納米技術(shù)相關(guān)知識

1、納米技術(shù)（ nanotechnology ）是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在 1 至 100 納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)， 它是動態(tài)科學(xué)（動態(tài)力學(xué)）和現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、智能量子、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計算機技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計量學(xué)等。納米技術(shù)包含下列四個主要方面：1. 納米材料：當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在 0.1 100 納米這個范圍空間，物質(zhì)的

2、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(zhì)的特殊性能構(gòu)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(lǐng)域，而這個領(lǐng)域?qū)嶋H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(xué)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(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，像鐵鈷合金，把它做成大約 2030 納米

3、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。為什么磁疇變成單磁疇，磁性要比原來提高 1000 倍呢？這是因為，磁疇中的單個原子排列的并不是很規(guī)則， 而單原子中間是一個原子核， 外則是電子繞其旋轉(zhuǎn)的電子，這是形成磁性的原因。但是，變成單磁疇后，單個原子排列的很規(guī)則，對外顯示了強大磁性。這一特性，主要用于制造微特電機。 如果將技術(shù)發(fā)展到一定的時候， 用于制造磁懸浮，可以制造出速度更快、更穩(wěn)定、更節(jié)約能源的高速度列車。2. 納米動力學(xué)：主要是微機械和微電機， 或總稱為微型電動機械系統(tǒng) （MEMS),用于有傳動機械的微型傳感器和執(zhí)行器、

4、光纖通訊系統(tǒng)， 特種電子設(shè)備、 醫(yī)療和診斷儀器等 . 用的是一種類似于集成電器設(shè)計和制造的新工藝。 特點是部件很小，刻蝕的深度往往要求數(shù)十至數(shù)百微米， 而寬度誤差很小。 這種工藝還可用于制作三相電動機，用于超快速離心機或陀螺儀等。 在研究方面還要相應(yīng)地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。 雖然它們目前尚未真正進入納米尺度， 但有很大的潛在科學(xué)價值和經(jīng)濟價值。理論上講：可以使微電機和檢測技術(shù)達到納米數(shù)量級。3. 納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)： 如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定 dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜， dna 的精細結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。新的藥物， 即使是微米粒子的細粉， 也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。納米生物學(xué)發(fā)展到一定技術(shù)時， 可以用納米材料制成具有識別能力的納米生物細胞，并可以吸收癌細胞的生物醫(yī)藥，注入人體內(nèi)，可以用于定向殺癌細胞。4. 納米電子學(xué)：包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、 納米結(jié)構(gòu)的光 / 電性質(zhì)、納米電子材料的表征， 以及原子操縱和原子組裝等。 當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢要求器件