粒子サイズが特定の値に低下すると、フェルミレベルに近い電子エネルギーレベルは、準(zhǔn)連続エネルギーレベルから離散エネルギーレベルに変化します。関係は次のとおりです。

ここで、￡はエネルギーレベルの間隔です。 Eはフェルミレベルです。 Nは全電子數(shù)です。巨視的オブジェクトには無(wú)限の數(shù)の原子（つまり、含まれる電子の數(shù)N）が含まれているため、0、つまり、大きな粒子または巨視的オブジェクトのエネルギーレベル間隔はほぼゼロです。ナノ粒子は限られた數(shù)の原子を含み、Nの値は小さいため、特定の値になります。エネルギーレベルの値は分割されます。バルク金屬の電子エネルギースペクトルは、準(zhǔn)連続エネルギーバンドです。エネルギー準(zhǔn)位の間隔が熱エネルギー、磁気エネルギー、靜磁気エネルギー、靜電エネルギー、光子エネルギーまたは超伝導(dǎo)凝縮エネルギーよりも大きい場(chǎng)合、量子効果を考慮しなければならず、これがナノ粒子につながります。磁気、光學(xué)、音響、熱、電気、超伝導(dǎo)の特性は、量子サイズ効果として知られる巨視的な特性とは大きく異なります。

ナノ材料の物理的影響には、磁気的および光學(xué)的特性が含まれます。

ナノ材料の直徑は小さく、主にイオン結(jié)合と共有結(jié)合で構(gòu)成されています。水晶と比較して、光の吸収能力が高く、広い周波數(shù)帯域、強(qiáng)い吸収、低い反射率の特性を示します。たとえば、さまざまなブロック金屬の色は異なりますが、ナノサイズの粒子に微細(xì)化すると、すべての金屬が黒く見(jiàn)えます。一部のオブジェクトは、シリコン自體のように新しい発光現(xiàn)象を示しますが、これは発光しませんが、ナノシリコンには発光現(xiàn)象があります。

ナノ材料の直徑が小さいため、原子と分子がより露出し、磁性列はよりランダムで不規(guī)則になるため、ナノ材料は超常磁性になります。

ナノ材料の化學(xué)的影響には、吸著と觸媒作用が含まれます。

ナノ材料は大きな比表面積を持っています。他の物質(zhì)との吸著力が強(qiáng)くなります。

ナノマテリアルは、高等教育の觸媒として使用できます。ナノ粒子のサイズが小さいため、表面の體積パーセンテージが大きく、表面の結(jié)合狀態(tài)および電子狀態(tài)が粒子の內(nèi)部とは異なり、表面の原子配位が不完全であり、これにより、表面のアクティブな位置で、觸媒としての基本的な狀態(tài)になります。 。ナノマテリアルの觸媒としての役割には、主に3つの側(cè)面があります。

（1）反応速度を変えて反応効率を向上させる。

（2）反応経路を決定し、水素化分解および脫水なしで、水素化および脫水素のみのような優(yōu)れた選択性を有する。

（3）反応溫度を下げる。例えば、粒徑が0.3nm未満のNiとCu-mon合金の超微粒子を主成分とした觸媒は、有機(jī)物の水素化効率を従來(lái)のニッケル觸媒の10倍にすることができる。超微粉PLパウダーとWCパウダー。それは非常に効率的な水素化觸媒です。超微細(xì)なFe、Ni、Fe02の混合軽質(zhì)焼結(jié)體は、自動(dòng)車の排気ガス浄化剤としての貴金屬を置き換えることができます。 8月の超微細(xì)粉末は、アセチレン酸化の觸媒として使用できます。

ナノ材料を準(zhǔn)備するには多くの方法があります。準(zhǔn)備過(guò)程で明らかな化學(xué)反応があるかどうかにより、物理的な準(zhǔn)備方法と化學(xué)的な準(zhǔn)備方法に分けることができます。物理的調(diào)製方法には、機(jī)械的粉砕法、ドライインパクト法、ブレンディング法、および高溫蒸発法が含まれる。また、化學(xué)的製法としては、ゾルゲル法、沈殿法、溶媒蒸発法などがある。

ナノ粒子のこれらの獨(dú)特の特性のために、それが幅広い用途の基礎(chǔ)を築いています。例えば、ナノ粒子は、特殊なUV耐性、可視光線と赤外線の吸収、老化防止、高強(qiáng)度と靭性、優(yōu)れた電気的および靜電的シールド効果、強(qiáng)力な抗菌脫臭機(jī)能と吸著能力などを備えています。したがって、これらの特殊機(jī)能を有するナノ粒子と繊維原料を組み合わせることにより、新たな繊維原料やナノペーストを製造し、繊維機(jī)能を向上させることが可能です。

いわゆる抗紫外線繊維とは、紫外光に対して強(qiáng)い吸収?反射特性を持つ繊維のことです。準(zhǔn)備と処理の原則は、通常、混合および処理するファイバーに紫外線遮蔽材を追加して、ファイバーによる紫外線の吸収と反射を改善することです。能力。ここで、紫外線を遮斷できる物質(zhì)とは、紫外線を反射する物質(zhì)であり、通例、紫外線遮蔽剤と呼ばれ、紫外線を選択的に強(qiáng)く吸収し、エネルギー変換を行うことで透過(guò)量を低減できる物質(zhì)を指す。その。物質(zhì)、通例UV吸収剤として知られています。紫外線遮蔽剤は、通常、いくつかの金屬酸化物粉末を使用しており、國(guó)內(nèi)外で多くの種類の紫外線吸収剤があります。一般的に使用されるのは、サリチル酸化合物、金屬イオンキレート化合物、ベンゾフェノンおよびベンゾトリアゾールです。 。ナノ粒子の優(yōu)れた光吸収特性を利用して、合成繊維に少量のナノTiO 2を添加しています。紫外線を大量に遮斷することができるので、衣類やその製品は紫外線を遮斷する効果があり、皮膚病や紫外線吸収による皮膚病の予防に補(bǔ)助的な効果があります。

一部の金屬粒子（ナノ銀粒子、ナノ銅粒子など）には特定の殺菌特性があり、それらは化學(xué)繊維と組み合わされて、一般的な抗菌布よりも強(qiáng)い抗菌効果と洗浄性を持つ抗菌繊維を生成します。周波數(shù)。たとえば、國(guó)立超微粉エンジニアリングセンターによって開(kāi)発された超微細(xì)抗菌粉末は、樹(shù)脂製品に抗菌能力を付與し、さまざまな細(xì)菌、真菌、およびカビを抑制することができます?？咕靴Ε扩`のコアは、硫酸バリウムまたは酸化亜鉛のナノ粒子であり、抗菌のために銀でコーティングされ、真菌に抵抗するために酸化銅とケイ酸亜鉛で囲まれています。この粉末の1%を臺(tái)灣繊維に添加することにより、紡糸性に優(yōu)れた抗菌性繊維が得られます。

一部のナノスケールのセラミック粉末 (ジルコニア単結(jié)晶、遠(yuǎn)赤外線負(fù)酸素イオン セラミック粉末など) を溶融紡糸溶液に分散させた後、繊維に紡糸します。この繊維は、外部エネルギーを効果的に吸収し、人體の生體スペクトルと同じ遠(yuǎn)赤外線を放射します。この遠(yuǎn)赤外線放射波は、人體に吸収されやすいだけでなく、強(qiáng)い透過(guò)力を持っています。肌の奧深くまで浸透し、肌の深い共鳴を引き起こし、共鳴効果を生み出します。生體細(xì)胞を活性化し、血液循環(huán)を促進(jìn)し、新陳代謝を強(qiáng)化し、強(qiáng)化します。

組織再生などのヘルスケア。

ナノ材料自體は、超強(qiáng)力、高硬度、高靭性の特性を持っています?；瘜W(xué)繊維と一體化することで、化學(xué)繊維は高強(qiáng)度、高硬度、高靭性になります。たとえば、カーボンナノチューブは複合添加剤として使用されており、航空宇宙用繊維材料、自動(dòng)車用タイヤコード、およびその他のエンジニアリング用繊維材料に大きな発展の見(jiàn)通しがあります。

一部のナノ材料（カーボンナノチューブなど）は良好な吸収特性を備えており、繊維に光を加えるために使用できます。ナノ材料は、光波の広帯域、強(qiáng)力な吸収、および低反射率の特性を備えているため、ファイバーは光を反射しません。特殊用途の反射防止生地（軍事用の目に見(jiàn)えない生地など）の作成に使用されます。

化學(xué)繊維紡糸の過(guò)程で金屬ナノ材料またはカーボンナノ材料を追加すると、紡糸されたフィラメントに帯電防止特性およびマイクロ波防止特性を持たせることができます。たとえば、カーボンナノチューブは非常に優(yōu)れた導(dǎo)電體です。導(dǎo)電率は銅よりも優(yōu)れています?；瘜W(xué)繊維紡糸液に安定分散する機(jī)能性添加剤として使用されています。それは異なるモル濃度で作ることができます。優(yōu)れた導(dǎo)電性または帯電防止特性を持つ繊維および布。

合成繊維にナノSiO 2を添加することで高誘電率絶縁繊維が得られます。近年、通信?家電の継続的な発展に伴い、攜帯電話、テレビ、パソコン、電子レンジなどの利用が増えています。すべての電気機(jī)器と配線の周囲に電磁場(chǎng)が存在し、電磁波は人間の心臓、神経、妊婦にあります。胎児の影響には明確な結(jié)論があります。報(bào)告によると、米國(guó)、日本、韓國(guó)、およびその他の抗電磁波服がリストされており、抗電磁波ファイバーを準(zhǔn)備するためのナノ材料の使用に関する國(guó)內(nèi)研究も進(jìn)行中です。

ナノスケールまたは超微細(xì)材料のさまざまな特性が、個(gè)々の機(jī)能性繊維に使用されます。東レ（株）の「XY-E」、旭化成（株）の「July」、東洋紡（株）の「Pyramidal」など、タングステンカーバイドなどの高比重素材を用いたウルトラサスペンションファイバーを開(kāi)発。また、TiO2 の屈折特性を利用した不透明繊維を開(kāi)発しています。日本のユニジカは芯鞘複合紡績(jī)法を採(cǎi)用。コーテックス層とコア層には異なる量の TiO2 が含まれており、良好な不透明度を持つポリエステル繊維が得られます。蛍光ファイバーは、アルミン酸バリウムとアルミン酸カルシウムの光度を利用して開(kāi)発されています。日本の基本的な特殊化學(xué)會(huì)社は、アルミン酸バリウムとアルミン酸カルシウムを主成分とする蓄光材料を開(kāi)発しました。殘りの時(shí)間は10時(shí)間以上に達(dá)する可能性があります。一部の金屬複塩、遷移金屬化合物は溫度変化により結(jié)晶転移を起こします。または、配位子の形狀の色の変化、または水「水」の結(jié)晶化、色が変化する繊維を開(kāi)発するためのその可逆的なサーモクロミック特性の使用。三菱レイヨン社は、ポリエステルにコロイド狀の炭酸カルシウムを加えて中空にしています?？嵕Sにアルカリ還元?jiǎng)I理を施し、繊維に微細(xì)孔を形成しており、吸濕性に優(yōu)れています。

ナノマテリアル科學(xué)は、原子物理學(xué)、凝縮物質(zhì)物理學(xué)、コロイド化學(xué)、固體化學(xué)、配位化學(xué)、化學(xué)反応速度論、表面および界面科學(xué)の交差點(diǎn)から出現(xiàn)する新しい分野の成長(zhǎng)點(diǎn)です。ナノ材料には、未知のプロセスや新しい現(xiàn)象が數(shù)多く含まれており、従來(lái)の物理化學(xué)理論では説明することが困難です。ある意味で、ナノマテリアル研究の進(jìn)歩は、物理學(xué)と化學(xué)の分野における多くの分野を新たなレベルに押し上げるでしょう。近年、臺(tái)灣の繊維形成ポリマーに特定の超微細(xì)またはナノスケールの無(wú)機(jī)材料粉末を添加することにより、遠(yuǎn)赤外線繊維や耐摩耗性などの機(jī)能性繊維の製造方法が普及し、ある特別な機(jī)能。紫外線繊維、磁気繊維、超張り出し繊維、蛍光繊維、変色繊維、帯電防止繊維、導(dǎo)電性繊維、高吸濕性繊維。ナノ材料の合成と基礎(chǔ)理論の改善の継続的な進(jìn)歩により、ナノ材料はより急速に発展し、アプリケーションは世界の多くの分野をカバーします。