文档介绍:纳米科技
——基于老师的纳米科技课程 纳米技术,作为将来新产业革命的一门科学技术,现在已经得到了广泛关注。 简介 纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳 米材料学和纳米生物学等。21 世纪将是纳米技术费曼质问道,为什么我们不可以从另外一个角 度出发,从单个的分子甚至原子开始进行组装,以达到我们的要求?他说:“至少依我看来, 物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”
70 年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想, 1974年,科学家唐尼古奇 最早使用纳米技术一词描述精密机械加工;
1982 年,科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜,为我们揭示一个可见 的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用;扫描隧道显微镜发明后,诞生了 到 100 纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有 特定功能的产品。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。
年,纳米技术有了关键突破。 IBM 公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个 的原子进行了重排,纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地 把 35 个原子移动到各自的位置,组成了 IBM 三个字母。这证明费曼是正确的,二个字母加 起来还没有3 个纳米长。不久,科学家不仅能够操纵单个的原子,而且还能够“喷涂原子”。 使用分子束外延长生长技术,科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法,每次只造出 一层分子。目前,制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。 著名物理学家、诺贝尔奖 获得者理查德・费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后将变成根据人类意 愿,逐个地排列原子,制造产品,这是关于纳米技术最早的梦想。
1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技 术的正式诞生;
年,碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10 倍,成为纳米技术研究的热点,诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将是未来最佳 纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等;
1993年,继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、 1990年美 国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”。
1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在20年后研 制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机;
1999年,巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够 称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量 单个原子重量的秤,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录;
1999 年,纳米技术逐步走向市场,全年基于纳米产品的营业额达到5 00 亿美元; 我国纳米技术的研究始于80年代,纳米材料研究起步较早,其次是纳米材料和结构的 表征,纳米器件以及纳米药物。在国家科技部、中国科学院、国家自然基金委员会和国家教 育部等部门的大力支持下,起动了国家级重大项目10 多项,地方政府和企业家的介入,纳 米实用化技术和纳米材料应用技术得到了有效发展。目前已有几百家公司参与了纳米材料技 术的研发,已有一些