纳米技术是怎么回事
物质小到纳米尺度时,它在电子学、光学、力学等方面可能表现出超越、乃至迥异于大尺度物质的特点。
纳米颗粒做为药物载体,具有高度靶向,药物控制释放,提高药物的溶解率和吸收率等优点。一些纳米材料也被证明本身即是高效的全新药物。
纳米材料由于有奇异的性能,在医药行业得到广泛应用。如根据量子点的荧光效应,磁性纳米材料的磁效应,纳米材料的吸附作用等,能够将检测的灵敏度大幅提高,有利于疾病的早发现。
纳米概念是一个完全不同于传统观念的科学概念。任何物质在颗粒大小进入到1纳米-100纳米的尺度范围时,其性质都会发生质的变化,这给我们用这种变化了的性质来构架新的功能性材料提供了无穷的机会。
纳米技术包括纳米结构技术和纳米材料技术两部分,纳米结构技术是纳米技术中的高技术,虽然突破连连,但还不能应用。但纳米材料技术,由于其应用的广泛性使其要求不高,任何带有功能性的物质都叫材料,而只要求功能是由纳米尺度的结构单元所带来的材料都是纳米材料。
所有的物质的纳米结构单元都有变化了的性质,任何新性质都可能构架新功能,也就可以制备新材料。所以,应该非常肯定地说,纳米材料的应用虽然不能代表纳米技术的主体应用水平,但现在却是已经刻意应用了。
很多专家由于专业上的问题混淆了代表纳米主体技术的纳米结构技术和纳米材料技术的应用,说是纳米材料还是实验室里的事,说什么应用还需要多少年。
其实,历史证明任何这样的预言都是失败的,非但纳米材料在广泛应用,纳米结构技术的应用也已经开始,美国《科学》杂志2001年度评选出的“十大科学突破”之一就是纳米计算电路的应用。我们应该以欢迎的心态去迎接新技术的到来,而不是排斥它。
纳米科技是在20世纪80年代末、90年代初才逐步发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域,它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。目前所有发达国家的政府和企业都在对纳米科技的研发进行大量的投入,试图抢占这一21世纪科技战略制高点。关注纳米科技的进展,尽快组织和部署我国纳米科技的发展规划,对于我国新世纪的发展影响深远。
纳米技术产生背景
什么是纳米技术?纳米是一种尺度的度量,是一米的10亿分之一,大致相当于一个头发丝的百万分之一。所谓纳米技术是人们在非微观和非宏观的一个纳米尺度的中间领域,是认识自然、改变生产方式、工作方式和生活方式的一种全新的技术,它是联系纳米科学和含有纳米技术产品平台的桥梁,它把人们的技术创新带到一个新的层次、新的空间,大大拓展了人们的创新领域。其实纳米材料早就在自然界存在,例如动物的牙齿、贝壳、鲨鱼皮、荷叶表面、珊瑚礁、陨石等都具有纳米结构,中国古代的颜料、墨、古铜镜的涂层都是纳米材料,然而,他们虽然用了纳米技术,制备了纳米材料,但并不知道纳米材料的重要性,是处于自发阶段,而真正按照自己意志人工合成纳米材料是在20世纪60年代以后。1963年日本科学家久保亮五第一次提出材料颗粒缩小到纳米尺度,性能发生突变。1967年日本科学家上田良二第一次用蒸发法人工制备了纳米尺度的金属颗粒,当时日本科学家把纳米尺度的颗粒均称为超微粒子。真正把纳米作为材料的命名,是德国科学家格莱特教授在1984年第一次制备了尺度由5纳米的晶粒组成的固体,他称之为纳米尺度材料。第一次提出纳米技术的概念是美国科幻小说家伊瑞克?揣克斯勒在1986年提出来的,1990在巴尔基摹正式出版了纳米技术杂志。
纳米材料是纳米技术中最为活跃的重要组成部分,它与纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米摩擦学、纳米测量学、纳米化学和纳米物理学共同构成了纳米科学技术的内涵。纳米技术内涵包含各个领域,就纳米材料学而言,它包括纳米材料的制备技术以及纳米材料向各个高科技和所有传统工业领域渗透应用的技术,特别值得注意的是纳米材料不仅是尺度的概念,更重要的是在这个尺度上出现了在微观、宏观不具备的特性,人们利用这些新的特性可以人工合成自然界不存在的或者自然界存在但人类还没有模仿出来的新材料,并采用全新的纳米技术把这些材料应用于各个领域,促进社会经济发展,提高国防实力和人们的生活质量,这就是为什么各国政府对发展纳米技术予以足够重视的原因。对我国这样一个发展中国家,这是一个千载难逢的机会,近500年历史我们有两次丧失国家快速发展的教训,我国的这次机遇再也不能错过。美国耶鲁大学中国现代史教授乔纳森.斯彭斯在2000年1月《新闻周刊》上发表文章,在分析21世纪中国时曾提到,中国在21世纪魔术般的成为超级先进国家,纳米技术是可选择的重要途径。令人振奋的是,我国在纳米材料和纳米技术领域的技术水平上目前并不落后于发达国家,在一些方面上已处于领先水平。机遇难得,我国政府高瞻远瞩,亦对纳米技术高度重视,这将成为我国科教兴国战略的一个重大决策。
国外现状
2000年3月,美国政府向全世界公布了纳米技术的启动计划,在这个由美国26名科学家工作半年完成的几万字的报告中,明显地陈述了一个观点,这就是纳米技术将引发21世纪新的工业革命。德国科研技术部在发展纳米技术的报告中也提到,纳米技术是21世纪的主导技术之一。著名的诺贝尔奖获得者罗雷尔教授说,如果说70年代重视微米技术的国家现在已成为发达国家,那么从现在开始重视纳米技术的国家,有可能成为21世纪的先进国家。IBM公司前首席科学家埃马窗说,70年代微米技术引发了新的信息革命,纳米技术很可能成为新信息革命的核心。美国政府和国会的重要文件中,多次把信息技术、生物技术和纳米技术并列称之为21世纪工业革命的主导技术。主导技术的内涵是指它向各个领域渗透的、与各种技术交叉融合的以及对新兴产业示范带动的极强能力。在20世纪末,计算机和信息高速公路的技术向各个领域渗透,对人们的生产方式、工作方式和生活方式产生了深远的影响,堪称为世纪之交新技术的主导。1998年3月,美国总统科技助理Neal Lane在回答国会提问时曾经说,纳米技术对各个领域的影响很可能超过计算机,成为21世纪的主导技术之一。事实证明,纳米技术向信息、生物医药、能源和环境、航空航天、海洋和先进制造技术等高科技领域渗透已崭露头角,纳米技术向国防领域的全方位渗透已初见成效,纳米技术向传统产业的交叉融合已显示出巨大的潜力。纳米技术在传统产业的改造提升,增加高科技含量,提高产品的竞争力方面,正在发挥巨大的作用。纳米技术注入到传统产业,增强了传统产来业的活力,前途方兴未艾。
美国 2004财政年度的纳米技术研发预算近8.5亿美元,比上一年增加10%;布什总统2003年12月3日签署了《21世纪纳米技术研究开发法案》,批准从2005年财政年度开始的4年中投入约37亿美元。
法国 从2003年开始实施国家纳米科技投资3年计划:2003至2005年投入5000万欧元用于纳米科学基础研究;建立5个纳米技术研究中心和“国家微米和纳米研究网络”项目;法国近10年来最大的工业投资项目 - 法国电子纳米技术中心 “联盟-克洛尔2” 于2003年2月27日正式启动。
欧盟 2002年至2006年为纳米技术研究拨款13亿欧元。
英国 今后6年内拨款9000万英镑,支持企业和大学商用纳米技术开发,并期望借此吸引2亿英镑的额外投资。
德国 联邦教研部批准对纳米技术能力中心投资,以建立更强大的跨学科合作网络,在促进纳米领域内跨学科研究方面发挥催化器作用。
韩国 在2007年前投资1000亿韩元建立新的“纳米技术研究中心”,实现大学与企业的密切合作,将目前科研机构和企业各自独立开展的纳米项目、纳米研究设施整合在一起,并计划在2010年前在纳米领域投资2.04兆韩元。
我国纳米发展现状
我国制定的改革开放和可持续发展战略,已实现了我国经济的腾飞,使我国国内生产总值仅次于美国、日本、德国、法国、英国,位居世界第六位,这对一个基础薄弱的发展中国家是难能可贵的。在21世纪前20年这个挑战和机遇并存的年代里,如果我们能够审时度势,抓住机遇,在若干领域实现跨跃式发展,对我国十分重要。当前以纳米技术、信息技术和生物技术为核心的新的工业革命悄然兴起,各国几乎站在同一起跑线上,在这技术更新转折的关键时期,为我国若干领域实现跨跃式发展提供了极好的机遇,我们再也不能坐失良机。
我国是发展中国家,改革开放以后,国民经济保持了持续、快速发展,引起世界瞩目。但是,我们国家基础薄弱,主要依靠传统产业,高科技产业近年来虽然发展很快,但对我国GDP的贡献比例还很小,与发达国家相比还有很大的差距。我国的国情决定了我国发展纳米技术的总体思路与美国、日本和欧洲不同,要有中国自己的特点,要走出符合我国情况的新路子,发展纳米科技,这就是以纳米技术为契机,解决当前国民经济发展和支撑产业中亟待解决的问题。纳米技术首先向传统产业切入,调整产品结构,注入高科技含量,为实现我国传统产业升级,促进GDP的增长做出贡献。同时寻找机遇,向高科技产业渗透,特别重视在环境、能源、医药和国防领域应用纳米技术,培育新兴纳米产业,逐步形成产业链,使这些产业的起点就定位在21世纪该领域的技术制高点上,为实现我国上述领域跨跃式发展奠定基础。信息、宇航、生物技术和新材料方面,目前应用纳米技术水平与发达国家有一定的差距,但也存在局部机遇,只要选取准切入点,在某些方面形成具有自主知识产权的新的产品平台,进而发展成纳米高科技产业是完全有可能的。
根据国际纳米材料和技术总的发展趋势,结合我国国情和未来五到十年我国经济快速发展的需要,选择对于社会发展、国力增强起重要作用的纳米材料和技术,全方位向传统产业和高技术产业渗透,形成具有自主知识产权的新兴纳米产业链,增强产品的国际竞争能力,为实现我国第三步战略目标贡献力量。在若干个重点领域发展纳米材料和技术,形成纳米产业。特种纳米材料的产业化,如纳米碳管、高效含能纳米材料、纳米稀土材料、高亮度纳米荧光材料和重要的金属纳米材料;信息产业中的关键纳米材料,如网络通讯(光通讯和微波通讯)中的纳米技术,高清晰度、高分辨数字显示技术中的纳米技术;合理利用能源和开发能源中的关键纳米材料和技术;优化资源环境中的关键纳米材料和技术;生物、医药产业中的纳米材料和技术等。
我国发展纳米材料和技术要坚持以市场为导向,注意纳米技术和现有高科技和传统技术相结合。从事纳米研究和开发的科技人员要和其他专业人员相结合,也要与企业家相结合;企业家是纳米科技成果产业化的主力,科技人员起先导的作用;要选准目标、切入点和突破口,缩短纳米科技成果转化的周期;要注意知识产权的保护,鼓励申请发明专利,特别重视申请国外的发明专利;建议各级政府设立纳米科技研究的快速反应基金和纳米产业发展的风险投资基金。
我国对纳米科技的重要性已有较高的认识,并给予了一定的支持。国家科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等部门从“八五” “九五”开始就设立了攀登计划项目和相关的重点、重大项目,去年科技部又启动了有关纳米材料的国家重点基础研究项目。我国通过这些项目对纳米科技领域资助的总经费大约相当于700万美元,与发达国家相比,投入经费相差很大。
据不完全统计,从1991年到2000年的十年中,共资助9200多万元,在纳米材料的合成与制备、性能与表征、测试新技术和理论、系统组装和器件以及微机电系统等方面取得了一批基础研究成果。
进入“十五”计划之后,纳米科技呈现出快速发展的势头,基金委按照国家纳米科技发展纲要的要求,进一步加大投入,在2001到2003三年内投入了1.96亿元,资助了800个项目。下面的示意图是13年来自然科学基金支持纳米科技项目的经费数量和项目数量的初步统计情况,实际资助的数量还要高于这个统计数字。
资助纳米项目数[点击放大] 资助纳米经费数[点击放大]
其中863计划中涉及的纳米科技项目投资
(1)专项布局:
国家拨款:2亿元 已安排:102个课题,国拨1.52亿元
第一批:63个课题 国拨 1.09亿元 自 筹 3.78亿元
第二批:39个课题 国拨 0.43亿元 自 筹 1.59亿元
(2)攻关项目布局
国家拨款:9200万元 前三年安排:19个课题
国拨5200万元,地方政府配套和自筹 29500万元
人员投入600余人/年
我国的纳米科技研究,特别是在纳米材料方面取得重要的进展,并引起了国际上的关注。1995年,德国科技部对各国在纳米技术方面的相对领先程度的分析中,我国在纳米材料方面与法国同列第五等级,前四个等级为 日本、德国、美国、英国和北欧。从受资助项目来看,我国的研究力量主要集中在纳米材料的合成和制备,扫描探针显微学,分子电子学以及极少数纳米技术的应用等方面。但由于条件所限,研究工作只能集中在硬件条件要求不太高的一些领域。虽然我国科学家在纳米碳管、纳米材料的若干领域已取得一些很出色的研究成果,但国家在纳米科技领域的总体水平与美、日、欧相比,差距还是很大的,尤其是在纳米器件方面差距更为明显。
目前,我国拥有一支比较精干的纳米科技研究队伍,他们主要集中在中国科学院的有关研究所,北京大学、清华大学、中国科技大学、南京大学、复旦大学等国内一批知名高校。为集中本系统内的纳米研究的主要力量,北京大学和中国科学院还相继成立了各自的纳米科技研究中心。
2000年10月11日,中国共产党中央十五届五中全会通过《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议》,明确提出了将新材料和纳米科学的进展作为“十五”规划中科技进步和创新的重要任务。这为我国21世纪初纳米科技的快速发展奠定了重要的基础。
发展我国纳米科技的重要意义在于:首先,纳米科技将在21世纪对我们的社会、经济以及国家安全产生重大影响。具有知识经济时代特征的21世纪,将是生命科技和信息科技高速发展和广泛应用的时代。而纳米科学和技术将促进包括生命科技、信息科技在内的几乎所有技术的飞速发展。西方发达国家对此正在积极筹划,以期达到知识垄断。目前西方的国家和企业已将纳米核心技术列为绝对的国家机密和商业机密,严格限制对我国的出口。其次,发展纳米科技将极大提高我国的科技竞争力。纳米科技兴起于20世纪80年代初,对于世界各国来说,都属全新的科技领域,尽管我国与发达国家尚有不小差距,但我们在纳米材料领域基本与国际先进水平保持同步,只要措施得当,我们完全有可能赶上发达国家的步伐。第三,纳米科技将促进我国传统产业的改造。由于现实的纳米科技,尤其是纳米材料在改造传统产业方面所表现的投入少、见效快、市场前景广阔等特点,在以传统产业为主的我国企业内比较容易推广。因此,纳米科技的应用已得到我国企业界的广泛响应,这为纳米科技在中国发展奠定了重要的动力基础。目前,我国涉及纳米科技的企业已有102家。为增强我国的国际科技竞争力和经济竞争力,促进第三步发展战略的顺利实施,保障我国未来的可持续发展和国家安全,必须大力加强纳米科技的研发工作,动员多学科、跨部门和跨行业的力量参加到这一领域中来。
我国纳米科技存在的主要的问题主要表现在多学科交叉融合程度不够、缺乏重要的实验设施、基础研究薄弱、信息交流少。为克服和解决这些问题,使我国能够抓住机遇,迎头赶上,特建议:
(1) 应在国家层次上确定我国纳米科技的发展战略,制订我国的纳米科技发展的近期、中长期规划;兼顾基础研究、应用研究和开发研究的协调发展,推动科技成果产业化,协助有关部门尽快制定与纳米科技相关的产品技术标准。
(2) 成立国家级的“纳米科技专家咨询小组”。协助政府做好我国纳米科技战略的制订和研究开发工作。
(3) 成立国家纳米科技研究和工程中心,集中投人能够为纳米科技的发展提供服务的技术平台,并组织协调科研机构、大学、国家实验室、产业界的共同参与。
(4) 坚持“有所为,有所不为”的方针,发挥优势,突出特色。要加强研究基地的建设,改善基础设施条件,增加科技专项的投入,同时要十分重视知识产权的保护。目前我国的纳米研究应主要集中在创造和制备优异性能的纳米材料,设计制备各种纳米器件和装置,探测和分析纳米区域的性质和现象等领域。纳米材料是纳米科技的基础,我国已有相当的基础。这方面的布局应更注重与产业化的结合,尤其是与传统产业结合,积极吸纳企业的参与和投入;纳米器件的研究水平和应用程度标志着一个国家纳米科技的总体水平,对信息产业及社会、经济、国防的关联度最大,需要的投入也最大。而我国在这方面投入最少、基础薄弱,应积极组织力量,以明确的应用目的为目标,但在近20年内还是以基础研究和应用基础研究为主;纳米领域性质的探测、表征是纳米材料和纳米器件研究与发展的实验基础和必要条件,应在重视基础和应用研究的同时,兼顾与产业化的结合。
(5) 加强信息网络平台建设,促进国内外纳米科技的信息交流。
(6) 以国家纳米研究和工程中心为载体,建立培养和吸引纳米科技人才。
纳米技术的应用
著名的诺贝尔奖获得者Feyneman在60年代就预言,如果对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,物体就能得到大量的异乎寻常的特性。他所说的材料就是现在的纳米材料。纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点,纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域。 纳米材料从根本上改变了材料的结构,为克服材料科学研究领域中长期未能解决的问题开辟了新途径。其应用主要体现在以下七方面:
在陶瓷领域的应用
随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,希望以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。许多专家认为,如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题,则它将具有高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等优点。
在微电子学上的应用
纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段,按照全新的理念来构造电子系统,并开发物质潜在的储存和处理信息的能力,实现信息采集和处理能力的革命性突破,纳米电子学将成为下世纪信息时代的核心。
在生物工程上的应用
虽然分子计算机目前只是处于理想阶段,但科学家已经考虑应用几种生物分子制造计算机的组件,其中细菌视紫红质最具前景。该生物材料具有特异的热、光、化学物理特性和很好的稳定性,并且,其奇特的光学循环特性可用于储存信息,从而起到代替当今计算机信息处理和信息存储的作用,它将使单位体积物质的储存和信息处理能力提高上百万倍。 在光电领域的应用纳米技术的发展,使微电子和光电子的结合更加紧密,在光电信息传输、存贮、处理、运算和显示等方面,使光电器件的性能大大提高。将纳米技术用于现有雷达信息处理上,可使其能力提高10倍至几百倍,甚至可以将超高分辨率纳米孔径雷达放到卫星上进行高精度的对地侦察。最近,麻省理工学院的研究人员把被激发的钡原子一个一个地送入激光器中,每个原子发射一个有用的光子,其效率之高,令人惊讶。 在化工领域的应用将纳米TiO2粉体按一定比例加入到化妆品中,则可以有效地遮蔽紫外线。将金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中,可以大大降低静电作用。利用纳米微粒构成的海绵体状的轻烧结体,可用于气体同位素、混合稀有气体及有机化合物等的分离和浓缩。纳米微粒还可用作导电涂料,用作印刷油墨,制作固体润滑剂等。 研究人员还发现,可以利用纳米碳管其独特的孔状结构,大的比表面(每克纳米碳管的表面积高达几百平方米)、较高的机械强度做成纳米反应器,该反应器能够使化学反应局限于一个很小的范围内进行。
在医学上的应用
科研人员已经成功利用纳米微粒进行了细胞分离,用金的纳米粒子进行定位病变治疗,以减少副作用等。另外,利用纳米颗粒作为载体的病毒诱导物已经取得了突破性进展,现在已用于临床动物实验,估计不久的将来即可服务于人类。 研究纳米技术在生命医学上的应用,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。科学家们设想利用纳米技术制造出分子机器人,在血液中循环,对身体各部位进行检测、诊断,并实施特殊治疗。
在分子组装方面的应用
如何合成具有特定尺寸,并且粒度均匀分布无团聚的纳米材料,一直是科研工作者努力解决的问题。目前,纳米技术深入到了对单原子的操纵,通过利用软化学与主客体模板化学,超分子化学相结合的技术,正在成为组装与剪裁,实现分子手术的主要手段。 纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术,其重要性毋庸质疑,许多发达国家都投入了大量资金进行研究,正如钱学森院士所预言的那样:"纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点,会是一次技术革命,从而将是21世纪的又一次产业革命。"
一段时期以来,纳米技术频频在媒体中出现,有关纳米技术、纳米材料以及应用纳米技术制造的产品的优越性也广为宣传。那么,什么是纳米技术呢?本文介绍这方面的知识,供初学者参考。
. 纳米,是一种长度单位,符号为nm。1纳米=1毫微米=10米(既十亿分之一米),约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度即约为1纳米。
. 1、纳米技术的含义
. 所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。
. 纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。
. 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。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。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。
. 2、纳米电子器件的特点
. 以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件:
. 工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。功耗低,纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。
纳米是一个微小的长度单位,1纳米等于10亿分之一米。根头发丝有7万到8万纳米。纳米技术这个词汇出现在1974年。纳米科学、纳米技术是在0。10到 100纳米尺度的空间内研究电子、原子和分子运动规律及特性。纳米材料是纳米技术的重要的组成部分,也是国际上竞争的热点和难点。碳纳米管自从1991年被发现以来,就一直被誉为未来的材料。碳纳米管在强度上大约比钢强100倍,其传热性能优于所有已知的其它材料。碳纳米管具有良好的导电性,在常温下导电时,几乎不产生电阻。纳米陶瓷材料在1600摄氏度高温下能像橡皮泥那样柔软,在室温下也能自由弯曲。从1998年世界上第一只纳米晶体管制成,到 1999年100纳米芯片问世,使20世纪最后10年世界上出现的“纳米热”进一步升温。
我国在纳米技术领域占有一度之地,处于国际先进行列。已成功制备出包括金属、合金、氧经化物、氢化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料,合成出多种同轴纳米电缆,掌握了制备纯净碳纳米管技术,能大批量制备长度为2至3毫米的超长纳米管。合成的最细的碳纳米管的直径只有0。33纳米,这不但打破了我国科学家自已不久前创造的直径只为0。5纳米的世界纪录,而且突破了日本科学家1992年所提出的0。4纳米的理论极限值。《稻草变黄金 ——从四氯化碳制成金刚石》的文章高度评价。最近又研制成功新型纳米材料——超双疏性界面材料。这种材料具有超疏水性及超疏油性,制成纺织品,不染油污,不用洗染。
纳米技术应用前景十分广阔,经济效益十分巨大,美国权威机构预测,2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元,纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性,纳米功能涂层材料的设计和应用,将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出,纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个,建立了10 多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服装已批量生产,象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳米技术的新型油漆,不仅耐洗刷性提高了十几倍,而且无毒无害无异味。一张纳米光盘上能存几百部,上千部电影,而一张普通光盘只能存两部电影。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。
纳米技术(纳米科技nanotechnology)
纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。
从迄今为止的研究状况看,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。现有技术即便发展下去,从理论上讲终将会达到限度。这是因为,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,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。
所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。
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。
纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。
虽然距离应用阶段还有较长的距离要走,但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景,美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视,纷纷制定研究计划,进行相关研究
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一个好的起跑是很多技术完美的发挥与结合。你必须让所有的环节都保持一致。2、加速阶段 这是博尔特试图增加动量和力量的阶段。有些运动员这一阶段长达30-40米,而另外一些运动员则将它缩减到20-25米,这主要取决于起跑的好坏。如果一名运动员的起跑出现了问题,那么他肯定希望能尽快达到最快速度,这很...
100米怎么练
1、简单技术训练 100米训练要掌握循序渐进、由简到繁的训练原则,做些小步跑、高抬腿、后蹬跑、专门跑的基础技术训练,做摆腿和踢腿、协调性和灵活性训练,掌握快速放松摆臂练习(大小臂小于90度左右,不能摆过中轴线,高不能超过下颌,以肩关节为轴)。2、速度练习 可通过站立式或蹲踞式起跑30米、...
蒙太奇手法是什么意思
那它是怎么产生的呢? 在电影刚刚出现的时候,胶片复制技术还不发达。那会卢米埃尔兄弟的电影就是从开机一直拍,到关机就是一部电影。所以为了表达清楚故事,基本就是只会用一个景别:全景(展示人物的全身)来讲述故事。那会儿的电影为了表达清楚人物的情绪就得加入夸张的肢体动作,才能让大家看明白。 历史上真正使用不...
田径男子200米的技巧是什么?
四、 最后100米技术。这个阶段,放松是最为重要和关键的!放松的意义在于不是脚拼命地去磴地,而是把注意力更多地放在保持好的跑动的技术动作上。特别是在最后50米,这时候继续加速是不可能的了,如果还想拼命的跑或做出其它错误的用力动作来,那就会造成肌肉的紧张,速度下降的更快!所以这时候最关键...
纳米技术研究的范围是多少米到多少 米
1纳米=10的负9次方米 所谓“纳米科技”,就是在0.1~100纳米的尺度上,研究和利用原子、分子的结构、特征及相互作用的高新科学技术。
云南久米网络技术有限公司是传销吗
不是。根据查询爱企查得知,云南久米网络技术有限公司是一家以从事软件和信息技术服务业为主的企业,经营范围包括软件开发、人工智能应用软件开发、网络与信息安全软件开发、人工智能理论与算法软件开发、智能控制系统集成、信息系统集成服务、物联网技术服务、信息系统运行维护服务、数据处理和存储支持服务、...
聂标阿托: 纳米技术(纳米科技nanotechnology) 纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术. 从迄今为止的研究状况看,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...
孝义市15986617771: 纳米技术是怎么回事 - ?
聂标阿托: 纳米概念是一个完全不同于传统观念的科学概念.任何物质在颗粒大小进入到1纳米-100纳米的尺度范围时,其性质都会发生质的变化,这给我们用这种变化了的性质来构架新的功能性材料提供了无穷的机会. 纳米技术包括纳米结构技术和纳米材料技术两部分,纳米结构技术是纳米技术中的高技术,虽然突破连连,但还不能应用.但纳米材料技术,由于其应用的广泛性使其要求不高,任何带有功能性的物质都叫材料,而只要求功能是由纳米尺度的结构单元所带来的材料都是纳米材料. 所有的物质的纳米结构单元都有变化了的性质,任何新性质都可能构架新功能,也就可以制备新材料.所以,应该非常肯定地说,纳米材料的应用虽然不能代表纳米技术的主体应用水平,但现在却是已经刻意应用了.
孝义市15986617771: 纳米技术是什么? - ?
聂标阿托: 所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术.科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术.
孝义市15986617771: 什么是纳米技术??
聂标阿托: 纳米技术是用单个原子、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.
孝义市15986617771: 什么是纳米技术? - ?
聂标阿托: 所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术.科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用...
孝义市15986617771: 纳米技术是什么 - ?
聂标阿托: 纳米技术(nanotechnology),也称毫微技术,是研究结构尺寸在0.1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0.1到100纳米长度为研究分子世 利用纳米技术将氙原子排成IBM 界,它的最终目标是直接...
孝义市15986617771: 什么是纳米技术 - ?
聂标阿托: 硅单晶原子纳米扫描隧道显微镜影象纳米(符号为nm)是长度单位,原称毫微米,就是10^-9米(10亿分之一米),即10^-6毫米(100万分之一毫米). 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0.1—...
孝义市15986617771: 什么是纳米技术?
聂标阿托: 纳米技术(nanotechnology)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.
孝义市15986617771: 什么是纳米技术?
聂标阿托: 楼主你好 纳米技术(nanotechnology)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. 好处我用自己的话总结说:将来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.纳米技术是以原子为处理单位,所以操作难度系数最高,所造的物体也体积最小,你可以想象一个笔记本电脑的大小只有一款手表的大小时候,就体现纳米技术的科技含量了.
孝义市15986617771: 纳米技术是什么??
聂标阿托: 纳米技术是用单个原子、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.