由于格莱特的发现已经和正在改变科学技术中的一些传统概念，因此纳米材料将是21世纪备受瞩目的一种高新技术产品。纳米科学与技术简称纳米技术，研究结构尺寸在1～100 nm范围内材料的性质和应用。纳米效应是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性。图1.1维也纳理工学院使用最快的3D 打印机通过纳米精密加工技术打印出的一辆100层纳米结构微型F1赛车......
2023-06-30
纳米科技的影响与应用
【摘要】：随着纳米技术领域的不断突破，纳米科技对工业生产以及世界经济的影响逐渐扩大。第一届国际纳米科学技术会议于1990年7月在美国巴尔的摩的成功举办，标志着纳米技术的正式确立。随着2001年美国将纳米科技视为下一次工业革命的核心，有关纳米科技的竞争上升到了国家战略高度，我国同样积极研发纳米技术，并先后成立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心以及纳米技术专门委员会等。
纳米科技是一门研究尺寸在1～100 nm范围内材料的特性与应用的技术。纳米是比微米更小的长度计量单位，1纳米等于十亿分之一米，相当于十个原子并列在一起的宽度。纳米科学被定义为关于在原子、分子和巨分子尺度上，研究材料的现象和改造的科学。在近代的研究中，人们对于物质世界的研究大到宇宙空间，小到涉及原子、分子领域，但是对处于微观粒子与宏观物质之间的领域例如纳米级别材料的研究往往被人们所忽略。该现象一直持续到1959年12月29日，著名物理学家费曼在美国加州理工学院的演讲上首次提出了纳米科技构想，随后20世纪70年代，日本谷口纪男率先提出“纳米技术”一词用于描述对材料进行的原子级别精加工技术，随后纳米技术更被提出用于制备化学材料与生物材料，但是由于当时技术不完善，很多科学家认为纳米技术只是一个幻想，并不能实现。直到1982年用于观察研究纳米材料的扫描隧道显微镜的出现，使得人类可以直接观察到原子领域。这才使得人们接受并认同纳米技术的可行性，为测量和操控原子、分子等技术奠定了基础，对纳米技术的研究和发展至关重要。
随着纳米技术领域的不断突破，纳米科技对工业生产以及世界经济的影响逐渐扩大。第一届国际纳米科学技术会议于1990年7月在美国巴尔的摩的成功举办，标志着纳米技术的正式确立。随后在第一届国际纳米技术大会中，纳米技术被划分为纳米化学、纳米物理学、纳米生物学、纳米电子学、纳米计量学以及纳米加工技术六个分支。而1991年，研究人员制备出了质量为同体积钢的六分之一而强度却是钢的10倍的碳纳米管，这使得人们意识到纳米材料可以拥有普通材料所不具有的优良特性，同时也引发了研究人员对纳米技术的探索热情。1993年IBM公司操纵48个铁原子在铜表面形成了一个围栏，该围栏的直径仅仅14 nm，随后中国科学院北京真空物理实验室同样操纵原子成功排列成“中国”两字，这表示中国在国际纳米科技领域已经占有一席之地。关于纳米科技的主要研究内容可以概括为以下三个方面：
（1）纳米科学：研究探索纳米材料由于至少有一个维度处于纳米级别而展现出的物理和化学特性，并研究电子、原子以及分子在微观角度的运动规律，为纳米科技的研发提供理论基础。
（2）纳米技术：以研究纳米材料的制备、加工、测试以及组装为目标，进行纳米材料与纳米元器件在微观角度上的制备加工，实现纳米技术在工业上的应用。
（3）纳米工程：制备纳米材料、纳米元器件以及纳米材料生产加工所需设备的设计、操作、应用等，将纳米科学与纳米技术理论研究付之于行动。
进入21世纪以来，纳米科技浪潮已经席卷全球，纳米科技领域的新发现与新成果层出不穷，纳米科技被认为是21世纪经济发展的主动力之一，将为国家发展与经济建设带来新的发展机遇，这是一场具有重要经济意义的科技革命。随着2001年美国将纳米科技视为下一次工业革命的核心，有关纳米科技的竞争上升到了国家战略高度，我国同样积极研发纳米技术，并先后成立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心以及纳米技术专门委员会等。这一系列举措使得纳米技术在材料、能源、信息、医药、卫生、生物和能源等诸多领域取得了巨大突破。
当前纳米技术的研发与应用主要集中于医疗卫生、微电子和计算机技术、航空航天、生物技术、新能源以及纺织工业等领域。纳米技术产品具有体积小、强度高、质量轻、易于携带与传输等优点，同时还可以将通过纳米技术制备出特定性质的纳米材料、生物材料与仿生材料。纳米技术不但对电子器件和生物技术产业产生了革命性的影响，而且也渗透到了传统行业，在人们的衣食住行中都可以看到纳米科技产物，纳米技术已经成为推动各国经济发展的主要驱动力之一。
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2023-06-20
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2023-06-30
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2023-06-20
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2023-06-30
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2023-06-30
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