纳米技术在新型建筑材料中的应用

高运鹤

纳米技术作为一种新兴的科学技术，在众多领域中得到了广泛的应用。本文结合纳米技术的特点，详细论述了其在新型建筑涂料、复合水泥混凝土、自洁玻璃、陶瓷和防护材料等方面的应用，进而说明纳米材料在新型建材领域具有十分广阔的市场发展前景。

纳米技术主要是指在0.1～100nm的尺度范围内，研究物质组成体系中原子、分子和电子之间的相互作用与运动规律，其目的是为了满足人们对原子分子的操控，进而按照人类的意志研制出人们所需要的具有某种特定功能的成品。纳米技术是一门高度交叉的综合学科，其诞生于上世纪八十年代，之后开始迅速崛起，成为新兴技术的领跑者。纳米技术主要包括纳米力学、纳米化学、纳米机械学、纳米电子学，纳米材料学等等，现已广泛应用于各个领域，如：医药、通讯、光学、建筑等领域，而目前纳米材料技术是唯一能够实现的纳米技术。

纳米材料技术凭借其独特的光、电、热等性能使建筑材料发生了巨大变化。科研人员通过纳米导电性能开发出导电材料，利用纳米屏蔽紫外线的功能提高PVC塑钢门窗的抗老化黄变性能，结合纳米技术的自洁功能开发出防菌防霉涂料，利用纳米材料增加塑料管材的强度。由此可见，纳米技术已经在各个领域带来了翻天覆地的变化，其应用具有十分广阔的市场前景，本文详细论述了纳米材料在建材中的应用以及该技术带来的巨大经济效益。

一、纳米技术在玻璃、陶瓷中的应用

普通的玻璃由于在使用的过程中容易吸附有机物，会形成有机污垢，难以清洗。同时，在雨天或者使用水进行清洗的过程中容易形成水雾，严重影响玻璃的反光度。而以纳米技术制作的玻璃则较为坚硬而且具有很强的透光性能，将融入科学技术的纳米玻璃用作住宅玻璃、屏幕玻璃可大大省去人工清洗的过程。通过TiO2纳米薄膜形成的纳米玻璃在阳光的作用下还可以有效分解甲醛和氨气等有害气体，解决了普通玻璃使用方面存在的缺陷。

与玻璃相比，陶瓷的抗腐蚀性和耐高温性得到人们的认可，因此在建筑行业得到了广泛的应用。然而陶瓷还存在一定的易碎性，所以在使用过程中受到了一定限制。而纳米SiC、Si3N、ZnO、SiO2、TiO2、A12O3制成的陶瓷材料具有高强度、高韧性、耐磨性等特点，其塑性性能能够吸收相当部分的外来能量，有效解决了普通陶瓷易碎易被破坏的缺陷。火箭喷气口的耐高温材料选用纳米金属陶瓷作为耐高温材料，由此可见，在陶瓷基中加入纳米级的金属碳化物纤维除了可以提高陶瓷的使用强度外还具有较强的抗烧蚀性，故将纳米技术应用于陶瓷中具有很广阔的市场前景，其防腐耐热的功能在很大范围内改变了材料的力学性质，方便了人们的日常生活。

二、纳米技术在防护、保温材料中的应用

随着科学技术的不断发展，人类社会的整体生活水平有了显著提高，人们对物质生活与精神生活的追求也有了更高的标准，居住环境作为影响人类生活质量的重要组成部分，因此，建筑的安全性、舒适度，周边交通的便捷性等都将成为现代建筑艺术不可忽视的因素。建筑艺术是建筑师赋予建筑物的灵魂，在现代建筑中不乏一些造诣高超极具时代气息、人文色彩和审美价值的代表建筑作品，如澳大利亚的悉尼歌剧院、法国埃菲尔铁塔和我国国家体育馆鸟巢等。除了建筑艺术以外，人们对建筑材料的要求也越来越高，因此对对于建筑物的防护、保温性能要求近乎苛刻。在日常生活中，很多居民区都会有漏水、潮湿的情况发生，这是由于施工的时候，施工方所用的防水材料耐腐性较差，如何提高这些日用材料的防水性能是建筑工程界研究的新课题。而北京建筑研究院研制的纳米防水卷材具有较好的光稳定性、韧性以及热稳定性，因此具有较广泛的应用前景，能够很好的满足防水材料高强、耐腐蚀的要求。

随着节能减排方针的实施，保温材料也更加注重其保温性能。由于技术水平和能源资源的限制，我国目前使用的保温材料会对人体产生一定的危害，如聚氨酯泡沫燃烧后释放有毒气体，石棉与纤维制品含有致癌物质，而通过纳米技术开发研制的新型保温材料就能有效避免传统材料存在的问题，一些基料经过提炼成为了绿色无污染的材料，并被社会大众所接受和认可。

三、纳米涂料及纳米水泥的应用

涂料通常是用于建筑的内墙和外墙粉刷，传统涂料通常存在光洁度不够，悬浮稳定性差等缺陷，而新型纳米复合涂料则是在涂料中添加纳米粉体等技术，以实现耐老化、抗辐射等特点，在建筑行业展现了独特的魅力。纳米材料的应用有利于实现材料的功能性转变，用纳米材料改性的纳米有机无机复合乳液制备外墙涂料、纳米二氧化硅系列胶体用于外墙涂料等，可以提高涂层户外的耐水性、耐擦洗性以及涂料悬浮稳定性。普通水泥混凝土由于其刚性大、柔性小，以及自身具有的一些固有缺陷，导致其在使用过程中容易产生开裂和破坏。纳米混凝土的出现使得这一问题得到有效解决，与普通混凝土相比，纳米混凝土被应用于很多行业和领域中，很大程度上提高了建筑工程的施工质量，同时也为人们的生产和生活提供了便利。

纳米技术作为一门新兴学科为新技术发展提供了强大助力，更被人们成为当前最具发展潜力和发展前景的技术。纳米技术不仅在建筑材料发面发挥了强大的作用，同时也被应用于人们的日常生活中，在技术发达的国家，纳米技术已经存在于化妆品、服装等一些与人们生活紧密相连的产品中，有效的改善人们的生活环境，为现代社会提供了便捷，相信在不久的将来，人们会进入一个全新的纳米时代。

参考文献：

[1]王江波，姜志威.论纳米技术在新型建筑材料中的应用[J].现代商贸工业，2009，16：311-312.