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CHINESE SOCIETY OF MICRO-NANO TECHNOLOGY

纳米及其用途

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【摘要】:
纳米(nm),又称毫微米,如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,具体地说,一纳米等于十亿分之一米的长度,形象地比喻,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。自从扫描隧道显微镜发明后,世界上便诞生了一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿学科,这就是“纳米科技”。作为以纳米这样的尺度对物质和生命进行研究和应用的科学技术,它以空前的分辨率为人类揭示了

纳米(nm),又称毫微米,如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,具体地说,一纳米等于十亿分之一米的长度,形象地比喻,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。自从扫描隧道显微镜发明后,世界上便诞生了一门以0.1100纳米这样的尺度为研究对象的前沿学科,这就是“纳米科技”。作为以纳米这样的尺度对物质和生命进行研究和应用的科学技术,它以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界,研究纳米技术的最终目标是直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。人们通常说的纳米,即是性能独特的新型材料。在纳米材料中,包括碳纳米管、碳纳米纤维在内的碳纳米材料一直是国际科学的前沿领域之一。

国家纳米材料科学首席专家张立指出,纳米科技将对人类产生深远的影响,甚至改变人们的思维方式和生活方式。纳米技术将在21世纪对我们的社会、经济以及国家安全产生重大影响。“纳米技术计划”是继人类基因组计划之后,美国提出的又一项重大科研计划,这并非偶然。纳米科技是生命科学技术能够进一步发展的基础,它一旦渗入生物学领域,将迅速改变医学和农业的面貌,人类生活方式将在这两项科技的结合中迅速出现革命性的变革。据统计,全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,我国7条纳米材料的生产线已投入生产或正在开发之中。

 

纳米的用途

纳米技术将给医学带来变革。纳米级粒子会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;在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应;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(脱氧核糖核酸)诊断出各种疾病。

在电子信息领域,纳米技术应用广泛。可从硬盘上读取信息的纳米级磁读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米级存储器芯片都已投入生产。纳米电子学使量子元件代替微电子器件,“深蓝”、“银河”等巨型计算机就能装入口袋,“亚洲一号”通信卫星可只有鸽子大小。可以预见,未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快,效率将更高。

纳米材料作为新一代半导体材料,能提高传感器的灵敏度,改善音像质量。日本一公司制成的纳米级微粉录像带,具有图像清晰、噪声小、高保真等优点。纳米粉质材料可以取代溴化银,实现无银照像,不仅能降低成本,而且还可大大提高成像质量。

纳米科技运用于国防建设,同样可以大显神通。把纳米微粒加入到陶瓷中,可以使脆硬的陶瓷韧性增强,新一代坦克的装甲材料便是这种陶瓷与钢材的混合体。装甲、车辆、舰船等主机工作时的噪声达到上百分贝,运用纳米技术开发的润滑剂,既能在物体表面形成半永久性的固态膜,产生极好的润滑作用,大大降低噪音,又能延长装备的使用寿命。一些重要部门需要电磁屏蔽,可以在墙内加入纳米材料层,或者涂上纳米涂料,遮挡电磁波效果良好。