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高新科技納米技術是如何實現的?

納米是壹個單位長度

如果人們可以把微米技術

理論,建立了納米技術的研究和開發。因為這使機械運動分子級別的對象

話雖這麽說,只要

改變的秩序和結構的原子,然後改變的順序和結構的分子

改變分子從而改變材料

技術建立的

估計不僅僅改變廢紙美元“

5納米機器人到妳家的灰塵變成面包也許

BR />請在科學的信心在未來2至3年,納米技術的問世

路壹年充氣汽車輪胎。

路人工DNA為基礎的小型電子元件的自組裝。

路新的人造蛋白質為基礎的半導體。

路防錯妊娠試驗。

路建立壹個完整的醫療診斷實驗室的壹臺計算機上的芯片。

路從空中冷凝器生產飲用水。

在未來5至10年,納米技術的出現:

路可以多次使用復寫紙編程的書籍,雜誌和報紙。

路可以攜帶或折疊的大功率計算機妳的口袋裏。

路納米仿生外殼防彈裝甲。

路光高效的陶瓷汽車發動機。

路耳邊再生,揚聲器的聲音識別功能的智能助聽器。

路在自我穩定的智能建築的地震或爆炸。

路根據其個人需要特殊醫療。

在未來10到15年納米技術的出現

路逼真的人工智能復雜,妳做不承認,妳說壹個人或壹臺機器。

路電腦及娛樂視頻顯示在屏幕上像壹幅畫壹般栩栩如生。

路20到100英裏的衛星發射平臺,站起來直接通信系統從海底

路瞬間自動加熱,冷卻的分類的壹個單分子半智能的移動設備,它可以不是能源密集型材料篩選工人

/>切口手術將被淘汰由內而外的身體,身體將能夠監測和維修。

納米技術開發的基礎上,信息技術,微電子技術和計算機技術為主體的高新技術,它是學習在納米材料相互作用的特點,以及如何使用這些功能的科學和技術,它的目標是到原子,分子和納米尺度材料制造具有特殊功能的產品,革命性的飛躍生產資料。目前,這項技術的人高度重視,近年來發展非常迅速。

概述

納米(1納米= 10-9)技術,在0.1 - 100 nm的規模,高科技納米

納米技術的關鍵技術,通過掃描隧道顯微鏡直接移動原子操縱原子,分子的現象,其結構信息,納米技術的最終目標直接到原子,分子制造具有特定功能的納米級的研究和應用。和分子。目前,這項技術已取得了重大突破,隨著納米技術的發展,人們已經能夠直接利用原子,分子的生產,制備的納米粒子只含有幾十到幾十成千上萬的原子,並利用它們作為適當的基本單元排列在壹個三維的納米固體。

出現和發展,隨著微電子技術的飛速發展,科學界開展研究物質(原子和納米技術

利用分子)在納米尺度(0.1納米,100納米),這些功能的互動和互動的特點,並取得了巨大成就,已引起納米技術產生

2.1納米技術,納米技術的發展歷史,早在1861年建立的所謂身體的化學反應,當他們開始研究納米肢體。真正的納米自主研發,於1959年,這壹年,美國著名物理學家,諾貝爾文學獎得主的費曼在美國物理年會上作了報告,他在報告中認為,能夠使用宏機器制造比小尺寸的機器,而更小的機器,但也使更小的機器,如壹步步達到分子水平。費曼幻想操縱和控制物質的原子和分子水平上。

他在報告中設想包括以下內容:首先,計算機小型化,第二個是重新排列的原子。他提醒人類,有壹天原子排列根據自己的主觀意願,世界將會怎樣?第三是微觀世界的原子。在原子水平,會有壹個新的相互作用力的性質的小說,奇效。物理學家,原子壹個原子地打造物質是不違背物理定律。四,如何大英百科全書的內容記錄到壹個這麽小的腳頭。

科學家啟發,開始納米尺度的科學探索和技術研究領域,科學家們發現,探索各種新穎的現象在納米尺度物質的性能,奇效的性質,具體而言,它是壹個新的世界的技術。

在20世紀70年代後期,美國MIT(麻省理工學院)WRCannon,是誰發明了激光怒氣沖沖合成幾十個納米級矽為基礎的陶瓷粉末,20世紀80年代初,德國物理學家氣體H.Gleiter與縮合物清洗納米粒子的表面,並在超高真空條件下,抑制多晶納米固體原位。現在看來,這些研究都只是初步的探索納米材料。

2.2納米技術發展

1977年,麻省理工學院德雷克斯:出發從人工模擬活細胞的生物分子類似物可以進行組裝和安排原子,稱為納米技術 - 納米技術。

20世紀80年代,掃描隧道顯微鏡的發明,極大地促進發展納米技術,它成為壹個真正的原子工具安排,到1990年,納米技術正式有自己的名字 - 納米科學與技術,其標誌是第壹NST會議在巴爾的摩和兩個專業的國際期刊“納米技術”和“納米生物學出版。從那時起,世界各國發展NST發展計劃,被稱為納米新名詞,新概念和新的新興學科,形成了當代新興的納米技術學科群。

20世紀到20世紀80年代以來,納米技術研究在世界上的高度重視,壹些技術具有實用。納米技術在計算機,信息處理,通信,制造,生物,醫療,地面和空間的發展,尤其是在防守上有很大的發展前景。納米技術已經滲透到壹些傳統行業,如染料,塗料,食品。

許多國家從事納米技術領域的在激烈的競爭中。美國依靠其發達的基礎科學,從微觀到宏觀的工作;日本開發的技術從宏觀到微觀的工作中取得了巨大成就。在納米技術研究在最近幾年,中國已經取得了長足的進步,表現穩健原子操縱在室溫和移植。在1992年,用掃描隧道顯微鏡的科學和技術人員的化學研究所開發了他們自己的,在計算機的控制下的石墨腐蝕的表面,具有線寬為10nm的字符和圖案。目前,壹些外國實驗室只是使用移動情感氣體原子的方法“寫”中國的科學家是最廣泛應用於微電子工業矽表面提取和處理原子。

在納米技術領域,已達到國際技術前沿。德國外交部在1995年,中國納米科技在納米技術領域的領先國家的相對水平上分析,與法國五年級,壹至四年級,如日本,德國,美國,英國和斯堪的納維亞。

納米技術研究的範圍

的出現和發展,納米技術,填補了人類細觀地區缺乏宏觀微觀區域之間的連接意識。為此,近年來發展十分迅速,已經在廣泛的範圍內。納米技術的研究和應用在以下幾個方面:

3.1納米電子

納米技術在納米電子學的領導或主導作用,因為它是微電子技術發展的下壹代。從電子行業的納米電子學,納米技術的發展是壹個重要的推動力。納米電子學的基礎上最新的物理理論和最先進的技術手段,按照構建電子系統的新概念,並開發物質潛在的存儲和處理信息的能力,實現信息收集和處理能力的革命性突破納米電子學將成為21世紀信息時代的核心。

納米電子學的發展目標是:集成電路進壹出,目前發展中遇到的難以想象的水平的功能密度和數據傳輸速率的限制之外。為了實現這壹目標,有必要進行創新概念的電子裝置,克服了相互連接的約束,需要開發新的生產方法,所述電路塊。在納米尺度的電子產品,傳統的晶體管遵循物理定律不再適用,將有壹個新的物理效應。目前,納米技術研究如何使內存芯片的容量為64兆字節。如何使用新的量子納米電子學器件,如諧振隧穿二極管,量子激光器和量子幹涉器件的發展,等等。時間,也許人類進入量子王國。

納米電子學等研究方向;分子電子器件和生物分子器件,這是完全拋棄了基於矽半導體為基礎的分子結合電子元器件的發展。如果研制成功,這種規模的電子元件,電子元件,帶動社會生產力的快速發展做出了質的飛躍。 /> 3.2納米材料/>納米材料的微觀結構是指實現納米尺度的材料,所用的原料 - 粉末首先必須是納米級的水平的晶粒和晶界。從微米級到納米級的進步,不僅是在制備過程中壹個質的飛躍,也促進了材料科學的發展理論。

納米材料由於其獨特的結構,以及小尺寸效應,界面效應和量子隧道效應,納米材料的獨特性能,與傳統材料不同了壹系列新的效果。其電,磁,熱,光學等性能得到進壹步優化。將作為壹個重要的作用,在未來的新材料。例如,寬帶強吸收隱身材料和高靈敏度,高通響應,高活性催化劑材料,高矯頑力的磁性記錄材料,高性能駐極體轉換能源材料及多功能復相陶瓷材料的材料。

中國已成功開發出多種納米半導體復合材料和碳納米管。固體中國社科院的科學,是最早開展納米材料在中國的壹個單位的,有能力的納米材料和多品種制劑實驗室,可制備各種納米氧化物,鋁粉,已進入大眾生產階段,粉末指標均達到了國際先進水平。用於隱形飛機在國際納米材料,光轉換。據預測,住宅納米材料納米塑料的明天,將顯著提高的能力,以應對智能納米塑料家居用品的功能和靈活性。

現代國際納米材料的發展趨勢的基礎研究和開發應用,並相互促進,並駕齊驅。商界,企業界緊密合作,科學和技術界,試圖把實驗室成果轉化為商業產品,在某些行業的推廣和應用的納米材料。隨著不斷的研究和其他納米材料會發現更多,更新的性能的新材料。

3.3納米加工技術

科學和技術進步的尺寸越來越小的設備和設備,進入納米範圍內。用合適的加工和制造技術,已成為國際熱點,發展迅速。納米加工技術可以分為兩種類型的蝕刻和裝配。已達到極限,由於納米級蝕刻技術,組裝技術將成為納米技術的重要手段,受到人們的關註了很多。 />組件技術是機械,物理,化學或生物的方法,原子,分子或分子集合體被組裝,以形成功能性的結構單元。組裝技術,包括組織分子組裝技術,掃描探針原子,分子去除技術和生物組裝技術。 />分子有序組件,通過分子之間的物理或化學的相互作用形成有序二維或三維的分子體系。近年來,有組織的分子組裝技術所取得的最新進展和應用LB膜和相關屬性。對識別裝配的生物大分子。高密度蛋白質,核酸及其它生物活性大分子裝配要求固定的方向,這是非常重要的壹個高性能生物敏感膜,生物分子器件的發展,研究生物大分子之間的相互作用的制備。 />除了上述類型的組件,有序,橋接組件的長鏈聚合物分子的自組裝技術,有序分子膜的應用研究和技術進步。納米加工技術也進行了重大原子量壹流的加工,加工技術轉化為更精細的深度。

3.4納米機械

機械納米級的納米機械手段,它包括壹個廣泛的領域。已經制造納米電機,納米齒輪。納米電機的納米尺度的移動和定位,有兩種配置,可以實現這壹要求:首先,線性電動機;電壓陶瓷管蠕動爬行的移動設備。高精度機車開發生產的X射線反射專註於分差小於1納米“超平鏡面磨床納米精密光學存儲技術和全息技術的納米器件。美國有發展成壹個微電機,小到足以用顯微鏡才能看到。日本三菱電機公司開發微型機器人取出生物顯微鏡下的細胞。

3.5納米化學

納米化學開展識別分子的納米技術,聚合物組件化學家看來,是非常大的納米尺度的納米結構是103-109聚集體的分子量為104-1010之間的原子數,目前,合成的分子量範圍內,但有壹個清晰的結構生物學技術正在開發中。的主要驅動力的新方法,本發明的納米材料的合成,納米化學熱的今天試圖理解和運用驚人的各種生命系統的復雜過程。

納米化學包含許多領域:接口和膠體科學,分子識別,微電子加工,聚合物科學,電化學,佛石和粘土的化學,掃描探針顯微鏡等。分子自組裝,特別適合於制備納米結構。

納米化學,在化學工業中的應用範圍很廣,如納米粉體按壹定比例添加到化妝品中,可以有效地屏蔽紫外線,金屬納米粉摻鉺光纖產品或紙可以大大減少靜電相互作用,利用納米粒子,可用於氣體同位素,混合稀有氣體及有機化合物如構成海綿燒結體的分離和濃縮的納米粒子可以用來不僅造成電力的塗料,印刷油墨,生產,也可用於固體潤滑劑。

3.6納米的納米生物學

術語並不陌生生物學家。因為大量的生物結構,從核酸,蛋白質,病毒,細胞器,其行1當然,是生物結構非常小,但異常復雜,特別是活性的,顯示的特定的特定的生物功能,如酶,可以打破化學鍵,引起分子結合的分子機又如納米至100納米。 ,DNA可作為壹個存儲系統,能夠命令轉移到核糖體,核糖體的分子機器,可以使蛋白質分子納米生物學的目的是開辟了類似的方法,分子機器的程序。 ,裝配機器來制造的物質。組裝機將像微小的工業機器人作為附件通過分子,引導和使用的化學反應的布置工作,原子構造成復雜結構的納米生物學的另壹個重要方面是壹個很大的特性來構建產品具有壹定功能的生物分子。目前,納米粒子已經成功利用細胞分離納米顆粒作為載體的病毒誘導取得了突破性進展,預計很快為人類服務。設想使用納米技術創造的分子機器人在血液中循環到身體各部位進行檢測,診斷,並實施治療的夢想將成為現實。納米生物學是壹個非常有意義的,但神秘的領域,無論是它給人類帶來太大的改變,仍然難以預測。

納米技術的研究方向

納米科學和技術日臻完善,科學和技術的發展,系統隨機和零散狀態的研究,已經走出,逐步成為壹個專註於分類模式。

4.1納米技術理論

納米技術系統的理論研究,壹個是納米功能的系統研究,微觀結構,確定納米技術的特殊規則,建立新的概念和理論,提高發展納米技術的科學體系;進壹步系統地研究了納米材料的性能,微結構和光譜特性,建立壹個新的理論描述和表征納米材料。同時,有必要進壹步探索和總結納米材料制備技術,納米材料的理論研究成果和工程理論相結合的理論研究,探索高效,低成本的工業化制備技術,這是納米技術的發展是壹個重要的先決條件;理論納米技術工程研究將形成壹個高潮。納米技術的發展,人們越來越覺得系統的研究和發展,經濟效益顯著的意義,也就是說,人們需要不僅是納米材料科學,納米工程。

4.2納米科學和技術,實現了通過納米技術是伴隨著電子技術的蓬勃發展,形成了操縱原子,分子或分子形成所需的材料技術的原子或基團。這壹新興技術,將讓人類認識和改造自然的能力,直接延伸到分子和原子,隨著這項技術的不斷研究,開發,應用,生產會帶來壹個光明的未來。這種技術的方法有兩種:

首先,從宏觀到微觀納米技術的實施和應用提供必要的參考。從宏觀到微觀,宏觀的機械制造越來越小,目前,從宏觀到微觀的研究取得了壹定的成績,超大規模集成電路,集成越來越精細結構NTT制成的光學定位裝置,其大小僅為0.5平方毫米。各種微型機器人已經出來了,並帶來了希望,解決了壹大批疑難案件。

其次,從微觀到宏觀。微觀到宏觀,即直接操縱原子和分子,不同的排列組合,形成新的物質,創建壹個具有新功能的機器,從微觀到宏觀的工作才剛剛開始。首先,操縱原子在鎳板拼寫單詞,如在1990年4月,國際商業機器公司(IBM)的兩位科學家利用掃描隧道顯微鏡來操縱原子,有35個原子在鎳板排出“IBM”這個詞。單個原子在預定的位置移動,例如,在1999年7月,IBM公司的科學家轉移動到預定位置。三是開發復雜的分子特征的打開和閉合。根據英國的報告,英國科學家矽原子的個人或團體調查電子分子量,開發了壹個大小為4nm的復雜分子,它具有“開”和“關”的激光驅動器的特性,設置的處理結果,切換時間僅皮秒(10-12),這實際上是可能的光學計算機的發展,

納米技術從宏觀到微觀,從微觀到宏觀,事實上,人類利用這項新技術提供了可能性。計算機可以使用納米萬億次每秒,開發的光學芯片和生物芯片,超大規模的光計算機和生物計算機的發展奠定了基礎。基因工程技術可以變得更加可控,制造各種各樣的生產產品,根據人體需要,在農業,林業,畜牧業和漁業。壹場深刻的革命,可以使整個化工行業直接建立在原子的明星,使化工生產發生革命性的變化。

人根據實際需要的分子和原子組裝的納米機器可以大大提高機器的速度,效率,減少對環境的汙染。微型機器將解決困難的情況下,大量的醫療效果更加顯著,也可以創造大量新的藥物,生產所需的各種器官移植的效果。同時,納米技術可以很容易以不同形式的能量之間的切換,以滿足人類對能源的需求。

4.3納米科學和技術的新思路

完全不同於傳統技術,納米技術奇點,許多納米技術的應用,這是非常重要的研究新思路的概念和規律。

這些新的想法,壹方面是工程領域,如傳統理論根本不混溶的兩個元素,可合成在壹起在納米狀態下,,如合成鐵和鋁,銀,鐵,銅和鐵包金。隨著機器的設計越來越小,在結束幾個大型裝置變得不再適用,體積和重量因素變得幾乎可以忽略不計,而表面張力和摩擦是極其重要的,這些都是迫切的討論主題和實踐,不可能在過去的,不重要的,在納米狀態下,很可能是可行的。

納米技術的,另壹方面,作為壹項基本技術,社會新的想法所造成的大規模生產也是必要的。科學家們現在的工作領域:機器的某些副本本身,就像細胞分裂,從而發出巨大的財富人類無法想象這樣壹臺機器,可以用來做食物,可以用來修復細胞,預防疾病和抗老化,這可能是壹個幻想,但人類畢竟已經邁出了關鍵的壹步的小型化。科學家指出,納米技術將產生深遠的影響生產力的發展,並有可能從根本上解決了壹系列人類所面臨的問題,如環境,食品,能源和其他極其重要的問題。

前景納米技術

納米技術的特殊功能和特殊的研究對象的發展,納米技術已經得到長足的發展,20世紀80年代以來,引起許多國家的關註和重視,許多發達國家和許多研究機構也投入了巨大的人力,物力和財力進行大規模的合作研究,並取得了令人矚目的成績,狀態壹直在高科技和經濟發展的促進納米技術

技術領域,納米技術是人類的壹個重大突破認識和改造世界的能力,以,會導致壹個新的科技革命和工業革命,已成為在21世紀的科學和技術發展的最前沿,它是不僅是國際競爭1的重點領域的關鍵技術信息產業,最重要的先進制造業的發展方向之壹。作為美國首席科學家,IBM阿莫西林貝特朗說:“正如20世紀70年代微電子技術引發了信息革命,納米科學和技術將成為下壹個世紀的信息時代的核心。

根據技術進化理論,納米技術已經發展的背景(知識)技術的第二階段。換句話說,納米技術的演變,從納米技術原型技術領域的狀態發展到水平狀態,即:納米技術或納米科學和技術為核心,外圍吸收等技術系統的開發進入壹個新的納米科學和技術體系。

總之,納米技術發展到今天,已不再是簡單的科研活動,但更重要的是,它正成為越來越多的科技產業發展和國家競爭力的社會化影響,納米技術有顯著的影響在新世紀的社會,經濟和國家安全。隨著知識經濟時代的21世紀的特點將是生命科學和信息技術的高速發展和廣泛應用的時代。納米技術將促進生命科學,信息技術,包括幾乎所有的科學和技術的飛速發展,新的工具,會出現更多的人工情報字符。

國家納米技術在世界上屬於科學和技術領域。新興科學和技術作為最具潛力的市場之壹,其重要性質疑,許多發達國家都投入巨資研究,錢學森院士預言:“納米及以下的納米結構將是未來的技術發展階段特點,將是壹場技術革命,這將是另壹個在21世紀的工業革命“。

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