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納米吸波材料在人體防護(hù)中的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

來(lái)源:印染在線 發(fā)布時(shí)間:2009年11月10日

陳小立 閻克路 趙擇卿 東華大學(xué)

一、前言 在人類(lèi)不斷改善生活質(zhì)量的同時(shí),各種各樣的污染也隨之產(chǎn)生。繼廢氣、廢水、廢渣和噪音四大污染之后,電磁輻射這一"隱形殺手"對(duì)我們的生存空間所造成的巨大污染己引起了人們的廣泛關(guān)注。電磁輻射看不見(jiàn)、摸不著、隱蔽深,人們不易察覺(jué),但是它給人類(lèi)及其周?chē)沫h(huán)境帶來(lái)了意想不到的危害。經(jīng)醫(yī)學(xué)研究證明,電磁輻射對(duì)人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血液及心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)均有不同程度的危害[1]。長(zhǎng)期處于電磁輻射中,輕則會(huì)使人們感到頭暈?zāi)垦!⑺闹α?、口干舌燥、食欲不振、視力下降、情緒煩躁等,重則導(dǎo)致女子月經(jīng)不調(diào)、男子性機(jī)能減退、誘發(fā)癌變、畸胎等,嚴(yán)重威脅著人們正常的學(xué)習(xí)、工作和生活[2]。例如,手機(jī)是新興的現(xiàn)代通訊工具之一,它在人們的日常生活中應(yīng)用日益廣泛。但是據(jù)報(bào)道,德國(guó)醫(yī)學(xué)研究人員最近的研究結(jié)果表明,手機(jī)輻射會(huì)使用戶(hù)的血壓有較大幅度的升高。另外,許多用戶(hù)反映使用移動(dòng)電話(huà)后有頭暈、失眠、皮膚瘙癢、食欲減退等不良反應(yīng)。 在電子產(chǎn)品日益普及、電磁輻射幾乎無(wú)處不在的當(dāng)今時(shí)代,人類(lèi)該采取什么防護(hù)措施來(lái)保護(hù)自己少受甚至不受其危害,從而解決電磁波污染這一難題呢? 就目前看來(lái),有兩種方法,一是距離保護(hù);二是屏蔽保護(hù)。前者主要是環(huán)境中電磁輻射強(qiáng)度隨距離增大迅速衰減,與輻射源保持較大的距離 可起到一定保護(hù)作用。本文著重討論后者,即利用吸波材料的屏蔽作用對(duì)人體進(jìn)行防護(hù)。當(dāng)前,"薄、輕、寬、強(qiáng)"是吸波材料研究的發(fā)展方向和爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),納米吸波材料的出現(xiàn)便這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為可能,因而是一種非常有發(fā)展前途的新型吸波材料[3]。 本文就將納米吸波材料的結(jié)構(gòu)特征與吸波、它在人體防護(hù)中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

二、納米吸波材料的結(jié)構(gòu)特征與吸波 納米材料是指材料組分的特征尺寸在1-100nm范圍的材料。當(dāng)一個(gè)微粒的尺寸小到納米量級(jí)時(shí),它的微觀

結(jié)構(gòu)和性能既不同于原子、分子的微觀體系,也不同于顯示本征性質(zhì)的大顆粒材料宏觀體系,而是介于二者之間的一個(gè)過(guò)渡體系[3]。納米微粒尺寸小,比表面積大,具有很高的表面能,從而對(duì)其化學(xué)性質(zhì)有很大影響。實(shí)驗(yàn)證明,粒子分散度提高到一定程度后,隨著粒子直徑的減小,位于粒子表面的原子數(shù)與總原子數(shù)的比值急劇增大,當(dāng)粒徑降為5nm 時(shí),表面原子所占比例可達(dá)50%[4]。由于表面原子數(shù)增加,微粒內(nèi)原子數(shù)減少,使能帶中的電子能級(jí)發(fā)生分裂,分裂后的能級(jí)間隔正處于微波的能量范圍內(nèi)(l×l0-2-l×lO-5eV),從而導(dǎo)致新的吸波通道[3]。納米材料由于其自身結(jié)構(gòu)上的特征而具有小尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng),因而與同組分的常規(guī)材料相比,在催化、光學(xué)、磁性、力學(xué)等方面具有許多奇異的性能,在微波吸收方面顯示出很好的發(fā)展前景[5、26]。納米吸波材料對(duì)電磁波(特別是高頻電磁波)具有優(yōu)良的吸收性能,但其吸收機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。目前一般認(rèn)為是由晶格電場(chǎng)熱運(yùn)動(dòng)引起的電子散射、雜質(zhì)和晶格缺陷所引起的電子散射以及電子與電子之間的相互作用三種效應(yīng)引起的[6]。

三、納米吸波材料在人體防護(hù)中的防應(yīng)用


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