K8（凯发中国）凯发-天生赢家·一触即发

　　晏亮谷战军赵宇亮纳米（nm），它与米、厘米、毫米一样，是几何大小的量度单位，1nm=10−9 m，约等于4～5个原子排列起来的长度。

　　最早提出在纳米尺度上进行科学研究的是著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者理查德费曼（Richard Feynman）。

　　1959年，费曼在美国加州理工学院召开的美国物理学会年会上所做的演讲《底部还有很大空间》中提出：能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器还可能制备更小的机器，这样一步一步达到分子限度。

　　美丽的梦想往往是人类前进的动力，科学家开始试图从各个角度提出有关纳米技术的构想。

　　20世纪70年代，美国康奈尔大学的格兰奇维斯特（Granqvist）和比尔曼（Buhrman）利用气相凝集的方法制备出纳米颗粒，并提出了纳米晶体材料的概念，成为纳米材料的创始者。

　　随后，麻省理工学院的德雷克斯勒教授积极提倡纳米技术的研究，并成立了纳米科技研究小组。

　　到20世纪80年代，各种表征手段的不断涌现，特别是扫描隧道显微镜，为纳米技术的发展和纳米材料的制备奠定了实验基础。

　　德国的格莱特（Gleiter）教授利用惰性气体凝集的方法制备出6纳米的纳米颗粒，并且对其从理论以及性能上做了全面的研究，指出了在纳米界面上的奇异结构和特异功能。

　　进入21世纪以来，各种纳米材料已经可以被大规模生产，并且在工业、农业、食品、生活日用品、医药等领域的消费品和工业产品中广泛使用，以提高原有的性能或获得新的功能。

　　例如，把纳米级的TiO2添加到防晒霜中可增强对紫外线的吸收，Zn纳米材料也被用作催化剂处理汽车尾气。

　　纳米材料在各个领域都发挥着巨大的作用，已成为人们日常生活中密不可分的一部分，正在对国民经济发展和社会进步做出巨大的贡献。

　　正像美国科学家预计的：“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给各个领域带来一场革命。

　　”一、纳米技术纳米技术是指在纳米尺度下（0.1～100 nm）操纵原子和分子，对材料进行加工，制造具有特定功能的产品，或对物质及其结构进行研究，并掌握其原子、分子运动规律和特性。

　　仿生纳米材料。将药物储存在碳纳米管中，并通过一 定的机制来激发药剂的释放，则可控药剂有希望变为 现实。

　　• 另外，还可利用碳纳米管来制作储氢材料，用作燃料 汽车的燃料储备箱。利用纳米颗粒膜的巨磁阻效应 研制高灵敏度的磁传感器；利用具有强红外吸收能力 的纳米复合体系来制备红外隐身材料，都是很具有应 用前景的技术开发领域。

　　用扫描隧道显微镜的针尖 将原子一个个地排列成 汉字，汉字的大小只有 几个纳米。

　　1 、纳米技术在陶瓷领域方面的应用 2 、纳米技术在微电子学上的应用 3 、纳米技术在生物工程上的应用 4 、纳米技术在光电领域的应用 5 、纳米技术在化工领域的应用 6 、纳米技术在医学上的应用 7 、纳米技术在分子组装方面的应用 8、纳米技术在其它方面的应用

　　性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等 诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强 腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作 用，具有广阔的应用前景。

　　认为：“物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物 质的可能性”，并表示： “我深信不移，当人们能操纵 细微物质的时候，将可获得极其丰富的新的物质的性质。”

　　科学家发现，在纳米的世界里，物质发生了质的飞 跃。比如硅晶体是不发光的，但纳米硅却会发光；陶瓷

　　纳米技术及应用资料纳米技术是一门研究和应用纳米尺度范围内的材料、器件和系统的科学与技术。

　　纳米尺度在1纳米到100纳米之间，纳米技术主要关注和操纵材料的纳米结构和性质，以实现对材料特性、性能和功能的精确控制和改进。

　　以下是纳米技术的一些主要应用领域：1. 电子学和电子器件：纳米技术在电子学领域的应用极为重要，例如微电子器件、纳米电子结构等。

　　纳米技术可以提高电子器件的性能和功能，使得电子设备更小、更快速、更节能。

　　2. 材料科学：纳米技术可以用来制备和改进各种材料，包括金属、陶瓷、聚合物等。

　　纳米结构的材料具有特殊的物理、化学和生物性能，可以应用于传感器、催化剂、纳米粒子药物等领域。

　　3. 药物传递和医学诊断：纳米技术在药物传递和医学诊断领域有广泛的应用。

　　纳米粒子可以作为药物载体，通过调控纳米粒子的形状、大小、表面性质等，实现药物的快速、定向、可控释放，提高药物的疗效和减少副作用。

　　此外，纳米技术还可以用于制备和改进医学影像技术，如纳米探针、纳米共振探针等。

　　通过纳米技术可以制备高效的光电材料、催化剂等，用于太阳能电池、燃料电池、水处理等。

　　此外，纳米技术还可以应用于空气和水污染的治理，例如纳米材料的吸附和催化等作用可以有效地去除有害气体和污染物。

　　通过纳米技术可以制备纳米生物传感器、纳米探针等，实现对生物分子和细胞的高灵敏、高选择性的检测和干预。

　　例如，纳米材料对环境和生物体的安全性需要评估和监控；纳米器件的制备和集成技术仍然面临着一些技术难题；纳米尺度下的物理和化学现象仍然不完全理解等。

　　第一方面是纳米材料(或称超微粒子，尺度小于100nm的粒子)，包括材料的制备和表征．在纳米尺度下，物质中电子的波动性以及原子的相互作用将受到尺寸大小的影响．如能得到纳米尺度的结构，就可能在不改变物质化学成分的情况下控制材料的基本性质，如熔点、磁性、电容甚至颜色等．纳米材料具有异乎寻常的性能．用超微粒子烧成的陶瓷，硬度可以更高，但不脆裂；无机超微粒子加入到橡胶中后，将粘在聚合物分子的端点上，由此做成的轮胎将大大减少磨损、延长寿命．

　　第二方面是纳米动力学(nanodynamics)，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统(MEMS)．这主要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. MEMS用的是一种类似于集成电路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百微米，而宽度误差只允许万分之一，这种工艺还可用于制作转子直径为400μm的三相电动机，用空气作轴承，转速可达106rad／min—l07rad／min，调向时间小于1μs，用于超快速离心机或陀螺仪等．这方面的研究还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等．虽然此研究目前尚未真正进人纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值．

　　纳米技术不纯粹是材料科学的问题，获益的也不仅仅局限在材料科学方面，下列各个领域将因纳米技术的发展而得益．

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　　电子和通讯： 如用纳米薄层和纳米点记录的全媒体存储器、平板显示器和其他全频道通讯工程和计算机用的器件等．对此，美国军方提出的初期指标是：在室温下，比现有的器件运算速度快10~100倍，信息存贮密度大5~100倍，能耗小50倍．将来则要求存贮密度和运算速度都要比现在大或快3——6个数量级，且廉价而节能．

　　纳米科技技术的基本原理解析引言：纳米科技是目前科技领域中备受关注的一个研究领域。

　　作为研发人员和科技爱好者，我们应该了解纳米科技的基本原理是什么，它如何影响我们的生活。

　　一、纳米科技的定义：纳米科技是研究和应用物质的特性和行为在纳米尺度范围内的科学与技术。

　　纳米尺度通常被定义为1到100纳米之间，即百万分之一至十六分之一的直径。

　　纳米材料在纳米尺度下具备独特的物理、化学和生物学性质，相较于宏观材料具有许多优势。

　　纳米颗粒具有更大的比表面积，可提供更多的活性位点，从而在催化、吸附等方面表现出卓越性能。

　　2. 表面效应：相较于宏观材料，纳米材料的表面积更大，因此有更多的原子或分子暴露在表面。

　　纳米粒子的表面存在着更多的能级，使得其在催化、光催化、传感等应用中表现出更高的活性。

　　3. 量子效应：在纳米尺度下，物质的电子和光学性质会受到量子效应的影响。

　　三、纳米科技的应用领域：纳米科技的应用潜力广泛，涵盖了许多领域，包括医疗、能源、材料、电子、环境等。

　　纳米材料的电子、光学和磁性性质特殊，适用于太阳能电池、电池、液流电池以及催化剂等能源转换和储存设备中。

　　3. 材料应用：纳米材料在材料领域中应用广泛，可以用于制备高强度、高韧性、高导电导热等新型材料。

　　纳米技术的基础知识纳米技术概述纳米技术是一种以纳米尺度为特征的科学、技术和工程领域。

　　纳米技术涉及到处理和制造材料、设备和系统，其尺寸通常在1到100纳米之间。

　　在纳米尺度上，物质的性质和行为与宏观尺度上有着显著的不同，这使得纳米技术成为许多领域的研究热点和创新方向。

　　然而，纳米技术的进一步发展和应用则是在1990年代末和21世纪初被广泛认识和关注的。

　　纳米技术的应用领域包括材料科学、生物医学、电子学、能源、化学和环境等，对于科学研究、技术革新和产业发展都具有重要意义。

　　纳米技术的基本原理是通过控制和操纵材料的结构和性质，实现对其性能和功能的改善和提升。

　　在纳米尺度下，物质的性质会发生显著的变化，例如导电性、光学性质、磁性等都会发生变化。

　　通过利用纳米技术，可以制备出具有特殊性能和功能的纳米材料、纳米器件和纳米结构，从而推动科学研究和工程应用的进步。

　　纳米材料的尺寸通常在1到100纳米之间，具有高比表面积、强化的力学性能、改变的光学和电磁性质等特点。

　　纳米结构的形成受到物理、化学和生物因素的影响，具有与尺寸相似的特殊性质和应用潜力。

　　纳米技术的制备方法纳米技术的制备方法包括自下而上和自上而下两种主要方法。

　　自下而上的制备方法是通过原子、分子或聚合物等基本单元的自组装或聚集，逐步构建出纳米材料和纳米结构。

　　生命科学中的纳米技术纳米技术是现代科学技术中一个深受关注的领域，它是指通过控制物质的结构和组成，使其具有预定的纳米级尺度和性质，将纳米级物质制备出来的技术。

　　近年来，生命科学中的纳米技术获得了越来越多的关注，其在生命科学中的应用已经变得越来越广泛。

　　而纳米生物学则主要是通过纳米技术研究生物系统的结构与功能，从而揭示其内部机制和生命现象的规律。

　　与普通药物相比，纳米药物拥有更小的粒径和更大的比表面积，因此在体内的分布和代谢过程中表现出更好的生物利用度和药效。

　　同时，纳米药物还可以通过控制粒子尺寸和形状等参数来调节其性质和功能，从而实现有针对性地治疗疾病。

　　例如，侵袭性黑色素瘤（melanoma）是一种常见的皮肤癌型，传统药物治疗虽然较为有效，但常常存在副作用较大的问题。

　　通过控制粒子尺寸和形状等参数，制备出具有广谱抗肿瘤活性、可控缓释性和针对性等优点的纳米药物。

　　通过利用纳米级精度的探测技术，可以观察到更细小的生物分子和生命现象，并揭示其内部机制和规律。

　　同时，纳米技术还可以通过制备纳米生物传感器和器件等工具来对生物分子和生命现象进行监测和测量。

　　例如，在癌症的研究中，纳米技术可以制备出非常小的纳米探针来观察肿瘤细胞的活动。

　　这样一来，传统的光学显微镜只能观察到肿瘤细胞表面的现象被大大拓宽，对肿瘤的治疗和预测起到了很好的辅助作用。

　　例如，纳米药物的规模较小，易受到各种环境因素的影响，在运输和贮存过程中需要进行一系列的优化。

　　同时，纳米技术在生物学中的应用需要注意其对生物系统的安全性和生态环境的影响等问题。

　　• 纳米科技研究涉及一系列快速发展的设备和工 业流程， 业流程 ， 要求对单一的原子或分子簇进行加工 处理， 这些材料通常只有1纳米到 纳米到100纳米大小 。 纳米大小。 处理 ， 这些材料通常只有 纳米到 纳米大小 • 在纳米级别，一些传统材料可以表现出其有价 值的特性，如不同寻常的强度、电导性或者通 过肉眼无法察觉的某些性质，可以通过对不同 纳米级材料间的重新组合制造出新的药物、新 的食品和设备，将对全球经济产生巨大的影响。

　　• 美国卢克斯研究公司 美国卢克斯研究公司2005调查报告 调查报告: 调查报告

　　• 2004年美国联邦政府在纳米技术领域投入了 年美国联邦政府在纳米技术领域投入了10 年美国联邦政府在纳米技术领域投入了 亿美元，各州又另外投入了4亿美元 亿美元。 亿美元，各州又另外投入了 亿美元。 • 迄今只有很少一些纳米技术产品走向市场，也 迄今只有很少一些纳米技术产品走向市场， 几乎没有盈利，但对纳米技术的前景保持乐观。 几乎没有盈利，但对纳米技术的前景保持乐观。 • 1997年各国政府对纳米技术的投入总计不到 年各国政府对纳米技术的投入总计不到5 年各国政府对纳米技术的投入总计不到 亿美元， 年就增长到35亿美元 亿美元，到2003年就增长到 亿美元。 年就增长到 亿美元。 • (摘自：科技日报 2005-01-27) 摘自： 摘自

　　• 2008年美国《探索》杂志列举的9大最佳纳米产品： • 1、纳米啤酒瓶 纳米复合材料 、纳米啤酒瓶—纳米复合材料 • 米勒醇酒公司采用黏土纳米材料 黏土纳米材料制造塑料啤酒瓶， 黏土纳米材料 可保留二氧化碳，不让氧气轻易进入，避免啤酒 变质，而且不易碎裂。但一些消费者关注纳米材 料用于食物包装是否安全 食物包装是否安全，是否它们会像灰尘一 食物包装是否安全 样对人体无害。纳米技术的含义

　　纳米技术的含义纳米技术（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、纳机械学等纳米技术的作用纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。

　　它是在0.10至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。

　　当空间尺度足够小的时候，以分子或者更小的单位排列的时候，就会发现很多比现实世界更为奇异的事情。

　　这是因为运用纳米技术之后，分子或者原子等粒子的结构会发生很大的改变，当然也就会产生更多的原来不具备的特性。

　　比如说运用纳米技术之后，衣服脏了只需要用清水洗一下就干净了，比如玻璃杯摔不坏，当然这是普通的日常生活的应用。

　　例如后者，大家都知道CPU是一种超大规模的集成电路，现在很普遍的P4技术是运用 0.09微米的工艺来书写的；当然CPU的集成度还需要提高，运算速度还需要提高等等，这就要求在电路已经达到极限的情况下更注意电路的宽度的提高了。

　　纳米技术是一种新型技术，它是建立在微观的技术基础之上的，所以需要投入的资金和技术都是非常大的，但是一旦达到工业生产之后它所创造的产值往往是异常丰富的。

　　主要用途医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。

　　纳米材料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。

　　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诊断出各种疾病。

　　纳米技术的研发和应用需要克服许多技术难 题，如纳米尺度下的控制和测量等。

　　纳米制造技术是指通过控制原子、分 子等微观粒子，在纳米尺度上制造物 质和器件的工艺和技术。

　　1986年，扫描隧道显微镜的 发明，使科学家能够直接观 察到原子和分子的排列。

　　1989年，碳纳米管的发现， 为纳米材料的研究和应用开 辟了新的领域。

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　　• 在宏观领域和微观领域之间，存在着一块近年 来才引起人们极大兴趣和有待开拓的“处女 地”。三维尺寸都很细小，出现了许多奇异的 崭新的物理性能。

　　• 1959 年，著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者费曼曾 预言：“毫无疑问，当我们得以对纳微尺度的事物加 以操纵的话，将大大的扩充我们可能获得物性的范 围”。

　　• 这个领域包括了从微米、亚微米，纳米到团簇 尺寸(从几个到几百个原子以上尺寸)的范围。

　　• 介观领域中产生以相干量子输运现象为主的介 观物理，成为当今凝聚态物理学的热点。（导 体与绝缘体的转变，磁性变化、纳米碳管导电 性等）。

　　• 从广义上来说，凡是出现量子相干现象的体系 统称为介观体系，包括团簇、纳米体系和亚微 米体系。 • 纳米体系和团簇就从这种介观范围独立出来， 形成一个单独的领域（狭义的介观领域）。

　　• 一 纳米科学技术概述 • 二 纳米科学的历史及现状 • 三 纳米科学的基本理论 • 四 纳米材料的制备方法 • 五 纳米材料的检测分析技术 • 六 未来纳米科技展望

　　• 人类对客观世界的认识分为两个层次： • 一是宏观领域，二是微观领域。 • 宏观领域是指以人的肉眼可见的物体为最小物体 开始为下限，上至无限大的宇宙天体； • 微观领域是以分子原子为最大起点，下限是无限 的领域。 • 基本粒子：电子、质子、中子等；亚粒子：夸克。

　　• 1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术 划分为6个分支学科 • （1）纳米电子学、 • （2）纳米物理学、 • （3）纳米化学、 • （4）纳米生物学、 • （5）纳米加工学、 • （6）纳米计量学。 • 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。

　　• 3.纳米材料(nanomaterials纳米以 下的具有特殊功能的材料称为纳米材料。即三 维空间中至少有一维尺寸小于100 nm的材料或 由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材 料。 “功能”概念，即“量子尺寸效应”。

　　• 常规纳米材料中的基本颗粒直径不到100 nm，包含的原子不到几万个。 • 一个直径为3 nm的原子团包含大约900个 原子，几乎是英文里一个句点的百万分 之一，这个比例相当于一条300多米长的 帆船跟整个地球的比例。

　　• 1. 纳米科学技术(Nano-ST): • 20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科 技，是研究在千万分之一米 (10–7) 到十亿分之 一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的 运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对 原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为 纳米技术。 • 纳米(nanometer)是一个长度单位，简写为nm。 1 nm=10-9 m。 • 2. 纳米科技的主要研究内容: • 创造和制备优异性能的纳米材料、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。

　　• 量子相干性，或者说“态之间的关联性”。其其一是爱因 斯坦和其合作者在1935年根据假想实验作出的一个预言。 这个假想实验时这样的：高能加速器中，由能量生成的一 个电子和一个正电子朝着相反的方向飞行，在没有人观测 时，两者都处于向右和向左自旋的叠加态而进行观测时， 如果观测到电子处于向右自旋的状态，那么正电子就一定 处于向左自旋的状态。这是因为，正电子和电子本是通过 能量无中生有而来，必须遵守守恒定律。这也就是说， “电子向右自旋”和“正电子向左自旋”的状态是相关联 的，称作“量子相干性”。这种相干性只有用量子理论才 能说明。

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