纳米科技简介

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1、纳米科技进展华北电力大学数理系付星球纳米科技进展纳米科技1纳米材料及其特性2纳米科技应用3纳米科技带来的负面影响4在工业革命以前，大部分人类生产、科研不需要用到毫米，说明了我们对这个世界认知的粗浅。以蒸汽机等机械发明为主要标志的第一次工业革命，将人类认知推向毫米层次。第二次工业革命，发明了电，从机械时代进入微电子时代，毫米不够用了，毫米的千分之一———微米诞生了。随着科学技术的发展，微米层次的局限越来越明显，只有进入另一个层次———纳米层次，才会有更大的突破。我国著名科学家钱学森曾指出，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

2、点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。纳米科技纳米1nm=10-9m，即1毫微米，十亿分之一米，纳米微粒的尺度一般定义为10-7—10-10m内（0.1—100nm）；相当于人发直径的1/10万。形象地讲，一纳米的物体放到乒乓球上，就像一个乒乓球放在地球上一般。这就是纳米长度的概念。它很可能成为本世纪的主导技术。美国科学技术委员会则把启动纳米技术的计划看作是下一次的工业革命的核心。纳米科技定义：纳米科技是指在纳米尺度(1nm到l00nm之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交

3、叉的科学和技术。当物质小到1-100nm(10-9–10-7m)时，其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应使物质的很多性能发生质变，呈现出许多既不同于宏观物体，也不同于单个孤立原于的奇异现象。纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。纳米科技性质：纳米技术是一个崭新的高科技学科群，它包含纳米电子学、纳米物理学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学、纳米测量学、纳米工艺学等，是一门基础研究与应用探索相互融合的新兴科学技术。 随着纳米科技的发展，人们越来越认识

4、到，纳米科技在诸多领域有着良好的应用前景，它将对人类产生深远的影响。纳米科技1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制做更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。20世纪70年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年，科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜，揭示了一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极的促进作用。1990年在美国巴尔的摩召开了第一届国际纳

5、米科学技术会议，并正式创办了《纳米技术》杂志，标志着纳米科学的诞生。纳米科技发展历程1991年，碳纳米管被发现，它的质量只有同体积钢的六分之一，强度却是钢的十倍。1992年开始，两年一届的世界纳米材料会议分别在墨西哥、德国、美国夏威夷、瑞典举行。1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中科院物理所操纵原子成功写出“中国”二字。1997年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存储容量比现有

6、计算机提高成千上万倍的量子计算机。1999年，巴西和美国科学家发明了世界上最小的“秤”，可称量十亿分之一克的物体，相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的“秤”。纳米科技发展历程1993年后，我国科学家先后操纵原子写出“中国”、绘出中国轮廓图。纳米存储器纳米轴承纳米齿轮纳米材料，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统。它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，库仑阻塞效

7、应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。纳米材料及其性质纳米材料及其性质合成的纳米线TEM图片纳米陶瓷技术纳米弹簧①表面效应纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子或分子所占的比例非常大。并随纳米粒子尺寸的减小而急剧增大。表面原子数的增加导致了性质的急剧变化。这种表面原子数随纳米粒子尺寸减小而急剧增大后引起的性质上的显著变化称为表面效应。从化学角度来看，表面原子所处的键合状态或键合环境与内部原子有很大的差异，常常处于不

8、饱和状态，导致纳米材料具有极高的表面活性，易与其它原子结合。纳米颗粒表现出来的高催化活性和高反应性。纳米材料及其性质粒径在10nm以下，将迅速增加表面原子的比例。当粒径降到1nm时，表面原子数比例达到约90