纳米材料: uf (`I
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,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。 Ax4nx!W,
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"纳米"是英文nano technology 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,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。 Cyg\FHs
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从迄今为止的研究善看,关于纳米技术分为三种概念: '-tiH
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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,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。 w:P$S
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第二种概念把纳米技术定位为徽加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去,从理论上讲终将会达到限度,这是因为,如果把电路的线幅逐渐变小,将使构成电路的绝缘膜变得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。 RfVVAaI
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第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 2yk32|
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?纳米科学技术(nanotechnology):纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。 IKx]?0sS
?实现特有功能和智能作用的技术问题,发展纳米尺度的探测和操纵 。 !e?g"5r{Bv
?思维方式的概念表明生产和科研的对象将向更小的尺寸、更深的层次发展,将从微米层次深入至纳米层次。 ^a&-GhX;
?纳米技术未来的目标是按照需要,操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。 42X N*br
?纳米科学与技术:也叫纳米技术,是研究结构在0.1~100nm范围内材料的性质及其应用。 LWQ.!;HY p
?纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 %$K2$dq5
纳米技术发展历程:1990年7月,在美国巴尔的摩召开了国际首届纳米科学技术会议;1996年,在中国召开了第四届纳米科技学术会议。 首届(1992年)纳米材料会议在墨西哥召开;1994年在德国斯图加特召开了第二届国际纳米材料学术会议;1996年在美国夏威夷召开第三届国际会议;1998年在瑞典斯德哥尔摩召开了第四届纳米材料 j
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会议;2000年在日本仙台举行第五届国际纳米材料会议。 FV>j
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纳米技术发展历程: #jdo54-
?准确控制原子数量在100个以下的纳米结构物质,市场规模约5亿美元 KLqn`m`O;
?生产纳米结构物质,50~200亿美元 |3\$\qa
?大量制造复杂的纳米结构物质,100~1000亿 HZ$q`e
?纳米计算机,2000~10000亿 WR'm<u
?验证出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置,60000亿 )U4h?J
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