什么是纳米技术

什么是纳米技术？纳米技术是什么意思？

纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。

纳米（nanometer,nm）就字面来说，只是一种尺度，它和我们所熟悉的米（m）、毫米（mm）、微米（μm）一样都是长度计量单位。1纳米等于10－9米，也就是说，l纳米只有10亿分之一米，百万分之一毫米，和千分之一微米。仅从上述的数字，也许我们不能马上想像出纳米的大小，让我们再进一步来描述一下：1纳米大约是3－4个原子排列在一起的长度；是人头发直径的万分之一。由此看来，纳米是一个很小很小的长度单位，其意义也仅此计量长度而已，本身并没有任何的“价值”可言，而真正有“价值”的是纳米技术。

纳米科技的研究内容

创造和制备优异性能的纳米材料

设计、制备各种纳米器件和装置

探测和分析纳米区域的性质和现象

纳米科技研究的问题：

生物科学技术、信息科学技术、纳米科学技术是下一世纪内科学技术发展的主流。生物科学技术中对基因的认识，产生了转基因生物技术，可以治疗顽症，也可以创造出自然界不存在的生物；信息科学技术使人们可以坐在家中便知天下大事，因特网几乎可以改变人们的生活方式。

纳米科学是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。

还原论：把物质的运动都还原到原子、分子这一层面上。原子论和量子力学取得了巨大的成功。有机合成；分子生物学；转基因食品、克隆羊；原子光谱和激光；固体电子论和IC；几何光学到光纤通讯。

宏观世界上经典物理、化学、力学的巨大成就：计算机和网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等改变了人们的生活方式

科学技术有认识上的盲区或人类知识大厦上的裂缝。裂缝的一边是以原子、分子为主体的微观世界,另一岸是人类活动的宏观世界。两个世界之间不是直接而简单的联结,存在一个过渡区--纳米世界。

例：分子合成 ≤1.5nm, →活体

微电子技术在0.2μm,

显微外科只能连接大、小、微血管

≤ PM10和PM1.5的微粒

50年代,钱老“物理力学”是企图连接两个世界的前驱工作之一

几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物体的性质。这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”性质,如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时,奇特的性质又会失去,像真是一些长不大的孩子。

在10nm尺度内,由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合及探测、应用它们---纳米科学技术的主要问题。

原子和分子的微观世界和宏观世界的过渡区内的新现象和新规律

探测纳米长度内物理、化学生物信息的新原理和新方法

新概念和新理论：强关联、强场、快过程、少粒子的量子体系

应用

新科学还是老理论的翻版？

历史悠久的新科学技术

西汉铜镜和黑漆鼓

徽墨

漆器

催化剂材料

感光材料和彩色胶片

含有高岭土颗粒的轮胎

WHY？不清楚

近十年，计算机和材料设计；探测技术STM、AFM、SNOM；IC和生命科学的推动；制备技术发展；理论的发展；高强度和高韧性、可自修复、有智能、可再生→新一代纳米材料

纳米技术是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在迅速崛起的用原子和分子创制新物质的技术，是研究尺寸范围在1一100nm之间的物质的组成。这个极其微小的空间，正好是原子和分子的尺寸范围，也是它们相互作用的空间。在这样的一个尺度空间，由于量子效应、物质的局域性及巨大的表面和界面效应，使物质的很多性能发生质变。这些变化渗透到各个工业领域后，将引导一轮新的工业革命。纳米技术所追求的最终目标，正像Feynman当年预言的那样，就是要使人类能够按照自己的意愿任意地操纵单个原子和分子，并在对自然界物质的本质进行深入探讨和研究的基础之上，按照人们的期望，在原子和分子的水平上设计和制造全新的物质。

纳米技术是一门以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，是现代科学（量子力学、分子生物学等）和现代技术（微电子学技术、计算机技术、高分辨显微技术、核分析技术等）结合的产物。纳米技术在不断渗透到现代科学技术的各个领域的同时，形成了许许多多的与纳米技术相关的新兴学科，如纳米医学、纳米机械学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。