納米技術是二十世紀80年代末誕生并正在崛起的新技術,主要是指在0.1~100nm尺度范圍內,研究物質組成體系中電子、原子和分子運動規律與相互作用,其研究目的是按人的意志直接操縱電子、原子或分子,研制出人們所希望的、具有特定功能特性的材料和制品。納米技術是高度交叉的綜合性學科,它主要包括:納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學、納米機械學。納米技術已應用于建筑材料、光學、醫藥、半導體、信息通訊、軍事等領域。目前,納米材料技術是唯一可以實現的納米技術。
 

　　納米材料以其特有的光、電、熱、磁等性能為建筑材料的發展帶來一次前所未有的革命。利用納米材料的隨角異色現象開發的新型涂料,利用納米材料的自潔功能開發的抗菌防霉涂料、PPR供水管,利用納米材料具有的導電功能而開發的導電涂料,利用納米材料屏蔽紫外線的功能可大大提高PVC塑鋼門窗的抗老化黃變性能,利用納米材料可大大提高塑料管材的強度等。由此可見,納米材料在建材中具有十分廣闊的市場應用前景和巨大的經濟、社會效益。 

　　近年來,國內外開始探索納米材料和納米技術在建材中的發展及應用工作,并取得了一些可喜的成果,現分類介紹如下: 

　　1納米技術在建筑涂料中的應用 

　　涂料是建筑物的內衣(內墻涂料)和外衣(外墻涂料),國內傳統的涂料普遍存在懸浮穩定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光潔度不高等缺陷。納米復合涂料就是將納米粉體用于涂料中所得到的一類具有耐老化、抗輻射、剝離強度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材(特別是建筑涂料)方面的應用已經顯示出了它的獨特魅力。 

　　同一種納米粒子在不同粒徑下會有不同的作用,不同種類的納米粒子也可以在涂料中起相同的作用。按納米復合涂料的用途可歸納為以下幾種: 

　　1.1光學應用納米復合涂料 

　　納米粒子的粒徑遠小于可見光的波長400～750nm,具有透過作用,從而保證了納米復合涂料具有較高的透明性。納米粒子對紫外線具有較強的吸收作用。在外墻建筑涂料中添加TiO2、SiO2等納米粒子以提高耐候性,在汽車面漆中添加TiO2以提高汽車涂料的耐老化性等。納米SiO2是無定型白色粉末(指其團聚體),表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態的羥基,其分子狀態呈三維鏈狀結構[5]。一般來講,納米粒子表面氫鍵會在外部剪切力消除后迅速復原,使其結構迅速重組。這種依賴時間與外力作用而回復原狀的剪切力弱化反應,稱為“觸變性”。觸變性是納米二氧化硅改善傳統涂料各項性能的主要因素。徐國財等人[8]通過納米微粒填充法,將納米二氧化硅摻雜到紫外光固化涂料中。實驗表明,納米二氧化硅減弱了紫外光固化涂料吸收UV輻照的強度,從而降低了光固化涂料的固化速度,但可明顯提高紫外光固化涂料的硬度和附著力。特別是金紅石型超細TiO2在汽車面漆中還可起到效應顏料作用,與其它片狀效應顏料如鋁粉顏料或珠光顏料并用時,會產生伴有乳光的隨角異色性,可用于豪華轎車面漆,這是目前納米TiO2的最大用途,也是國外納米材料在涂料中應用最為成功的例子之一[9]。納米氧化鋅由于尺寸小,比表面積大,表面的鍵態與顆粒內部的不同,表面原子配位不全等,導致表面的活性位置增多,加大了反應接觸面,因此,納米氧化鋅也是一種很好的光催化劑。在紫外光照射下,它能分解有機物質,起抗菌和除臭作用。具有這一性質的光催化劑可用于環保涂料中,納米ZnO加入涂料可顯著提高涂料的耐人工老化能力。

　　1.2吸波納米復合涂料 

　　由于納米超細粉末尺寸非常小,具有吸收電磁波的性能,它們對不同波長的雷達波和紅外線具有很強的吸收作用。因此,被納米顆粒改性后的涂料可成為軍事上用的隱身涂料。美國曾報道過一種“超”黑體納米吸收材料,即超細石墨粉納米吸波涂料,對雷達波的吸收率可達99%。國外用納米級羰基鐵粉、鎳粉、鐵氧體粉末已成功配制了軍事隱身涂料,涂到飛機、軍艦、導彈、潛艇等武器裝備上,使其具有隱身性能。納米涂層材料由于具有吸收頻帶寬、重量輕、厚度薄等優點,可望在未來軍事隱身化方面大展身手。 

　　1.3納米自潔抗菌涂料 

　　光的照射可以引起TiO2表面在納米區域形成親水性及親油性兩相共存奇妙的超雙親性。如將國內已經工業化生產的納米抗菌粉用于涂料中,可制得納米殺菌涂料,涂覆于建材產品,如衛生潔具、室內空間、用具、醫院手術間和病房的墻面、地面等,起到殺菌、保潔作用。納米TiO2顆粒在波長小于400nm的光照下,能吸收高于其禁帶寬度的短波光輻射,產生電子躍遷,使價帶電子被激發到導帶,并形成電子-空穴對,將能量傳遞到周圍介質,誘導光化學反應,從而具有光催化性能。 

　　納米ZnO也是一種高效殺菌劑,納米氧化鋅在紫外線照射下,在水和空氣(氧氣)中能自行分解出帶負電的電子(e-),同時留下帶正電的空穴(h+),這種空穴可以激活空氣中的氧變為活性氧,有極強的化學活性,能與多種有機物發生氧化反應(包括細菌內的有機物),從而把大多數病菌和病毒殺死。西北大學曾進行過納米氧化鋅的定量殺菌試驗,在5min內納米氧化鋅的濃度為1%時,金黃色葡萄球菌的殺滅率為98.86%,大腸桿菌的殺滅率為99.93%。所以在化妝品中添加納米氧化鋅既能屏蔽紫外線防曬,又能抗菌除臭。