纳米技术的用途有多广泛?

2024-04-25 09:04

1. 纳米技术的用途有多广泛?


纳米技术的用途有多广泛?

2. 纳米技术带来了什么作用?

纳米抑菌贴1984年,德国著名学者格莱特利用现代技术把一块6纳米的铁晶体压制成纳米块,并详细研究了它的内部结构,结果发现它比普通钢铁的强度要高12倍,硬度要高2~3个数量级。而且这种纳米金属在低温下甚至会失去传导能力,并且随着尺寸的缩小,纳米材料的熔点也会随之降低。
格莱特的研究实际上只是开了一个头,从而导致了科学家们对物质在纳米量级内物理性能变化和应用的广泛研究。一般来讲,纳米颗粒的尺寸通常不超过10个纳米。在这个量级内,物质颗粒的大小意味着它已经很接近一个原子的大小了。在这种状态下,物质的性能和结构的变化已经是非连续性的了。就是说,量子效应开始发生作用。因此,用纳米颗粒最后制成的材料与普通材料相比,在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大不同,由此会产生许多完全不同的功用。
按目前的研究状况,纳术科技一般分为纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学和纳米制造学、纳米光学等,这其中的每一门学科又都具有跨学科性质,是集研究与应用于一体的边缘学科与综合体系。很显然,纳米科学技术是一门以物理、化学两门基础学科的微观研究理论为基础,以先进的解析技术和工艺手段为前提的内容广泛的多学科综合体。它既不是某一学科的延伸和发展,也不是某一工艺技术革新的产物或转化。它是基础理论学科和当代高新技术紧密结合的产物。
尽管目前科学界在纳米科学技术领域已经取得了一系列重要的进展,并开发出了不少纳米材料和器件,但从严格的意义上讲,纳米科学技术在20世纪,仅是刚刚露出尖尖角的小荷,它的灿烂和美丽将是属于21世纪的。因而,这门学科的诞生可以说是20世纪的科学家们献给21世纪的一份珍贵的礼物。

3. 纳米技术应用的定义

纳米,只是一个长度单位,1微米为千分之一毫米,1纳米又等于千分之一微米,相当于头发丝的十万分之一,没有任何技术属性。因此,单纯的某一纳米材料若没有特殊的结构和性能表现,还不能称为纳米技术。纳米技术,是指通过特定的技术设计,在纳米粒子的表面实现原子/分子的排列组成,使其产生某种特殊结构,并表现特异的技术性能或功能,这样的纳米材料才可称为是纳米技术。纳米材料可分为两个层次:纳米超微粒子与纳米固体材料。纳米超微粒子是指粒子尺寸为1-100nm的超微粒子,纳米固体是指由纳米超微粒子制成的固体材料。而人们习惯于把组成或晶粒结构控制在100纳米以下的长度尺寸称为纳米材料。

纳米技术应用的定义

4. 纳米技术的特点?

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域.纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 .这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域.纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础.其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容.
    1993年,第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开,将纳米技术划分为6大分支:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学,促进了纳米技术的发展.由于该技术的特殊性,神奇性和广泛性,吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力拼搏.   纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造,测量、控制和产品的技术.纳米技术主要包括:纳米级测量技术:纳米级表层物理力学性能的检测技术:纳米级加工技术;纳米粒子的制备技术;纳米材料;纳米生物学技术;纳米组装技术等.

5. 纳米技术的特点

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
  1993年,第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开,将纳米技术划分为6大分支:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学,促进了纳米技术的发展。由于该技术的特殊性,神奇性和广泛性,吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力拼搏。   纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造,测量、控制和产品的技术。纳米技术主要包括:纳米级测量技术:纳米级表层物理力学性能的检测技术:纳米级加工技术;纳米粒子的制备技术;纳米材料;纳米生物学技术;纳米组装技术等。

纳米技术的特点

6. 纳米技术的作用是什么?

经过科学家的研究和努力,“纳米”已不再是冷冰冰的科学词语,纳米技术已走出实验室,渗透到人们的衣、食、住、行中,悄悄地改变、影响着人们的生活。
传统的涂料耐洗刷性差,涂刷一段时间后墙壁就会变得斑驳陆离。现在有了加入纳米技术的新型油漆,不但耐洗刷性比传统材料提高了十多倍,而且有机挥发物极低,无毒无害无异味,有效解决了建筑物密封性增强、有害虫气体不能尽快排出的问题。
人体长期受电磁波、紫外线照射,会导致各种发病率增加或影响正常生育。现在,加入纳米技术的高效防辐射服装——高科技电脑工作装和孕妇装已经问世。科技人员将纳米大小的抗辐射物质掺入到纤维中,制成了可阻隔95%以上紫外线或电磁波辐射的“纳米服装”,而且不挥发、不溶水,持久保持防辐射能力。同样,化纤布料制成的衣服因摩擦容易产生静电,在生产时加入少量的金属纳米微粒,就可以摆脱烦人的静电现象。
白色污染也遭遇到“纳米”的有力挑战。科学家将可降解的淀粉和不可降解的塑料通过特殊研制的设备粉碎至“纳米级”后,进行物理结合。用这种新型原料,可生产出100%降解的农用地膜、一次性餐具、各种包装袋等类似产品。专家评价说,这是彻底解决白色污染问题的实质性突破。
以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件。纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。而纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。纳米材料体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。
纳米金属颗粒易燃易爆,几个纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒,一遇到空气就会产生激烈的燃烧,发生爆炸。因此,纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药,做成火箭的固体燃料还可产生更大的推力。用纳米金属颗粒粉体做催化剂,可以加快化学反应速率,大大提高化工合成的产出率。
纳米金属块体耐压耐拉,将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料,强度比一般金属高十几倍,又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船,重量可减小到原来的十分之一。
纳米陶瓷刚柔并济,用纳米颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性,为陶瓷业带来了一场革命。将纳米陶瓷应用到发动机上,发动机摩擦系数大幅下降,散热能力加强的同时,延长了发动机的使用寿命,而且还能减少污染物的排放,是新一代绿色产品。
纳米氧化物材料五颜六色,纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电场作用下能迅速改变颜色。用它做士兵防护激光枪的眼镜非常适合。将纳米氧化物材料做成广告板,在电、光的作用下,效果会更加绚丽多彩。
纳米半导体材料可以发出各种颜色的光,可以做成小型的激光光源,还可将吸收的太阳光中的光能变成电能。用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。用纳米半导体做成的各种传感器,可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。
用纳米药物治病救人时,把药物与磁性纳米颗粒相结合,服用后,这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引,使药物集中到患病的组织中,药物治疗的效果会大大提高。同时还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管,“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离,也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞,并在治疗人的骨髓疾病的临床实验上获得成功。
在纳米的世界中,人们按照自己的意愿,自由地剪裁、构筑材料,这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起,它既具有芯片的功能,又可探测到电磁波(包括可见光、红外线和紫外线等)信号,同时还能完成电脑的指令,这就是纳米集成器件。将这种集成器件应用在卫星上,可以使卫星的重量、体积大大减小,发射更容易,成本也更经济。
纳米技术大力发展的同时,其安全性问题也不可忽视。因为材料在变成纳米级过程中物理、化学性质发生变化,比常规物质更容易穿透各种屏障,甚至透过生物体的皮肤、细胞膜,进入组织器官内部。如果生产和使用过程中操作不当,纳米材料有可能污染环境、危害健康。有研究结果显示,部分人造纳米材料具有毒性,可能会引起氧化刺激、炎症反应、心肺血管系统及其他组织器官的损害。因此,在发展纳米技术的同时,必须同步开展其安全性研究,使其成为安全造福人类的新技术。

7. 纳米技术的特点??

纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。

纳米技术目前已成功用于许多领域,包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲,包括如下领域:
1、纳米技术在新材料中的应用
2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用
3、纳米技术在制造业中的应用
4、纳米技术在生物、医药学中的应用
5、纳米技术在化学、环境监测中的应用
6、纳米技术在能源、交通等领域的应用
7、纳米技术在农业中的应用
8、 纳米技术在日常生活中的应用

【衣】
在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布虽然结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。

纳米技术的特点??

8. 纳米技术的发展

在7月5日闭幕的2001国际纳米材料高层论坛上,国家纳米科技指导协调委员会负责人马燕合介绍,针对我国纳米科技发展现状,近期将公布由科技部主持起草的《中国国家纳米科技发展纲要》,其宗旨是根据我国国情,国家采取正确引导,以企业为主,全方位部署,多元化发展,实现我国纳米技术产业由跟踪到跨越的发展战略,五年之内使我国纳米材料技术总体上达到国际水平。   专家预测,纳米技术、信息技术和生物技术,将成为21世纪社会发展的三大支柱。纳米技术产业的发展,将可能重新排列各国在世界经济中的地位,因而成为当今世界大国争夺的战略制高点。美国、日本以及欧洲的一些国家已先后制定实施了各自的纳米技术发展计划。  中科院副院长、国家纳米科技指导协调委员会首席科学家白春礼在论坛报告上指出,我国开始研发纳米技术在时间上几乎与国外同步,但目前科技研究在总体上与发达国家有不小的差距,不过在某些方面也有微弱优势,例如纳米材料。我国纳米材料研究已具有很好的基础,政府对纳米材料基纳米技术的研究一直给予高度重视,国家和各地方通过“国家攻关计划”、“863计划”、“973计划”的实施,积极投入力量和资金,使我国纳米的研发水平获得了很大发展。  据科技部7月1日公布的《中国纳米材料产业现状调研报告》显示,目前全国有98家纳米研发机构、323家纳米企业、50家涉足纳米领域的上市公司。纳米材料及技术的研究已初步形成以各具特色的两大纳米研发中心———北方中心和南方中心为核心,辐射四周的格局。在纳米基础理论研究方面成果较丰,在国内外学术刊物上发表论文2400篇,在世界顶级学术杂志上发表6篇,影响因子在6以上的学术论文近20篇,影响因子在3以上的31篇。到今年5月底,我国已有4500余名纳米材料和纳米技术的研究人员,其年龄结构比较合理,学历背景非常过硬———拥有博士、高级职称的约占30%,硕士、中级职称的约占40%。  报告表明:我国纳米产业存在的问题和制约因素表现在,科研缺乏重点,信息沟通缺乏;科研经费不足,专业人才匮乏;成果先天不足,转化接口不畅和产权意识薄弱,行业标准缺乏。我国绝大多数正在研发的纳米技术项目研发时间仅有一年左右,属启动阶段,而且多有重复。纳米技术成果的产业化率较低,不足20%。由于纳米行业标准和技术规范缺乏,也有少数科研工作者缺乏科学精神和科技道德,只做了很少的工作,就开始热衷于炒纳米概念,拿一些低水平的“科技成果”甚至只是一些概念性的东西,四处合作重复转让,造成初级产品过剩,浪费了社会整体资源。  针对这些问题,科技部高新技术发展及产业化司负责人说,在我国刚刚制定的“十五”规划中,把新材料和纳米科技的进展作为科技进步和创新的重要任务。纳米材料的发展将采取两条腿走路,一方面切入传统产业,调整产业结构,注重科技含量,以实现传统产业的升级改造,促进GDP的增长做出贡献;另一方面瞄准高新技术,力求创新,特别应重视纳米材料在环境、能源、医药和国防等领域的应用,培育纳米材料产业,逐步形成产业链。五年之内使我国纳米材料总体技术达到国际水平。  主要分四个层次运作:一涉及纳米材料前瞻性领域,要掌握关键技术,有重大技术突破,形成自主知识产权,缩小与国外发达国家的差距。二解决基础与产业化的瓶颈与应用问题,为国家高技术提供支撑,提供关键材料新的生长点。三建立纳米材料生产基地、研究中心,建立初步的技术创新体系。四注重人才培养,启动千人纳米人才计划。涉及纳米信息领域、生命应用、能源环境材料、特种功能材料、结构材料和检测与表现方法六个方面。应用涉及建材、轻工和纺织等领域。另外还要加大资金投入,加强国际间的合作交流。7月底科技部将发布有关纳米材料的专项指南