有什么是纳米技术(什么是纳米技术什么是纳米)

有什么是纳米技术(什么是纳米技术什么是纳米)

百科投稿极速百科2022-06-19 8:54:1836A+A-

其最终目的是直接利用原子或分子来构造具有特定功能的产品。纳米技术实际上是一种利用单个原子或分子制造物质的技术。第二个概念将纳米技术定义为微加工技术的极限。人为地形成纳米尺寸的结构“并将空间晶格中的空位、替位原子、间隙原子、相界、位错和晶界视为晶体材料中的缺陷,发展出一种晶界体积比大的材料”这是因为纳米材料具有一些明显不同于传统材料的特性。

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第:条什么是纳米技术?什么是纳米技术?通常用在哪些领域?什么是纳米技术?什么是纳米技术?什么是纳米技术?00-1010“纳米”是英文namometer的翻译,是计量单位。一纳米是一毫米的百万分之一,也就是一纳米,也就是十亿分之一米,大约是45个原子串在一起的长度。纳米结构通常是指尺寸小于100纳米的微小结构。1982年扫描隧道显微镜发明后,扫描隧道显微镜诞生了。从1纳米到100纳米的长度是分子世界的研究,其最终目的是通过原子或分子直接构建具有特定功能的产品。因此,纳米技术实际上是利用单个原子或分子制造物质的技术。

从目前为止的研究情况来看,关于纳米技术有三个概念。第一个是美国科学家德雷克斯勒博士1986年在他的书《创造的机器》中提出的分子纳米技术。根据这个概念,结合分子的机器就可以投入实际使用,这样就可以任意组合各种分子,制造出任何一种分子结构。这个概念的纳米技术并没有取得重大进展。第二个概念将纳米技术定义为微加工技术的极限。即通过纳米精度的“加工”人工形成纳米级结构的技术。这种纳米级的加工技术也使得半导体的小型化达到了极限。即使现有技术继续发展,理论上也终将达到极限。这是因为如果减小电路的线宽,电路的绝缘膜就会极薄,破坏绝缘效果。此外,还有发热、颤抖等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新的纳米技术。第三个概念是从生物学角度提出的。最初,生物在细胞和生物膜中具有纳米级结构。

1980年的一天,在澳大利亚广阔的沙漠中,一辆汽车正在高速行驶,司机是德国物理学家H?格莱特教授。他独自开着租来的车穿越澳大利亚沙漠。空虚、孤独、寂寞让他的思维特别活跃。他是一位长期从事晶体物理研究的科学家。此时此刻,一个思考已久的问题在他脑海中跳动:如何开发出具有不同寻常特性的新材料?

在长期的晶体材料研究中,人们把具有完整空间晶格结构的实体视为晶体,晶体是晶体材料的主体。空间晶格中的空位、替位原子、间隙原子、相界、位错和晶界被认为是晶体材料中的缺陷。这时他想,如果我们反方向思考问题,以“缺陷”为主体,开发出一种晶界体积比很大的材料,世界会是什么样子?格兰特教授在沙漠中的想法很快变成了现实。经过四年的不懈努力,他领导的研究小组终于在1984年研制出黑色金属粉末。实验表明,任何尺寸在纳米量级的金属颗粒都是黑色的。纳米尺寸的材料就是这样诞生的。

纳米材料自诞生以来,因其不同寻常的特性而引起了材料领域的广泛关注。这是因为纳米材料具有一些明显不同于传统材料的特性。比如纳米铁材料的断裂应力比普通铁材料高12倍;气体纳米材料的扩散速度比一般材料快几千倍。纳米铜的强度是普通铜的5倍,硬度随着粒径的减小而增加。纳米陶瓷材料具有可塑性或超塑性。

颜料效应这是纳米材料最重要和最有前途的用途之一,尤其是在汽车涂料工业中。由于纳米材料具有改变角度、增加汽车面漆亮度的特性,深受专家喜爱。

由于采用了一些纳米材料,该防护材料具有良好的透明性和优异的紫外线屏蔽效果。在产品和材料中添加少量的纳米材料(一般不超过2%的含量)会大大降低紫外线对这些产品和材料的伤害,使其更加耐用和透明。因此,它被广泛用于护肤品、负载材料、外部面漆、木材保护、天然和人造纤维和农用塑料薄膜。

使用纳米材料的精细陶瓷材料可以在低温低压下生产出致密的性能优异的陶瓷。因为这些纳米颗粒非常小,所以很容易压在一起。此外,这些颗粒陶瓷组成的新材料是一种极薄的透明涂层,喷涂在玻璃、塑料、金属、漆器甚至抛光大理石上,具有防污、防尘、防刮、耐磨、防火等功能。涂有这种陶瓷的塑料眼镜片质轻、耐磨、不易破碎。

纳米粒子表面积大,表面活性中心多,为催化剂提供了必要的条件。目前铂黑、银、氧化铝、氧化铁等纳米粉体可以直接作为氧化、还原、合成聚合物的催化剂,可以大大提高反应效率。使用纳米镍粉作为火箭固体燃料的反应催化剂,燃烧效率可提高100倍。例如,丙醛与硅载镍催化剂的氧化反应表明,镍的粒径在5nm以下,反应选择性急剧变化,醛的分解反应得到有效控制,醇生成的转化率急剧增加。

磁性纳米粒子是具有单一磁畴结构的粒子,其磁化过程完全是通过旋转磁化来进行的。即使没有被磁化,也是永磁体,所以可以作为永磁材料。磁性纳米粒子具有单一的

磁畴结构及矫顽力很高的特征,用它来做磁记录材料可以提高信噪比,改善图象质量。当磁性材料的粒径小于临界半径时,粒子就变得有顺磁性,称之为超顺磁性,这时磁相互作用弱。利用这种超强磁性可作磁流体,磁流体具有液体的流动性和磁体的磁性,它在工业废液处理方面有着广阔的应用前景。 传感材料 纳米粒子具有高比表面积、高活性、特殊的物理性质及超微小性等特征,是适合用作传感器材料的最有前途的材料。外界环境的改变会迅速引起纳料粒子表面或界面离子价态和电子运输的变化,利用其电阻的显著变化可做成传感器,其特点是响应速度快、灵敏度高、选择性优良。 材料的烧结 由于纳米粒子的小尺寸效应及活性大,不论高熔点材料还是复合材料的烧结,都比较容易。具有烧结温度低、烧结时间短,而且可得到烧结性能良好的烧结体。例如普通钨粉耐在3000℃的高温下烧结,而当掺入0?1%~0?5%的纳米镍粉时,烧结成形温度可降低到1200℃到1311℃。 医学与生物工程 纳米粒子与生物体有着密切的关系。如构成生命要素之一的核糖核酸蛋白质复合体。其粒度在15~20nm之间,生物体内的多种病毒也是纳米粒子。此外用纳米Si02微粒可进行细胞分离,用金的纳米粒子进行定位病变治疗,以减少副作用等。研究纳米生物学可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系,获取生命信息,特别是细胞内的各种信息,中利用纳米粒子研制成机器人,注入人体血管内,对人体进行全身健康检查,疏通脑血管中的血栓,清除心脏动脉脂肪沉积物。甚至还能吞噬病毒、杀死癌细胞等。?印刷油墨 根据纳米材料粒子大小不同,具有不同的颜色这一特点,可不依靠化学颜料而选择颗粒均匀、体积适当的粒子材料来制得各种颜色的油墨。 能源与环保 德国科学家正在设计用纳料材料制作一个高温燃烧器,通过电化学反应过程,不经燃烧就把天然气转化为电能。燃料的利用率要比一般电厂的效率提高20%至30%,而且大大减少了二氧化碳的排气量。 微器件 纳米材料,特别是纳米线,可以使芯片集成度提高,电子元件体积缩小,使半导体技术取得突破性进展,大大提高了计算机的容量和进行速度,对微器件制作起决定性的推动作用。纳米材料在使机器微型化及提高机器容量方面的应用前景被很多发达国家看好,有人认为它可能引发新一轮工业革命。 光电材料与光学材料 纳米材料由于其特殊的电子结构与光学性能作为非线性光学材料、特异吸光材料、军事航空中用的吸波隐身材料,以及包括太阳能电池在内的储能及能量转换材料等具有很高的应用价值。 增强材料 纳米结构的合金具有很高的延展性等,在航空航天工业与汽车工业中是一类很有应用前景的材料;纳米硅作为水泥的添加剂可大大提高其强度;纳米纤维作硫化橡胶的添加剂可增强橡胶并提高其回弹性,纳米管在作纤维增强材料方面也有潜在的应用前景。 纳米滤膜 采用纳米材料发展出分离仅在分子结构上有微小差别的多组分混合物,实现高能分离操全的纳米滤膜。其它还有将纳米材料用作火箭燃料推进剂、H2分离膜、颜料稳定剂及智能涂料、复合磁性材料等。纳料材料由于具有特异的光、电、磁、热、声、力、化学和生物学性能,广泛应用于宇航、国防工业、磁记录设备、计算机工程、环境保护、化工、医药、生物工程和核工业等领域。不仅在高科技领域有不可替代的作用,也为传统产业带来生机和活力。可以预言,纳米材料制备技术的不断开发及应用范围的拓展,必将对传统的化学工业和其它产业重大影响。

二、什么是纳米技术?通常运用在哪些领域?

纳米   "纳米"是英文nano的译名,是一种长度单位,原称毫微米,就是10的-9次方米(10亿分之一米),约相当于45个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。   从具体的物质说来,人们往往用细如发丝来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。假设一根头发的直径为毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度即约为1纳米。 编辑本段纳米技术   纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在至100纳米范围内材料的性质和应用。   1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以到100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。   纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。   从迄今为止的研究来看,关于纳米技术分为三种概念:   第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。   第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去,从理论上讲终将会达到限度,这是因为,如果把电路的线幅逐渐变小,将使构成电路的绝缘膜变得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。   第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 编辑本段纳米技术的内容   纳米技术包含下列四个主要方面:   1、纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。   这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。   如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。   过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。   为什么磁畴变成单磁畴,磁性要比原来提高1000倍呢?这是因为,磁畴中的单个原子排列的并不是很规则,而单原子中间是一个原子核,外则是电子绕其旋转的电子,这是形成磁性的原因。但是,变成单磁畴后,单个原子排列的很规则,对外显示了强大磁性。   这一特性,主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候,用于制造磁悬浮,可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。      ⒉纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。   理论上讲:可以使微电机和检测技术达到纳米数量级。   ⒊纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。   纳米生物学发展到一定技术时,可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞,并可以吸收癌细胞的生物医药,注入人体内,可以用于定向杀癌细胞。(上面是老钱加注)      ⒋纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的。 编辑本段纳米技术发展历程   1990年7月,在美国巴尔的摩召开了国际首届纳米科学技术会议;1996年,在中国召开了第四届纳米科技学术会议。 首届(1992年)纳米材料会议在墨西哥召开;1994年在德国斯图加特召开了第二届国际纳米材料学术会议;1996年在美国夏威夷召开第三届国际会议;1998年在瑞典斯德哥尔摩召开了第四届纳米材料   会议;2000年在日本仙台举行第五届国际纳米材料会议。   准确控制原子数量在100个以下的纳米结构物质,市场规模约5亿美元   生产纳米结构物质,50~200亿美元   大量制造复杂的纳米结构物质,100~1000亿   纳米计算机,2000~10000亿   验证出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置,60000亿 编辑本段纳米技术的研究和应用   当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料。   @纳米是一种几何尺寸的度量单位,1纳米=百万分之一毫米。   @纳米技术带动了技术革命。   @利用纳米技术制作的药物可以阻断毛细血管,“饿死”癌细胞。   @如果在卫星上用纳米集成器件,卫星将更小,更容易发射。   @纳米技术是多科学综合,有些目标需要长时间的努力才会实现。   纳米技术和信息科学技术、生命科学技术是当前的科学发展主流,它们的发展将使人类社会、生存环境和科学技术本身变得更美好。 编辑本段纳米技术潜在的突破   在1998年的四月,总统科学技术顾问,Neal Lane 博士评论到,如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响,我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技大挑战机构,资助进行跨学科研究和教育的队伍,包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括:   把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中,这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。由自小到大的方法制造材料和产品,即从一个原子、一个分子开始制造它们。 编辑本段突破的好处   这种方法将节约原材料和降低污染。生产出比钢强度大10倍,而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便,更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率,使今天的处理器已经显得十分慢了。运用基因和药物传送纳米级的mri对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官去除在水和空气中最细微的污染物,得到更清洁的环境和可以饮用的水。提高太阳能电池能量效率两倍。 编辑本段纳米科学技术(nanotechnology)   纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。

三、什么是纳米技术?

纳米技术纳米是长度单位,原称"毫微米",就是10-9(10亿分之一米)。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。从具体的物质说来,人们往往用细如发丝来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。 纳米技术包含下列四个主要方面: 第一方面是纳米材料,包括制备和表征。在纳米尺度下,物质中电子的放性(量子力学学性质)和原子的相互作用将受到尺度大小的影响,如能得到纳米尺度的结构,就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高,但不舱裂:无机的超微粒子灰分在加入橡胶后,将粘在聚合物分子的端点上,所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。第二方面是纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。第三方面是纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。第四方面是纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的 在1998年的四月,总统科学技术顾问,

四、什么是纳米技术?

"纳米"是英文nano的译名,是一种度量单位,1纳米为百万分之一毫微米,即1毫微米,也就是十亿分之一米,约相当于45个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。1981年扫描隧道显微镜发明后,便诞生了一门以到100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。   从迄今为止的研究善看,关于纳米技术分为三种概念:   第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。   第二种概念把纳米技术定位为徽加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去,从理论上讲终将会达到限度,这是因为,如果把电路的线幅逐渐变小,将使构成电路的绝缘膜变得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。   第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 纳米科学技术(nanotechnology):纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。 实现特有功能和智能作用的技术问题,发展纳米尺度的探测和操纵 。 思维方式的概念表明生产和科研的对象将向更小的尺寸、更深的层次发展,将从微米层次深入至纳米层次。 纳米技术未来的目标是按照需要,操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。 纳米科学与技术:也叫纳米技术,是研究结构在~100nm范围内材料的性质及其应用。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 纳米技术发展历程:1990年7月,在美国巴尔的摩召开了国际首届纳米科学技术会议;1996年,在中国召开了第四届纳米科技学术会议。 首届(1992年)纳米材料会议在墨西哥召开;1994年在德国斯图加特召开了第二届国际纳米材料学术会议;1996年在美国夏威夷召开第三届国际会议;1998年在瑞典斯德哥尔摩召开了第四届纳米材料 会议;2000年在日本仙台举行第五届国际纳米材料会议。 纳米技术发展历程: 准确控制原子数量在100个以下的纳米结构物质,市场规模约5亿美元 生产纳米结构物质,50~200亿美元 大量制造复杂的纳米结构物质,100~1000亿 纳米计算机,2000~10000亿 验证出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置,60000亿 纳米技术和信息科学技术、生命科学技术是当前的科学发展主流,它们的发展将使人类社会、生存环境和科学技术本身变得更美好。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料。 @纳米是一种几何尺寸的度量单位,1纳米=百万分之一毫米。 @纳米技术带动了技术革命。 @利用纳米技术制作的药物可以阻断毛细血管,“饿死”癌细胞。 @如果在卫星上用纳米集成器件,卫星将更小,更容易发射。 @纳米技术是多科学综合,有些目标需要长时间的努力才会实现。

五、什么是纳米技术?

纳米技术包含下列四个主要方面: 1、纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。 这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。 如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。 过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 为什么磁畴变成单磁畴,磁性要比原来提高1000倍呢?这是因为,磁畴中的单个原子排列的并不是很规则,而单原子中间是一个原子核,外则是电子绕其旋转的电子,这是形成磁性的原因。但是,变成单磁畴后,单个原子排列的很规则,对外显示了强大磁性。 这一特性,主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候,用于制造磁悬浮,可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。 ⒉、纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。 理论上讲:可以使微电机和检测技术达到纳米数量级。 3、纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。 纳米生物学发展到一定技术时,可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞,并可以吸收癌细胞的生物医药,注入人体内,可以用于定向杀癌细胞。(上面是老钱加注) 4、纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的。
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