第224讲
纳米材料应用的进展和展望
张立德
（2013年6月15日）
[主讲人简介]
张立德 中国科学院固体物理研究所资深研究员，国家纳米科学首席科学家。现任中国材料研究学会荣誉理事、中国颗粒学会超微粒子专业委员会荣誉主任、海峡两岸纳米材料学术会与大陆方主席、国家重点基础研究发展规划项目（973）“纳米材料和纳米结构”首席科学家，国家自然科学二等奖1项，省部级一、二等科技奖9项。
[核心内容]
中国纳米材料的基础研究在国际上占有不可忽视的重要地位，纳米材料它是用“尺度”来定义的材料在尺度影响下它出现了与原来母体截然不同的现象。纳米材料首先要应用于性能，这要求主导性能必须优秀和稳定，就要想办法克服不稳定因素。从研究到应用，除了观念的障碍，更重要的是成本的障碍，国家政策和环保约束，它必须是环保且没有次生污染；必须节能且不能增加新的成本，必须节省材料资源，这都是面临的挑战。所以延缓创造财富的技术都不是当前应用所应挑选的技术。
因为成本高、效率很低，纳米材料领域里光电转化材料的研究以经走向试验到应用阶段，锂电池、燃料电池、超级电容器、光电转化、纳米催化剂这些都是纳米造新能源的应用，二氧化碳的产生又不能应用，纳米碳酸钙离不开二氧化碳，但只能自备二氧化碳，就造成资源浪费，在纳米生产新的可再生能源又有值得挑战的问题，燃料利用主要是将其变成热能，再变成电能，在此过程中都有热能流失，要考虑的是能否开发使用新的材料来使能量消耗降低。并且使热能保存更久，开发使用新的隔热保温涂层纳米材料在新能源的应用和能源保护的方面还有很大空，纳米科技突破性应用是在纳米生物技术，芯片式纳米生物传感器与恶性肿瘤细胞进行特异性结合，利用传感器中的磁信号、光信号等进行肿瘤细胞的早期诊断。纳米机器人对整个机体进行全天候实时监测，并能根据监测结果对机体进行适时地维护和改造，这个技术仍处在实验阶段中。用纳米的二氧化碳作为催化剂，用氨或其它还原剂选择性地将烟气中的氮氧化物还原，变成无害的氮气和水蒸气，随烟气排放污染源头仍未得到解决，况且脱硝只是解决雾霾的途径之一。所以解决方法还有很多值得去探讨，土壤和水的治理过程当中有一个很重要的材料—蒙脱土。这种层状材料通过纳米的插层技术和离子交换技术，可以捕获铬、砷、铅、铜等重金属。它可以做载体来组装，形成亲油亲水的纳米组装结构，可杀菌、杀虫、缓释农药。
纳米材料的应用重点是结合能源、信息、健康、医药和环境等领域使人们的生活，便捷、美好，纳米技术一定要环保、节能、节省资源，不创造财富的技术，或者延缓创造财富的技术都不是当前应用所应挑选的技术。
[经典语录]
科技是把双刃剑，纳米材料性能的多变性和不稳定性体现了双面性。有的材料甚至带有毒性。
