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纳米技术对未来智慧城市的影响




一、纳米技术将使城市更为智能,且不会破坏原有基础设施

传感器对智慧城市的影响最明显。智慧城市需要大量的传感器来提供初始的本地化数据,然后通过互联网长距离传输。纳米技术则允许这些微型传感器跨越多个平台管理大量数据。专为5G开发的毫米波技术可利用传感器实现数据的无线不限量传输,且无需铺设光缆也无需破坏城市设施,就可以实现“虚拟光纤网络”的快速简易安装。相比于非纳米传感器,纳米传感器将具有更高灵敏度和准确度的数据,可以提供给复杂的软件程序。纳米技术将使城市变得更加智能,且不会破坏原来的主要基础设施。

 

二、纳米技术将给医学带来变革

纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织;在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应;使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA(脱氧核糖核酸)诊断出各种疾病。


三、纳米技术使城市建筑及道路的性能更为优越和智能

建筑业是城市扩张的重要组成部分。含有纳米成分的建筑复合材料将产生积极的影响。而且混凝土和水泥等建筑物粘合材料中也可使用不同类型的纳米材料以提高其性能。因为许多纳米材料都具有很高的抗拉强度,可以在施工期间和施工后作为传感器用作压力表和应变计,以确保建筑物结构合理,由此解决极端温度下建筑物的承重及老化等问题,使城市发展更具可持续性。此外,纳米技术能使建筑物抵御恶劣的环境和气候污染(包括吸收空气中的二氧化碳),且能使建筑物更容易建造,更好地抵抗未来可能会出现的地震甚至海啸等危险。

生态涂料也是纳米材料的重要应用领域。它通常具有两种功能:作为防腐涂料,或者作为吸收介质从空气中吸收污染物并催化它们变成更环保的气体(如氧气)。考虑到城市在发展,以及它们可能造成的污染,可以消除空气污染的生态涂料可能会产生更大的影响。


四、纳米技术是电动汽车发展的关键因素,可改善水资源状况

含有纳米材料的电池虽然还需评估其长期安全性,但其初始效率和充电放电循环次数等优异性能使之在许多应用中都非常有前景。在电动汽车领域存在充电速度慢和放电速度快等问题,使用纳米材料的电池、燃料电池和混合锂离子超级电容器等具有更好的循环使用寿命和充电放电循环速度,可储存更多的能量,被认为是电动汽车发展的关键因素。纳米材料也有可能被广泛用作日常电子产品中的储能介质。

纳米技术将改变非洲、中东和加利福尼亚等水资源匮乏、气候条件恶劣或卫生条件差的城市的水资源状况。全球仍有超过20亿人无法获得清洁水和卫生设施,纳米尺度的创新正在迅速可持续地改变这些。


五、利用纳米技术,城市最终会形成一个食品创新生态系统

纳米材料已被广泛用于食品包装中,通过在食品包装材料中添加一些纳米材料来提高包装材料的硬度、改善阻透性,提高杀菌性等。利用纳米材料的光学特性,纳米TiO2粉体可以有效的屏蔽紫外线,紫外线不仅能使肉类食品自动氧化而变色,而且还会破坏食品中的维生素和芳香化合物,从而降低食品的营养价值。用添加0.1%-0.5%的纳米TiO2制成的透明塑料包装材料包装食品,既可防止紫外线对食品的破坏作用,还可以使食品保持新鲜。

利用纳米技术,城市地区最终将会形成一个食品创新生态系统,对绿色空间、自然和环境产生积极影响。


六、纳米技术可帮助人类实时利用各种数据,实现智能生活

在持续的数字媒体革命中,数据成为城市环境中许多下一代技术的关键。纳米技术能使家庭、衣服甚至身体实时利用健康、能源、食品、运输、基础设施、水资源、教育、安全、通信和财务等相关数据。此外,文化和传统也将像环境一样受到保护,纳米技术可用来保护一些世界遗产和古代文物。

 

 
复朗施纳米科技

 

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