科學與技術的關系

1、納米科學與技術納米科學與技術概念的提出 諾貝爾獎獲得者Feyneman在六十年代曾經(jīng)預言：如果我們對物體微小規(guī)模上的排列加以某種控制的話，我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性，就會看到材料的性能產(chǎn)生豐富的變化。他所說的材料就是現(xiàn)在的納米材料。納米 “納米”是長度單位，1nm=10-9m。 “納米”是英文namometer譯名。另一種說法，“納米”一詞源自拉丁文“NANO”，“矮小”的意思。納米正好處于原子、分子為代表的微觀世界和以人類活動空間為代表的宏觀世界的中間地帶，被稱為介觀世界。納米尺度納米技術 納米技術納米技術（nanotechnology）是用單個原子、分子制造物質的科學技術。納米

2、科學技術是以許多現(xiàn)代先進科學技術為基礎的科學技術，它是現(xiàn)代科學（混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學）和現(xiàn)代技術（計算機技術) 理論基礎 納米技術(nanotechnology），也稱毫微技術，是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用的一種技術。 1981年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后，誕生了一門以0.1到100納米長度為研究分子世界，它的最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產(chǎn)品。因此，納米技術其實就是一種用單個原子、分子射程物質的技術。納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領域。納米科學與技術主要包括：納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米

3、生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學等 。這七個相對獨立又相互滲透的學科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征這三個研究領域。納米材料的制備和研究是整個納米科技的基礎。其中，納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎，而納米電子學是納米技術最重要的內容。技術分類 從迄今為止的研究來看，關于納米技術分為三種概念： 第一種，是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在創(chuàng)造的機器一書中提出的分子納米技術。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機器實用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術還未取得重大進展。 第二種概念把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納

4、米精度的加工來人工形成納米大小的結構的技術。這種納米級的加工技術，也使半導體微型化即將達到極限?，F(xiàn)有技術即使發(fā)展下去，從理論上講終將會達到限度，這是因為，如果把電路的線幅逐漸變小，將使構成電路的絕緣膜變得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型的納米技術。 第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來，生物在細胞和生物膜內就存在納米級的結構。DNA分子計算機、細胞生物計算機的開發(fā)，成為納米生物技術的重要內容。 發(fā)展歷史 1993年，第一屆國際納米技術大會(INTC)在美國召開，將納米技術劃分為6大分支：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子

5、學、納米加工技術和納米計量學，促進了納米技術的發(fā)展。由于該技術的特殊性，神奇性和廣泛性，吸引了世界各國的許多優(yōu)秀科學家紛紛為之努力研究。 納米技術一般指納米級(0.1一100nm)的材料、設計、制造，測量、控制和產(chǎn)品的技術。納米技術主要包括：納米級測量技術：納米級表層物理力學性能的檢測技術：納米級加工技術；納米粒子的制備技術；納米材料；納米生物學技術；納米組裝技術等。 納米科學與技術 納米技術：將納米尺度的新研究發(fā)現(xiàn)應用于實際的方法和途徑。 納米科學：研究與發(fā)現(xiàn)納米尺度(1100 nm)材料的新行為與新性能。納米材料的分類n 團簇p 多達50個單元(原子或者反應性分子)的集合。團簇化合物是指被

6、配體外殼包圍的部分，配體外殼能夠隔離分子。n 膠體p 含11000nm范圍內的穩(wěn)定的液相。n 納米晶p 在納米尺度范圍內的單晶固體粒子。n 納米結構p 任何納米尺度范圍內的固體材料，三維為納米粒子，二位為納米薄膜，一維為納米線(納米管)。n 量子點p 至少在一維尺度上顯示出尺寸量子效應的粒子 技術內容 納米技術包含下列四個主要方面： 1、納米材料：當物質到納米尺度以后，大約是在0.1100納米這個范圍空間，物質的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。 這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質的特殊性能構成的材料，即為納米材料。 如果僅僅是尺度達到納米，而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米

7、材料。 過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個中間領域，而這個領域實際上大量存在于自然界，只是以前沒有認識到這個尺度范圍的性能。第一個真正認識到它的性能并引用納米概念的是日本科學家，他們在20世紀70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個導電、導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質，表現(xiàn)出既不導電、也不導熱。磁性材料也是如此，像鐵鈷合金，把它做成大約2030納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料。 技術分類 993年，第一屆國際納米技術大會(INTC)在美國召開，將納米技術劃分為6大分支：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工技術和納米計量學，促進了納米技術的發(fā)展。由于該技術的特殊性，神奇性和廣泛性，吸引了世界各國的許多優(yōu)秀科學家紛紛為之努力研究。 納米技術一般指納米級