纳米材料在体育领域的应用

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1、纳米材料在体育领域的应用胡依琴1，柏勇2，刘小湘3(1湖南工程学院体育教学部，湖南湘潭411101)纳米材料学是一个前沿学科，最初源于19世纪60年代对胶体微粒的研究。它是80年代初发展起来的新材料领域，它具有奇特的性能和广阔的应用前景，被誉为跨世纪的新材料，引起了科学界和企业界的极大关注。一些国家政府高度重视纳米材料，纳米材料先后被列入美国的“星球大战”、欧洲的“尤里卡”及日本的“高技术探索研究”等高技术研究计划，发展迅速。我国也及时地编制“863”计划，对其进行跟踪和研究开发，国家火炬计划重点支持研究成果向生产力的转化，使纳米材料的研究开发取得了可喜的进展。

2、进入纳米级做的材料基因的特殊结构使它具有传统材料所不具备的特殊或反常特性，因而在众多领域中有着极其广泛的应用前景[I]。纳米科技作为一个新兴的学科领域必然对未来社会的发展和进步产生重大的影响，把纳米材料应用到体育领域中来，将会对体育产业产生深远的影响。1.纳米材料及分类1.1纳米材料纳米量是一个计量单位，一纳米等于10(一米的十亿分之一)。任何材料被粉碎到如此微小时便具有了神奇的功效，产生了大批性能特异、意想不到的新材料。纳米材料学是凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学、表面、界面等学科的交叉学科，是现代材料科学的重要组成部分[21，被称为21世纪材料

3、。1.2纳米材料的分类纳米材料按基晶体结构形态可分为四大类:零维、一维、二维和三维纳米材料[31。零纳米材料主要是揭示材料的结构单元在三维方向上都在1-100mm之间，主要是纳米粉碎材料;一维纳米材料主要是指材料的结构单元在二维方向上达到了纳米特征，主要是纳米线材料，比如碳纳米管;二维纳米材料主要是指材料的结构单元在一维方向上达到了纳米特征，主要是纳米薄膜或者层状材料;三维纳米材料是指纳米微晶凝聚而成的固体材料，三维方向上均构成大尺寸的块体材料[41a2纳米材料的结构特征及制备方法2.1结构特征纳米结构的大小介于分子和亚微米之间。在如此小的尺度下，古典理论不再适

4、用，量子效应(quantumeffect)己成为不可忽视的因素。再加上表面积所占的比例大增，物质呈现出异于宏观尺度下的物理、化学和生物特性。主要体现在表面效应、界面效应、量子效应(含宏观量子隧道效应)、小尺寸效应等几个方面[5]02.2制备方法纳米材料的配备方法有很多种，按原理可以简单的分为物理方法和化学方法两种。按制备产物的结构形态可以分为低维纳材料的制备方法〔如真空冷凝法、物理粉碎法、微乳液法、物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)、水热合成法、溶胶一凝胶法等]、块体纳米材料的制备方法(如非晶晶化法)以及纳米复合材料的制备方法(如插层复合法)等。

5、3纳米材料在体育领域的应用3.1纳米材料在径赛跑道上的应用纳米塑胶跑道比一般的体育场馆使用的聚氨酷塑胶跑道更耐磨，阻燃、防霉性更好，且环保性能也达到了国际标准。纳米跑道就是在传统的制造跑道的材料一聚氨酷中加入一定比例的纳米粉体，经过一定的手段，生产出来纳米聚氨酷，以改变传统塑胶跑道的物理性质。经过试验对比，纳米跑道不但秉承了一般聚氨酷塑胶的高强度、弹性好、耐磨、抗老化、硬度适宜、经久耐用的特点，更表现出良好的力学性能，其抗张强度和断裂伸长率成倍的超过普通聚氨酷材料，而且有更佳的耐磨、阻燃及防霉性能，使用寿命也将延长。而其优良的回弹值及压缩复原性更是备受运动员推荐

6、，在纳米跑道中比赛，运动员会有更惬意的感觉，可创出更优越的成绩【’]。3.2纳米材料在玻璃上的应用使用纳米材料生产的玻璃具有优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏粘附物的能力，使建筑物的外表总是光亮如新。若在玻璃的表面涂一层纳米TiO2薄膜之后，就可以制成自洁净玻璃，成为一种环保建材[61。经过涂层处理的玻璃表面具有超亲水性能。该特性可以使水分完全均匀的在玻璃表面铺展开来，并具有完全浸润玻璃和污染物，并通过水的重力将附着于玻璃的污染物携带走，而不会粘附灰尘，从而达到自洁效果，保持玻璃的长期清洁。在玻璃表层上涂上纳米材料涂层，还可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔

7、热作用。3.3纳米材料在涂料工业上的应用采用纳米材料与传统涂料结合制造纳米复合涂料是未来涂料发展的一个重要方向。将来纳米粉体用于涂料中之后，涂料就具有了一系列优良性能。在传统内外墙涂料中加入纳米SiO2不仅可以隔热，还可以使涂料抗紫外线防老化性能由传统涂料的250小时提高到600小时以上，耐擦洗提高10倍以上，干燥时间大幅度降低，还可以增强涂层的刚性和强度，从而改进涂层的耐划伤性，增强涂料的抗水性和抗油性。把纳米做的粉体锐钦型TiO2加入到涂料中后，除了可以屏蔽紫外线[[71，还可对涂料中挥发的甲醛、氨类、苯类有机物具有很好的降解效果，因此能起到净化室内空气的效

8、果。奥运工程将会采用纳米