纳米技术

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1 拼音

nà mǐ jì shù

2 注解

纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。由迄今为止的研究状况看,关于纳米技术可分为以下三种概念。

第一种概念是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,从而将引发21世纪又一次产业革命。

纳米技术虽然从理论到应用阶段还有较长的距离,但由于其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。

3 纳米强度支撑材料

进行具有特殊性能的纳米材料和纳米结构的研究,以探索和改善传统材料的综合性能及其应用,如以纳米技术为依托,开发比现有的钢的强度高十倍,而比重大大降低的结构材料,将使常规材料工业发生革命性突破。

4 纳米结构器件

研究、设计和制备新型纳米结构和器件,以推动信息、能源、环境、医疗、农业及航天技术的革新和发展,如信息技术中的新型存储、读取、显示和运算器件的研究和发展,将使现有计算机的硬盘存取密度提高一百万倍,并使体积进一步缩小。

5 纳米探测技术

纳米加工和纳米探测技术的实践应用,象原子力显微镜(AFM)的发展,已经使人类能够在原子尺度上对单个原子进行搬移,对原子之间的价键结合态进行观测。一种能方便进行活体检测,探测出只有几个癌变细胞的手段也正在研究之中,这将使生命科学的研究在一个完全量化的严格领域内进行。

6 纳米二元协同界面材料

针对纳米材料本征问题——表面或界面问题的二元协同纳米界面材料的研究,从改变纳米材料表面或界面性质入手,实现性质不同材料的界面重组,在介观尺度上构建出新的材料。例如,将油和水这两类不管在宏观和微观尺度上都完全不相容的材料的界面性质改变,使其相容,将可以制造出许多新的热力学稳定体系。

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