21세기는 과학기술이 급속히 발전하는 시대이지만, 인류는 많은 자원(해양자원, 산림자원, 수자원 등)으로 인해 도전에 직면하고 있다. 그러나 나노물질의 출현은 인류의 현재 에너지 상태에 대한 도전이기도 하다. 나노물질은 1~100nm 크기의 작은 입자로 구성된 시스템으로, 그 독특한 특성으로 인해 많은 주목을 받고 있습니다. 본 논문에서는 나노재료의 제조, 미세구조, 기계적 성질 등에 대한 연구현황을 중심으로 최근 나노재료의 연구 진행 상황을 검토하고, 나노재료의 응용과 문제점을 간략하게 기술하고 있다. 나노물질은 새로운 세기 정보화 시대의 핵심이 될 것입니다.
나노재료의 응용
나노재료는 많은 우수한 특성을 갖고 있기 때문에 응용 가능성이 넓습니다. 예를 들어, 벌크 실리콘은 빛을 방출하지 않지만 나노미터 규모로 수축되면 빛을 방출합니다. 나노실리콘 소재로 만든 고효율 전자부품은 일반 단결정 실리콘보다 수십 배 더 효율적이다. 강철은 다결정 물질입니다. 개별 결정을 나노미터 규모 이하로 압축하면 경도가 크게 높아집니다. 탄소나노재료는 1991년에 탄생해 현재 가장 많이 연구되는 나노재료 중 하나이다. 흑연 원자층이 말려 탄소나노튜브(일반적으로 직경이 수 나노미터에서 수십 나노미터, 벽 두께가 수 나노미터)로 변하기 때문에 인성이 매우 높고 강도는 강철보다 100배 높으며 비중은 강철의 1/6에 불과하며 수소 저장 성능도 매우 좋습니다.
나노복합체는 폴리머의 특성을 향상시킬 수 있습니다. 현재 미국의 일부 기업에서는 이 원리를 이용하여 열가소성 수지 나노복합체를 연구하고 개발하고 있습니다. 제너럴모터스(GM)와 몬텔(Montel)의 공동 연구팀은 나노복합재료를 이용해 자동차 후면 패널과 도어 패널의 시험생산에 성공했고, 이 재료를 성능 인증 테스트에 넣었다.
군사적 맥락에서 나노물질의 사용은 특정 무기의 표면 성능을 향상시키고 향상시킬 수 있습니다. 일부 나노물질은 특정 무기와 장비의 표면에 민감한 "느낌"을 갖게 할 수 있습니다. 예를 들어, 나노 소재로 만들어진 잠수함 피부는 수류, 물결, 수압, 수온 등의 극히 작은 변화를 민감하게 "느끼고" 중앙 컴퓨터에 적시에 피드백을 제공하여 잠수함의 움직임 상태를 조정하고 감지하고 적의 어뢰를 피하십시오. 나노소재로 만들어진 군용 로봇의 '피부'는 인간의 피부보다 더 민감한 '촉감'을 갖고 있어 다양한 군사 임무를 더 잘 수행할 수 있다. 나노고체재료는 넓은 스펙트럼 범위의 전자파에 대해 강력하고 균일한 흡수 특성을 가지고 있습니다. 수십 나노미터 두께의 나노필름은 기존의 1,000배 두꺼운 흡수소재와 동일한 흡수효과를 갖는다. 따라서 나노필름 흡수재를 사용하면 스텔스무기의 실제 전투능력이 크게 향상될 것이다.
컬러TV나 가전제품은 일반적으로 검은색을 띠고 있는데, 정전기 차폐용 소재에 카본블랙을 첨가해 블랙가전이라고 부른다. 나노기술을 사용하여 사람들은 정전기를 차단할 수 있는 나노 코팅을 개발했습니다. 코팅의 색상을 제어하면 검정색 가전제품이 컬러 가전제품으로 변할 것입니다. 타이어는 일반적으로 검은색이지만 나노 소재를 사용하여 생산된 타이어는 색상이 선명할 뿐만 아니라 타이어 측면 고무의 굴곡 저항이 100,000배에서 500,000배로 크게 향상되었습니다.
나노재료의 심층적인 연구와 지속적인 응용 확대를 통해 전 세계에 상당한 변화를 가져올 것이라는 일련의 연구 결과가 나타나고 있어 나노재료는 가장 유망한 것으로 알려져 있습니다. 21세기 유망소재.