納米粒子具有非常大的比表面積(表面面積與體積的比值)，這使得納米粒子非常活躍，即使只有非常少量的納米粒子，也可以有非常大的影響。在普芬茨塔爾的Fraunhofer化學(xué)技術(shù)研究所(ICT)正在利用這種特性來制造新穎的涂層。他們將這種活躍的納米粒子加入到聚合物系統(tǒng)中，這些涂層可以像油漆一樣輕松使用。

 

       納米粒子在聚合物中均勻分散

 

       “然而，只有當(dāng)這些納米粒子充分散開，沒有發(fā)生聚集時，其特性才能顯現(xiàn)出來。”Helmut Schmid說。科學(xué)家和該研究所的研究人員開發(fā)了一種新的工藝，使得納米粒子能均勻分散在聚合物中。“此外，將納米粒子集成在塑料系統(tǒng)中會使得其更加安全可靠，結(jié)合力的存在會防止個別納米粒子的隨意釋放。”Schmid說。“我們可以利用探測痕量元素的分析技術(shù)來證明這一點(diǎn)。”

 

       這種工藝流程可廣泛應(yīng)用于不同的納米材料。其他的優(yōu)點(diǎn)包括：少量物質(zhì)可以非常環(huán)保地結(jié)合在一起;水基塑料系統(tǒng)幾乎不揮發(fā)有機(jī)化合物。因此這種涂層可以直接應(yīng)用，專家稱之為“直接接觸金屬”特性。除此之外，涂層會阻止氧氣與金屬接觸，因此會防止其腐蝕。

 

       通過色彩的變化降低能源消耗

 

       Fraunhofer化學(xué)技術(shù)研究所的研究人員與來自企業(yè)的研究人員共同合作，承擔(dān)了一項(xiàng)由德國聯(lián)邦教育與研究部資助的項(xiàng)目，該項(xiàng)目重點(diǎn)研究金屬絲和鋼帶的新型納米涂層。專家們開發(fā)了一種熱致變色涂料，這種涂料的顏色會根據(jù)溫度的變化而變化。因此該涂層或吸收熱量，或變得透明，并允許其發(fā)生反射。“因此具有這種涂層的金屬帶材具有非常特殊的性能。如果溫度低于30℃，黑色涂料吸收熱量;當(dāng)溫度升高，顏色也會發(fā)生變化;當(dāng)其成為透明時，可允許紅外輻射被反射。”Schmid解釋道。經(jīng)過這樣包覆的帶鋼和線材在建筑方面非常有用。它們可以交織在一起，并作為自調(diào)節(jié)熱包層的墻壁，有助于建筑物的降溫，從而降低運(yùn)營成本。研究人員正繼續(xù)研究納米系統(tǒng)的其他性能，如涂料發(fā)光性能等。對于安全標(biāo)記和標(biāo)志等，這些效果是非常有用的。該涂料還可以幫助區(qū)分正版和盜版，因?yàn)楸I版商沒有此類發(fā)光涂料。

 

       金屬和碳納米涂料

 

       Fraunhofer研究所等離子和光子應(yīng)用中心表面工程和Braunschweig薄膜研究中心的研究人員也參與到了納米技術(shù)的研究當(dāng)中。他們通過采用碳或金屬納米涂層來設(shè)計(jì)粒子表面的性能。粒子表面被1-2nm的碳納米涂層覆蓋后，會成為導(dǎo)電體，這會提高鋰離子電池的性能。

 

       覆蓋有納米涂層的粒子還具有其他的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用氮化鈦或銅的不銹鋼顆粒，該物質(zhì)不再發(fā)生聚集。通過這種方法處理的粉末可用于制造熱感材料，例如塑料或紙張。但是，這種金屬薄層如何能均勻覆蓋到三維表面呢?為此，IST的科學(xué)家引入了等離子噴涂技術(shù)。例如不銹鋼納米顆粒經(jīng)過常壓等離子體處理后以薄膜形式沉積在材料表面時會發(fā)生熱活化。