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納米是什么

發(fā)布時(shí)間:2011-11-09 14:02

  1,000,000,000納米 = 1 米(m)  1,000,000納米 = 1 毫米(mm)  1,000納米 = 1 微米(µm)  有時(shí)候也會(huì)見到埃米這個(gè)單位,為10^-10m! 1納米 = 10 埃米(記為Å)

概況

  硅單晶原子納米掃描隧道顯微鏡影象.單個(gè)細(xì)菌用肉眼是根本看不到的,用顯微鏡測直徑大約是五微米。舉個(gè)例子來說,假設(shè)一根頭發(fā)的直徑是0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度大約就是一納米。也就是說,一納米大約就是0.000001毫米.納米科學(xué)與技術(shù),有時(shí)簡稱為納米技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了與納米相關(guān)的很多新興學(xué)科。有納米醫(yī)學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)等。全世界的科學(xué)家都知道納米技術(shù)對科技發(fā)展的重要性,所以世界各國都不惜重金發(fā)展納米技術(shù),力圖搶占納米科技領(lǐng)域的戰(zhàn)略高地。我國于1991年召開納米科技發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì),制定了發(fā)展戰(zhàn)略對策。十多年來,我國納米材料和納米結(jié)構(gòu)研究取得了引人注目的成就。目前,我國在納米材料學(xué)領(lǐng)域取得的成就高過世界上任何一個(gè)國家,充分證明了我國在納米技術(shù)領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。納米效應(yīng)就是指納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學(xué)特性,如原本導(dǎo)電的銅到某一納米級界限就不導(dǎo)電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時(shí)開始導(dǎo)電。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點(diǎn),以及其特有的三大效應(yīng):表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。 對于固體粉末或纖維,當(dāng)其有一維尺寸小于100nm,即達(dá)到納米尺寸,即可稱為所謂納米材料,對于理想球狀顆粒,當(dāng)比表面積大于60m2/g時(shí),其直徑將小于100nm,達(dá)到納米尺寸。

納米技術(shù)的含義

  所謂納米技術(shù),是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)。科學(xué)家們在研究物質(zhì)構(gòu)成的過程中,發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個(gè)、幾十個(gè)可數(shù)原子或分子,顯著地表現(xiàn)出許多新的特性,而利用這些特性的技術(shù),就稱為納米技術(shù)。納米技術(shù)與微電子技術(shù)的主要區(qū)別是:納米技術(shù)研究的是以控制單個(gè)原子、分子來實(shí)現(xiàn)特定的功能,是利用電子的波動(dòng)性來工作的;而微電子技術(shù)則主要通過控制電子群體來實(shí)現(xiàn)其功能,是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發(fā)納米技術(shù)的目的,就是要實(shí)現(xiàn)對整個(gè)微觀世界的有效控制。  納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年,國際納米科技指導(dǎo)委員會(huì)將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等6個(gè)分支學(xué)科。其中,納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ),而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容! 〖{米科技是90年代初迅速發(fā)展起來的新興科技,其最終目標(biāo)是人類按照自己的意識直接操縱單個(gè)原子、分子,制造出具有特定功能的產(chǎn)品。納米科技以空前的分辨率為我們揭示了一個(gè)可見的原子、分子世界。這表明,人類正越來越向微觀世界深入,人們認(rèn)識、改造微觀世界的水平提高了前所未有的高度。納米技術(shù)的三種概念

  第一種

  從迄今為止的研究狀況看,關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念。第一種,是1986年美國科學(xué)家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機(jī)器》一書中提出的分子納米技術(shù)。根據(jù)這一概念,可以使組合分子的機(jī)器實(shí)用化,從而可以任意組合所有種類的分子,可以制造出任何種類的分子結(jié)構(gòu)。這種概念的納米技術(shù)未取得重大進(jìn)展。

  第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級的加工技術(shù),也使半導(dǎo)體微型化即將達(dá)到極限,F(xiàn)有技術(shù)即便發(fā)展下去,從理論上講終將會(huì)達(dá)到限度。這是因?yàn)椋绻央娐返木幅變小,將使構(gòu)成電路的絕緣膜的為得極薄,這樣將破壞絕緣效果。此外,還有發(fā)熱和晃動(dòng)等問題。為了解決這些問題,研究人員正在研究新型的納米技術(shù)。

  第三種

  第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來,生物在細(xì)胞和生物膜內(nèi)就存在納米級的結(jié)構(gòu)。  所謂納米技術(shù),是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)?茖W(xué)家們在研究物質(zhì)構(gòu)成的過程中,發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個(gè)、幾十個(gè)可數(shù)原子或分子,顯著地表現(xiàn)出許多新的特性,而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù),就稱為納米技術(shù)。

綜合

  納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域! 〖{米科技現(xiàn)在已經(jīng)包括納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米化學(xué)等學(xué)科。從包括微電子等在內(nèi)的微米科技到納米科技,人類正越來越向微觀世界深入,人們認(rèn)識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森也曾指出,納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn),會(huì)是一次技術(shù)革命,從而將引起21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命。  雖然距離應(yīng)用階段還有較長的距離要走,但是由于納米科技所孕育的極為廣闊的應(yīng)用前景,美國、日本、英國等發(fā)達(dá)國家都對納米科技給予高度重視,紛紛制定研究計(jì)劃,進(jìn)行相關(guān)研究。