納米塑料

　　百年來，科學家們一直沒有找到好的方法來改變塑料的性能，使它具有更多的功能。近20年來，納米技術的出現，給科學家門帶來了一個廣闊的創新空間，一批具有奇特功能的塑料開始出現，人們稱它為納米塑料。

　　納米是一個長度計時單位，一納米是一米的十億分之一。納米科學是研究在千萬分之一米到十億分之一米內，原子、分子和其他類型物質的運動和變化的學問。在這一尺度範圍內對原子、分子進行操縱和加工稱為納米技術。

　　在20世紀裏，人們對物質世界的研究已深入到分子、原子的微觀領域，但宏觀世界和微觀世界並不是直接相連的，在他們之間還存在一個介觀——納米世界。他們是由幾十個或成千個原子、分子“組合”起來的納米粒子或“人工分子”，這種“人工分子”往往具有人們意想不到的性質，但是，當這些“人工分子”繼續張大或以通常的方式集成大塊材料時，原有奇特的性質又會消失。正是納米材料的這些特性向人們預示着在材料領域將發生革命性的變化。

　　什麼叫納米塑料呢？從廣義來説納米塑料材料的定義分兩個層次，第一個層次把高分子做成納米結構單元，用它再合成這種材料叫納米塑料。這種塑料正在基礎研究階段。我們現在指的納米塑料就是把無機納米粒子放到傳統塑料當中去，把這種塑料我們叫納米塑料。用這種塑料做成産品，就叫納米塑料的製品。

　　塑料是人們生活中重要的材料，它的優點是重量輕、易加工各種形狀，但它的缺點主要表現為在光的照射下容易變脆，在受熱和一些極端的環境下容易老化。這些都限制了塑料的發展和應用。現在隨着納米技術應用，又給傳統塑料帶來了革命性的變化。

　　由於納米塑料有許多功能，根據這些功能可以設計不同功能的材料。譬如説這種材料不燃燒，就可以加些氧化銻這一類納米材料。假如這種材料能夠有紫外屏蔽的性能，想使它不老化，就可以加上紫外屏蔽的一些作用。

　　怎樣製備耐磨、高強度、耐高溫、耐腐蝕的納米塑料呢？自然界中有許多納米結構的天然礦物。層狀硅酸鹽粘土就是其中的一類，他們是由成千上萬個厚度為一納米、長寬為幾十到幾百納米的小片層結成的顆粒。科學家用化學方法把它與聚合物混合，有機粘土片層就能分解成納米片層，均勻地分佈到聚合物中間形成納米塑料。這種納米塑料能用來製造輸送水和石油的管道，或用來製造汽車、家用電器的部件，還能作成纖維和包裝材料。

　　隨着納米技術的應用，納米塑料還具有抗菌的功能，70年代末80年代初，日本科學家開始將銀化合物直接添加到樹脂中，首次用這種抗菌劑製成了抗菌塑料，但直接添加銀鹽製備的抗菌塑料性能明顯下降，顏色變化嚴重，接觸水時銀離子易析出，而且抗菌有效期很短，很難具有應用價值。為了解決這些問題，人們開始採用沸石作為載體附載金屬離子製備抗菌劑。沸石分子具有三維同架環狀結構，它的大小只有幾十個納米，能容納結晶水和金屬離子，而且這種結構穩定，無論發生吸附、脫附、脫水或離子交換均不會發生變化，於是科研人員利用這種特性，把一些金屬離子混在一起，使用特殊的方法，把那些金屬離子嵌在沸石分子中，就得到了抗菌劑。再把抗菌劑添加到塑料中就製成了抗菌納米塑料。

　　納米材料出現以後，塑料製品大大豐富了，增加了傳統塑料製品的高科技含量。也為傳統塑料製品進一步的應用，擴大品種，特別為下一代的塑料製品，奠定了良好的基礎。