文档介绍：普及纳米知识推动科技进步
在工业革命以前,大部分人类生产、科研不需要用到毫米,“毛估估”的做法说明了我们对这个世界认知的粗浅。
以蒸汽机等机械发明为主要标志的第一次工业革命,将人类认知推向毫米层次。
第二次工业革命,发明了电,从机械时代进入微电子时代,毫米不够用了,毫米的千分之一———微米诞生了。随着科学技术的发展,微米层次的局限越来越明显,例如,电脑芯片虽然已越做越小,但即将达到材料的物理极限,只有进入另一个层次———纳米层次,才会有更大的突破,比如将现在的笔记本电脑变得像手表一样小,或更小,可以把它固定在纺织品面料上。
正如牛顿力学只适用于低速的宏观物体,而高速运动,只能用相对论来解释;在纳米层次,许多原来在宏观尺度上使用的规律、定理、方式、方法,都将不再适用,世界将从此是另一个模样。我们现在所熟悉的“原材料”将是小至纳米级的原子、分子。
那么什么是纳米呢?
1纳米=十亿分之一米
1959年,诺贝尔奖获得者、被认为继爱因斯坦之后最为睿智的理论物理学家—理查得·费因曼教授在加州理工大学发表了题为《在底部还有很大空间》的演讲。在费因曼看来,人类社会目前的生产方式,总是“从上而下”的,他提出:为什么我们不可以从单个分子、甚至原子开始出发,进行组装,达到我们的要求?……物理学的规律不排除一个原子一个原子制造物品的可能。”
~100nm为纳米尺度空间。
铅表面的原子世界
1981年,德国科学家发明了纳米显微镜,即扫描隧道显微镜(STM)人类从此可以直观地观察到单个原子了。
看得见原子只是第一步!第二步就是要能够操纵它。 1990年,美国加州IBM实验室,将35个氙原子排布成“IBM”3个字母,总面积只有几个平方纳米,人类第一次实现了操纵单个原子,纳米科技的序幕拉开了。
江苏省张家港高级中学倪洪祥
在扫描隧道显微镜下,科学家将48个铁原子排列在铜表面上,形成一个圆形围栏。
量子围栏
纳米齿轮
纳米铜具
纳米陶瓷
量子围栏
纳米陶瓷
碳纳米管
纳米轴承
世界上最小的键盘
1993年后,我国科学家先后操纵原子写出“XX”、“原子”、绘出XX国轮廓图。
纳米存储器
中国
我国纳米科技成果一览
1993年,中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“XX”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿。
1998年,XX大学XX小组成功地制造出直径为3-50纳米、长度达微米量级的氮化镓半导体一维纳米棒,使我国在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体。