纳米技术源于怎样的一个机理?

“纳米”对于我们来说应该不陌生,我们已经学习过它。它其实就是一种几何尺寸的计量单位,就好像厘米、分米和米一样,1纳米等于十亿分之一米,它的长度相当于四五十个原子排到一起,还不到头发丝粗细的十万分之一。作个形象的比喻,如果把一个纳米的物体放到乒兵球上,那就相当于一个乒乓球放在地球上。随着1982年STM(扫描隧道显微镜)出现后,就诞生了一门以0.1至100纳米长度为研究对象、在这一水平上对物质和材料进行研究和处理的技术,这门技术就是纳米技术。21世纪是一个科技不断前进的时代,21世纪也将是一个决战纳米技术的时代。

中国的科学家在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能——室温下的超塑性:纳米铜“能屈能伸”达50多倍而“不折不挠”,因此在各国同行中脱颖而出。随着21世纪的来临,一场悄然无声的“战争”早就在纳米领域拉开序幕。

自从扫描隧道显微镜发明后,世界上就出现了一门以0.1~100纳米这样的尺为研究对象的前沿学科,这就是纳米科技。纳米科技以它空前绝后的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界,这项科技的最终目标是直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。

其实从90年代初起,纳米技术就已经得到迅速的发展,新名词、新概念不断的出现,比如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学等等一些字眼。那时有科学家预言纳米时代的马上就要来临,而且它未来的应用将远远超过计算机工业,并且还将会成为未来信息时代的核心。就好像中国著名科学家钱学森所说的那样,纳米将会带来一次技术革命,从而引发21世纪又一次产业革命。

纳米技术源于这样一个机理:当材料被加工到纳米一级的技术状态时,这种材料的物理性能和化学性质就会发生出人意料的变化,主要表现在强度、韧度、比热、导电率、扩散率、磁化率以及对电磁吸收性发生巨大变化等等。利用纳米技术制造出各种各样具有“特异功能”的新材料,将这种新型材料添加到产品中,可以让产品表现出意想不到的新性能。科学家将一幅若干年后的蓝图展现在我们面前:纳米电子学将使量子元件代替微电子器件,巨型计算机也可以装入口袋里;通过纳米技术,平时易碎的陶瓷也可以变成韧性的,成为一种重要材料;庞大的机器或机器人都将会变成1微米以下;纳米技术还与药物的传输提供新的方式和途径,对基因进行定点等等。

以微电子技术为代表的微米科技,不仅是曾经现在也正在对世界产生深远的影响。比微米更深入微观世界的纳米将会带领人们进一步掌握物质的规律,掌握改造微观世界的武器。?现在纳米技术广泛应用于光学、医药、半导体、信息通讯等方面,而仅这几方面下来一年的营业额就达到500亿美元。有预测说,到了2010年,纳米的市场容量将达14400亿美元。知微见著的纳米科技将颠覆现在的产业结构,其中孕育着巨大的商机。

因为纳米技术的出现,从大西洋到太平洋,从日本到欧洲,一些国家纷纷的开始制定相关的战略和计划,都在准备着投巨资抢占纳米技术战略高地。比如日本设立纳米材料研究中心,还把纳米技术列入新5年科技基本计划的研究开发重点;德国把纳米技术列为21世纪科研创新的战略领域,设立了19家研究机构专门研究纳米技术;美国更是把将纳米计划看作是下一次工业革命的核心,仅在资金方面,美国政府部门在纳米科技研究方面的投资,就将从1997年的1亿多美元增加到2001年的近5亿美元,试图像微电子那样在这一领域独占老大地位。“纳米热”一下子遍及全球。

当然我们中国对纳米技术也是相当重视的。钱学森很早就指出:“我认为纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科学发展的重点,这将会是一次技术革命,也将会是21世纪又一次产业革命。”纳米技术列入中国863计划,并且取得了突破性的成果,从在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体,到合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管;从组装出世界上最细且性能最好的扫描隧道显微镜用探针到制备世界上最小的直径只有0.5纳米的碳纳米管;从合成高质量的储氢碳纳米材料到得到点直径为1.3纳米的超高密度信息存储材料……中国在这一最活跃的前沿科学领域里取得了一系列令世界都瞩目的成绩,从而也奠定了中国在这一领域的世界领先地位。

为了进一步提高在纳米领域的竞争力,中国科学院在知识创新试点工程中将纳米材料的研究和开发列入首批20个重大项目之一,并且投入了2000多万元予以强力的支持,纳米研究的专门机构中国科学院纳米科技研究与发展中心也在筹建之中。同时作为国家科技主管部门,科技部去年就启动了有关纳米材料的国家重点基础研究项目。

迄今为止,中国已经建立了10多条纳米材料和技术的生产线,像纳米复合塑料、橡胶和纤维的改性、纳米功能涂层材料的设计和应用、纳米材料在能源和环保等方面的应用开早已在中国兴起。用纳米材料和纳米技术注册的公司达到近100个,企业家对纳米材料和技术的关注,为纳米技术产业的形成注入了新的活力。

当然在纳米热中也有冷思考。中科院副院长白春礼就说:“虽然中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,但中国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。”所以面对未来,中国科学家充满使命感和紧迫感。国家重点基础研究纳米说:“纳米材料的应用和开发,提供了一个千载难逢的大好时机,机不可失,时不再来,我们必须紧紧抓住这次机遇。”。而对这场世界性的跨世纪角逐,中国科学家发出呼吁,我们不能再像复习子技术那样落后于他国,我们应该在国家层次上确定纳米科技发展战略,制定中国的纳米科技发展计划。坚持“有所为,有所不为”的原则,突出重点,强化支持,并兼顾基础研究、应用研究和开发研究的协调发展。

我们对于纳米的认识还远远不够,但是科学家们坚信,随着对纳米科技的进一步认识,人类的生活将发生深刻的变化。科学家们坚信:纳米的未来不是梦。

21世纪被称为是“光的时代”、“高度信息化时代”和“生物工程时代”,但是无论是哪一个,它的技术的关键都是量子效果。所以纳米技术有可能引起计算机革命、光革命甚至生物工程革命,它的影响力将不亚于电力代替蒸汽的革命。21世纪,一个纳米决战的时代。



纳米”对于我们来说应该不陌生,我们已经学习过它。它其实就是一种几何尺寸的计量单位,就好像厘米、分米和米一样,1纳米等于十亿分之一米,它的长度相当于四五十个原子排到一起,还不到头发丝粗细的十万分之一。作个形象的比喻,如果把一个纳米的物体放到乒兵球上,那就相当于一个乒乓球放在地球上。随着1982年STM(扫描隧道显微镜)出现后,就诞生了一门以0.1至100纳米长度为研究对象、在这一水平上对物质和材料进行研究和处理的技术,这门技术就是纳米技术。21世纪是一个科技不断前进的时代,21世纪也将是一个决战纳米技术的时代。

中国的科学家在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能——室温下的超塑性:纳米铜“能屈能伸”达50多倍而“不折不挠”,因此在各国同行中脱颖而出。随着21世纪的来临,一场悄然无声的“战争”早就在纳米领域拉开序幕。

自从扫描隧道显微镜发明后,世界上就出现了一门以0.1~100纳米这样的尺为研究对象的前沿学科,这就是纳米科技。纳米科技以它空前绝后的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界,这项科技的最终目标是直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。

其实从90年代初起,纳米技术就已经得到迅速的发展,新名词、新概念不断的出现,比如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学等等一些字眼。那时有科学家预言纳米时代的马上就要来临,而且它未来的应用将远远超过计算机工业,并且还将会成为未来信息时代的核心。就好像中国著名科学家钱学森所说的那样,纳米将会带来一次技术革命,从而引发21世纪又一次产业革命。

纳米技术源于这样一个机理:当材料被加工到纳米一级的技术状态时,这种材料的物理性能和化学性质就会发生出人意料的变化,主要表现在强度、韧度、比热、导电率、扩散率、磁化率以及对电磁吸收性发生巨大变化等等。利用纳米技术制造出各种各样具有“特异功能”的新材料,将这种新型材料添加到产品中,可以让产品表现出意想不到的新性能。科学家将一幅若干年后的蓝图展现在我们面前:纳米电子学将使量子元件代替微电子器件,巨型计算机也可以装入口袋里;通过纳米技术,平时易碎的陶瓷也可以变成韧性的,成为一种重要材料;庞大的机器或机器人都将会变成1微米以下;纳米技术还与药物的传输提供新的方式和途径,对基因进行定点等等。

以微电子技术为代表的微米科技,不仅是曾经现在也正在对世界产生深远的影响。比微米更深入微观世界的纳米将会带领人们进一步掌握物质的规律,掌握改造微观世界的武器。?现在纳米技术广泛应用于光学、医药、半导体、信息通讯等方面,而仅这几方面下来一年的营业额就达到500亿美元。有预测说,到了2010年,纳米的市场容量将达14400亿美元。知微见著的纳米科技将颠覆现在的产业结构,其中孕育着巨大的商机。

因为纳米技术的出现,从大西洋到太平洋,从日本到欧洲,一些国家纷纷的开始制定相关的战略和计划,都在准备着投巨资抢占纳米技术战略高地。比如日本设立纳米材料研究中心,还把纳米技术列入新5年科技基本计划的研究开发重点;德国把纳米技术列为21世纪科研创新的战略领域,设立了19家研究机构专门研究纳米技术;美国更是把将纳米计划看作是下一次工业革命的核心,仅在资金方面,美国政府部门在纳米科技研究方面的投资,就将从1997年的1亿多美元增加到2001年的近5亿美元,试图像微电子那样在这一领域独占老大地位。“纳米热”一下子遍及全球。

当然我们中国对纳米技术也是相当重视的。钱学森很早就指出:“我认为纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科学发展的重点,这将会是一次技术革命,也将会是21世纪又一次产业革命。”纳米技术列入中国863计划,并且取得了突破性的成果,从在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体,到合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管;从组装出世界上最细且性能最好的扫描隧道显微镜用探针到制备世界上最小的直径只有0.5纳米的碳纳米管;从合成高质量的储氢碳纳米材料到得到点直径为1.3纳米的超高密度信息存储材料……中国在这一最活跃的前沿科学领域里取得了一系列令世界都瞩目的成绩,从而也奠定了中国在这一领域的世界领先地位。

为了进一步提高在纳米领域的竞争力,中国科学院在知识创新试点工程中将纳米材料的研究和开发列入首批20个重大项目之一,并且投入了2000多万元予以强力的支持,纳米研究的专门机构中国科学院纳米科技研究与发展中心也在筹建之中。同时作为国家科技主管部门,科技部去年就启动了有关纳米材料的国家重点基础研究项目。

迄今为止,中国已经建立了10多条纳米材料和技术的生产线,像纳米复合塑料、橡胶和纤维的改性、纳米功能涂层材料的设计和应用、纳米材料在能源和环保等方面的应用开早已在中国兴起。用纳米材料和纳米技术注册的公司达到近100个,企业家对纳米材料和技术的关注,为纳米技术产业的形成注入了新的活力。

当然在纳米热中也有冷思考。中科院副院长白春礼就说:“虽然中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,但中国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。”所以面对未来,中国科学家充满使命感和紧迫感。国家重点基础研究纳米说:“纳米材料的应用和开发,提供了一个千载难逢的大好时机,机不可失,时不再来,我们必须紧紧抓住这次机遇。”。而对这场世界性的跨世纪角逐,中国科学家发出呼吁,我们不能再像复习子技术那样落后于他国,我们应该在国家层次上确定纳米科技发展战略,制定中国的纳米科技发展计划。坚持“有所为,有所不为”的原则,突出重点,强化支持,并兼顾基础研究、应用研究和开发研究的协调发展。

我们对于纳米的认识还远远不够,但是科学家们坚信,随着对纳米科技的进一步认识,人类的生活将发生深刻的变化。科学家们坚信:纳米的未来不是梦。

21世纪被称为是“光的时代”、“高度信息化时代”和“生物工程时代”,但是无论是哪一个,它的技术的关键都是量子效果。所以纳米技术有可能引起计算机革命、光革命甚至生物工程革命,它的影响力将不亚于电力代替蒸汽的革命。21世纪,一个纳米决战的时代。

纳米技术的原理是什么?~

 纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。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:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。
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—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,像铁钴合金,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。

  2、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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纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。
纳米材料在纳米尺度下会突然显现出与它们在宏观情况下很不相同的特性,这样可以使一些独特的应用成为可能。例如,不透明的物质变为透明(铜);惰性材料变成催化剂(铂);稳定的材料变得易燃(铝);在室温下的固体变成液体(金);绝缘体变成导体(硅)。物质在纳米尺度的独特量子和表面现象造就了纳米科技的许多分支。

#13869951203# 纳米工艺是怎么做出来的? - ******
#晁看# 拿65纳米制造工艺来说,我们通常所说的CPU纳米制作工艺并非是加工生产线,实际上指的是一种工艺尺寸,代表在一块硅晶圆片上集成所数以万计的晶体管之间的连线宽度.按技术述语来说,也就是指芯片上最基本功能单元门电路和门电路间连线的宽度.以90纳米制造工艺为例,此时门电路间的连线宽度为90nm.采用65纳米制造工艺之后,与90纳米工艺相比,绝对不是简单地令连线宽度减少了35纳米,而是芯片制造工艺上的一个质的飞跃.

#13869951203# 纳米 源于什么提出的什么? - ******
#晁看# 纳米源于纳米技术提出的概念.

#13869951203# 纳米是一个()单位,纳米科技是在( )这样一个前提下诞生的. - ******
#晁看# 纳米是一个长度单位,纳米科技再扫描隧道显微镜发明后的这样一个前提下诞生的.

#13869951203# 1米是多纳米?纳米是怎么来的? - ******
#晁看# 1nm=0.0000000001m之所以有纳米是因为纳米的数量级介于微观和宏观之间既有微观的游离特性又有宏观的整体特性所以纳米技术才应运而生

#13869951203# 纳米技术是什么时候出现的 - ******
#晁看#纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术.它是在0.10~100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术.由于纳米技术将最终使人类能够按照...

#13869951203# 什么是纳米技术 ******
#晁看# 就是高科技

#13869951203# 什么是纳米技术? - ******
#晁看# "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...

#13869951203# 纳米技术是什莫? - ******
#晁看# 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...

#13869951203# 什么是纳米技术 - ******
#晁看# 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...

  • 纳米技术是什么?
  • 答:“纳米”是物质的长度单位,等于十亿分之一米。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...

  • 纳米技术是什么简单说一说
  • 答:纳米技术是一种在纳米尺度(即十亿分之一米)上研究和应用材料和现象的技术。详细来说,纳米技术主要涉及到对尺寸在1到100纳米范围内的物质的控制和操纵。在这个尺度上,物质的很多性质(如电学、光学、磁学、力学等)都会...

  • 高新科技纳米技术是如何实现的?
  • 答:纳米是一个单位长度如果人们可以把微米技术理论,建立了纳米技术的研究和开发。因为这使机械运动分子级别的对象话虽这么说,只要改变的秩序和结构的原子,然后改变的顺序和结构的分子改变分子从而改变材料技术建立的估计不仅仅改变废纸美元“ 5...

  • 四年级什么是纳米缓释原理
  • 答:1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以1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、分子制造物质的技术。

  • 碳纳米管写作文
  • 答:因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术,也称之为“分子制造学”,可称得上是“在针尖上跳舞”的技术。纳米技术源于这样一种机理:当材料被加工到纳米一级的技术状态时,其物理性能和化学性质会发生出于意料的变化,主要...

  • 什么是纳米?什么是纳米技术?
  • 答:近年来在科技报刊上经常出现“纳米材料”和“纳米技术”这种名词。什么是纳米材料呢?说通俗一些,就是用尺寸只有几个纳米的极微小颗粒组成的材料。一个纳米是多大呢?只有一米的10亿分之一,用肉眼根本看不见。但用纳米...

  • 纳米技术包括哪几个方面?
  • 答:1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界,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 。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—100纳米...

  • 为什么说纳米是科学技术的新时代?
  • 答:因为20世纪80年代之前,科学技术只能达到微米,而在80年代之后,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,在这之后进入到21世纪,纳米技术迅速发展,先已发展纳米体系物理学、纳米化学、纳米...

  • 什么是纳米技术呢?纳米技术就是研究并利用
  • 答:纳米技术是一种研究和应用分子、原子和微观尺度上结构的技术,目标是控制和制造物质的性质和功能。纳米技术利用纳米级别的物质来设计、制造和操作新的材料、器件和系统,同时也涉及到物质的测量和理论模拟。在纳米尺度下,原子和...

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