纳米涂层的应用前景（纳米涂层的应用前景）

图片说明：外层涂有热变色纳米粒子的金属条。温度超过30摄氏度（86华氏度）时，涂层呈透明状，下面的金属反射热量。图片来源：©Fraunhofer ICT

采用热变色纳米涂层有助于减少能源消耗和增加能源存储。依据不同的温度，涂层能吸收热量或将其反射。研究人员将在汉诺威展会（Hanover Trade Show）上使用带涂层的金属条样本展示这一现象。

纳米粒子的表面积与体积比特别大，这使得它们非常高效、活跃。微量的纳米粒子足以产生明显的效果。弗劳恩霍夫化学技术研究所（Fraunhofer Institute for Chemical Technology，ICT）的研究人员正在利用纳米粒子的这一特性创造新型涂料。他们将活性纳米材料合并到聚合物中。这些涂料可以像油漆或清漆那样方便使用。

分布在聚合物中的微小纳米颗粒

该研究所的Helmut Schmid解释道：“然而，只有纳米粒子不发生结块，纳米复合材料的这种特性才会发挥出来。”研究人员因此设计了一种使纳米颗粒在聚合物基体中均匀分布的方法。“此外，将纳米粒子集合成塑性体系进一步避免了结块的发生。这种结合力防止了单个纳米粒子的释放，这可以通过使用能够检测到物质极小浓度的分析技术来证明。”

这一处理方法具有高度适应性，适合处理各种不同的纳米材料。附加优势是：少量的物质对环境没有任何影响，以水为基础的塑性系统几乎不会释放任何挥发性的有机化合物。这些涂料可以在没有底漆的条件下直接使用，专家将这一属性称为“和金属的亲密接触”。此外，这种涂料还可以防止金属发生氧化腐蚀。

通过颜色变化减少能源消耗

该研究所的研究人员与德国联邦教育及研究部（German Federal Ministry of Education and Research，BMBF）资助的一个项目的工作人员合作，研制用于金属线和金属条的新型纳米涂层。专家研发了根据温度变化改变颜色的热变色涂料。涂层或吸收热量或变得透明并反射热量，涂有这种涂料的金属条具有非常特殊的属性。如果温度低于30摄氏度（86华氏度），黑色涂层吸收热量。如果温度变高，则涂层变成透明状的清漆从而将红外辐射反射。带有涂层的金属线和金属条在建筑领域有很大应用空间。这些金属线、金属条相互交织可用作墙壁和立面的外部自动调节热包层来给建筑物降温，从而降低操作成本。研究人员继续致力于研究其他纳米体系，如具有发光特性的涂层。这种技术可以用于安全标记和标识。涂料还可以用于清晰地区分产品的真假，如鉴别一个产品是否是盗版，因为盗版产品没有经过发光纳米涂层处理。

金属和碳纳米涂层颗粒/粉末

该研究所等离子与光子学应用中心（Application Center for Plasma and Photonics）的研究人员也参与到了纳米技术的研究中。他们正在设计具备优良属性的粒子表面并应用于碳/金属纳米涂层中。由粒径为1-2纳米的特殊微粒制备的碳纳米涂层具有更好的导电性，这一技术可用于提高锂离子电池的性能。

纳米包覆的微粒还具有其他优势：例如，如果在不锈钢微粒中加入氮化钛或铜则不会再发生凝结现象。用这种方式加工过的粉末可以用来硬化如塑料或纸等热敏材料。但如何类似地将薄层金属应用于三维曲面?科学家们为实现这一目的采用了等离子喷涂技术。比如，使用一个大气压等离子将不锈钢纳米颗粒热激活，将其作为金属薄膜涂覆在材料表面。（科学之家，译审：HH Lang）

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