納米氧化硅的作用是什么(納米氧化硅的作用與用途)

由于納米SiO2的量子尺寸和量子隧道效應(yīng)，其特殊的光電性能、高磁阻現(xiàn)象、非線性電阻現(xiàn)象，以及其高強(qiáng)度、高韌性、高溫穩(wěn)定性好等特點，納米SiO2SiO2可用于多種領(lǐng)域，幾乎涉及所有使用SiO2粉的行業(yè)，為傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級換代帶來劃時代的意義！目前，納米二氧化硅主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1.在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用

20世紀(jì)80年代初，人們開始利用納米顆粒實現(xiàn)細(xì)胞分離，并建立了利用納米SiO2顆粒進(jìn)行細(xì)胞分離的新技術(shù)。該方法主要是先制備納米SiO2顆粒（粒徑15~20nm），然后在其表面涂覆單分子層。包被層的選擇主要根據(jù)待分離的細(xì)胞類型，進(jìn)而制備含有多種細(xì)胞的細(xì)胞。聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液；然后將納米SiO2包覆顆粒均勻分離到含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中。然后利用密度梯度原理通過離心技術(shù)分離出所需的細(xì)胞。該方法的優(yōu)點是易于形成密度梯度，實現(xiàn)納米SiO2顆粒與細(xì)胞的快速分離。而且，納米SiO2顆粒一般不與膠體溶液和生物溶液發(fā)生反應(yīng)，不會污染生物細(xì)胞。納米SiO2具有較高的吸收、分散和增稠性能，已廣泛應(yīng)用于藥物制劑中。例如，在雷尼替丁、三甲胺、吡倫佐等藥物中添加少量納米SiO2，可以改變其流動性；在灰黃霉素中添加少量納米SiO2可以改變?nèi)艹鏊俾?，即改變難溶性藥物在水中的分散和吸收；在含阿司匹林的藥粉中添加少量納米SiO2，會改變粉末的抗靜電性能。

納米二氧化硅來源中科科友官網(wǎng)2.在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

由納米材料合成的單層薄膜和多層薄膜主要用作紅外反射材料。納米顆粒薄膜材料在燈泡行業(yè)具有良好的應(yīng)用前景。自20世紀(jì)80年代以來，人們開始使用納米SiO2和TiO2制作多層干涉膜，襯在燈泡蓋的內(nèi)壁上。其結(jié)果不僅具有良好的透光性，而且具有很強(qiáng)的紅外反射能力。帶有這種多層膜的燈泡可以節(jié)省13.15%的電。納米粒子作為光纖材料可以大大降低光纖傳輸損耗。采用高純度納米SiO2作為光纖，波長大于600nm的光傳輸損耗小于10db/km。該值比傳統(tǒng)SiO2材料的光傳輸損耗小很多倍。

3、在電子封裝材料中的應(yīng)用

高純球形納米SiO2作為一種緊缺的新型礦物材料，已廣泛應(yīng)用于電子、電器等多個領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景，是大規(guī)模集成化所需的主要原材料。電路封裝。

目前，國內(nèi)外電子封裝材料大多為聚合物。其中，廣泛采用的是填充70%90%高純度球形納米硅粉的環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂的高吸水率和高粘度限制了其在大規(guī)模集成電路中的應(yīng)用。環(huán)氧樹脂中可加入大量硅粉，可降低塑料成型材料的熱膨脹系數(shù)、吸水率、內(nèi)應(yīng)力、收縮率。率并提高導(dǎo)熱性。

4、在橡膠改性中的應(yīng)用

橡膠是一種具有優(yōu)良拉伸性能的彈性體，但其綜合性能卻不盡如人意。在生產(chǎn)橡膠制品的過程中，常在膠料中添加炭黑，以提高強(qiáng)度、耐磨性和耐老化性能。但由于炭黑的添加，使產(chǎn)品全黑，檔次不高。我國納米SiO2的問世，為生產(chǎn)色彩新穎、性能優(yōu)良的新一代橡膠制品奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

5、在涂料中的應(yīng)用

納米SiO2具有傳統(tǒng)SiO2所不具備的特殊光學(xué)性質(zhì)。具有極強(qiáng)的紫外線吸收和紅外線反射性能。添加到涂料中對涂料形成屏蔽作用，達(dá)到抗紫外線老化和熱老化的目的，同時增加涂料的隔熱性。納米SiO2具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、巨大的活性。當(dāng)油漆干燥時它可以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時增加油漆的強(qiáng)度和光滑度。它還可以改善顏料的懸浮性，并且可以隨著時間的推移保持油漆顏色。在建筑內(nèi)外墻涂料中，添加納米SiO2可顯著提高涂料的開口效果。涂層不分層、觸變、抗流掛，具有良好的施工性能，特別是防污性能大大提高，并具有優(yōu)良的自蔓延性能。清潔力和附著力。納米SiO2還可以與有機(jī)顏料一起使用以獲得光致變色涂層。

6、在塑料工程中的應(yīng)用

將納米SiO2作為添加劑添加到塑料中，不僅具有傳統(tǒng)SiO2的補強(qiáng)作用，還可以讓塑料具有許多新的性能。利用納米SiO2對光學(xué)塑料表面進(jìn)行改性，可以在塑料表面形成硬質(zhì)涂層，提高塑料表面的耐磨性和抗劃傷性。例如，日本板硝子株式會社采用PLD方法，在塑料表面形成附著力強(qiáng)的致密納米SiO2薄膜，從而達(dá)到提高耐候性、耐化學(xué)性、耐磨性、賦予防污性能等優(yōu)異效果，并提高無機(jī)物的附著力。如果將納米SiO2用于半透明塑料薄膜中，可以提高薄膜的透明度、強(qiáng)度和韌性，防水性能也可以大大提高。此類薄膜可作為特殊用途的薄膜。在一般塑料中，如果添加納米顆粒，就可以達(dá)到工程塑料的性能。如果在聚丙烯中添加納米SiO2，其強(qiáng)度可與工程塑料尼龍相媲美。

7、在顏料中的應(yīng)用

有機(jī)顏料雖然色彩鮮艷、著色力強(qiáng)，但其耐光性、耐熱性、耐溶劑性和耐遷移性一般不如無機(jī)顏料。研究人員通過添加納米SiO2對有機(jī)顏料進(jìn)行表面改性處理，不僅大大提高了顏料的抗老化性能，而且在一定程度上提高了亮度、色調(diào)、飽和度等指標(biāo)，大大拓寬了檔次和品質(zhì)有機(jī)顏料。適用范圍。

8、在粘合劑和密封劑中的應(yīng)用

密封劑和膠粘劑是數(shù)量大、種類多、應(yīng)用范圍廣的重要產(chǎn)品。它要求產(chǎn)品的粘度、流動性、凝固速度滿足有限的條件。據(jù)介紹，國外該領(lǐng)域產(chǎn)品已采用納米材料作為添加劑，其中納米SiO2是推薦材料。其作用機(jī)理是在納米SiO2表面涂覆一層有機(jī)材料，使其具有親水性。將其添加到密封劑中可以快速形成二氧化硅結(jié)構(gòu)，即納米SiO2形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，控制膠體流動和凝固。速度加快，粘合效果提高。同時，小顆粒增加了膠水的密封性能。

9、在陶瓷制品中的應(yīng)用

陶瓷具有抗壓強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐熱、絕緣性好的特點。缺點是質(zhì)脆，需要高溫?zé)啤Ｑ芯咳藛T在陶瓷制品中添加適量的納米SiO2，大大降低了陶瓷制品的脆性，使其韌性提高數(shù)倍甚至數(shù)十倍，光滑度顯著提高。它還使陶瓷能夠在較低溫度下燒制。此外，納米SiO2在陶瓷過濾器、剛玉球等陶瓷制品中的應(yīng)用效果也比較顯著。

納米二氧化硅來源中科科友官網(wǎng)10.在紡織行業(yè)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類生活水平的提高，人們對服裝提出了舒適、新穎、保健的要求，各種功能性紡織品應(yīng)運而生。在這里，納米SiO2發(fā)揮著巨大的作用。目前，人們已將其應(yīng)用到防紫外線、遠(yuǎn)紅外線、除臭、抗衰老等方面。例如，納米SiO2和納米TiO2按適當(dāng)比例制成的復(fù)合粉末是抗紫外線纖維的重要添加劑。又如，日本帝人公司將納米SiO2和納米ZnO混合到化學(xué)纖維中，所得化學(xué)纖維具有除臭、凈化空氣的功能。這種纖維可用于為臥床病人和醫(yī)院制作除臭敷料、繃帶、睡衣等。

11、在樹脂基復(fù)合材料改性中的應(yīng)用

(1)不飽和聚酯樹脂改性

樹脂基復(fù)合材料雖然具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點，但也有其缺點。例如，樹脂基體本身硬度較低，莫氏硬度一般只有2級左右（相當(dāng)于石膏的硬度），耐磨性也較差。如果在樹脂材料中添加納米SiO2，其各種性能可大大提高。據(jù)悉，在不飽和聚酯樹脂中添加納米SiO2，所得材料的莫氏硬度可接近天然大理石硬度（3級），拉伸強(qiáng)度可提高1倍以上，耐磨性提高電阻也可提高12倍。而且表面光潔度好，耐水性、耐熱性都有很大提高。

(2)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的改性

環(huán)氧樹脂具有良好的機(jī)械、電學(xué)、粘合、化學(xué)穩(wěn)定性等性能，這使得它在膠粘劑、電絕緣材料和復(fù)合材料方面有重要的應(yīng)用。但環(huán)氧樹脂的最大弱點是固化物脆性大。傳統(tǒng)的增韌方法可以使材料的強(qiáng)度提高一倍，但不可避免地降低材料的其他性能。納米技術(shù)的興起，引發(fā)了這種材料改性的新革命。在環(huán)氧樹脂中添加納米SiO2與添加粗粒SiO2的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)上完全不同。粗粒SiO2一般作為增強(qiáng)劑添加，主要分布在高分子材料的鏈間。由于表面嚴(yán)重缺乏配位，比表面積巨大，表面缺乏氧，納米SiO2表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性，很容易與環(huán)氧環(huán)分子的氧鍵合，提高了分子間穩(wěn)定性。同時，一些納米SiO2顆粒仍然分布在聚合物鏈的間隙中。與粗粒SiO2相比，它們表現(xiàn)出高波紋特性，從而使得添加納米SiO2的環(huán)氧樹脂材料更強(qiáng)、更韌，并且延展性大大提高。

(3)聚丙烯樹脂改性

在聚丙烯樹脂中添加2%5%的納米SiO2可制成聚丙烯制品。其強(qiáng)度和韌性顯著提高，具有良好的低溫沖擊性能、尺寸穩(wěn)定、加工性能提高、表面光潔度好。適用于制造汽車車身擋泥板、保險杠及設(shè)備儀表部件等，可替代尼龍改性聚苯醚、塑料合金等材料，從而降低汽車生產(chǎn)成本。

12、在催化劑及催化劑載體中的應(yīng)用

納米SiO2具有大的比表面積、高孔隙率和高表面活性，在催化劑和催化劑載體方面具有潛在的應(yīng)用價值。以納米SiO2為基本原料，采用溶膠-凝膠技術(shù)，可以生產(chǎn)含有納米SiO2的復(fù)合氧化物。當(dāng)這種復(fù)合氧化物用作催化劑載體時，對于許多結(jié)構(gòu)敏感的反應(yīng)將表現(xiàn)出獨特的反應(yīng)性能。該反應(yīng)催化活性高、選擇性好，在反應(yīng)過程中能長時間保持催化活性。研究人員使用ZrO2/SiO2作為催化劑載體來催化異丙醇脫水。研究結(jié)果表明，反應(yīng)副產(chǎn)物少，催化效率高。目前，利用常規(guī)SiO2（20~100um）作為催化劑載體實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的報道較多，但納米SiO2在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的報道較少。

13.在農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)上，應(yīng)用納米SiO2制作農(nóng)用種子處理劑，可以提高蔬菜（甘藍(lán)、西紅柿、黃瓜）、棉花、玉米、小麥的產(chǎn)量和提前成熟。又如納米SiO2還可以用于除草劑和殺蟲劑。如果在顆粒農(nóng)藥配方中添加少量納米SiO2，將有效控制和防止有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

在食品工業(yè)中，納米SiO2也有很多應(yīng)用。例如，添加納米SiO2的食品包裝袋可以保存水果和蔬菜；將納米SiO2應(yīng)用于葡萄酒生產(chǎn)中可以凈化并延長保質(zhì)期；

14.在彩色噴墨打印中的應(yīng)用

納米二氧化硅在彩色噴墨打印中的應(yīng)用，因其優(yōu)異的固墨性能和特定的微孔網(wǎng)絡(luò)，可以提高打印質(zhì)量、減少墨點面積、增加色彩密度、增強(qiáng)圖像保真度。

15、在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用

二氧化硅納米粒子化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，在紫外線照射下不易分解。它們滿足化妝品和防曬產(chǎn)品能夠屏蔽陽光和紫外線的要求。這些顆粒呈白色，因此將其添加到化妝品中不僅可以達(dá)到防曬效果。還可以達(dá)到美白的效果。

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是一家集納米材料銷售、研發(fā)、制造和應(yīng)用服務(wù)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。目前，中科科友已與多家科研機(jī)構(gòu)、航天單位及多家制造企業(yè)建立了長期合作關(guān)系。產(chǎn)品包括納米二氧化硅、納米二氧化硅、納米二氧化硅、二氧化硅膠體、介孔二氧化硅、中空介孔二氧化硅、多孔二氧化硅、表面改性二氧化硅微球以及納米立方碳化硅、納米氮化硅、納米二氧化硅分散體、球形氧化硅等。產(chǎn)品種類齊全，可滿足各類客戶研發(fā)、測試、生產(chǎn)、消費等不同個性化材料需求。多年來，深受用戶廣泛信賴。

文章來源：粉體行業(yè)

參考來源

丁毅：高純納米球SiO2的制備及表征，

張飛飛：納米二氧化硅功能改性及應(yīng)用研究，