智能毒劑存儲(chǔ)JRF563

提到本文將根據(jù)收集到的國(guó)內(nèi)外資料，對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行介紹，以飧讀者。

一、納米技術(shù)的由來(lái)和發(fā)展

提到提到納米技術(shù)，首先要了解納米這一長(zhǎng)度單位。一納米是十億分之一米，或千分之一微米。直觀上講，人的頭發(fā)直徑一般為20-50微米，單個(gè)細(xì)菌用顯微鏡測(cè)出直徑為5微米，而1納米大體上相當(dāng)于4個(gè)原子的直徑。傳統(tǒng)的特性理論和設(shè)備操作的模型和材料是基于臨界范圍普遍大于100納米的假設(shè)，當(dāng)材料的顆粒縮小到只有幾納米到幾十納米時(shí)，材料的性質(zhì)發(fā)生了意想不到的變化。由于組成納米材料的超微粒尺度，其界面原子數(shù)量比例極大，一般占總原子數(shù)的40%-50%左右，使材料本身具有宏觀量子隧道、表面和界面等效應(yīng)，從而具有許多與傳統(tǒng)材料不同的物理、化學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)不能被傳統(tǒng)的模式和理論所解釋。

提到納米技術(shù)就是研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米（有些資料為1至100納米）范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。它的本質(zhì)是一種可以在分子水平上，一個(gè)原子、一個(gè)原子地來(lái)創(chuàng)造具有全新分子形態(tài)的結(jié)構(gòu)的手段，使人類(lèi)能在原子和分子水平上操縱物質(zhì)；它的目標(biāo)是通過(guò)在原子、分子水平上控制結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)現(xiàn)這些特性，學(xué)會(huì)有效的生產(chǎn)和運(yùn)用相應(yīng)的工具，合成這些納米結(jié)構(gòu)，最終直接以原子和分子來(lái)構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。

提到因而，各個(gè)不同學(xué)科的科學(xué)家潛心研制和分析納米結(jié)構(gòu)，試圖發(fā)現(xiàn)單個(gè)分子、原子在納米級(jí)范圍內(nèi)不能被傳統(tǒng)的模式和理論所解釋的現(xiàn)象以及眾多分子下這些現(xiàn)象的發(fā)展，他們的工作奠定了納米技術(shù)的基礎(chǔ)，推動(dòng)了納米技術(shù)的發(fā)展。

提到讓我們簡(jiǎn)單回顧一下它的歷史：

提到1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼在美國(guó)加州理工學(xué)院召開(kāi)的美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)上預(yù)言：如果人們可以在更小尺度上制備并控制材料的性質(zhì)，將會(huì)打開(kāi)一個(gè)嶄新的世界。這一預(yù)言被科學(xué)界視為納米材料萌芽的標(biāo)志。

提到1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工。70年代美國(guó)康奈爾大學(xué)格蘭維斯特和布赫曼利用氣相凝集的手段制備納米顆粒，開(kāi)始了人工合成納米材料。

提到1982年，研究納米的重要工具-掃描隧道顯微鏡被發(fā)明。

提到1989年德國(guó)教授格雷特利用惰性氣體凝集的方法制備出納米顆粒，從理論及性能上全面研究了相關(guān)材料的試樣，提出了納米晶體材料的概念，成為納米材料的創(chuàng)始人。

提到1990年7月，第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國(guó)巴爾的摩舉行。

提到1991年，碳納米管被發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量只有同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的十倍。

提到1992年開(kāi)始，兩年一屆的世界納米材料會(huì)議分別在墨西哥、德國(guó)、美國(guó)夏威夷、瑞典舉行。

提到1993年，繼1989年美國(guó)斯坦福大學(xué)搬走原子團(tuán)“寫(xiě)"下斯坦福大學(xué)英文名字、1990年美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司在鎳表面用36個(gè)氙原子排出“IBM"之后，中科院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室操縱原子成功寫(xiě)出“中國(guó)"二字。

提到1997年，美國(guó)科學(xué)家成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在20年后研制成功速度和存儲(chǔ)容量比現(xiàn)有計(jì)算機(jī)提高成千上萬(wàn)倍的量子計(jì)算機(jī)。

提到1999年，巴西和美國(guó)科學(xué)家發(fā)明了小的“秤"，可稱(chēng)量十億分之一克的物體，相當(dāng)于一個(gè)病毒的重量；此后不久，德國(guó)科學(xué)家研制出能稱(chēng)量單個(gè)原子重量的“秤"。

提到到1999年，全球納米產(chǎn)品的年?duì)I業(yè)額達(dá)到500億美元。

提到由于納米技術(shù)不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，包括為信息產(chǎn)業(yè)的電子、光電子的繼續(xù)發(fā)展和提高；為制造業(yè)、國(guó)防、航空和環(huán)境應(yīng)用提供更物美價(jià)廉的材料；為醫(yī)療、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)上加速生物進(jìn)步將起的作用，人類(lèi)可以預(yù)計(jì)到21世紀(jì)，納米科學(xué)和技術(shù)將會(huì)改變?nèi)嗽煳矬w的特性，產(chǎn)生工業(yè)革命。IBM的前科學(xué)家約翰·阿姆斯特朗在1991年寫(xiě)道"我相信納米科學(xué)和技術(shù)將會(huì)是下一個(gè)信息時(shí)代中心，就像在七十年代的微米引起的革命一樣"。

二、納米技術(shù)的學(xué)科領(lǐng)域

提到納米技術(shù)的發(fā)展使新名詞、新概念不斷涌現(xiàn)，象納米材料學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)、納米電子學(xué)、納米化學(xué)等等，而且仍在不斷擴(kuò)大。現(xiàn)將幾個(gè)主要的學(xué)科領(lǐng)域介紹如下。

提到納米材料學(xué) 觀測(cè)和研究納米材料所具有的特殊結(jié)構(gòu)，包括表面粗糙度、表面結(jié)構(gòu)、顆粒大小、缺陷和材料制備。在納米尺度下，物質(zhì)中電子的量子力學(xué)性質(zhì)和原子的相互作用將受到尺度大小的影響，從而使其具有許多與傳統(tǒng)材料不同的物理、化學(xué)性質(zhì)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明一克具有納米尺寸的微粒，其表面積可達(dá)幾萬(wàn)平方米，由于表面積增大，活性就增強(qiáng)；五顏六色的金屬，由于吸光能力增加而一律變成黑體，熔點(diǎn)也隨之降低。而且納米鐵材料的斷裂應(yīng)力比常規(guī)材料高12倍；氣體通過(guò)納米材料的擴(kuò)散速度比一般材料快幾千倍；納米銅材料比常規(guī)銅材料的熱擴(kuò)散增強(qiáng)了近一倍。銅到納米級(jí)就不再導(dǎo)電，納米銅的膨脹系數(shù)比普通銅成倍增加。絕緣的二氧化硅、晶體等，在20納米就開(kāi)始導(dǎo)電成為導(dǎo)體。人們還發(fā)現(xiàn)，納米顆粒的外形會(huì)逐漸變化，粒度越小，變化越強(qiáng)；納米材料中有大顆粒“并吞"小顆粒的現(xiàn)象，納米顆粒與生物細(xì)胞膜的物化作用很強(qiáng)，因而能被細(xì)菌吞噬而產(chǎn)生特殊的生化效應(yīng)。正由于納米材料這些奇特的力、電、光、磁、吸收、催化、敏感等性能而使之具有廣泛而誘人的應(yīng)用前景。如能得到納米尺度的結(jié)構(gòu)，就可能控制材料的基本性質(zhì)如熔點(diǎn)、磁性、電容甚至顏色，而不改變物質(zhì)的化學(xué)成份，最終實(shí)現(xiàn)根據(jù)材料的性能要求，設(shè)計(jì)、合成納米復(fù)合材料。