第三节
MPNP金属纳米粉体应用研究

在当今这个科技日新月异的时代，纳米科技已成为推动全球科技进步的重要力量。其中，MPNP技术生产的高质量金属纳米粉体材料更是备受瞩目。这种材料因其卓越的性能和广泛的应用领域，被誉为实现中国制造腾飞和提升我国国防核心竞争力的关键材料。

MPNP技术通过精确控制金属纳米粒子的尺寸、形貌和组成，生产出高质量、高纯度的金属纳米粉体。这些纳米粉体不仅具有优异的物理和化学性质，还表现出极高的活性和催化性能。正是这些独特的性质，使得MPNP技术生产的金属纳米粉体材料在航空、航天、军工、冶金、化工、电子、机械、医药、染料、涂料等诸多行业领域都有广泛的应用。例如，在航空航天领域，金属纳米粉体可用于制造高性能的复合材料，提高飞行器的强度和轻量化；在医药领域，金属纳米粉体可用于药物传递和靶向治疗，提高药物的疗效和减少副作用。

值得一提的是，MPNP技术生产的金属纳米粉体材料仅需少量添加，就能实现性能的大幅提升。这种高效、节能的特点不仅符合可持续发展的要求，也为企业降低成本、提高产品质量提供了有力支持。

展望未来，随着科技的不断发展，金属纳米粉体新材料的市场潜力巨大。据预测，在不远的未来全球金属纳米粉体新材料市场规模有望达到数千亿美金。而在中国，随着制造业的升级和转型，以及国家对新材料产业的扶持力度不断加大，MPNP技术生产的金属纳米粉体材料将迎来更加广阔的发展空间。纳米团队多年来也一直致力于所制备的高质量金属纳米粉体材料在各方面的应用研究，下面简单介绍我们的应用研究成果和部分产品。

一、固体火箭推进剂

中国航天科技集团公司四院四十二所对于我们自主生产的纳米铝粉在固体推进剂中的使用效果做了初步测试，结果表明：MPNP技术生产的纳米铝粉安全性高，与丁羟推进剂相容性好，可在丁羟推进剂中使用，可以提高推进剂低压段燃速，同时降低低压和高压燃速压强指数。3%纳米铝添加，燃烧速率提升30%以上，压强指数降低40%；8%纳米铝添加，燃烧速率提升80%以上，压强指数降低70%。总结说来，MPNP纳米铝粉可以有如下效果：缩短点火延迟，提高燃烧速度，提升燃烧效率，提高燃烧稳定性，可有效减少尾烟，提升导弹隐身突防能力；具有理想的物理性质，在设计新型高能燃料/推进剂时具有更大的灵活性；纳米颗粒可以分散到高温区直接发生氧化反应，快速释放能量；添加金属颗粒能够大大提高能量密度。

二、吸波隐身材料

铁、钴、镍等纳米金属及其化合物粉体不仅能吸收雷达波，而且能很好地吸收可见光和红外线，满足厚度薄、质量轻、隐身频带宽、吸波性强等特点。纳米团队重点研究了纳米铁、纳米钴、纳米氧化铁以及与碳多孔纳米纤维混合的吸波性能。图1和图2分别是纳米铁/碳纤维复合吸波材料的微观结构和吸波性能。

三、重载车辆纳米自修复润滑油

纳米团队运用MPNP纳米铜粉体材料开发出了适用于重载/重装车辆及重型工程机械的专用纳米自修复润滑油。本产品采用原位表面修饰及分散技术，将MPNP技术生产的高质量铜纳米颗粒均匀分散于润滑油中，是耐高温、高负荷、无污染的原位动态自修复新型润滑油（图3）。

重载车辆纳米润滑油具有如下功能：减少磨损20%—80%；自动修复发动机磨损部位，延长发动机使用寿命1—3倍；减小摩擦阻力，节约燃油3%以上；能迅速恢复气缸压力，提高加速性能，提升发动机动力；有效降温、降振、降噪；减少积炭，降低排放，有效减少尾气烟度。除用于高载荷车辆外，也可扩展应用于航空航天、军事、电力、采矿、冶金、纺织等各种机械设备的润滑系统。如球磨机、空压机、风机、减速机、真空泵、变速机和高、中、低速轴承等高能耗类机械设备，特别适用于高温高负荷苛刻工况下。

四、高效催化剂

金属纳米粉体可以作为催化剂或催化剂载体，具有极高的催化效率和选择性。纳米团队自主开发的纳米铁合成氨催化剂，出口氨含量达到18％—25％，活性提高了15％以上，合成氨的转化率可增加30％以上，显著提高转化率，使得合成氨生产的产能得到了大幅提高，且低温活性高，显著降低了生产用电，使生产成本降低至少3.2％；可延长使用寿命1—2年，耐热抗毒能力强；还具有稳定性好、还原质量高、能耗低等特点，在节能降耗和提高产量方面具有明显的作用。图4是纳米铁合成氨催化剂形貌。

五、纳米铜抗菌材料

我们的研究结果显示，几乎所有的金属纳米粉体材料都表现出了强大的杀菌能力，为未来的抗菌技术提供了新的可能性。金属纳米粉体材料，由于其独特的物理和化学性质，如大比表面积、高反应活性等，使其在抗菌领域具有显著的优势。这些纳米粉体材料能够与细菌细胞膜上的蛋白质发生作用，破坏细胞结构，从而达到杀菌的目的。

随着细菌、病毒等对抗生素的抗性逐渐增强，需要具有广谱性抗菌、杀菌、效果持久、动物细胞低毒性的新型抗菌材料。纳米铜粉具有高效、持久、广谱的抗菌性，与纳米银相比对人体细胞活性影响小且价格低廉。纳米铜粉的制备及其在纺织品抗菌领域的应用在民用和军用领域都有着重要价值。

纳米团队自主开发了最新特型高效纳米铜抗菌剂，抗菌抑菌效果极高，抗菌效果远远超过国家相关无机抗菌剂标准（1000倍），将其按十万分之二的质量比附着在各类布料中，可达到耐洗100次仍然具有百分百抗菌的极佳效果，远超过了国家AAA抗菌标准。以下是纳米团队研制的纳米抗菌产品：

1.特高效纳米铜液体抗菌剂。特高效纳米铜抗菌剂可应用于抗菌纺织物、油漆、抗菌涂料，可以增加涂料的抗菌性、附着力、耐酸碱性和稳定性，保持涂料的鲜艳性，增强减摩耐磨能力；2.纳米铜抗菌医用外科口罩；3.纳米铜抗菌无纺布。

无纺布附着前后外观图及纳米铜附着效果见图5。从图中可以看出，纳米抗菌液处理后，无纺布外观颜色及微观纤维结构没有任何变化，纳米铜颗粒均匀附着于纤维表面（右上角图d绿色部分）。

六、纳米铜抗菌熔喷布

纳米铜抗菌熔喷布附着前后外观图及纳米铜附着效果见图6。从图中可以看出，纳米抗菌液处理后，无纺布外观颜色及微观纤维结构没有任何变化，纳米铜颗粒均匀附着于纤维表面（右上角图d红色部分）。