文献APPLIED PHYSICS LETTERS 98, 033103 2011Y. J. Fang, J. Sha ， Z. L. Wang, Y. T. Wan, W. W. Xia, and Y. W. Wang中是这样描述的， In the case of Zn/ZnO heterostructure, because of the lower work function of Zn （ eV） compared to that of ZnO for n-type ZnO,（ the work function is about eV）而另一篇文献中是The measurement value for the work function of ZnO nanowire was about eV 参考文献：T. Minami ， Surf. Coat. Technol. 108–109,583 ~1998!. APPLIED PHYSICS LETTERS VOLUME 81, NUMBER 19可能对于纳米结构的ZnO来说，功函数不太一样，另外我还看到过说ZnO功函数为四点一几的，记不太清楚是那篇了。写文章的时候给出数据引自哪里就好了。
锌对炼铁炉料冶金性能的影响论文
摘要 ：采用醋酸锌水溶液浸泡加锌的方法制备不同含锌量的烧结矿和焦炭试样，并对烧结矿试样进行低温还原粉化率及还原性指标的测试，对焦炭试样进行CO2反应性及反应后强度的测试。结果表明，随着含锌量的增加，烧结矿的RDI＋3．15和RDI＋6．3减小而RDI－0．5明显增大，间接还原速率和RI降低，焦炭的CRI增高而CSR降低，烧结矿中锌含量的增加使其低温还原粉化性和还原性变差，同时焦炭中锌含量的增加使其热性能变差；与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比，采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。
关键词 ：钢铁材料论文
高炉中的锌主要来源于炼铁原料，包括铁矿石、焦炭和循环回收物［1－3］。同时，锌在高炉内部还会不断地进行循环富集，使得高炉内炉料的锌含量远远超过从炉顶加入时炉料的锌含量［4－5］。为此，研究者们针对锌在高炉内的分布、高锌负荷下的适宜高炉操作制度、锌对高炉耐火材料及冶炼过程的影响机理等问题开展了大量研究［6－9］。既有研究中，向铁矿石和焦炭中加锌的方法有多种。尹慧超等［10］采用熏蒸法向铁矿石表面引入锌，研究了锌对铁矿石低温还原粉化性的影响。康泽朋等［11］采用向试样表面喷洒ZnSO4溶液的方法研究了锌对铁矿石低温还原粉化性和焦炭反应性、反应后强度的影响，但是一方面ZnSO4在650℃左右才开始分解，在铁矿石低温还原粉化率的测试温度（500℃）下ZnSO4不会分解生成ZnO，所以喷洒ZnSO4不适合用于锌对铁矿石低温还原粉化性影响的研究；另一方面，在720℃下ZnSO4即可剧烈分解，因而在1100℃下进行焦炭热性能试验时，它所分解生成的SO3对焦炭反应有催化作用［12］，这显然会妨碍对锌含量与焦炭热性能之间的内在关系作出正确的判断。此外，有关锌对铁矿石还原性的影响也尚未见有文献报道。为此，为了较好地模拟高炉块状带内炉料吸附ZnO粉末的现象，本文采用了醋酸锌水溶液浸泡的方法向试样中添加ZnO，研究ZnO含量对包括铁矿石还原性在内的高炉炉料各种冶金性能的影响。
1试验
1．1试样制备
试验所用的烧结矿和焦炭均取自武汉钢铁（集团）公司五号高炉生产现场。烧结矿的化学成分如表1所示。焦炭的工业分析结果如表2所示。2H2O）为分析纯。二水合醋酸锌可溶于水，在200℃以下即可脱去结晶水，生成的无水醋酸锌在242℃下熔融，在370℃下完全分解为ZnO。本文根据醋酸锌的这些特性，设计了醋酸锌水溶液浸泡烧结矿和焦炭加锌的方法，具体如下：首先根据需要配制一定质量百分比浓度的醋酸锌水溶液，将试样放在其中浸泡并煮沸一段时间，取出进行滤水、干燥和称重，求得向试样中添加的二水合醋酸锌的质量，在后续的炼铁炉料冶金性能的试验过程中，加入的二水合醋酸锌将脱除结晶水并分解变成固体ZnO。ZnO占未浸泡试样的质量百分比即为试样的ZnO增量。通过调节醋酸锌水溶液的浓度和煮沸时间可以比较准确地控制试样的加锌质量。分别取粒度为10～12．5mm的烧结矿每份500g和粒度为21～25mm的焦炭每份200g进行浸泡加锌，加锌方案如表3所示。
1．2测试方法
铁矿石低温还原粉化性能的测定根据GB13242—92规定的方法进行。测定时模拟高炉上部条件：温度500℃，反应时间60min，气体成分为：N2、CO、CO2的体积分数分别为60％、20％、20％，气体流量15L／min，转鼓总转数300r、转速30r／min。烧结矿的还原性依据GB13241—91规定的检测方法进行检测，实验条件为：温度900℃，反应时间180min，气体成分为：N2、CO的体积分数分别为70％、30％，气体流量15L／min。焦炭反应性和反应后强度按照GB／T4000—2008规定的方法测定，实验条件为：温度1100℃，反应时间120min，纯CO2气体，气体流量5L／min，转鼓总转数600r、转速20r／min。
2结果与分析
2．1加锌对烧结矿低温还原粉化性能的影响
加锌前后烧结矿试样的低温还原粉化指数RDI＋3．15、还原强度指数RDI＋6．3和磨损指数RDI－0．5如图1所示。从图1中可以看出，随着烧结矿中ZnO含量的增加，RDI＋3．15和RDI＋6．3均呈减小趋势，而磨损指数RDI－0．5呈上升趋势，表明随着ZnO含量的.增加，烧结矿的低温还原粉化性能变差。ZnO与Fe2O3合成为铁酸锌的反应开始温度为500℃，且随着温度的升高反应速度加快［13］。低温还原粉化率测试试验的温度刚好为500℃，因此推测所加入氧化锌中的一部分能够与烧结矿中的赤铁矿反应生成铁酸锌，而且因为温度较低，生成的铁酸锌难以被CO还原分解而保持稳定。铁酸锌属于尖晶石型矿物，等轴晶系，密度为5．20g／cm3，而赤铁矿属于六方晶系，密度为4．9～5．3g／cm3，二者在晶形和密度方面差异明显，意味着新生成的铁酸锌会从大块赤铁矿上剥离下来形成粉末，并可能使赤铁矿的强度降低。这可能是导致烧结矿低温还原粉化性能变差特别是磨损指数RDI－0．5急剧增大的内在原因。
2．2加锌对烧结矿还原性的影响
对加锌烧结矿进行还原性实验，得到试样的失重量（包含烧结矿失重量与氧化锌失重量）随还原时间的变化曲线如图2所示。分析图2中的失重曲线可知，当还原时间在60min之内时，不同ZnO含量烧结矿的失重速率均较大，且失重量的值相差不大，其原因是，在还原的初始阶段，主要是由于矿石表面的ZnO和铁的氧化物被CO还原而造成的失重，ZnO对烧结矿的还原过程没有明显的抑制作用；反应时间为60～120min时，反应在矿石颗粒的内部进行，ZnO含量高的矿石因为开口气孔被ZnO粉末堵塞的机会较多，减少了CO与铁氧化物的接触机会，而且铁酸锌的生成数量也较多，所以随着ZnO含量的增加，试样的失重速率逐渐减小；反应时间为120～180min时，4种ZnO含量烧结矿的还原速率均趋近于零，表明此阶段的还原反应基本上已经结束。对还原性试验后的烧结矿样品进行SEM和EDS分析可知其中残留的Zn元素极少，因此可以假定试验结束时试样中没有ZnO残留，则由180min时的失重量计算可得烧结矿各试样的还原度RI如表4所示。从表4中可知，随着烧结矿中锌含量的增加，烧结矿的还原性变差，且ZnO增量对RI值的影响基本上是线性的，增幅为－7．13％（RI）／1％（w（ZnO））。烧结矿间接还原受阻意味着高炉焦比可能升高。ZnO对烧结矿还原反应有阻碍作用的原因可能有两点：一是黏附在烧结矿颗粒表面和开口气孔壁上的ZnO粉末妨碍了氧化铁与CO的接触；二是ZnO与Fe2O3反应会生成铁酸锌，而铁酸锌的还原分解要求较高的动力学条件，结果妨碍了铁矿石的还原［13］。
2．3加锌对焦炭热态性能的影响
不同加锌量焦炭试样的反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的测试结果如表5所示。从表5中可以看出，随着ZnO增量的增加，焦炭的CRI值呈增大的趋势，而CSR值则有着相应降低的趋势，表明ZnO对焦炭热性能有负面的影响。影响焦炭反应性的因素主要分为两大类：一是焦炭的微观结构，其中焦炭的石墨化程度和炼焦煤煤种产生的影响最大；二是外在因素的影响，主要包括焦炭的气孔率、气孔结构和内在矿物质的影响。焦炭气孔率越大，气孔分布越均匀，焦炭的反应性就越高；矿物质中的碱金属对焦炭的气化反应影响最大，其次为碱土金属和过渡元素［14］，而ⅡB族元素（锌、镉、汞）因在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似，故常常也将其归入过渡元素范围。本研究中，由于在焦炭中加入了ZnO，而ZnO在焦炭反应性实验条件下很容易被碳还原为锌蒸气，使焦炭气孔率增加，在一定程度上起到促进气化反应的作用，从而使CRI值增大。另一方面，与碱土金属类似，金属锌和ZnO之间的转化符合电子迁移理论和氧迁移理论的条件［15］，故锌对气化反应也起到一定的催化作用。增大气孔率和催化气化反应这两方面的作用，使得ZnO的添加提高了焦炭的CRI，而CSR则由于焦炭气孔率增大和气化反应增强而减小。文献［11］报道，焦炭中的w（ZnO）由0．06％增加到3．09％时，CRI从20．77％增至25．53％，升高了近5个百分点；CSR约从70％降至60％，下降了约10个百分点。而本研究中，ZnO增量由0增至3．45％时，CRI从25．44％增大到28．89％，增加了3．45个百分点，CSR从61．62％降至57．42％，下降了4．2个百分点。两相比较发现，在焦炭中ZnO增量基本相同的情况下，本文测定的ZnO对CRI的影响幅度只有文献［11］中的70％左右，对CSR的影响幅度只有文献［11］中的40％左右。这可能是由于锌的添加方法不同引起的，文献［11］中采用的是喷洒ZnSO4水溶液的方法，ZnSO4在1100℃下分解生成SO3，而SO3对焦炭气化反应也有明显的催化作用，结果显得ZnO对焦炭热性能的影响程度较大。
3结论
（1）随着烧结矿中ZnO含量的增加，烧结矿低温还原粉化指数RDI＋3．15减小，还原强度指数RDI＋6．3减小，磨损指数RDI－0．5明显增大。烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的低温还原粉化性变差。低温还原粉化性能变差的原因可能是因为加入ZnO使烧结矿在低温还原反应中生成的铁酸锌和赤铁矿在晶形和密度方面有较大差异造成的。
（2）烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的还原性变差，烧结矿的还原度RI降低幅度与ZnO增量基本上呈线性关系。还原性变差的原因一方面是因为烧结矿的开口气孔被ZnO阻塞，另一方面可能是因为生成的铁酸锌难以被CO还原分解，阻碍了Fe3＋的还原。
（3）随着焦炭中ZnO含量的升高，烧结矿CRI随之升高，CSR则随之降低。焦炭中锌含量的增加使焦炭的热性能变差。焦炭热性能变差的原因，一方面是因为ZnO本身与C反应使焦炭的气孔率增大，另一方面是因为Zn元素对焦炭气化反应有催化作用。
（4）与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比，采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。
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能反应，在加热条件下，反应速率较慢。Zn+2NaOH==Na2ZnO2+H22NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O 常温条件下反应速率很小，几乎不反应的。个人意见。
因为氧化锌能和氢离子反应，反应生成水和锌离子，希望对您有用
氢气会和氧化锌反应 但得到的锌会和水反映又得到氧化锌
如果与锌反应是会生成氢气的，易燃气体，反应是比较剧烈的，锌是活泼金属，还是比较危险。这也要看氢氧化钠的浓度了，浓度稀的话也不是很危险
王雷，孙杰，安成强。粗糙度对彩色涂层与基体间附着力的影响。电镀与精饰，2010，32（5）：41-43王丹，孙杰，邓丽，安成强。PSA镀锡液中Sn(Ⅳ)含量对镀层耐蚀性的影响。沈阳理工大学学报，2009，12（6）：35-38谭玉琢，孟锦宏，孙杰，曹晓辉。化学沉淀－局部规整法制备棒状M型钡铁氧体的形成历程。无机化学学报，2008，24（12）：1989-1993孙杰，刘建华，李松梅。纳米晶体的制备与电磁性能研究。稀有金属材料与工程，2005,34, (11):1814-1817孙杰，刘建华，李松梅。尖晶石型纳米晶体的制备及电磁性能研究。无机材料学报，2005, 20, (5):1077-1082刘建华，孙杰，李松梅，陈冬梅。不同形貌氧化锌的微波电磁性能研究。北京航空航天大学学报，2004，30（9）：822-825
据外媒报道，像云等这样的漫射物体也会投射阴影，因为它们是分散光波的无序介质。但 现在，来自杜维恩大学和乌得勒支大学的研究人员发现了一种可以操纵光波通过从而在物体的另一边投射出清晰图像的方法，这就好像障碍物不存在一样。
无序介质本质上是一组随机排列的粒子如粉末、沙子、糖甚至是云。当光线进入这组微小的障碍物时，它会以一种难以置信的复杂方式散射。但从理论上讲，如果能弄清楚这种散射模式就有可能操纵光波让它们直接穿过而不发生散射。
现在，研究人员已经成功地做到了这点，他们使用氧化锌作为散射介质，然后将光源放在一边、探测器放在另一边。
第一步要做的是了解你的敌人，于是研究团队用了一种非常特殊的光信号穿过粉末，然后测量它们如何击中探测器。通过一些复杂的数学方法可以确定散射的模式--并且可以设计出一种不会改变波的形状的特定光波。唯一的变化是稍微变暗了一点。
这项研究的论文联合首席作者Stefan Rotter表示：“正如我们能够展示的那样，有一个非常特殊的类的光波--即所谓scattering-invariant光模式，它能在探测器上产生完全相同的波型，无论光波只是通过空气传播还是必须穿透复杂的氧化锌层。”
通过不受阻碍的屏障照射光线的想法非常有趣，该研究团队想要更进一步。他们通过以正确的方式组合出几个散射不变的光模式进而产生了一个用图像编码的光波并通过氧化锌将其投射到探测器上。
“通过这种方式，至少在一定的范围内，你可以自由地选择你想要通过物体发送的图像而不受干扰，”该研究的一位论文作者Jeroen Bosch说道。
这显然是一项令人着迷的工作，它将建立在该团队之前通过操纵光波来伪装像“隐形斗篷”一样的物体的实验基础上。这项新突破有望某天可能会带来新的成像技术，它或将可以像X射线一样安全地穿透人体。然而在实现这一技术之前还有很多工作要做。
氧化锌是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地套用于塑胶、矽酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜电晶体、发光二极体等产品中均有套用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
氧化锌生产厂家主要集中在辽宁（大连）、山东（潍坊）、河北（高邑、邢台）、江苏、浙江等地，生产的氧化锌以含量的为主，俗称997（）氧化锌。近年，纳米氧化锌以其优异的纳米特性，增长迅速，套用领域也越来越广泛。
纳米氧化锌(ZnO)具备常规块体材料所不具备的光、电、磁、热、敏感等性能，产品活性高，具有抗红外、紫外和杀菌的功能，已被广泛应用于防晒型化妆品，抗菌防臭和抗紫外线的新型功能纤维、自洁抗菌玻璃、陶瓷、防红外与紫外的屏蔽材料、卫生洁具和污水处理等产品中。氧化锌是橡胶和轮胎工业必不可少的添加剂，也用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。纳米氧化锌用于橡胶中可以充分发挥硫化促进作用，提高橡胶的性能，其用量仅为普通氧化锌的30%～50%。在化学工业中，氧化锌被广泛用作催化剂、脱硫剂，如合成甲醇时作催化剂，合成氨时作脱硫剂；纳米氧化锌的表面高活性可以提高催化剂的选择性能和催化效率，具有广泛的潜在应用市场。在涂料工业中，氧化锌除了具有着色力和遮盖力外，又是涂料中的防腐剂和发光剂；此外，纳米氧化锌优异的紫外线屏蔽能力使其在涂料的抗老化等方面具有较为突出的特性。在医药卫生和食品工业中，氧化锌具有拔毒、止血、生肌收敛的功能，也用于橡皮膏原料，而且对于促进儿童智力发育具有帮助；纳米氧化锌用于食品卫生行业的需求在逐步扩大，但是产品要求也比较严格，尤其是有害的重金属元素含量。在玻璃工业中，氧化锌用在特种玻璃制品中；在陶瓷工业中，氧化锌用作助熔剂；在印染工业中，氧化锌用作防染剂；纳米氧化锌由于颗粒细、活性高，可以降低玻璃和陶瓷的烧结温度，此外利用纳米氧化锌制备的陶瓷釉面更加光洁，而且具有抗菌、防酶、除臭等功效。在电子工业中，氧化锌既是压敏电阻的主原料，也是磁性、光学等材料的主要添加剂。采用纳米氧化锌制备压敏电阻，不仅具有较低的烧结温度，而且压敏电阻性能得到提高，如通流能力、非线性系数等。纳米氧化锌在光学器件中的应用将随着纳米氧化锌光学性能的深入研究会取得比较大的突破。
二○○七年五月纳米科技带给我们的哲学思考摘要：纳米技术是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工陶瓷材料公司业化，以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性技术体系。纳米科技的发展拓展了人类认识微观世界的能力，可以在微观尺度探索人类和世界的奥秘。但另一方面，我们也应看到纳米技术的不当应用带来的灾难，本文在总结纳米科技的成就基础上运用哲学辨证法思考纳米科技的危害。关键词：纳米科技 哲学反思 解决之道正文1纳米科技及其成就1．1什么是纳米纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就像毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。纳米尺度范围的性能表现在小尺寸效应、比表面效应、量子尺寸效应等。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。1．2 &nbs工艺陶瓷模具p; 纳米科技纳米科技是指在至100nm纳米材料是究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。4纳米产业发展趋势（1）信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外，在我国也占有举足轻重的地位。2000年，中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币。纳米技术在信息产业中应用主要表现在3我眼中的纳米的论文个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。因为不管通讯、集成还是显示器件，都要原器件，美国已经着手研制，现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件，这种器件已经在实验室研制成功，而且可能在2001年进入市场。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面，我国的研究水平不落后，在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等，可添加氧化锌纳米材料改性。（2）环境产业中的纳米技术：纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备，可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到，该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水中有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。(3)能源环保中的纳米技术：合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当中自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。在开发新能源方面国外进展较快，就是把非可燃气体变成可燃气体。现在国际上主要研发能量转化材料，我国也在做，它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等。(4)纳米生物医药：这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药就是从动植物中提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥药效，这恰恰是我国中医的想法。在提取精华后，用一种很少的骨架，比如人体可吸收的糖、淀粉，使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进，采用纳米技术可以提高一个档次。(5)纳米新材料：虽然纳米新材料不是最终产品，但是很重要。据美国测算，到21世纪30年代，汽车上40％钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替，这样可以节省汽油40％，减少co2，排放40％，就这一项，每年就可给美国创造社会效益1000亿美元。此外，还有各种功能材料，玻璃透明度好但份量重，用纳米改进它，使它变轻，使这种材料不仅有力学性能，而且还具有其他功能，还有光的变色、贮光，反射各种紫外线、红外线，光的吸收、贮藏等功能。(6)纳米技术对传统产业改造：对于中国来说，当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇。首先是家电、轻工、电子行业。合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱，可折叠的pvc磁性冰箱门封不发霉，用的是抗菌涂料，里面的果盘都采用纳米材料，发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展；其次是纺织。人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势，中国纺织要在进入WTO后能占据有利地位，现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料。去年关于保温被、保温衣的电视宣传，提到应用了纳米技术，特殊功能的有防静电的、阻燃的等等，把纳米的导电材料组装到里面，可以在11万伏的高压下，把人体屏蔽，在这一方面，纺织行业应用纳米技术形势看好；第三是电力工业。利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶，可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能，而且釉不结霜，其它综合性能都很好；第四是建材工业中的油漆和涂料，包括各种陶瓷的釉料、油墨，纳米技术的介入，可以使产品性能升级。纳米科技的发展和纳米材料的不断研制，给我们的生活带来了翻天覆地的变化，极大地改变着我们的生活，但是纳米材料的安全性问题引起人们的关注。对纳米科技的反思从“纳米牙膏”到“纳米护肤霜”，全球目前已有300多种号称使用纳米技术的产品上市了。纳米技术开始走进人们的生活圈。但与此同时，人们对纳米材料可能的、潜在的安全性问题却一直心有余悸。早在3年前，就有几份报告让人对“纳米”这个极具发展前景的新兴技术感到迷惑。在2003年美国化学学会年会上，有3个研究小组发表了纳米材料具有特殊毒性的报告。美国宇航局的研究小组发现碳纳米管会进入小鼠肺泡，形成肉芽瘤，这是肺结核病的典型特征。杜邦公司的一个研究小组也发现了类似的结果。纽约罗切斯特大学的研究者让老鼠在含有直径为20纳米聚四氟乙烯颗粒的空气中待15分钟，大多数实验鼠在随后4小时内死亡，而另一组大鼠暴露在含直径为120纳米颗粒的空气中，则安然无恙。该研究小组在另一项实验中还发现纳米颗粒能够进入大鼠的嗅球，并迁移到大脑。目前，人们关注的纳米技术安全性问题主要集中在：纳米微粒对人类健康的潜在风险和对环境的负面影响。尽管纳米材料毒理的问题现在还说不清楚，但专家都同意需要对纳米科技的潜在风险及其负面影响进行专门研究。纳米技术这个名词的发明者———美国麻省理工学院的埃里克·德雷斯勒早在1986年出版的《创造的引擎》一书中，就详尽描述了操作原子大小物质的各种纳米技术的现状、未来发展潜力和危险。这样他既激起了人们对纳米技术的兴趣，也让许多人对纳米技术的未来忧心忡忡。“纳米技术的危险性远远高出它的益处。”整个90年代，这种论点一直在科学界中广泛存在。2000年底，《发现》杂志曾评出21世纪20大危险，纳米技术与行星撞地球及全球疫病一道，并列为其中之一。那么，在科学家眼中，纳米技术的危险又在哪里呢？这还得从德雷斯勒说起。在他的书中，德雷斯勒设想过一种叫做“装配工”的纳米机械通过原子的抓取和放置，这种人造的分子大小的纳米机械能够像人体内的蛋白质和酶一样，制造出任何东西，比如电视机和电脑———当然，也包括它们自己。科学家们由此开始担心：这些装配工如果能够听从人的善意指挥，固然是一件好事，但如果控制程序出现错误或被人恶意利用，是否会像计算机蠕虫病毒那样无限度自我复制下去，从而覆盖并毁灭整个地球？相关阅读：新型建筑材料有哪些+碳纳米管化学纪事ChroniclesofCarbonNa...发表于2007-12-1800:41|碳纳米管化学佛山世界现代设计史论文陶瓷模具纪事八发信人:...新型建筑材料有哪些&科学家展望未来世界关键字：发展世界国家成为人类创新科技人们未来服饰未来世界的食品低热量低胆固醇随着现代科技的迅猛发展...新型建筑材料有哪些!人文科技走进科学科学知识科学新闻科学论文研究纳米技术的科陶瓷材料学家都有这样的感觉：他们实际上是在——探寻宇宙万物的最终秘密它不是小尺寸的...科技新闻::孩子们眼中的纳米爸爸$新型建筑材料有哪些今年刚40岁的王中林博士是美国佐治亚理工学院材料科学系教授，佐治亚理工学纳米科氧化物基金属陶瓷学和...新型建筑材料有哪些&科学家展望未来世界关键字：发展世界国家成为人类创新科技人们未来服饰未来世界的食品低热量低胆固醇随着现代科技的迅猛发展...新型建筑材料有哪些科学家展望未来世界关键字：发展世界国家成为人类创新科技人们未来服饰未来世界的食品低热量低胆固醇随着现代科技的迅猛发展...
农业部第1224号公告《饲料添加剂安全使用规范》规定：乳猪料中锌的最高含量不得超过2250mg/kg，且这种锌必须是来源于氧化锌中的锌，这种高锌日粮只能用于断奶后前2周的仔猪。 其他补充锌的饲料一般不用氧化锌。断奶仔猪粮中添加高剂量氧化锌可以有效控制仔猪腹泻，改善仔猪生产性能。但是，长期使用高锌将严重影响其他微量元素的吸收，导致铜、铁吸收不平衡，造成其他营养素效价的降低，增加了饲料成本，影响动物健康。而且，高锌和饲料中的植酸形成螯合盐复合物，降低饲料中植酸酶的水解效率。长期使用高锌日粮，会破坏机体内恒稳机制，造成仔猪出现皮肤苍白、被毛粗乱卷曲、贫血等现象。
纳米材料的兴起
纳米材料的起源可追溯到1959年美国物理学家理查德·费曼（Richard Phillips Feynman）所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲，他在演讲中提到从单个分子或原子进行组装的自下而上制造物品的构想。1974年，科学家谷口纪男（Norio Taniguchi）最早使用纳米技术一词来描述精密机械加工。1981年，扫面隧道显微镜（STM）的诞生为纳米材料的研究提供了一个可见的原子、分子世界。1984年德国萨尔兰大学Gleiter成功研制出了纳米细粉。1990年，I*公司的科学家Donald Mark Eigler通过扫描探针移动35个氙原子，用他们排列出三个字母，这种原子重排技术的诞生标志着纳米技术取得了重大突破。同年7月，在美国召开了第一届国际纳米科学技术会议,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
图1. 用原子排列的三个字母
什么是纳米材料？它有哪些特性？
纳米材料（nanometer materials）是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此在熔点、磁性、光学、导热、化学活性等方面往往表现出不同于该物质在整体状态时所表现的性质，如量子尺寸效应、小尺寸效应、体积效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。
纳米氧化锌的应用现状
纳米氧化锌是目前在生产工艺和检测方法方面最为成熟的纳米材料之一，其商业化应用也非常广泛。纳米氧化锌的制备方法包括物理方法(从上到下)和化学方法（自下而上）。目前常见的制备方法包括直接沉淀法、沉淀转化法、溶胶-凝胶法、均匀沉淀法等。根据物理尺寸，可将纳米氧化锌分为3种类型，即空间结构中一维尺寸小于100nm的纳米层（片），二维尺寸小于100nm的纳米管（线、纤维），和三维尺寸小于100nm的纳米粒（球）。研究表明，纳米氧化锌的小尺寸效应和巨大的比表面积使其具有生物学活性，其表面原子比例高，这些表面原子处于严重的缺位状态，其活性极高，很容易与生物大分子的活性基团键合，表现出具有与常规尺寸下物质的本体明显不同的性质。当微粒变小时，微粒己不是一个惰性体，而是一个能给电子和取电子的物体，是具有化学活性物质，生物体所有的氧化还原反应都伴随着氧化还原电位的变化，都可以受到纳米材料得电子和失电子的纳米微粒影响，纳米氧化锌具有广泛的生物学效应。目前，纳米氧化锌主要应用于陶瓷、化妆品、橡胶、服装、涂料、生物医药、饲料等领域。从化妆品安全性评估的应用结果表明，纳米氧化锌是安全的。
为什么有人会觉得在饲料中使用纳米氧化锌会存在安全隐患？
氧化锌作为一种锌源，在饲料行业应用已经很多年了。1989年，丹麦科学家Poulsen首次提出，在断奶仔猪饲料中添加药理剂量的氧化锌可显著降低断奶后的腹泻率。在随后的20多年里，大量的研究论文均证实了这一观点。目前在国内外饲料行业里，往断奶仔猪饲料中添加3kg/t的氧化锌是解决腹泻的普遍做法。随着高剂量氧化锌在断奶仔猪饲料中的使用，其引发的诸多负面效应也日益凸显出来。例如，使用高锌对仔猪后期生长的抑制作用，高锌引发的毛发粗乱的问题，氧化锌中和胃酸的问题，干扰其他营养成分的正常吸收的问题等，这些由高锌引发的负面问题一直困扰着广大从业人员。对氧化锌防腹泻的作用机理深入研究发现，氧化锌主要是在肠道中以氧化锌本身的晶体形式发挥防腹泻功效，其作用靶点主要在肠腔，而锌离子并无明显防腹泻效果。这也解释了为什么同样高剂量的硫酸锌防腹泻的效果并不理想。
那么，氧化锌与锌离子作用差异的根源又在哪里呢？从氧化锌晶体结构来看，它是一种宽禁带化合物半导体材料，具有规整的六角形纤锌矿结构（图2）。各个氧化锌分子通过化学键键合而形成三维立体结构，位于该立体结构内部的锌原子和氧原子由于化学键的作用，性质相对稳定，而位于该结构表面的原子的化学性质则较为活泼。当氧化锌表面原子从外界获得能量大于禁带宽度的光能或热能时，位于次外层价带上的电子（e-）发生跃迁，到达外层的导带上（图3），此时价带上的带正电的空穴（h+）和导带上获得的电子（e-）使得氧化锌的化学性质变的不稳定，极易与外界发生发应。e-和h+能与肠腔中的羟基、水等反应产生·OH、H2O2等物质，这些物质具有极强的氧化活性，可以使大部分有机物化学键断裂，因此能将组成微生物的各种成分分解，从而起到杀菌的作用。此外，h+对肠道细菌有很强的吸附性，可以保护肠上皮免受肠道病原菌对其的黏附破坏。由此，我们可以知道，氧化锌在肠道中发挥功效是通过氧化锌晶体表面原子的电子得失实现的，也就是说位于晶体表面的原子数越多（即氧化锌的比表面积越大），其抗菌效果越好。纳米氧化锌相比于普通氧化锌，具有极大的比表面积，其抗菌活性是普通氧化锌的很多倍。就比表面积大小而言，从大到小依次是纳米粒、纳米管和纳米层，这说明纳米粒形态的抗菌效果最为理想。
图2. 氧化锌晶体结构示意图
图3. 氧化锌晶体电子跃迁示意图
那为什么有人会觉得饲料中添加纳米氧化锌会对动物产生危害呢？这还得从一些基础研究的细胞培养试验说起。陈俊材（2012）研究了不同浓度氧化锌对小肠上皮细胞IEC-6的影响（图4），结果表明低浓度的纳米氧化锌（25μmol /L）在促进肠细胞生长方面能达到高浓度的普通氧化锌（100μmol /L），而高浓度的纳米氧化锌（100μmol /L）会引起部分肠细胞死亡。毛磊（2014）研究了不同浓度纳米氧化锌对受到ETEC（肠毒性大肠杆菌）侵染的肠上皮细胞的影响（图5），结果表明，在一定浓度范围内（6-24μmol /L）纳米氧化锌可以保护肠上皮细胞免受ETEC侵害，且存在剂量效应关系，但是当浓度进一步增大时（48μmol /L），纳米氧化锌会引起肠细胞死亡。综上所述，低剂量的纳米氧化锌同高剂量的普通氧化锌一样，能促进肠上皮细胞生长，保护肠上皮细胞免受ETEC破坏。只有当纳米氧化锌的剂量过大时，才会对肠细胞产生破坏作用。从前文有关氧化锌作用机制的论述中我们可以得知，单位质量的纳米氧化锌比普通氧化锌拥有更大的表面积，即拥有更强的氧化活性，这对细菌有一定的杀灭作用，但量过大时也同样会对机体肠细胞产生危害。另一点需要注意的是，氧化锌（纳米氧化锌）在饲料领域的应用与在其他行业应用最大的不同点在于没有光。氧化锌具有光催化活性，其电子跃迁在光能的作用下更易发生，活性更高，而动物肠道中没有光，氧化锌电子跃迁主要靠热能，效率相对低很多，这说明氧化锌在动物肠道中的作用要温和的多。
图4. 不同浓度氧化锌和纳米氧化锌对小肠上皮细胞IEC-6生长的影响（ X50 PH）
图5. 不同浓度的纳米氧化锌对受到ETEC侵染的肠上皮细胞的影响
纳米氧化锌在动物营养领域的应用
有关纳米氧化锌在动物营养领域的研究很多，大量试验证明纳米氧化锌能促进断奶仔猪生长，降低腹泻率。王建辉2003报道, 250、375、500 mg/kg纳米氧化锌均能显著提高仔猪的日增重、料肉比和腹泻率, 添加500 mg/kg纳米氧化锌与3000mg/kg氧化锌的效果相当。喻兵权等报道指出，低剂量的纳米氧化锌（200、400、600mg/kg）均可显著提高仔猪的生产性能，其中，添加400 mg/kg的纳米氧化锌可以达到添加3000 mg/kg的氧化锌在日增重的效果。王之盛在仔猪上的研究发现，50mg/kg纳米氧化锌组采食量和平均末重显著高于100mg/kg普通氧化锌组。
综上所述，当纳米氧化锌以较低剂量添加到饲料中时，能很好的促进断奶仔猪生长，降低腹泻，对动物并没有危害。
断奶仔猪日粮中添加高剂量氧化锌可以有效控制仔猪腹泻，改善仔猪生产性能。但是，长期使用高锌将严重影响其他微量元素的吸收，导致铜、铁吸收不平衡，造成其他营养素效价的降低，增加了饲料成本，影响动物健康。而且，高锌和饲料中的植酸形成螯合盐复合物，降低饲料中植酸酶的水解效率。长期使用高锌日粮，会破坏机体内恒稳机制，造成仔猪出现皮肤苍白、被毛粗乱卷曲、贫血等现象。此外，高锌日粮造成大部分锌随粪便排泄到环境中，造成环境污染，土壤锌含量超标，从食物链的角度而言，最终会对人类健康造成危害。 福康锌与普通氧化锌对照表一览：项目 普通氧化锌 福康锌 抗菌、防拉稀作用 强，但要添加2250ppm以上。 强，添加量少，效率高 物理性质 普通工艺加工而成，杂质较多，重金属含量高。 特殊工艺二次加工， 具有包被、缓释特性，杂质较少。 溶解特性（胃环境下） 溶解，锌离子含量高。 极少溶解，大部分以氧化锌分子形式起作用。 对其它微量元素的影响 拮抗作用，干扰吸收利用率。 无影响。 对消化酶的影响 降低消化酶活性和饲料消化利用率。 无影响。 促生长作用 可有效促进乳猪生长。 与普通氧化锌相比，生长速度提高7%。 对采食量的影响 有苦涩味，影响适口性。 适口性好，提高采食量和生产性能。 后期猪只外观 毛发粗长，皮肤苍白。 皮红毛亮。 饲料品质 大量添加，影响饲料品质。 性价比高，明显改善饲料品质。二：产品主要功效1、防腹泻、抗拉稀。2、改善皮毛外观。3、改善断奶仔猪的消化道形态和功能，修复受损肠道上皮细胞，提高养分吸收率，促进动物生长。4、提高动物采食量。5、锌与唾液蛋白形成味觉素，可诱发味蕾细胞再生，增强味蕾对味觉的敏感性，促进动物采食。6、添加量少，降低成本；利用率提高，保护环境。