纳米技术的应用1

纳米技术的应用1

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，纳米技术其实就来自是一种用单个原子、360问答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，研究的请题抗几跑亮谓严知运东内容涉及现代科技的广阔领域。纳划专度及宁才多米科学与技术主要包括严坐头经果处异理火审：纳米体系物理学、需尔南料害销反察纳米化学、纳米材料学、纳米织脸命移容增便生物学、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轻广业修逐饭市术的理论基础，而纳犯胜最米电子学是纳米技术最重秋要的内容。

　　从迄今为止的其位无席研究来看，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，制造纳米计算机与纳米机器人，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。这种纳米级的加工积都为技术，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，感早待测宽岩么研究人员正在研究新型治的纳米技术。

　　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。DNA分子计算机、细胞令殖利生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。[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。

　殖沿养黑审帮似精分稳　纳米技术不同于微双合结收式米技术。后者是利用光土促把阳场刻及腐蚀等技术，从宏观尺度自上而下地进行材料的制造，集中表现在集成电路的生产等方面。而纳米技术出具消握异则相反，其突出特点是基于自组装这种自下而上的方式制造纳米材料。当然，纳米材料的制造不完全依靠自组装，为了保证批量生产的效率，也会同时运用光刻技术。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。人们把1～10kg的卫星称作“纳米卫星”（相应的，10～100kg的卫星被称作微米卫星，而更小的卫星，如0.1～1kg的被称作“皮米卫星”，甚至有10～100g的卫星被称作“法米卫星”）。

　　@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]纳米技术的前景　　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