21世纪的新兴技术革命,在纳米的尺度内认识改造自然
纳米是一种长度单位,符号是nm,1nm=10的负9次方米。一个分子的直径大约为0.3~0.4nm。纳米材料是指由纳米尺度内(0.1~100nm之间)的物质组成的体系。纳米技术的基本含义是在纳米尺度的范围内认识和改造自然,通过直接操作原子、分子来创造新的物质。
早在20世纪50年代,著名的诺贝尔奖获得者美国物理学家费曼就提出了“要在小处做文章”的想法。他说以前人类都是把能够看得见的东西做成各种形状的物品,并得到各种工具,为什么不能从单个分子甚至单个原子出发来组装制作物品呢?
费曼憧憬说:“如果有一天可以按人的意志安排一个个原子,将会产生怎样的奇迹?”费曼预言,如果对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,物体就可能有大量异乎寻常的特性。今天,随着纳米技术的发展,费曼的预言正在逐渐变成现实。
纳米材料从根本上改变了材料的结构,为克服材料科学研究领域中长期未能解决的问题开辟了新途径。例如,在电子和通信领方面,用纳米薄层和纳米管制造纳米储存器、纳米显示器、纳米传感器,使器件的尺寸更小、运行速度更快、耗能更小。我国的一个研究小组首次利用碳纳米管研制出新一代显示器样品。在普通电压的驱动下,1cm见方的硅片上有序排列的上亿个碳纳米管立刻源源不断地发射电子,在电子的轰击下,显示屏上“CHINA”的字体清晰可见。
和传统显示器相比,这种显示器不仅体积小、重量轻、省电、显示质量好,而且响应时间仅为几微秒,在-45℃~85℃的环境中都能正常工作,具有极其广阔的发展前景。在医疗方面,可制造纳米结构的药物以及生物传感器,研究生物膜和DNA的精细结构,从而在生命科学领域实现技术突破。在制造业方面,还可以利用纳米机器人制造蜜蜂大小的直升机......
纳米技术是现代科学技术的前沿,正如钱学森院士所预言的那样:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点,会是一次技术革命,从而将是21世纪的又一次产业革命。”纳米技术在世界范围内备受重视,这一领域内竞争异常激烈。
我国科学家也在进行纳米技术的研究,并取得一些具有世界先进水平的成果,但与发达国家相比,我国在总体上仍有一定的差距。只有抓住机遇,迎头赶上,才能在纳米技术领域占有一席之地。
纳米视角
早在20世纪50年代,著名的诺贝尔奖获得者美国物理学家费曼就提出了“要在小处做文章”的想法。他说以前人类都是把能够看得见的东西做成各种形状的物品,并得到各种工具,为什么不能从单个分子甚至单个原子出发来组装制作物品呢?
费曼憧憬说:“如果有一天可以按人的意志安排一个个原子,将会产生怎样的奇迹?”费曼预言,如果对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,物体就可能有大量异乎寻常的特性。今天,随着纳米技术的发展,费曼的预言正在逐渐变成现实。
碳纳米管
纳米材料从根本上改变了材料的结构,为克服材料科学研究领域中长期未能解决的问题开辟了新途径。例如,在电子和通信领方面,用纳米薄层和纳米管制造纳米储存器、纳米显示器、纳米传感器,使器件的尺寸更小、运行速度更快、耗能更小。我国的一个研究小组首次利用碳纳米管研制出新一代显示器样品。在普通电压的驱动下,1cm见方的硅片上有序排列的上亿个碳纳米管立刻源源不断地发射电子,在电子的轰击下,显示屏上“CHINA”的字体清晰可见。
纳米视角
和传统显示器相比,这种显示器不仅体积小、重量轻、省电、显示质量好,而且响应时间仅为几微秒,在-45℃~85℃的环境中都能正常工作,具有极其广阔的发展前景。在医疗方面,可制造纳米结构的药物以及生物传感器,研究生物膜和DNA的精细结构,从而在生命科学领域实现技术突破。在制造业方面,还可以利用纳米机器人制造蜜蜂大小的直升机......
概念纳米机器人
纳米技术是现代科学技术的前沿,正如钱学森院士所预言的那样:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点,会是一次技术革命,从而将是21世纪的又一次产业革命。”纳米技术在世界范围内备受重视,这一领域内竞争异常激烈。
纳米视角
我国科学家也在进行纳米技术的研究,并取得一些具有世界先进水平的成果,但与发达国家相比,我国在总体上仍有一定的差距。只有抓住机遇,迎头赶上,才能在纳米技术领域占有一席之地。