃料中，因此这类材料可以在火箭助推器和煤中作助燃剂。目前，纳米在火箭助推器和煤中作助燃剂。目前，纳米Ag和和Ni粉已被粉已被用在火箭燃料作助燃剂。用在火箭燃料作助燃剂。3纳米金属、半导体粒子的热催化纳米金属、半导体粒子的热催化9二、纳米材料在光学方面的应用二、纳米材料在光学方面的应用纳米微粒由于小尺寸效应使它具有常规大块材料纳米微粒由于小尺寸效应使它具有常规大块材料不具备的光学特性，如光学

10、非线性、光吸收、光反射、不具备的光学特性，如光学非线性、光吸收、光反射、光传输过程中的能量损耗等，都与纳米微粒的尺寸有光传输过程中的能量损耗等，都与纳米微粒的尺寸有很强的依赖关系。研究表明，利用纳米微粒的特殊的很强的依赖关系。研究表明，利用纳米微粒的特殊的光学特性制成的各种光学材料将在日常生活和高技术光学特性制成的各种光学材料将在日常生活和高技术领域得到广泛的应用。目前关于这方面研究有的还处领域得到广泛的应用。目前关于这方面研究有的还处在实验室阶段，有的得到了推广应用。各种纳米微粒在实验室阶段，有的得到了推广应用。各种纳米微粒在光学方面的应用。在光学方面的应用。101红外反射材料红外反射材料高

11、压钠灯以及各种用于拍照、摄影的碘弧灯都要求高压钠灯以及各种用于拍照、摄影的碘弧灯都要求强照明，但是电能的强照明，但是电能的69转化为红外线，这就表明有相转化为红外线，这就表明有相当多的电能转化为热能被消耗掉，仅有一少部分转化为当多的电能转化为热能被消耗掉，仅有一少部分转化为光能来照明。同时，灯管发热也会影响灯具的寿命。如光能来照明。同时，灯管发热也会影响灯具的寿命。如何提高发光效率，增加照明度一直是亟待解决的关键问何提高发光效率，增加照明度一直是亟待解决的关键问题。纳米微粒的诞生为解决这个问题提供了一个新的途题。纳米微粒的诞生为解决这个问题提供了一个新的途径。径。20世纪世纪80年代以来，人们

12、用纳米年代以来，人们用纳米SiO2和纳米和纳米TiO2微微粒制成了多层干涉膜，总厚度为微米级，衬在有灯丝的粒制成了多层干涉膜，总厚度为微米级，衬在有灯丝的灯泡罩的内壁，结果不但透光率好，而且有很强的红外灯泡罩的内壁，结果不但透光率好，而且有很强的红外线反射能力。有人估计这种灯泡亮度与传统的卤素灯相线反射能力。有人估计这种灯泡亮度与传统的卤素灯相同时，可节省约同时，可节省约15的电能。的电能。112优异的光吸收材料优异的光吸收材料 纳纳米米微微粒粒的的量量子子尺尺寸寸效效应应等等使使它它对对某某种种波波长长的的光光吸吸收收带带有有蓝蓝移移现现象象，同同时时纳纳米米微微粒粒粉粉体体对对各各种种波波

13、长长光光的的吸吸收收带带有有宽宽化化现现象象，纳纳米米微微粒粒紫紫外外吸吸收收材材料料就就是是利利用用这这两两个个特特性性。通通常常的的纳纳米米微微粒粒紫紫外外吸吸收收材材料料是是将将纳纳米米微微粒粒分分散散到到树树脂脂中中制制成成膜膜，这这种种膜膜对对紫紫外外的的吸吸收收能能力力依依赖赖于于纳纳米米粒粒子子的的尺尺寸寸、树树脂脂中中纳纳米米粒粒子子的的掺掺加加量量和和组组分分。目目前前，对对紫紫外外吸吸收收好好的的几几种种材材料料有有：3040nm的的TiO2纳纳米米粒粒子子的的树树脂脂膜膜；Fe2O3纳纳米米微微粒粒的的聚聚酯酯树树脂脂膜膜。前前者者对对 400nm波波长长以以下下的的紫紫

14、外外光光有有极极强强的的吸吸收收能能力力，后后者者对对 600nm以以下下的的光光有有良良好好的的吸吸收收能能 力力，可可 用用 作作 半半 导导 体体 器器 件件 的的 紫紫 外外 线线 过过 滤滤 器器。12在石油开采运输和使用过程中，有相当数量的石油类物质废弃在地面、江湖和海洋水面，用纳米TiO2可以降解石油，解决海洋的石油污染问题。清理，而不用再进行危险的开颅、开胸手术。光触媒自洁玻璃膜中含有的具有光催化活性的纳米TiO2能吸收一定波长的光，产生自由电子和空穴，使膜表面吸咐的污染物发生氧化还原分解而除去并杀死表面微菌，达到自洁的目的。此外，他们还利用细菌视紫红质蛋白质研制模拟人脑联想能

15、力的中心网络和联想式存储装置。众所周知，分子是保持物质化学性质不变的最小单位。纳米微粒的诞生为解决这个问题提供了一个新的途径。纳米TiO2的光催化剂也可用于石油、化工等产业的工业废气处理，改善厂区周围空气质量。将纳米晶材料做成块状体，可使它具有强度很高、耐磨性和耐腐蚀性很好的特性，又由于它优异的电磁性能且厚度极薄，所以非常适合用作电磁元器件的基本材料，不仅高效节能，还能大大缩减电磁元器件的体积。难道纳米也有高尚的情操？非可燃气体 NT 可燃气体五、纳米材料在环境保护方面的作用通常的纳米微粒紫外吸收材料是将纳米微粒分散到树脂中制成膜，这种膜对紫外的吸收能力依赖于纳米粒子的尺寸、树脂中纳米粒子的掺

16、加量和组分。也正因为具有这些优异性能，纳米晶材料在电子通讯、计算机、汽车、空调、微波炉等家用电器甚至防盗防伪领域上，都有着广泛的应用前景。(BlackBird)一、纳米材料在催化领域中的应用机身和机翼融合在一起，根本分不出哪是机身，哪是机翼；“纳米苍蝇”是一种苍蝇样大小的机器虫，它既可用飞机、火炮和步兵武器投放，也可人工放置在信息系统和武器系统附近，大批机器“苍蝇”可在一个地区形成高效侦察监视网，大大提高战场信息获取的数量和质量。像荷叶一样洁净我国有了纳米排球各种纳米微粒在光学方面的应用。纳米生化感应装置可以监视士兵的心率、血压、体内及体纳米TiO2的光催化剂也可用于石油、化工等产业的工业废气

17、处理，改善厂区周围空气质量。即使球体表面附着了脏东西，只要用水一冲，或者用干净的布一擦，排球就会洁净如新,就像荷花叶子一样。贵金属纳米粒子作为催化剂已成功地应用到高聚物的氢化反应上。通过物理或机械作用去除废水中不溶解的悬浮固体及油品半导体纳米粒子具有优异的光催化活性的主要原因有：手的要求我国成功研制纳米机器人，技术达到世界先进水平。我国新近研制成功一种具备自动清洁功能，可以自动消除异味、杀菌消毒的“纳米自洁净玻璃”。（5）处理城市生活垃圾我国新近研制成功一种具备自动清洁功能，可以自动消除异味、杀菌消毒的“纳米自洁净玻璃”。3.隐身材料隐身材料由由于于纳纳米米微微粒粒尺尺寸寸远远小小于于红红外外

18、及及雷雷达达波波波波长长，因因此此纳纳米米微微粒粒材材料料对对这这种种波波的的透透过过率率比比常常规规材材料料要要强强得得多多，这这就就大大大大减减少少波波的的反反射射率率，使使得得红红外外探探测测器器和和雷雷达达接接收收到到的的反反射射信信号号变变得得很很微微弱弱，从从而而达达到到隐隐身身的的作作用用。另另一一方方面面，纳纳米米微微粒粒材材料料的的比比表表面面积积比比常常规规粗粗粉粉大大 34个个 数数量量级级，对对红红外外光光和和电电磁磁波波的的吸吸收收率率也也比比常常规规材材料料大大得得多多，这这就就使使得得红红外外探探测测器器及及雷雷达达得得到到的的反反射射信信号号强强度度大大大大降降

19、低低，因因此此很很难难发发现现被被探探测测目目标标，起起到到了了隐隐身身作作用用。13F117代号代号“夜鹰夜鹰”(Nighthawk)，是世界隐形战斗机的先驱，是世界隐形战斗机的先驱者。者。F-117机体呈平底三角截面状态，像一个大蝙蝠；机身机体呈平底三角截面状态，像一个大蝙蝠；机身和机翼融合在一起，根本分不出哪是机身，哪是机翼；没有和机翼融合在一起，根本分不出哪是机身，哪是机翼；没有水平或垂直尾翼，而是采用一个标志性的水平或垂直尾翼，而是采用一个标志性的V形尾翼形尾翼。14主要任务是利用其优异的隐身性能，从高空或低空突破敌主要任务是利用其优异的隐身性能，从高空或低空突破敌方的防空系统，对战

20、略目标实施核打击或常规轰炸。飞机方的防空系统，对战略目标实施核打击或常规轰炸。飞机结构大量采用先进的复合材料以及蜂窝状雷达吸波结构结构大量采用先进的复合材料以及蜂窝状雷达吸波结构（RAS）、锯齿状雷达散射结构，机体表面还涂有雷达吸）、锯齿状雷达散射结构，机体表面还涂有雷达吸波材料（波材料（RAM），），S形进气道和形进气道和V形尾喷管位于机体的上部，形尾喷管位于机体的上部，使其雷达和红外可探测性降到最低。使其雷达和红外可探测性降到最低。B-2隐形轰炸机隐形轰炸机15SR-71“黑鸟黑鸟”间谍飞机间谍飞机(BlackBird)神秘的飞行冷凝尾迹，神秘的飞行冷凝尾迹，呈数个圆环形呈数个圆环形16曙

21、光女神高超音速侦曙光女神高超音速侦察机，又名察机，又名“极光极光”，是，是续续SR-71黑鸟战黑鸟战略侦察机之后新一代略侦察机之后新一代战略侦察机战略侦察机17SU-30SU-30MK18隐形人隐形人19三、纳米材料在生物和医学上的应用三、纳米材料在生物和医学上的应用高效缓释药物高效缓释药物细胞内传感器细胞内传感器生物芯片生物芯片 纳米生物探测技术纳米生物探测技术医用微型机器人一种用纳米电子元件组装的微型机器人医用微型机器人一种用纳米电子元件组装的微型机器人新型纳米药品目前抗生素的最佳替代品，可广泛应用于环新型纳米药品目前抗生素的最佳替代品，可广泛应用于环境保护、纺织服饰、水果保鲜、食品卫生等

22、境保护、纺织服饰、水果保鲜、食品卫生等生物医学用磁性微球技术生物医学用磁性微球技术20纳米机器人纳米机器人 我国成功研制纳米机器人，技术达到世界先进水平。对我国成功研制纳米机器人，技术达到世界先进水平。对细胞、染色体进行细胞、染色体进行“手术手术”、像摆弄棋子一样移动原子、在、像摆弄棋子一样移动原子、在1/20发丝横截面大小的面积上写字发丝横截面大小的面积上写字这些精细得只能想像的这些精细得只能想像的“活儿活儿”，如今人类可以亲手做了。中科院沈阳自动化研究所，如今人类可以亲手做了。中科院沈阳自动化研究所最近研制成功一台纳米操作机器人样机，使我国纳米微操作技最近研制成功一台纳米操作机器人样机，使

23、我国纳米微操作技术达到世界先进水平。术达到世界先进水平。采用纳米大分子采用纳米大分子“生物部件生物部件”与小分与小分子无机物晶体结构组合，利用纳米电子无机物晶体结构组合，利用纳米电子学控制装配成纳米机器人，将会给子学控制装配成纳米机器人，将会给人类医学科技带来深刻的革命，使现人类医学科技带来深刻的革命，使现在许多的疑难病症得到解决。在许多的疑难病症得到解决。21这些分子机器人以光感应器作开关，从溶解在血液中的葡这些分子机器人以光感应器作开关，从溶解在血液中的葡萄糖和氧气中获得能量，并按编制好的程序探体内物体，萄糖和氧气中获得能量，并按编制好的程序探体内物体，以医师预先编制的程序进行全身健康检查

24、，疏通脑血管中以医师预先编制的程序进行全身健康检查，疏通脑血管中的学栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，吞噬病毒和组织破碎的学栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，吞噬病毒和组织破碎细胞，杀死癌细胞，监视体内的病变等。纳米机器人还可细胞，杀死癌细胞，监视体内的病变等。纳米机器人还可以用来进行人体器官修复工作，如以用来进行人体器官修复工作，如修复损坏的器官和组织，做整容手修复损坏的器官和组织，做整容手术，进行基因装配工作，从基因中术，进行基因装配工作，从基因中除去有害的除去有害的DNA或把正常的或把正常的DNA安安装在基因中，使机体恢复正常功能。装在基因中，使机体恢复正常功能。将由纳米硅晶片制成的存储器将由纳米硅

25、晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗铂金森氏经通路相连，可用以治疗铂金森氏症或其他神经性疾病。症或其他神经性疾病。22图中描述的是一图中描述的是一个纳米机器人在个纳米机器人在清理血管中的有清理血管中的有害堆积物害堆积物由于纳米机器人由于纳米机器人可以小到在人的可以小到在人的血管中自由的游血管中自由的游动，对于象脑血动，对于象脑血栓、动脉硬化等栓、动脉硬化等病灶，它们可以病灶，它们可以非常容易的予以非常容易的予以清理，而不用再进行危险的开颅、开胸手术。清理，而不用再进行危险的开颅、开胸手术。23DNA芯片芯片DNA芯片技术是一门物理学、

26、微电子学与生命科学交叉综合的高新科技。芯片技术是一门物理学、微电子学与生命科学交叉综合的高新科技。DNA芯片，又称基因芯片芯片，又称基因芯片(genechip)，实质上是一种高密度的寡聚核苷酸，实质上是一种高密度的寡聚核苷酸（DNA探针）阵列。它采用在位组合合成化学和微电子芯片的光刻技术，或者探针）阵列。它采用在位组合合成化学和微电子芯片的光刻技术，或者利用其他方法将大量特定系列的利用其他方法将大量特定系列的DNA片段（探针）有序地固定在玻璃或硅衬片段（探针）有序地固定在玻璃或硅衬底上，从而构成储存有大量生命信息的底上，从而构成储存有大量生命信息的DNA芯片。目前，芯片。目前，DNA芯片不作为

27、分芯片不作为分子的电子器件来用，也不用于子的电子器件来用，也不用于DNA计算机，主要是对生命信息进行储存和处计算机，主要是对生命信息进行储存和处理。但正是基于它对生命信息并行处理的原理，利用理。但正是基于它对生命信息并行处理的原理，利用DNA芯片可快速、高效、芯片可快速、高效、同时地获取空前规模的生命信息。这一特性很有可能使同时地获取空前规模的生命信息。这一特性很有可能使DNA芯片技术成为今芯片技术成为今后生命科学研究和医学诊断中革命性的新方法。后生命科学研究和医学诊断中革命性的新方法。24早期的早期的DNA芯片主要作基因鉴定识别或对基因点突变进行研究；随芯片主要作基因鉴定识别或对基因点突变进

28、行研究；随着着DNA芯片技术的发展，芯片密度不断地提高，其应用领域得到了很大芯片技术的发展，芯片密度不断地提高，其应用领域得到了很大的扩展，主要的应用表现在三个方面的扩展，主要的应用表现在三个方面:(1)生物医学、分子生物学基础研究生物医学、分子生物学基础研究:利用利用DNA芯片技术，可以寻找基因芯片技术，可以寻找基因与疾病（癌、传染病、常见病和遗传病）的相关性，进而发展相应的药与疾病（癌、传染病、常见病和遗传病）的相关性，进而发展相应的药物的治疗。物的治疗。(2)人类基因组研究人类基因组研究:开展基因表达活性和大规模的基因变异多态性研究时，开展基因表达活性和大规模的基因变异多态性研究时，应用

29、定制的应用定制的DNA芯片可同时监测千百个基因，甚至全部基因。芯片可同时监测千百个基因，甚至全部基因。(3)将来的医学临床诊断将来的医学临床诊断:一旦弄清了疾病与基因的相关性，一旦弄清了疾病与基因的相关性，DNA芯片即芯片即可提供高效而简便的诊断手段可提供高效而简便的诊断手段,或进行早期预防，或选择最佳治疗方案。或进行早期预防，或选择最佳治疗方案。DNA芯片的应用芯片的应用25四、纳米技术在生物工程上的应用四、纳米技术在生物工程上的应用众所周知，分子是保持物质化学性质不变的众所周知，分子是保持物质化学性质不变的最小单位。生物分子是很好的信息处理材料，每最小单位。生物分子是很好的信息处理材料，每

30、一个生物大分子本身就是一个微型处理器，分子一个生物大分子本身就是一个微型处理器，分子在运动过程中以可预测方式进行状态变化，其原在运动过程中以可预测方式进行状态变化，其原理类似于计算机的逻辑开关，利用该特性并结合理类似于计算机的逻辑开关，利用该特性并结合纳米技术，可以此来设计分子计算机。纳米技术，可以此来设计分子计算机。26虽然分子计算机目前只是处于理想阶段，但科学家已虽然分子计算机目前只是处于理想阶段，但科学家已经考虑应用几种生物分子制造计算机的组件，其中经考虑应用几种生物分子制造计算机的组件，其中细菌视细菌视紫红质紫红质最具前景。该生物材料具有特异的热、光、化学物最具前景。该生物材料具有特异

31、的热、光、化学物理特性和很好的稳定性，并且，其奇特的光学循环特性可理特性和很好的稳定性，并且，其奇特的光学循环特性可用于储存信息，从而起到代替当今计算机信息处理和信息用于储存信息，从而起到代替当今计算机信息处理和信息存储的作用。存储的作用。到目前为止，还没有出现商品化的分子计算机组件。科学到目前为止，还没有出现商品化的分子计算机组件。科学家们认为：要想提高集成度，制造微型计算机，关键在于寻找家们认为：要想提高集成度，制造微型计算机，关键在于寻找具有开关功能的微型器件。具有开关功能的微型器件。锡拉丘兹大学已经利用细菌视紫锡拉丘兹大学已经利用细菌视紫红质蛋白质制作出了发光门并利用发光门制成蛋白质存

32、储器。红质蛋白质制作出了发光门并利用发光门制成蛋白质存储器。此外，他们还利用细菌视紫红质蛋白质研制模拟人脑联想能力此外，他们还利用细菌视紫红质蛋白质研制模拟人脑联想能力的中心网络和联想式存储装置。的中心网络和联想式存储装置。27如果有一种超微型镊子，能够钳起分子或原子并对它如果有一种超微型镊子，能够钳起分子或原子并对它们随意组合，制造纳米机械就容易多了。英国们随意组合，制造纳米机械就容易多了。英国自然自然杂杂志上报告说，用志上报告说，用DNA（脱氧核糖核酸）制造出了一种纳米（脱氧核糖核酸）制造出了一种纳米级的镊子。利用级的镊子。利用DNA基本元件碱基的配对机制，做为基本元件碱基的配对机制，做为

33、“燃燃料料”控制这种镊子反复开合。控制这种镊子反复开合。28五、纳米材料在环境保护方面的作用五、纳米材料在环境保护方面的作用1 1纳米技术在治理有害气体方面的应用纳米技术在治理有害气体方面的应用 纳米材料可以制成非常好的催化剂，其催化效率极高，纳米材料可以制成非常好的催化剂，其催化效率极高，经它催化的石油中硫的含量小于经它催化的石油中硫的含量小于。因而，在燃煤中可加入。因而，在燃煤中可加入纳米级助烧催化剂，以帮助煤充分燃烧，提高能源的利用率，纳米级助烧催化剂，以帮助煤充分燃烧，提高能源的利用率，防治有害气体的产生。防治有害气体的产生。纳米级催化剂用于汽车尾气催化，有极强的氧化还原纳米级催化剂用于汽车尾气催化，有极强的氧化还原性能，使汽油燃烧时不再产生一氧化硫和氮氧化物，根本无性能，使汽油燃烧时不再产生一氧化硫和氮氧化物，根本无需进行尾气净化处理。需进行尾气净化处理。292纳米技术在污水处理