所属分类： 技术创新 更新日期：2010-2-9 13:21:37 阅读次数：376

塑料新材料、新技术实用化进展

作者：王德禧

1.纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。所以世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料的研究。诺贝尔奖获得者罗雷尔曾经说过：70年代重视微米的国家如今都成为发达国家，现在重视纳米技术的国家很可能成为下一世纪先进的国家。

目前纳米材料研究的一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。德国科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测，估计可能达到14400亿美元，本文把这一领域最具实用化的研究成果介绍如下：
1.1 纳米材料在医学领域的应用
? 纳米工具诊断癌症
据新华社报道：新加坡国立大学的科研人员利用天然聚合物研制成功可以诊断癌症、又可杀死癌细胞的纳米工具。 这种利用天然聚合物制成的纳米颗粒具备了适合生物体、有生物功能和可生物降解三种特性。
该纳米颗粒的直径不超过100纳米，科学家在颗粒里面装载诸如量子点、药物、磁性颗粒等各种物质，使这种纳米颗粒成为诊断癌症和杀死癌细胞的工具。量子点受到光源照射时会发光，不同大小的量子点发出不同颜色的光，发光时间可维持几个小时，甚至几天。装载了量子点和药物的纳米颗粒被癌细胞吸收后，经光源照射，科研人员就可辨认哪些细胞是癌细胞，同时把癌细胞杀死。 

2 美国找到纳米导线检测癌症新方法
日前美国哈佛大学研究人员发现，借助特殊的硅纳米导线阵列对血液进行检测，可以十分容易地发现显示人体存在癌症病患的分子标记物，甚至当一滴血中只存有1千亿分之一的癌症标记物蛋白质时，也可以被检测出来。利用纳米导线除了具有如此高的精确度和灵敏度外，还有可能快速准确地指出癌症的类型。 
研究小组将极细的、能传导弱电流的纳米导线同诸如前列腺特定抗原、癌胚胎抗原及粘蛋白-1等受体连在一起。当这些标记蛋白质同受体接触后，其导电率的瞬间变化可清晰显示癌症标记物的存在，这些检测器还能分辨不同类型的癌症标记物。此外，在对癌症治疗获得进展时，纳米导线还能跟踪患者的健康情况。由于纳米导线阵列检测的分子悬浮于液体中，在医生诊室中就能对一滴血进行化验，而无需复杂的生物化学操作，从而使检测过程十分简便。

3 台湾科学家研制出“磁性纳米粒子” 1小时诊断病情 
中新网报道： 台湾在纳米科技研究领域又有重大进展，“中央研究院”发表的质谱验血技术只需使用磁铁就可以在1个小时内诊断病情。 
台湾“中研院”化学所成功开发出“纳米质谱检测技术”，只要10分钟就可完成90%的过程。他们合成出的四氧化三铁的磁性纳米粒子，可在表面接上专一性很高的抗体，能快速、准确认出疾病的(诸如SARS、癌症、中风等)标记蛋白质，从人体取出十分之一微升血液(约四百分之一滴血)，就可在1小时内完成验血。 
他们解释，这是因为纳米粒子表面可以装配的抗体数密度很高，因此反应速度大幅提高，而传统验血常用的酵素免疫法，至少要半个工作天，灵敏度有限。 
目前该项研究成果正在申请专利，经临床实验、认证后，民众未来只要多花几百块钱，就能够享受这项最新的纳米科技。 

? 新加坡研制出智能纳米载体运送治癌药物
近日新加坡生物工程与纳米科技研究院的科学家研制出一种智能纳米载体，能够把癌症治疗药物准确地运送到癌细胞里，从而更有效地抑制肿瘤生长，却不损害正常细胞。
据介绍，这种智能载体只靠酸碱度变化就可以把治癌药物运送到癌细胞中。当癌细胞吸收了这些载体后，药物分子就可顺利释放到细胞质和细胞核中。对比现有的癌症治疗方法，这种载体能够更有效地运送治癌药物来杀死癌细胞，却不对正常细胞产生毒害，从而避免骨髓抑制、心脏损害、胃肠道紊乱以及疲劳、脱发、身体虚弱等副作用。

? 具有抗菌性纳米填充剂
NanoHorizons公司目前正在开发跟聚合物相容性好的纳米金粉和纳米银粉，其面市价格估计在100$/L－400$/L,据说这个价格是其最新竞争产品价格的90%。目前该公司已经成功开发出纳米金粉和纳米银粉，其直径在10nm－90nm，可以用于聚乙烯、聚氨酯和聚酯，这些产品在期望的用量范围内不会改变聚合物的粘性，对于现有聚合物的各种加工成型过程其相容性都很好。目前该公司的产品没有商业化，预测2006年才会面市。将来这些产品的应用范围还会包括医疗器械、鞋类、衣物以及食品包装。

? 纳米银抗菌非织造布问世
湖南安信纳米生物科技有限公司近日与同高纺织化纤有限公司共同开发出纳米银抗菌纤维和纳米银抗菌非织造布。
经国家棉纺织品质量监督检测中心检验，开发的纳米银抗菌纤维、纳米银抗菌非织造布对金黄色葡萄球菌、克氏肺炎杆菌的抑菌率均在99.9%以上。同时，中国科学院、中国医学科学院、中国预防医学科学院及香港大学等权威机构，对纳米银非织造布的抗菌性能检测也都显示出满意的结果，且证实其洗涤数10次，功效不减。据悉，此次开发的纳米银非织造布有平纹、网眼和大网眼等规格，最大幅宽2米，已应用于医疗卫生用品，以及汽车车厢、居室空调抗菌过滤介质等领域。

? 纳米特种功能纤维技术 提升我国纺织行业的国际竞争力
据国家科技部网报道：东华大学等单位承担的“高聚物基纳米特种功能纤维及制品”课题超额完成了合同规定的指标并实现产品的产业化。该课题利用纳米技术开发高聚物基纳米复合功能材料及纤维材料，以提高传统化学纤维的舒适性、安全性和功能性。
与微米技术相比，功能组分的加入量同比减少最高可达50％，纺丝组件的更换周期从1周延长至4周，大大提高了纤维制成率，降低了设备损耗及生产成本，节省了能源。研发的系列细旦功能纤维的主要性能和技术指标达到或部分超过国际先进水平。
目前已建成3000吨/年功能性纳米复合树脂的加工生产线，建成了年产10000吨/年功能性纤维加工能力的研发生产基地。研制的导湿功能PP纤维及其制品、抗菌功能PP和PET纤维等已在上海依福瑞实业有限公司和上海金霞化纤有限公司等企业成功实现产业化，新增产值3.25亿元，新增利税累计达7200多万元，带动了以功能纤维为核心的产业链中上下游相关企业的发展，对提升我国传统化纤工业技术水平和改善人民生活质量有推动作用，核心成果获得了2004年上海市科技进步一等奖。

德国开发出持久抗菌防护涂层
据新华社报道： 德国科学家日前借助纳米技术开发出一种新型无毒防护涂层。该涂层中的主要有效成分是一种类金属材料，它可以持久清除微生物病菌。
德国弗劳恩霍夫学会下属的化学技术研究所开发出的这种类金属材料，可以直接作用于微生物细胞壁，阻止病原体繁殖，甚至可以杀死病原体。研究人员说，这种类金属材料的颗粒直径大约在10纳米左右，这相当于霉菌孢子和细菌的千分之一。由于这种材料不会进入空气造成污染，它有望取代传统对付微生物的药物。利用这种类金属材料，研究人员最终合成了一种新型涂层。这种涂层不仅可以阻止墙壁表面受到霉菌和藻类等侵袭，还可以独自清除对抗生素具有抵抗性的“医院病菌”。研究人员认为，未来这项技术还可以用于假牙涂层、人造骨骼、心脏瓣膜、食品包装和玩具等领域。 

? 美国发明高科技“智能纺织品”
据Physorg网消息，美国北卡罗来纳州立大学和波多黎各大学的研究人员运用新兴的纳米技术，将纳米层附着在天然纤维上，开发出一种“智能纺织品”，可适用于军事安全和其它很多领域。
这些纳米层的厚度仅为20纳米，由不同种类的聚合体构成，能够对通过的物质进行控制，这一过程被称为“选择性传输”。
这些纳米层都是针对不同的化学物质量身定做的。在阻止芥子气、神经毒气、或工业化学制品通过的时候，可以允许空气、水分的通过来保持面料的透气性。由于该智能纺织品的原材料对化学毒剂具有吸引力，因此可以有效的阻止化学毒剂的通过。
用这种面料制成的衣服可以起到高度可靠的保护作用。研究人员既便将数百个纳米层附着在纤维上，也不会影响衣服的舒适度和可用性。这一技术早已在半导体工业应用，但从未使用于纺织品领域。
纳米层通过静电力粘附在天然纤维上，就跟磁体依靠电磁电荷来吸引和排斥其他物质的方式一样。
据说：“这一智能纺织品技术有大量潜在的应用领域。比如，涂有关节炎药物的手套；具有抗菌层、可防止伤口感染的军事制服；潜水艇舱位中的抗菌被褥，用于防止疾病传播；针对多种化学和生物毒剂的防护衣等” 。其它用途包括：涂有抗痒聚合高分子电解质的尿布和涂有抗敏药物的卫生纸。
该研究项目得到了美国纺织技术研究院的资助，最近还获得了来自北卡罗来纳州纳米技术筹划指导委员会的拨款。最初的研究成果已发表在近期的《纳米技术》杂志上。

1.2 功能性纳米材料
? 纳米粒子“高产”新技术
韩国科学家最近开发出一种生产铁、锰等金属纳米粒子的新技术，与传统方法相比，这一新技术能使金属纳米粒子的生产成本更低，产量更高。
汉城大学工业学院应用化学系的研究人员发现：在实验中加热由铁原子和氯、水分子组成的原料物质，可分离出作为纳米粒子核的铁原子；然后，使二次分离出的铁原子附于第一次分离出的铁原子表面，便制成了纳米级粒径的粒子。如果变换原料物质，则可制作出由锰、铅和锌原子组成的纳米粒子。
据介绍：在2至3个小时内通过一个完整工序，可以制作出总重量达40克、粒径约10纳米的磁性氧化铁微粒，制作成本仅为250韩元(1美元约合1050韩元)；而目前韩国国内用传统方法通过一个完整工序只能生产几克同规格的纳米粒子，而生产成本却达10万韩元以上。
据测算，如果将上述研究结果用于生产，则能大幅地提高部分金属纳米粒子的产量。此外，在使用传统方法生产时，纳米粒子核会在单位时间内不断生成，其粒径大小不一。而玄泽焕等人开发的新方法能使纳米粒子核在单位时间里几乎同时生成，因而粒子大小一般都比较均匀。
研究人员说，铁等金属纳米粒子可用于制造硬盘驱动器、生物传感器、新一代播放器以及用作半导体生产工序的研磨剂等。使用纳米粒子的１兆位级存储器，可在铜钱大小的体积内存储1500张光盘的内容。
? 制造纳米粒子——“加盐即可”
美国德克萨斯大学物理学家J Ping Liu及其同事们发明了一种非常简单的、可以制成拥有潜在磁特性的纳米粒子的方法。他们将普通食盐加入铁-白金粒子中，然后加热即可产生纳米粒子。可用于制造磁记录介质和生物医学应用领域。
2000年时，IBM公司的Shouheng Sun及其同事成功研制了一种直径仅为4纳米的铁-白金粒子，被称为纳米粒子领域的一项重大突破。因为呈面心四角形的铁-白金拥有超强的磁特性（如高矫顽磁力），其磁场需要将材料的磁化减至零。但是，IBM小组制造的粒子拥有面心立方结构，其实际应用价值并不高。尽管通过加热有可能将面心立方结构状态转换为面心四角形结构，但这样做也将会引起粒子烧结，形成更大的粒子，使得材料没有任何使用价值。
现在，德克萨斯大学研究小组已经解决了这一问题，他们在加热铁-白金粒子之前添加了少量微细盐粒（氯化钠）。盐粒可以促使铁-白金纳米粒子相互分离开来，这样纳米粒子在转换为面心四角形结构的过程中不会粘合在一起,也不会产生烧结。研究小组用该方法制造出直径为4-15纳米之间的纳米粒子，其矫顽磁力超过3特斯拉。
Liu指出，氯化钠在这过程中是一个理想的介质，因为在接近退火温度时其化学特性还能保持稳定，而且只要用水冲洗纳米粒子就能将盐全部去除。此外，用这种方法生产面心四角形纳米粒子很容易扩大规模，而且非常经济。

? 日本开发出成本低廉的纳米材料新加工法
新华网报道：日本物质材料研究机构近日宣布，该机构成功开发出一种纳米材料新加工技术，能够把碳素系纳米材料富勒烯加工成任意形态。 
他们利用富勒烯自发集合并形成微小构造的方法，合成了拥有3个烃基锁的富勒烯，烃基锁发挥黏着剂功能。富勒烯以环型和带状等各种各样的形态集合在一起。 
富勒烯是由碳原子形成的一系列笼状分子的总称，其中最常见的是由60个碳原子形成的球形笼状分子“碳60”。“碳60”是一种典型纳米材料，直径不到１纳米（1纳米等于十亿分之一米），具有导电性，可直线排列成为非常细的电线，也可以环绕排列形成极小的电容器。虽然富勒烯有望应用到纳米单位的电子线路产品等方面，但要将其加工到想要的形态，需要特殊的加工手段。 
位于日本科学城筑波市的物质材料研究机构说，新加工方法简单且成本低廉，是纳米技术实用化研究的一大进步。

? 美研制出高强度纳米薄膜 可用于航空军事领域
据10月27日俄罗斯媒体报道，佛罗里达大学科研人员最新研制出了一种新型碳素纳米薄膜，它的质量比钢轻10倍，但强度却是钢的250倍。这种新型材料用途广泛，可用于航空、军事、太空以及日常生活等各个领域。 
上述纳米薄膜由许多碳素纳米管组成，这些纳米管的直径只有人的头发的1/50000，是在二十世纪九十年代初首次开发出来的。这种新型薄膜的原材料是碳素60，它是一种球状分子，强度是钻石的两倍。 
这种纳米材料可用于计算机和手机屏幕上，它产生的亮度与现在的阴极管和液晶屏幕技术相当。同时它的导热性能良好，非常适合制造成散热装置，它的散热效果比目前计算机和电子设备所使用的散热器的性能还要好，能帮助人类生产出体积更小的电子设备。 
这种纳米薄膜还能负载强大的电流，外包在飞机的表层，当发生雷击的时候，电流就会迅速通过机身发散出去，不会对机载设备产生危害；它还可以保护机载电子设备避免其受到电磁的干扰和破坏；此外，这种材料还能让军用飞机屏蔽敌方的电磁信号，使雷达无法侦测到飞机。 
该碳素纳米薄膜已列入美国新型复合材料发展与生产计划当中，美军目前十分关心这种新型材料在军事方面的用途。美国军事实验室和美国空军科学研究办公室已分别投资2500万美元和1200万美元用于研究这种新型纳米材料的应用。 

? 中国科学家快速制备出“纳米电缆”
中国科技大学、合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）的研究人员使用廉价材料、简便操作，成功地制备出了“纳米电缆”，为解决“血管机器人”等超微电子器件的连接难题提供了解决途径。该成果发表在最近一期国际著名化学期刊《美国化学会志》上。
相关资料显示， “奔四”芯片中的晶体管尺寸仅100多纳米，预计到2010年将降至几十纳米。这种超高密度集成线路的元件之间用什么连接？还有人们津津乐道的“血管机器人”，可在肉眼看不见的毛细血管中畅游驰骋，这种体型小但本领大的微小仪器，又该用什么来连接？答案是“纳米电缆”，这是摆在世界科学界面前的一道难题。
包括国内很多科研机构以及全世界都在研发纳米电缆技术。其中同轴纳米电缆作为一种新型纳米材料，其合成方法的探索一直备受关注。
经过一年多的研究，他们发现聚乙烯醇（PVA）链在某一特定条件下出现“铰链”现象，进而大量发展成一种柔软的银/PVA纳米电缆；他们提出了一种软—硬模板协同生长的新机制，认为PVA对银纳米线的稳定效应和交联PVA与其键联的二者协同作用，导致了纳米电缆的形成。
《美国化学会志》审稿人认为：“这是一项极其重要和出色的研究工作，对材料化学和线型聚合物的交联具有重要参考价值，为纳米电缆结构材料合成提供了一种有前途的途径。”
据介绍，此次制备的同轴纳米电缆，内芯是由银离子被还原后经自组装而形成的银纳米线，外层“绝缘体”由交联聚乙烯醇(PVA)构成，一般情况下肉眼是看不见的，放大250倍后看起来像纠缠在一起的头发丝，放大近万倍后，才和普通电缆一般粗细。从截面看，纳米电缆的内外层是一个同心圆，可以根据用途任意切断。另外随着合成技术的发展成熟，纳米电缆的芯可以用金、铜等其它金属代替，从而可获得其它品种的纳米电缆。他们说：“只要短短几个小时就可‘合成’的这种纳米电缆，比传统电缆线的运用领域更广。由于具有体积小、科技含量高的特点，必将在相关高科技领域获得重要应用。”

? 韩国批量生产纳米纤维
据韩国媒体报道：韩国企业在全球首次实现了纳米纤维的商业化批量生产，产品性能优越。
韩国的纳米技术风险企业CLUS鄄TER公司宣布，该公司利用自行开发的碳纳米管分散技术，成功生产出分布着大量碳纳米管的纳米直径的纤维。这种纳米纤维的强度超过钢，却柔软如布，可广泛应用于防弹衣、移动电话锂电池等领域。 
此前，使用碳纳米管制造纳米纤维的有关研究一直停留在实验室水平。 
大规模生产纳米纤维的关键技术在于均匀地将纳米管分布于制造纳米纤维的基材中。CLUSTER公司开发成功了可用于多种基材的碳纳米管分散剂，这种分散剂使用了有机材料的添加剂。它可以使碳纳米管均匀分布在纳米级的纤维中，在多种物质中均匀分布碳纳米管的目标也有望很快实现。这一突破对于碳纳米管材料的产业应用具有深远意义。为了制造纳米纤维，该公司使用了电喷射成型技术。将碳纳米管置于喷射成型机内，在成型机的喷头加上1万之1万5千伏的电场，制得了直径低于50纳米的碳纳米管的超细纤维。 
据悉，CLUSTER公司的这项产品已经接到了来自多家日本主要企业的订单。在研发领域，该公司拟定的近期目标是开发一种“真正意义上”的纳米塑料材料。 

? 既防弹又能测血压调整体能的“隐形军服”面世 
据美国媒体报道：美国科学家目前正在研制一种新式军服。这种军服可随环境的变化而变化，使士兵与环境的颜色融为一体，达到隐形的效果。 
这种军服之所以能够“隐形”，是因为在制作军服的特种纤维中大量加入利用纳米技术制造的微型发光粒子，它可以感知周边环境的颜色并作出相应的调整，使军服变成与周围环境一致的隐蔽色。它能有效对付战场侦察雷达、被动夜视仪、探测人体气味的感应器、感应各种武器钢铁部件的磁性探测器及其它电子和光学器材的侦察。 
“隐形军服”有4种颜色的变形图案。这些图案是由计算机对大量丛林、沙漠、岩石等背景环境进行统计分析后模拟出来的。其色彩的种类、色调、亮度，对光谱的反射性以及各种色彩的面积分布比例都经过精确的计算，使军服上的斑点形状、色调、亮度与背景一致。这种军服从近距离看，是明暗反差较大的迷彩，从远距离看，其细碎的图案与周围环境完全融合，即使在活动时也难以被肉眼发现，是名副其实的“隐形军服”。 
“隐形军服”外衣共有3层：外层既防弹又能自动“变色”，中层是适应数字化步兵要求，把随身携带的电池的电流输送到士兵装备的各个部分，内层表面粘贴的许多超微传感器能检查士兵健康状况，作战中可以测试出不同状态下士兵的各种生理指标，如血压、心跳频率等，让士兵及时调整自己的体能。 
有军事专家称，这种军服的出现将是军服的一次革命。它将大大减少伪装的程序，增强士兵的隐蔽性，从而提高战场的生存率，特别是对于丛林作战而言，其作用更大。

? 日本科学家发明可根据外衣颜色而变色的围巾
据英国《新科学家》杂志网站报道： 日本庆应大学科学家发明的这种围巾，织入了能发出红、蓝、绿三种颜色光线的微型发光二极管。调整不同颜色二极管的亮度，就能改变围巾总体颜色。 假如消费者对时尚流行有着特别的看法，还可以根据自己的喜好对电脑选择颜色的原则进行调整，理论上这种围巾可以变成4000种颜色。　
围巾内置的一个小型传感器能识别离它最近的衣物颜色，然后由微型电脑从颜色库中选择与之搭配协调的颜色。例如，如果人穿上深蓝色外衣，根据电脑的默认设置，围巾会自动变成一种雅致的浅蓝色来与之相配。 

1.3 光催化纳米TiO2应用领域及现状
纳米TiO2氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，是目前应用最广泛的纳米光催化材料，也是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。其应用领域包括：空气净化、水处理及杀毒灭菌的多种用途，已经在日本、韩国、美国、英国等国家形成了规模产业。表1、表2 列出了日本及韩国企业开发的光催化纳米TiO2产品概况。
表1 日本前十大催化公司及其主要产品
公司名称 主要产品 公司名称 主要产品
东芝 有除臭作用之光催化材料 松下电器 光催化空气净化器
隧道照明防污灯具 具抗菌功能照明灯具
应用于照明灯具防污光催化膜 除臭净化设备
具光催化功能的高压钠灯管 低折射率且具光催化功能薄膜
透光率好且平面光滑的照明灯具 用于空气净化的光催化剂
三菱纸业 具除臭效能的纸箱 东陶机器 汽车用防污用光催化膜
空气净化器 光催化亲水性薄膜复合材料
具除臭效能的热风干燥器 防污抗菌陶瓷器
具除臭抗菌作用的冷藏柜 空气净化系统
适用于高温高湿下除臭板 油性防污材料
防臭抗菌面罩 光催化防污导电建材
石川岛播磨重工业 密室环境的净化设备 大庆工业 空气净化器
货车与船舶防污 建筑物空调系统
储柜内部的净化设备 车用空气净化设备
土壤净化方法与器具 光催化净化设备
抗菌功能食品储藏柜 汇丰汽车 小型化空气清洁机
短时间内分析光催化机能的设备 具有湿度调节极高清洁能力的设备
密闭空间空气净化机 合金半导体复合光催化剂
气体净化设备 应用于燃烧室内防污光催化剂
三菱 大气NOx分解且防污应用 日立 光催化剂附着光源
防带电效果光催化膜 利用光催化的配水系统
有机衬底光催化机制备方法 光催化除臭器
来源：http://www.ctci.org.tw/public/Attachment/562714282071.doc

表2 韩国部分光催化相关产品
公司名称 产品
Batu Enginnering 污水处理机、薄膜材料
Enpion 光催化材料、防污材料
G2K 二氧化钛光催化剂
Hanlimtech 污水处理机
Nano 光催化剂
Nano Pac 光催化剂
Pepcon 空气净化器、除臭系统
来源：http://www.ctci.org.tw/public/Attachment/562714282071.doc
据BCC咨询公司报道：2004～2009年间，纳米催化剂市场预计年均增长6.3％，2009年全球纳米催化剂市场可达50亿美元。纳米催化剂的消费在较小型终端用户领域里，特别是在聚合物方面增长最快，2004～2009年间年均增长率将达23％。
我国每年仅居室的净化市场就超过200 亿元的需求。 据中国工程院权威专家预计，光催化在中国每年有100 亿元的市场容量，其经济效益在环境产业中将占10%。到2010 年，每年平均以13%的增长速度发展，预计5-10年后的国内市场能达到数百亿元。

? 中南大学新型“载银纳米二氧化钛抗菌材料”已经实现产业化
中南大学研制的一种新型纳米抗菌材料－“载银纳米二氧化钛抗菌材料”已经实现产业化。专家们认为这标志着中国在纳米抗菌新材料工业化关键技术领域已经居于国际先进水平。
进入21世纪，这种无机抗菌材料在日本等发达国家已经得到了广泛的应用，产生了数亿美元/年规模的市场。目前，无机抗菌材料主要有载银材料和二氧化钛，前者容易受到其它物质的干扰影响抗菌效力，后者则必须在光照下发挥杀菌效用，这些局限性，严重制约了这一新材料的广泛应用。
据介绍，他们的技术路线是研制载银纳米二氧化钛复合抗菌材料，经过特殊工艺程序生产出 “银钛纳米抗菌材料”，使载银材料和二氧化钛两种传统材料取得了完全的融合，新材料不仅持久缓释抗菌，而且在自然环境中自然催化，其粒度仅50纳米，对大肠埃希氏菌、金色葡萄球菌这两种在生活中严重威胁人类健康的病菌杀灭率高达99.99％。这种新材料最小抑菌浓度只有100毫克／升，远远低于国际通行的日本标准（JISZ2801）的规定值800毫克／升，这种新材料的抗菌效力相当于标准规定效率的8倍。
这种新技术大规模应用前景不可限量。如果用新型纳米材料取代氯制品消毒生活用水，我们可以避免自来水中有害物质对人们皮肤、眼角膜等的刺激。纳米级复合抗菌材料的出现，将使我们生活出现更多、抗菌效能也更高的手术服、卫生巾、医用绷带、鞋袜内衣等生活、医疗用品，如果将其运用于厨房、卫生间和家具、地板，人类生活在“抑菌空间”的愿望将能够实现。

? Sto公司推出新型光催化建筑涂料
总部位于德国的申德欧(Sto)公司近日推出了一种新型建筑涂料Sto Photosan Color。
据该公司介绍，这种涂料采用了纳米技术，并具有明显的光催化效果。因为采用新型的表面自清洁工艺，它可以通过光催化反应保持砖瓦和玻璃表面的清洁，这是这种技术首次在建筑物外表面得到应用。这种光催化技术的涂料与传统涂料的明显区别在于，它结合了电子、化学和物理反应于一体，催化剂引发反应。但在此过程中其自身并不消耗，该技术最常见的应用是在汽车中作为清除有害气体的光触媒产品。而且，由于催化剂在反应中能再生，所以其功效能持续很长一段时间。在Sto公司的新型涂料中，这种催化功能由光活性的纳米粒子完成，它对于分解如燃料燃烧产生的烟尘等有机化合物特别有效，所以非常适用于交通繁忙、高度污染路段的周围建筑物。

? 混凝土分解污染物 智能建筑材料帮助清除城市烟雾 
涂有二氧化钛的自我清洁产品已经上市,包括窗子和瓷砖,但这些产品主要注重的是它们的实用价值而不是环境影响。在日本,包括在日本市中心的Marunouchi大厦在内的数个现代化建筑就贴有光催化瓷砖,以降低污染物的污染。 
据美联社报道：瑞典和芬兰发起了价值170万美元的联合计划，根据这一计划，科学家们要研制催化反应水泥和外面涂有二氧化钛的混凝土产品，建造可以在街道和公路隧道中分解汽车尾气的混凝土墙壁，也可以用这种材料铺路来净化城市中的空气。 
用混凝土“干掉”污染物 
科学家们的想法是，当紫外线接触到二氧化钛后，会激发二氧化钛的催化反应，从而摧毁污染物的分子，这些污染物中包括燃烧石油时排出的废物氧化氮。它一旦与易挥发性有机化合物结合就会形成烟雾。吸入过量的氧化氮会引发严重的呼吸问题，包括肺部受损。另外，催化反应还可以防止细菌和灰尘等粘在物体表面，从而可以用水或者下雨时很容易地将它们清除。 
在2003年进行的一次试验中，Italcementi公司在米兰市郊外用光催化混凝土铺了75000平方英尺的路面，结果发现无论在什么条件下，路面上氧化氮的水平都减少了60%。在法国进行的一个类似试验也发现，用光催化混凝土建造的墙壁比用普通混凝土建造的墙壁更能防止氧化氮的污染，前者比后者的氧化氮水平低20%至80%。 
自洁材料费用成为争论话题 
受到这些结果的鼓励，欧盟去年拨款22.7亿美元专门用于研究“智能”建筑材料的计划，这种材料可分解氧化氮和其它有毒物质，比如苯。但是，研究人员也承认，在可以控制进行试验的环境外，这种技术到底对消除空气污染有多大作用，他们还没有把握。 
另外，费用是另一个问题，Italcementi公司的产品比普通的混凝土贵30%至40%，而且这种产品使用外部空气质量作为卖点，但这个卖点对那些资金紧张的建筑商来说并不需要。该公司的销售目标是这种自洁材料最后能够节省钱。

? 纳米成涂料原材料创新的热点
近日BYK化学公司(BYK-Chemie)向市场推出了2种新产品：NANOBYK-3600和NANOBYK-3601，以增加UV固化涂料的耐刮伤性和耐磨性，拓展了纳米技术在涂料中的应用。随着涂料行业对纳米技术需求的增加，纳米技术在涂料中的应用，已不再是炒做，将会越来越多的真正应用到涂料开发中。

? 防雾自清洁涂料研制成功
近日，一种用于多种材质如玻璃、镜面、塑料等表面的防雾自清洁涂料由中科院理化所研制成功，并开始向国内企业转让相关技术。
据介绍，该涂料在玻璃、镜面、塑料等的表面使用后，在保持材料原色度、透明度等外观特性的情况下，可使材料表面具有防雾、抗菌、自洁、光催化分解污染物和清洁空气等功能。该产品可在玻璃窗、交通道路指示牌和警示牌、大型广告牌、照明器具、建筑物外墙等场合使用。它能使物体表面在较长时间内保持洁净，显著减少清洗次数和难度，降低清洗成本和危险性。同时，由于涂料膜具有超亲水性及防雾性能，还可用在交通镜、汽车倒视镜、汽车前后挡风玻璃上，提高雨雪天气和寒冷季节的行车安全。
据悉，国内能生产该涂料新品种的企业不多，目前我国市场上的该类产品主要来自日本和韩国。

? 美国科学家发明使各种玻璃不起雾、反光率低的纳米涂层 
据《自然》杂志网站报道：美国科学家发明一种纳米涂层，能使各种玻璃不起雾、反光率低。 
美国麻省理工学院科学家发明的涂层光反射率仅为0.2%，比目前其他反光涂层2%至3%的反光率要低得多。这种涂层还能吸收微小的水珠，防止玻璃起雾。它具有数层聚合纤维和能够形成微小细纹的玻璃纳米粒子。玻璃遇到水时，这些细纹能像海绵一样将这些微小的水珠吸收，形成一个薄薄的水膜，就不会将光分散或在玻璃上形成雾气。 
研究人员将这种涂层称作“分子尿布”，其中使用的纳米粒子的直径只有7个纳米，是可见光波长的百分之一，使涂层具有透明效果。

2 塑料新材料、新技术应用
2.1 塑料新材料
? 美、德科学家研制出“见光变形”新型塑料
美国和德国科学家研制出了能在不同波长光线下改变形状的塑料，它在工业、医学等领域将可能具有广泛用途。
美国麻省理工学院和德国GKSS研究中心的这一成果，发表在14日出版的新一期《自然》杂志上。这一成果的基础是塑料的形状记忆效应，他们首次使光的波长成为形状记忆效应的发生条件。
他们在聚合物的网状分子结构上镶嵌了一些光敏分子团，形成所谓的“分子开关”。然后，他们以外力拉伸这种光敏塑料薄膜，同时使用特定波长的紫外线照射，使得镶嵌了光敏分子团的聚合物分子网互相交叉粘连起来。
当紫外线消失后，由于分子网的粘连，塑料会维持在拉伸状态，但如果用另一种波长的光照射塑料，在原先紫外线下形成的粘连就会破裂，使塑料变回原来的状态。研究人员说，除了拉长的状态，用上述方法还可以制造其他各种形状的塑料。
比如，用两层光敏薄膜合成的塑料，当一面在特定波长的光照射和外力下发生变形，而另一面仍然保持弹性，那么塑料就可以变成弧形甚至螺旋形，而这种弧形塑料在光信号照射下还能恢复成直的。
参与研究的麻省理工学院教授罗伯特?兰格强调，光敏塑料在工程、制造业、医学等领域有广泛的应用前景。比如在不开胸的心血管手术中，可以将它制成塑料线探入血管，再用光纤传送一个特定波长的触发信号，塑料线会“摇身一变”成为螺旋形，就可以撑大血管内径。目前，科学家已开始研究新制成的上述塑料的应用前景。
? 物理所研制出新型材料－金属塑料
最近，中国科学院物理研究所科研人员研制出一种具有聚合物塑料与金属特点于一身的新材料，它被命名为金属塑料。
据悉，聚合物玻璃是一种被社会广泛应用的有机材料，因为它具有优良的玻璃形成能力，较低的玻璃化转变温度(Tg)和稳定的过冷液体区间。聚合物玻璃最显著的特点就是它具有优良的塑性，可以在较低的温度下进行软化和塑性加工。相对于聚合物玻璃，金属材料具有很好的机械、力学和导电性能。长期以来，金属材料的玻璃形成能力都很低，尺寸只能限制在微米级别。上世纪90年代，块体金属玻璃(大块非晶)的临界尺寸终于突破了毫米量级，然而过去十几年所开发的大块非晶，它们的玻璃转化转变温度远高于通常聚合物的Tg。这使得金属玻璃的塑性加工和过冷液态研究都具有很大的困难。
物理所专家研制出的具有聚合物塑料和金属的特点于一身的新型铈基金属塑料具有迄今为止最低的玻璃化转变温度。接近于室温，大大低于通常的金属材料， 但却具有比普通塑料高得多的热稳定性和很宽的过冷液相区，这使得该金属材料在很低的温度和很宽的温度范围内表现出类似聚合物的超塑性。比如,它可在开水中立即变软，这样就可以象塑料一样在较低的温度下，很容易地对该材料进行成型、弯曲，拉伸，压缩和复印等形变，形成各类不同的形状；当温度恢复到室温时，它又恢复了一般金属玻璃所具有的高强度，以及优良的导电性能等。另外，该材料还是目前世界上为数不多的几个可以达到厘米尺寸的大块非晶体系之一。初步研究发现，这类材料在低温和高压等极端条件下可能表现出特殊的性能和现象。此外，这项工作提出了“金属塑料”这一全新的概念，这可能引发人们在此方面进行更多的探索，将聚合物塑料和金属这两类人类使用得最广泛的材料更加有机地结合起来。

美国开发出高效率燃料电池
美国研究人员在新一期网络版《科学》杂志上发表论文说，他们开发出了一种新的固体氧化物燃料电池，在用碳氢化合物——异辛烷作燃料时能源转换效率有望达到50％。通常内燃机的能源转换效率不超过15％，现有氢燃料电池的效率是29％，最新混合动力汽车的效率也不过32％，因而在能源供应紧张、油价高涨的今天，这一进展颇为引人关注。

? 韩国开发出高能太阳能薄板电池 外形如同一张纸 
据韩国《每日经济新闻》报道：韩国科学家成功开发出一种高能太阳能薄板电池。这种可弯曲的薄板电池将成为新一代移动通信终端的配套电源。 
韩国电子通信研究院科学家研发的这种薄板电池为燃料感应太阳能电池，外形就像一张纸，有A4纸一半那么大。这种电池每平方厘米面积可产生 4.8毫瓦电力，这是迄今发电能力最高的燃料感应太阳能电池。 
这种太阳能薄板电池的最大特点是具有弯曲功能。它一面用不锈钢钢板制成，另一面采用塑性材料，可以根据需要加以弯曲。将来手表型电脑和穿着电脑等新一代移动通信终端问世后，这种太阳能薄板电池可以附着于衣服或书包上提供电源。 

? 新型塑料太阳能电池在加问世
加拿大多伦多大学的研究人员日前发明了一种柔性塑料太阳能电池。有关方面介绍说，这种电池比目前以转换方式生产的类似电池的效率高5倍多。
该项目研究小组组长特德?萨根特说，这种电池利用太阳发出的红外线产能，并能在布料、纸张和其他材料的表面形成一层柔性膜。这层柔性膜能够将30％的太阳能转换为可利用的电能。而目前使用最好的塑料太阳电池仅能将6％的太阳能转换为电能。

? 以色列科学家发现利用太阳能制取氢气新方法 
新华网报道：以色列科学家研究发现，利用太阳能提取出的高纯度锌，也许可以用来制取氢气，为燃料电池车辆提供动力。 
目前制造氢气的方法要么利用矿物燃料，要么通过分解水，两者成本都相当高。而锌等金属与水反应可产生氢气，但这种方法对金属的纯度要求很高。传统提取锌的方法需要通过很多化学步骤，使用酸和电，纯度很难达到生成氢的要求。 
英国《自然》杂志4日报道说，以色列魏茨曼研究所的科学家发现了更有效的制锌方法。他们用64个7米宽的镜子聚集一束太阳光，射到装有氧化锌和木炭的反应塔中。太阳光的功率可达到300千瓦，使塔内混合物的温度达到1200摄氏度，每小时可生成50公斤锌粉。利用这种方法生成的锌就可以用来制造氢气。 
目前的方法还不是完全清洁的，因为木炭燃烧释放出一氧化碳。但科学家指出，如果达到工业化生产水平，就可以将一氧化碳回收，再生成氢气，这种方法将既经济又清洁。 

? 美国科学家发现发光混合涂料将终结“灯泡”时代 
日前，美国范德比尔特大学研究生在一次实验中偶然发现了一种混合“涂料”，涂在发光二极管灯上后，原本发蓝光的灯会像普通白炽灯泡那样发出白光。而且，与60瓦标准白炽灯泡相比，涂上“涂料”的灯泡光线比前者明亮大约两倍，照明时间也延长大约50倍。这一发现登载在10月18日的网络版《美国化学学会杂志》上。 
学界预测，这一新发现很可能革命性地将照明物的概念拓展到灯泡之外：只要涂上这种“涂料”，任何一种物体都能够发挥灯泡的作用。这意味着，自托马斯.爱迪生发明电灯泡以来的灯泡照明时代，很有可能将走到尽头。 

? 诺瓦开发出水发泡PS新工艺
诺瓦(Nova)化学品和塑料加工设备企业Teubert Maschineubau公司日前共同开发了利用水生产发泡聚苯乙烯(EPS)，新工艺将淀粉混配到EPS颗粒内，通过吸收水使EPS发泡以制取成品，解决常规EPS的戊烷逸散污染问题。
新的专有工艺在EPS颗粒壳体内采用改性的淀粉可吸收微小液滴的水分，从而发泡。诺瓦公司已计划先在美国推向工业化生产。其优点是可满足对VOC(挥发性有机化合物)释放的严格控制法规要求。除可减少VOC排放外，该工艺还可提高泡沫模制品的生产率和改进泡沫生产时的安全性。
过去生产EPS采用戊烷发泡，加工后的EPS中残存高达一半的戊烷，会在贮存和使用时慢慢地释放到大气中，要降低VOC排放需设置戊烷“捕捉”和“破坏”体系，虽然可以缓解对大气层的破坏，但却不能完全解决问题。

? 不腐蚀塑料涂料可延长金属结构材料寿命10倍
美国科学家最近研制成功一种不腐蚀的塑料涂料，它能使汽车、桥梁、管道以及其它金属结构材料的寿命延长10倍，适用于多数金属材料，目前已被日本、韩国、意大利、德国、法国等国家广泛应用于工程项目中。
普通塑料对“环境腐蚀”只能起到暂时的屏蔽作用，相比之下聚苯胺涂料与钢、铁和其它金属材料作用后，能生成永久的“有机金属”。 据了解，聚苯胺涂料之所以能保护金属，并非是靠形成有机屏障，而是能中和形成腐蚀反应的催化剂。这种由两个步骤构成的反应能在金属表面形成一层纯净的氧化铁离子，而这层纯的氧化铁离子能阻止金属发生腐蚀。
研究表明，在理想的实验条件下聚苯胺涂料的防蚀能力要比锌强10000倍。在实际应用中，聚苯胺涂料的防腐蚀能力也优于锌3～10倍，足以延长大多数金属的使用寿命。与锌相比，聚苯胺离子属于非金属，即使处置不当也不会进入食物链，不会危害人类健康。此外，聚苯胺的使用成本也比锌低。

? Danisco食品添加剂公司开发出一种新的用于食品行业的高分子增塑剂
哥本哈根Danisco食品添加剂公司最近开发出一种新的用于食品行业高分子增塑剂－Grindsted Soft-N-Safe。目前这种高分子增塑剂已经获得许可在欧洲销售和使用。该公司声宣称，该增塑剂可以作为邻苯二甲酸酯的换代产品，它已经被列为欧盟特殊保护产品，由于其安全可靠，在食品行业使用中不受量的限制，美国以及日本等其它国家也准备批准该产品的使用。他们还声称该产品是对食品行业的一大突破，其主要成分是一种已经在人造黄油和巧克力等食品中使用的植物油，该产品不会引起人体激素分泌紊乱，可用作当前各种食品需要的增塑剂。也可用于瓶盖，封口以及其它食品包装材料。他们声称塑料行业新客户已经对Grindsted Soft-N-Safe进行了分析测试，确证该产品在使用中不会更改当前的产品生产设备。Danisco期望该产品推出两三年后能突破千万欧元销售大关。目前广泛使用的邻苯二甲酸酯增塑剂销售市场已经达到70万欧元订单。

? Wacker公司开发出一种通用高粘性硅树脂
Wacker Silicones公司宣称，他们首次开发出一系列球状高粘性硅树脂添加剂，这种添加剂可以用于任何热塑性塑料。Genioplast Pellet S硅树脂添加剂是一种载于高分子量硅树脂上的通用载体。这种硅树脂小球添加到材料中能够使材料表面抗刮伤抗磨损。Wacker公司补充说该产品使材料具有优良的机械性能和流动性，而且该产品适用于任何高分子材料，它们之间不存在相容性的问题。Genioplast Pellet S硅树脂小球容易跟高分子粒料和其它添加剂固态下混合并容易计量。Wacker说Genioplast的最突出应用是添加在电缆线和汽车零部件材料中。

? 可改善共混物物理性能的添加剂
美国Struktol公司推出的具有中等摩尔质量的TR065添加剂,有助于高温加工（温度高达370 ℃），是一种有效的粘合性填料。它可将极性和非极性塑料粘合在一起。 
Grade TR071是一种由脂肪酸金属盐和具有氨基酸结构的混合物组成。该混合物能很好地润湿填料，利于复合材料体系填充量的提高。据称，若要满足注模加工的最小冲击强度要求，需在高抗冲聚苯乙烯树脂中填充30％的木粉填料；若采用TR071填充高抗冲聚苯乙烯，仅需1％的添加量，其冲击强度即可提高15％，且具有好的加工性能。若在HIPS树脂体系中，TR065和 TR071按同等量加入，体系的冲击强度可提高30％。

2.2 生物可降解塑料
? 美国生物降解塑料需求年平均增长率达13%
据美国Freedonia市场研究集团最新研究报告数据显示，2008年前美国生物降解塑料将以年均13％的速率递增，2008年总产值可达4.3亿美元。在土壤中可降解材料的市场将从现在的88kt增长为2008年的130kt以上。报告预计具有“最佳发展机会”的品种是聚乳酸(PLA)，其次为淀粉改性塑料树脂。Freedoma集团认为，由于聚酯类生物降解塑料价格下降，应用范围宽，加上其在薄膜和纤维领域中的新应用，将是一种需求“增长性”的生物降解塑料品种。

? 第一种PLA吹塑膜
Cargill Dow公司是一家生产PS标签和外包装用吹塑膜的公司，通过改进工艺生产出了世界上第一种聚乳酸(PLA)吹塑膜，具有优异的透明度、耐刮伤和耐死褶性能。公司的Nature Works PLA是玉米淀粉通过细菌发酵得到的。以前不敢相信低粘度的PLA适合挤出吹膜。公司开发的单层PLA薄膜厚度在25.4～76.2μm，光润且消光，正在开发更厚的薄膜。

? 日本Pioneer公司开发成功生物降解型DVD碟片
据悉，日本家用电子产品公司Pioneer已开发成功一种生物降解型DVD碟片。据公司方面称，一旦这种新型DVD碟片投入大批量生产，那么这种由谷物淀粉做成的DVD碟片的成本将比当前的聚碳酸酯DVD碟片的成本大幅下降。据日本经济新闻报称，Pioneer公司预计在未来1~2年内将这种DVD碟片投放市场。该公司已开发成功这种厚度为1.2mm，直径为120mm的新型DVD碟片。

?一种新型可降解、记忆型眼科用高分子材料
由于发明出了一种新型记忆型高分子材料，眼科手术能够变得简单得多。这种高分子材料能够保持原有形状不变，在加热的情况下又能快速恢复到原来的结构。 德国的Teltow化学研究所的Andreas Lendlein和他的同事首次报道他们制备出一种无定型生物可降解性记忆型高分子网状材料。Lendlein 想将这种记忆型聚酯－氨基甲酸乙酯网状物输入眼中，这种材料能够被临时压缩，然后很容易地滑进小切口里面，一旦进入人体，它会恢复医学上相关的形状，并永远保持形状不变，这样没有必要进行第二次手术摘除这种可生物降解植入材料，由于Teltow小组研究出的这种高分子材料是完全无定型的，它比以前报道的半晶型可生物降解记忆型材料更容易水解，而且这种材料是透明的，因而吸引更多的研究者研究和使用它。

? 玉米要在奥运会上显身手
玉米等植物中的糖分被提炼出来，经过发酵蒸馏萃取制造出基础材料－聚乳酸（PLA），可以充任纤维、塑料等多种“角色”－制造衣服、床单、窗帘、瓶子、盘子、包装袋、餐具、高尔夫球钉、光碟，甚至办公室墙板。
据悉，相比于传统塑料，“玉米纤维”能少用50%石油原料和减少40%温室气体排放，且仅需一个多月就能在土壤中降解成肥料，而用石油加工成的传统塑料产品却“顽固不化”,要在自然界存在几十年甚至几个世纪之久，“玉米塑料”和“玉米纤维”从根本上解决了让人头疼的“白色污染”问题。
聚乳酸，已被国内外众多专家推荐为“21世纪的环境循环材料”，是一种极具发展潜质的生态性材料。专家表示，这种从玉米中提取的聚合物将在价格和性能上直接与基于石油的塑料和聚酯纤维竞争。英荷皇家壳牌石油公司估计，21世纪前50年，生物质材料将提供世界化学品和燃料的30%，世界市场份额达到1500亿美元。《今日美国》更预言：“玉米等农田作物有可能逐渐取代石油成为获得从燃料到塑料的所有物质的来源，‘黑金’也许会被‘绿金’所取代。”
在2002年盐湖城冬季运动会，可口可乐公司使用聚乳酸制造了冷饮包装品。刚刚在日本爱知举办的世博会更是大量采用了聚乳酸制品，共计2000多万个一次性餐具、100多万个多次使用型餐具，还使用了大约80万个由生物材料制成的可分解回收塑料垃圾袋，厨房垃圾用这种垃圾袋可无需打开袋子直接填埋，这些植物性原料制成的一次性餐具和垃圾袋等使用后都可分解作为农田肥料。此外，大量的旗帜、指示牌、遮阳棚、墙壁等等，也都是由可分解的聚乳酸制成。而意大利足球队最近已开始穿着“玉米球衣”进行比赛了。
据介绍，为体现“绿色奥运”理念，2008年北京奥运会主体工程、临时设施、临时场地均要应用绿色材料和技术，奥林匹克中心区、奥运村国际区更要成为重点示范。
鉴于奥运会将大量使用餐具、水杯、包装袋、门票、临时坐椅、比赛服等多种一次性用品。

? 长春玉米基地欲打造千亿产业链
近日，长春玉米工业区总体规划论证会圆满结束，标志着长春玉米工业区项目建设进入实质操作阶段。据了解，该项目将利用10年左右时间，建成全球第一个以玉米为原料，生产和加工合成纤维、工程塑料、生态塑料的中心，最终达到玉米年处理量为800万吨，工业产值达到800亿至1000亿元
专家预测，2005年，我国石油消费量将达2.8亿吨。其中石油进口量将达到1.5亿吨。随着中国经济进一步发展和工业化进程加速，中国石油消费量将继续加大。然而全球原油资源日益紧张，很多国家正在努力寻找石油替代品。
据化工专业人士分析，从生产成本看，以玉米为原料生产化工醇与以石油为原料相比，低40%；从原料消耗看，玉米与石油的消耗比是1.76∶8，也就是说，如果用玉米1.76吨，那么用石油则需要8吨；从投资看，以玉米为原料的投入只相当于以石油为原料的四分之一。业内人士指出，发展以玉米为原料的化工产品，如燃料酒精、多元醇、聚乳酸等，有助于减少对石油的依赖与需求，缓解石油供应的压力，同时能有效地降低生产成本，创造巨大的经济效益。 
2005年1月，省委常委、长春市委书记王儒林到大成集团考察，了解到大成集团的两万吨化工醇装置已经获得成功，可以应用于大规模生产。王儒林提出，以该技术为核心，大力发展长春玉米工业，打造千亿元产值的大产业。
他说，玉米化工醇的市场潜力巨大，产业链条长，带动作用明显。上游产业可以带动农业发展，中游产业可促进高新技术产业发展，下游产业可以带动纺织、汽车、食品、医药、材料等众多产品。
据悉，目前，“长春大成玉米生产技术研发园区”已形成玉米加工能力120万吨；姚家玉米工业园60万吨玉米深加工项目已全面启动。为了进一步做大长春玉米生化产业，长春市在兴隆山规划了一个占地41.9平方公里的长春玉米工业区，进行以玉米淀粉为原料的化工醇、氨基酸、淀粉糖、变性淀粉四大主体系列开发，将建成全球第一个以玉米为原料的生产和加工中心，形成产值近千亿元的长春玉米工业区。 

2.3 塑料新技术
2.3.1 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）加工技术进展
? 江苏联冠借助产学研优势， UHMWPE挤出制品分子量超过250万
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）于1957年由美国联合化学公司用齐格勒催化剂首先研制成功。同众多的聚合物材料相比，UHMWPE具有摩擦系数小，磨耗低，耐化学药品性优良，耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等优良。这些优良特性使UHMWPE管材具有重要的实用价值。其中摩擦系数小、磨耗低、抗应力开裂性能好在UHMWPE应用中最为重要。摩擦系数小，相当于冰－冰之间的摩擦；抗磨耗性居塑料之首，是塑料的5-7倍，钢管的7-10倍，黄铜管的27倍；抗应力开裂能力为普通高密度聚乙烯的200倍，交联聚乙烯的4倍，能满足管材长寿命的要求。再加上化学惰性，使得它作为输送管材具有的能耗低、不结垢、长寿命的特点是其它类管材所望尘莫及的。因此被喻为“正在迅速崛起的新型的熱塑性工程材料”，在众多领域中具有重要的实用价值。
UHMWPE分子量高达数百万，超常分子链间的无序缠结，使其分子链段对热运动反应迟缓，表现为熔体粘度高达108Pa?s，流动性极差，加之临界剪切速率极低，易产生熔体破裂等缺点，使其难以用常规塑料的加工技术进行加工成型，严重的制约了UHMWPE的应用，成为自八十年代以来材料学界和产业界共同探索的热点课题。
多年来UHMWPE的成型加工都围绕着两方面的工作，一是增加物料的流动性，添加的材料也很丰富，包括各种内外润滑剂，成核剂，流动性加工助剂甚至还有相对低分子量的HDPE等。这些物质的加入会增加UHMWPE的流动性，但是这种搀杂也大大降低了UHMWPE的固有的优良特性，而且这些物质的进入在挤出过程中由于“溶剂化”的作用会导致聚乙烯超大分子沿挤出方向的流动取向，其结果会造成管材在轴向和环向的两向应力差非常明显。
成型加工方面，目前主要有推压烧结、平板烧结、挤出成型等加工技术。其中推压烧结、平板烧结方法的生产效率十分低、产品质量存在缺陷，不宜制作厚壁制品；熔融挤出法由于UHMWPE分子量很高，几乎没有流动性，容易产生熔体破裂，挤出过程中的放热及蓄热很难控制，导致大分子降解，制品分子量不足百万，UHMWPE的种种优良性能也随之减弱和消失。
概括起来，五十年来UHMWPE的加工技术没有实质性的突破，这一问题已长期成为产业界、材料界攻关的难点。
2002年联冠与中科院化学所就UHMWPE管材、板材制品的挤出加工项目进行合作，在近熔点挤出理念的指导下，在配方设计上把加工助剂的总量控制在很低的水平，在高速混合机中做到充分的混合，使其在挤出过程中的“溶剂化”作用得以发挥，但又不至于产生明显的流动取向的差异。
传统的UHMWPE的加工在螺杆中经历了输送、压实、塑化、凝固定型的过程。我们的新理念把物料在螺杆中的输送过程看作为输送、压实、预热的固相流动过程。小分子的溶剂化作用有助于减少固相树脂与螺杆及螺筒的摩擦，有利于树脂粒子或树脂团粒子在移动中的相互摩擦。通过温度及速度的调节控制树脂处于高弹态的回弹效应区，在机头部分物料在一定的挤出压力下实现熔融，通过熔程控制使树脂快速进入凝固状态，当树脂达到出口端时已经初步定型。
通过这样的工艺操作，优点是避免了树脂全熔状态的放热及蓄热，避免了UHMWPE树脂的降解；避免了全熔状态下大分子的机械剪切；简化了通常塑管挤出的定型工序，得到了分子量接近纯树脂分子量的制品。
挤出的超高管材、板材经测定制品的分子量达到了250万以上，样块的耐磨耗性接近于M3纯超高压制样块的水平。管材还通过了静液压强度测试，这表明联冠研制开发的超高分子量聚乙烯管材和板材的质量已经达到了国际同类产品的先进水平。

? 浙江慈溪大成新材料公司UHMWPE纤维及其防弹制品规模居亚洲首位
高强聚乙烯纤维、碳纤维和芳纶纤维是目前世界公认的三大高科技纤维。其中以超强聚乙烯纤维的比重最小－0.94g/cm3,其强度为优质钢丝和普通化纤的10倍，高出芳纶纤维40％，是目前所知强度最高的纤维。此外，它还具有良好的抗湿性和耐化学腐蚀性；优越的耐磨性、耐疲劳性、耐挠曲性；良好的电绝缘性；耐低温性好，即使在－150℃也不脆化；耐声震、耐疲劳、减震性大大优于金属；耐紫外光性能好于芳纶等优良特性。
目前高强聚乙烯纤维在国际上已成为21世纪蓬勃发展的高新技术材料而广泛用于安全防护、航空、航天、航海、电子、兵器、造船、建材、体育、医疗等诸多领域，如防弹衣、防弹运钞车、盾牌、坦克和舰船的装甲防护板、降落伞缆绳、船舶海洋工程缆绳、登山绳、渔网、渔线、赛艇、帆船、弓弦、网球拍、滑雪撬、人造关节和韧带、安全防护罩、抗冲击容器等军用和民用领域。
冷战期间高强聚乙烯纤维被列入“巴统禁运”产品，生产技术为少数西方发达国家所垄断。1979年荷兰DSM公司发明了凝胶纺丝法专利，1990年实现了高强聚乙烯纤维的产业化。美国购买DSM公司专利，把溶剂由十氢奈换成矿物油，申请了高强纤维的制造专利，于1988投入了工业化生产。宁波大成公司于1996年开始了高强聚乙烯纤维的开发研究，发明了混合溶剂，申请了专利，历时4年终于在公元2000年实现了规模化生产。大成高强聚乙烯纤维的开发成功，打破了少数西方发达国家对超强聚乙烯纤维垄断的局面，使我国继荷兰、美国、日本之后成为世界上第四个具有自主知识产权，可生产高性能聚乙烯纤维的国家。大成产品物美价廉，产品主要技术经济指标达到和超过了国外同类产品水平，防弹衣达到国际先进水平。系列产品销售价格均比国外同类产品低三分之一,已全面进入国际市场。已销往欧美、中东、中亚等20多个国家和地区,普遍得到了用户的好评。2005年大成高强聚乙烯纤维及其防弹制品的销售额已达1.8亿元，创汇1.5亿元。大成超高纤维的产量已达1000吨，计划2006年达产1500吨，超过美国跃居世界第二，2008年力争达到2000吨/年的规模。

2.3.2 常压等离子体技术应用进展
等离子体是由大量的自由电子和离子组成、且在宏观上呈现为近似电中性的电离气体，它是物质存在的又一种聚集态－等离子态，也被人们称作物质的第四态。
科学家预测：二十一世纪?低温等离子体科学与技术将会产生突破，低温等离子体物理与应用是一个具有全球性影响的重要的科学与工程，对全世界的高科技工业发展及许多传统工业的改造都有着直接的影响。据估计，低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体?煤化工、等离子体三废处理等领域的潜在市场每年将达一千几百亿美元。
化学领域广泛采用的是辉光放电等离子体，是以电子能量约为几个至几十个电子伏特，等离子体密度为I09-1012cm-3为特征的。这个能量大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特)，完全可以打断有机大分子的化学键而形成新键；但远低于高能射线，只涉及材料表面，所以不影响基体的性能。这些优点为热敏性高分子材料表面改性提供了适宜的条件。
等离子体技术在有机材料上的应用始于20世纪60年代末,它有如下优点：
① 该技术属干式工艺，省能源，无公害，满足节能和环保的需要；
② 时间短，效率高；
③ 对所处理的材料无严格要求，具有普适性；
④ 可处理形状较复杂的材料，材料表面处理的均匀性好；
⑤ 反应温度低；
⑥ 对材料表面的作用仅涉及几到几百纳米，只会改善材料表面性能而基体性能不受影响。
等离子体技术在聚合物材料领域中的应用可分为：等离子体聚合、等离子体引发聚合和等离子体对高分子材料的表面改性。
应用实例：
? 二甲苯是普通聚乙烯的典型溶剂，但等离子体聚乙烯膜即使放入沸腾的二甲苯中也无变化．再如普通聚乙烯熔点约为120—140℃，但等离子聚乙烯的差热分析结果表明，不仅没有上述熔点，甚至加热到330℃形态和色调均无变化仍十分稳定。

? 常用电介质中介电强度最高的云母约为0.8—2MV／cm．而目前已经制备出介电强度比之大5倍以上的等离子体聚合膜。化学聚合的聚苯乙烯在80℃附近便受热软化，绝缘击穿特性急剧下降．而具有三维交联站构的等离子体聚合的聚苯乙烯膜的绝缘场强在很宽的温度范围内几乎与温度无关，温度升至200℃仍不降低。

? 德国已将等离子体聚合技术应用于汽车前灯的反射镜制造中。在直径1.9m的反应器中放人直径为130mm的铝蒸镀反射镜420个，等离子体聚合约5分钟即形成厚度约40nm的薄膜。全过程所需时间约35分钟。将制成的反射镜在0.2％的NaoH水溶液中浸渍3小时，铝反射镜表面也不发生任何变化，表现出优良的耐腐蚀。作为反射镜用保护膜的实例还有太阳能发电的集光用反射镜。

? 医用高分子材料中的软质聚氯乙烯(PVC)是透明的，化学性能稳定，柔软性优良。因此，PVC作为输血袋、输血、透析、点滴用导管广泛使用。但是PVC中约含30％的增塑剂－邻苯二甲酸二乙基巳酯，存在增塑剂向血液中溶出的问题。溶出的增塑剂会对血液中的红血球、血小板、细胞等起破坏作用。增塑剂溶出是低分子扩散现象，用传统的方不能有效地阻止。若采用等离子体聚合的法，使PVC表面形成高度交联的膜，则可以阻止增塑剂溶出。

? 通过等离子体引发聚合得到的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是直链状、溶剂可溶性的聚合物。可以得到平均分子量3000万的所谓超高分子量的聚合物（UHMWP)。生成的PMMA的分子量随着聚合时间的增加而增加，10天后分子量就可达到3000万。超高分子量PMMA在213℃的高温下也能长时间保持力学强度，变形很小。此外，它还具有强耐磨损性和抗划痕硬度。而且由于完全不含聚合引发剂、稳定剂或其他低分子化合物，具有优良的透明性和长期稳定性，这样的高聚物在生命体内具有安全性，可应用于人工齿、人工骨等生物医学高分子材料领域或用作通信材料。

? 日本山东铁工所已于1992年3月开发设计了连续式低温等离子体处理装置,并实现了在真空中对棉织物退浆、精练的连续加工。
在100％棉的毛巾坯料的前处理退浆、精炼、漂白中用氧或空气等离子体进行处理，结果表明可替代传统退浆精炼工艺，缩短加工过程，节省药品、降低成本，减轻污染。他们比较了用传统的氯化处理方法和相等效果的低气压等离子体处理制造可印染毛料的结果．他发现和传统的氯化处理相比，低压(2—6Torr)等离子体每年处理120吨羊毛,可节约27000立方米水、44吨亚氯酸钠、16吨二硫化钠、11吨硫酸和685兆千瓦时电能。如果用传统方法，这些原料将产生不需要的或有毒的产品，对工人产生职业危害。此外，比较生产一千克可印染毛料的能量消耗，传统氯化方法为7kWh／kg，而低压等离子体处理为(0.3一0.6)kWh／kg，充分显示了工业等离子体在毛料印染中的优势和巨大的节能效果。

? 提高膜表面光滑性的涂膜技术
Techni-Met公司最近开发出一种新型涂膜技术，该技术可以根据需要使涂覆的膜表面更加光滑，以提高产品的性能。其工作原理是利用真空溅射技术将丙烯酸单体喷射到薄膜表面，从而形成一层丙烯酸聚合物膜，丙烯酸通过交联键合到薄膜上。该技术可以用于处理聚酯膜、聚乙烯萘酸酯、聚氯乙稀以及聚酰亚胺膜等，应用的领域有医学、制药、电子产业、汽车行业以及太阳能电池方面。该技术能够赋予材料更好的亲水性、吸附氧能力以及较好的光学性能。据说被处理的材料可以是薄而价廉的膜材料。某些情况下可以避免昂贵的压片工艺。Techni-Met公司目前已经在Windsor公司安装了一套这样的处理系统。这种辊轴式在线处理系统要在低压下运行，被处理的材料厚0.75微米，被处理的膜材料表面光滑。这套新的材料处理装置是Techni-Met公司旧溅射金属镀膜装置的更新换代产品。

? 在线等离子处理
德国New Materials Furth公司正在研究多种材料注射成型期间的在线等离子处理以改进材料的粘合性。在线等离子处理可以除去制件表面的污染物，制造出反应性和活性基团，熔化不易粘结的表面层。该等离子射束可以在环境温度下操作，该工艺作为非破坏性预处理工艺既有吸引力又非常有效。该工艺会改进许多材料的粘合性能，即使那些在正常情况下粘合差或不粘合，采用这种工艺也具有较好的粘结效果。

? 离子辐照预处理可提高PE性能
高度交联聚合物是提高已加工成型聚合物制品性能的传统方法，但交联会完全限制聚合物加工性和树脂回收再利用性，最终制品或部件不能回收。美国IBA公司及其子公司IBA高新应用公司新推出了通过离子辐照预处理PE基础树脂工艺制备的预处理聚合物——Raprex，不用化学交联剂，这种新系列树脂加工成型的制品性能明显提高。 
据IBA公司介绍，Raprex制品机械性能极优，用Raprex为加工厂提供了选材灵活性、材料回收和再利用性，并降低生产成本。Raprex在成型为最终制品前完成交联作用，交联主要发生在聚合物无定型区，即形成非均匀交联聚合物，因此最终制品性能优于未预处理改性PE树脂，而且是完全可以回收的。控制离子辐照工艺条件是预处理PE的关键，而且HDPE、LDPE、LLDPE都可以处理得同样令人满意。Raprex现有三个系列牌号：Raprex100，适用于管、软管、瓶和型材；Raprax200，注塑级，用于手提箱、泵外壳、工业夹具、行李箱把手；Raprax300，薄膜级，用途为钢管外套、温室薄膜和木棒外套。

? 等离子涂层阻隔技术
无定形纳米碳涂覆技术(ACTIS)是法国Sidel公司开发的，这是一种新的纳米碳涂覆技术型高阻隔处理技术。新技术方法要点是使等离子化乙炔，在PET瓶内壁凝聚淀积，形成一层高度氢化的非晶态碳的、均匀的、纳米固态微薄薄膜、厚度为20～150nm。采用Actis工艺处理的PET瓶，较普通PET瓶的阻隔氧性能效果提高30倍，对CO2的阻透性提高7倍多，防乙醛的渗人性提高了6倍。用这种PET瓶装啤酒贮存6个月后，碳酸气损失率仅为6％，比目前啤酒工业标准的10％碳酸气损失率还低。
该涂层对食品的安全性已通过欧盟安全机构认可，并获美国FDA批准用于食品包装。ACTIS工艺处理的PET瓶在回收利用上具有很强的优势。由于涂层材料用量小，且结构类似于聚合物，因此用回收的ACTIS瓶制造的纤维，其物理性能和色泽均无影响。与其它未经表面涂复的原料混合使用，不会影响最终包装的特性和转化处理过程。据报道，法国Sidel公司生产的第一批生产设备－ACTIS20，每小时可处理10000个0.6L的聚酯PET瓶，设备已销往美国、日本、澳大利亚、欧盟等国，市场前景十分良好。

? 中科院光电研究院王守国博士的大气压、大面积等离子体技术居国际先进水平
如前所述，低压等离子体技术应用领域非常广泛，也曾经列入国家863攻关项目，皆因真空等离子体的在线产业化处理技术非常困难，致使这项技术的应用受到了限制。现在中科院光电研究院王守国博士领导的课题组经过多年努力，突破了低压等离子体技术的难关，实现了大气压、大面积低温等离子体在线处理的产业化，并且可以随意的设计大气压下的丝状放电、辉光放电、丝状/辉光混合放电及间隔放电等多种放电模式，随着2000χ300χ5mm3常压、大面积等离子体设备的产业化应用，为广泛应用这项先进技术奠定了坚实的基础，也使我国在这一领域的研究迈进了国际先进水平的行列。

3 结语
我国中长期科技发展规划纲要制定了“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的指导方针，把提高材料领域自主创新能力摆在了突出位置。明确了以先进制造技术，绿色制造技术改造和提升传统产业；大力发展高技术、新材料；开发综合性能高、资源消耗少、环境负荷低的材料及工艺技术，满足国民经济发展和国防建设中的重大材料需求问题。塑料作为与钢铁、水泥、木材并称的国民经济的四大基础材料更是任重道远并有着无限美好的未来。

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