【化工科普13】小小纳米，大大能量

作为一种长度单位，纳米有多小？

1纳米（nm）等于10亿分之一米，一根头发的直径大约是0.05毫米（mm），把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是1nm。有意思的是，男性的胡须大概每秒钟会长长5nm。病毒的大小约是几十纳米，DNA分子直径约为2nm，而作为化学反应中不可再分的基本微粒，原子的直径是0.1nm。

正是因为纳米可以很好的度量微小粒子，因此研究结构尺寸在1至100nm范围内材料的性质和应用，就被称为纳米技术。而当一种材料，在其三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围时，就可以称之为纳米材料。像上文提到的石墨烯便是纳米材料。

纳米材料的优势

纳米材料之所以有极大的研究价值和应用价值，是因为当物质的尺度纳米化后，会拥有一系列特殊的物理和化学特性。当颗粒尺寸变小后，表面原子数数量增多，表面积增加，原子外电子的能量值就会产生变化，由此引发一系列的磁、光、声、热、电、超导电性能变化。

比如日常生活中金子是黄色的，但如果把块状金纳米化，则会变成黑色。可以用于催化氧化、肿瘤检测、金属涂层。银是导电性能最好的金属之一，但纳米化的银则是的绝缘体，可以加入保鲜膜中，提高可塑性、稳定性、阻隔性、抗菌性、保鲜性。经过纳米改造的金属陶瓷，韧性、强度和硬度可以得到极大的提高。

催化剂控制着反应时间，反应速度，很多化学反应如果没有催化剂的帮助将非常难进行。但传统催化剂因为颗粒较大等原因，导致催化效果不佳，反应不充分，造成原材料的极大浪费。而将物质纳米化后，可以大幅度地提高催化反应速率，是一般催化剂的10～15倍。

二氧化钛＋纳米

作为世界上最白的物质，二氧化钛（TiO2）是一种重要的白色颜料和瓷器釉料，被冠以“钛白”之名，常用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、水彩颜料等行业。当二氧化钛纳米化后，更是大有作为，成为了各个行业的“香饽饽”。

因其化学性质稳定、氧化-还原性强、抗腐蚀、无毒及成本低，纳米二氧化钛已经成为目前最具有开发前途的绿色环保型半导体催化剂之一。它可以吸收太阳光中的紫外线，利用光照迅速有效地氧化分解汽车尾气、处理空气污染、净化工业废水。面对含硫化合物、含氮化合物、一氧化碳和二氧化碳以及易挥发有机物等，都具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点。

在净化室内空气，除臭杀菌，新宅异味等方面，纳米二氧化钛涂料也可以完美解决。