二節(jié)新材料研究與開(kāi)發(fā)課件

1、第二節(jié) 新材料的研究與開(kāi)發(fā) 1. 信息功能材料半導(dǎo)體材料光電子材料2. 能源功能材料超導(dǎo)材料磁性材料貯能材料燃料電池3. 納米材料科學(xué)技術(shù)本節(jié)教學(xué)目的和要求1. 了解信息材料、能源功能材料和納米材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程。2. 重點(diǎn)把握超導(dǎo)材料和納米材料的產(chǎn)生及其在人類技術(shù)史上的重大意義。一、信息時(shí)代的信息功能材料仍 是最活躍的領(lǐng)域信息功能材料 是指信息獲取、傳輸、轉(zhuǎn)換、 存儲(chǔ)、 顯示或控制所需材料。半導(dǎo)體材料(1) 以硅為基礎(chǔ)的微電子技術(shù)仍將占十分重要位置。芯片特征尺寸以每三年縮小 計(jì), 到2010年可能到極限(0.07m)（量子效應(yīng)、磁場(chǎng)及熱效應(yīng)、制作困難、投資大）。 但不同檔次的硅芯片在21世紀(jì)

2、仍大量存在，并將有所發(fā)展。 * 在絕緣襯底上的硅（SOI，SiOn Insulator) :功能低、低漏電、集成度高、高速度、工藝簡(jiǎn)單等。SOI器件用于便攜式通信系統(tǒng)，既耐高溫又抗輻照。 * 集成系統(tǒng)（IS，Integrated System)：在單個(gè)芯片上完成整系統(tǒng)的功能，集處理器、存儲(chǔ)器直到器件設(shè)計(jì)于一個(gè)芯片 (System on a Chip)。 * 集成電路的總發(fā)展趨勢(shì)：高集成度、微型化、高速度、低功耗、高靈敏度、低噪聲、高可靠、長(zhǎng)壽命、多功能。為了達(dá)到上述目標(biāo)，有賴于外延技術(shù)（VPE，LPE，MOCVD 及 MBE）的發(fā)展，同時(shí)對(duì)硅單晶的要求也愈來(lái)愈高。表1為集成電路的發(fā)展對(duì)材料質(zhì)量

3、的要求。(2)第二代半導(dǎo)體材料是-族化合物 GaAs 電子遷移率是Si的6倍（高速），禁帶寬（高溫）廣泛用于高速、高頻、大功率、低噪音、耐高溫、抗輻射器件。 GaAs用于集成電路其處理容量大100倍，能力強(qiáng)10倍，抗輻射能力強(qiáng)2個(gè)量級(jí)，是攜帶電話的主要材料。InP 的性能比 GaAs 性能更優(yōu)越，用于光纖通訊、微波、毫米波器件。（3）第三代半導(dǎo)體材料是禁帶更寬的SiC、GaN及金剛石。（4）下一代集成電路的探索 光集成 原子操縱光電子材料包括：（1） 激光材料（20世紀(jì)60年代初） 激光：高亮度、單色、高方向性 紅寶石（Cr+:Al2O3 （2） 非線性光學(xué)晶體（變頻晶體） KDP（磷酸二氫鉀

4、）、KTP（磷酸鈦氫鉀） LBO（三硼酸鋰）（3）紅外探測(cè)材料（軍用為主） HgCdTe、 InSb、 CdZnTe、 CdTe（4）半導(dǎo)體光電子材料，見(jiàn)表2表2 主要化合物半導(dǎo)體及其用途領(lǐng)域材 料器 件用 途微電子GaAs、InP 超高速 IC電腦GaAs FET攜帶電話光電子GaAs InP Sb InAs LD光通訊GaAs 紅外 LED遙控耦合器GaP、GaAs、GaAsP、GaAlAs、InGaAlP LEP出外顯示器CdTe、CdZnTe、HgCdTe熱成像儀InSb、CdTe、HgCdTe、PbS、PbZnTe紅外探測(cè)器GaAs、InP、GaSb太陽(yáng)能電池（5）顯示材料 發(fā)光二級(jí)

5、管（LED）如表 3發(fā) 光 尺襯 底發(fā)光顏色波長(zhǎng)（nm) Ga0.65Al0.35As GaAs紅 660 GaAs0.35P0.65(N) GaP紅 650 GaAs0.1P0.9(N) GaP橙 610 GaAs0.1P0.9(N) GaP黃 583 GaP Gap綠 555 GaN-Al2O3藍(lán) 490 SiC SiC藍(lán)480(全包顯示屏)液晶顯示(LCD)材料(1968年發(fā)明)為21世紀(jì)上半葉主要顯示材料表3 LED 發(fā)光材料及可見(jiàn)光區(qū)表4 光纖發(fā)展階段及所需材料發(fā)展階段波長(zhǎng) (m) 模 數(shù) 衰 耗 (dB/km) 中繼距離 (Km)第一階段 0.85 多 模 1.5 10第二階段 1

6、.30 單 模 0.8 60第三階段 1.55 單 模 0.16 500第四階段 2 - 5 310-4 2500(6)光纖與光纜材料(網(wǎng)絡(luò))(表4) 一條光纖帶寬所容納信息量相當(dāng)于全世界無(wú)線電帶寬的1000倍. (25 T bps vs 25 G bps )光纖材料: 石英玻璃： SiO2、SiO2-GeO2、 SiO2-B2O3-F 多組分玻璃：SiO2-GaO-Na2O、 SiO2-B2O3Na2O 紅外玻璃： 重金屬氧化物、鹵化物 摻稀土元素玻璃： Er、Nd、多模只適于小容量近距離（40Km,100M bps)單?？蓚鬏斦{(diào)制后的信號(hào)40Gbps 到200Km， 而不需放大。（7）記錄

7、材料 21世紀(jì)將是以信息存儲(chǔ)為核心的計(jì)算機(jī)時(shí)代，在軍事方面，如何快速準(zhǔn)確地獲取記錄、存儲(chǔ)、交換與發(fā)送信息是制勝的關(guān)鍵。 磁記錄在21世紀(jì)初仍有很強(qiáng)的生命力，通過(guò)垂直磁記錄技術(shù)和納米單磁疇技術(shù)，再加先進(jìn)磁頭（如巨磁電阻）（GMR）的采用，有可能使每平方英寸的密度達(dá)100GB，所用介質(zhì)為氧化物磁粉（-Fe2O3及加 Co - -Fe2O3、CrO2)，金屬磁粉或鋇鐵氧體粉。 磁光記錄：與磁記錄不同之處在于記錄傳感元件是光頭而不是磁頭。磁光盤(pán)的介質(zhì)主要是稀土-過(guò)渡族金屬，如TbFeCo、GdTbFe、NdFeCo，最新的是Pb/Co多層調(diào)制膜或Bi石榴石薄膜。磁光盤(pán)的特點(diǎn)在于可重寫(xiě)，可交換介質(zhì)。二、

8、能源功能材料超導(dǎo)材料1. 低溫（液氦溫度）超導(dǎo)已產(chǎn)業(yè)化，價(jià)格問(wèn)題2. 高溫（液氮溫度）超導(dǎo)已發(fā)現(xiàn)30多種3. YBaCuO，Je10 5 A/cm2 （薄膜,塊體）4. (Bi,Pb) Sr Ca Cu O (B1 2223/ Ag) 帶絲線材生產(chǎn)穩(wěn)定， 5. 質(zhì)量均一性未能解決，6. 2010年可望產(chǎn)業(yè)化7. 探索高溫超導(dǎo)，及高溫超導(dǎo)機(jī)理問(wèn)題8. 趨導(dǎo)失超后的安全問(wèn)題磁 性 材 料 1. 硅鋼片是最重量要的軟磁材料（全世界650萬(wàn)噸） 2. 鐵基非晶態(tài)合金有明顯優(yōu)越性（表5） 特別用于：電焊機(jī)，節(jié)能，體積小（1/10） 作為結(jié)構(gòu)材料：耐磨（作磁頭），耐蝕（代不銹鋼） 這些都屬軟磁材料，用于變

9、壓器，電動(dòng)機(jī)在儀表工業(yè)中用量更大的是軟磁鐵氧體，雖然已很成熟但向高磁感強(qiáng)（Bs），高磁導(dǎo)率（）低損耗方向發(fā)展，仍有廣闊發(fā)展前景。 表6永磁體價(jià)格 / 性能比（1995） * NdFeB最大磁能積512KJ/m3（理論值）貯能材料（貯氫與高能電池） 電網(wǎng)調(diào)峰與環(huán)保的需要，信息電子工業(yè)所必須，與太陽(yáng)能配套。 太陽(yáng)能發(fā)電 電解水氫貯氫 電蓄電池 也是機(jī)械能動(dòng)力源 貯氫材料：金屬間化物貯氫基本成熟（表7）但 用于汽車燃料存在比重大，易中毒和價(jià)格問(wèn)題。 表7幾種金屬間化物貯氫材料 納米碳管是最近發(fā)現(xiàn)的貯氫材料，正在研究開(kāi)發(fā)中。 表8為幾種典型電池反應(yīng)機(jī)理與特性，當(dāng)前最有發(fā)展前景的是NiMH電池，但從比能

10、量密度，鋰電池最好，而價(jià)格是前者3.5倍，其中塑料鋰電池具有重量輕，形狀可任意改變，安全性更好的特點(diǎn)，可能是21世紀(jì)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。 NiMH電池汽油混合汽車已實(shí)用化，低速與起動(dòng)用電池，而高速時(shí)自動(dòng)跳到汽油并充電，如比可節(jié)油（1/2），排放減至1/10，CO2（1/2）。表8幾種典型電池反應(yīng)機(jī)理和特性 燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，效率高、污染小，是21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的一種技術(shù)。目前正在開(kāi)發(fā)的燃料電池，如表9： 表9正在開(kāi)發(fā)的燃料電池類型燃料電池（三）納米材料科學(xué)技術(shù)將成 為21世紀(jì)最活躍領(lǐng)域 關(guān)于納米的基本概念納米是英文nanometre的音譯.納米源自拉丁語(yǔ)“NANO”,意為“矮小”.

11、納米是一種物理度量定位,是一長(zhǎng)度單位.1納米(1nm)=10-9m.納米科技的提出宏觀領(lǐng)域：以人的肉眼可見(jiàn)的物體為最小物體為下限，上至無(wú)限大的宇宙天體。人類能夠研究的物質(zhì)世界的最大尺度為： 1025 m （ 1010 LY）。微觀領(lǐng)域： 以分子、原子（約0.1nm）為最大起點(diǎn)，下至無(wú)限小的領(lǐng)域（如電子、原子核）的運(yùn)動(dòng)，人類所研究的最小尺度為： 1019 m。 人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)己經(jīng)發(fā)展了兩個(gè)領(lǐng)域，即宏觀和微觀領(lǐng)域。4.介觀領(lǐng)域的重視 然而,在宏觀領(lǐng)域和微觀領(lǐng)域之間存在著近年來(lái)才引起重視的介觀領(lǐng)域, 在這個(gè)不同于宏觀和微觀的領(lǐng)域,由于三維尺寸很細(xì)小。出現(xiàn)了許多奇異的性能，不能用我們現(xiàn)有的常識(shí)來(lái)

12、描述這個(gè)領(lǐng)域的規(guī)律。 摩爾定律1965年，美國(guó)年輕科學(xué)家Gordon Moore預(yù)言：工程師們將以極快的增長(zhǎng)速度把大量的電子元件塞進(jìn)小小的芯片之中，新技術(shù)新工藝將不斷提高芯片的集成度和運(yùn)行速度，大約每隔18個(gè)月，芯片的集成度將翻一番，微處理器的速度將提高一倍。 美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)予計(jì)：到2010年，半導(dǎo)體器件的尺寸將達(dá)到0.1 m （100 nm）極限，由于量子效應(yīng), 小于這一尺寸的所有芯片就不再保持原有的性能, 需要按新的原理來(lái)設(shè)計(jì)，要突破這一極限，我們就得研究納米尺度中的理論問(wèn)題和技術(shù)問(wèn)題。 生命科技和生物技術(shù)也面臨納米科技影響下的變革,可制造分子機(jī)器人在人體血液中循環(huán), 對(duì)身體各部位檢測(cè)、診

13、斷, 并實(shí)施特殊治療。 納米科技不僅對(duì)信息和生物技術(shù)產(chǎn)生革命性的影響,而且也促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)和舊貌換新顏,例如在化纖和紡織品中加入納米TiO2、SiO2、Al2O3顆粒,可以起到除味、殺菌、防靜電和保暖作用。 三. 納米科技的研究?jī)?nèi)容 納米材料學(xué)納米生物學(xué)納米材料納米加工技術(shù)納米科技納米化學(xué)納米機(jī)械學(xué)納米加工學(xué)與傳統(tǒng)學(xué)科結(jié)合 納米科技研究由尺寸在1100 nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。納米材料：指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米顆粒(0維)納米絲、納米棒、納米管(1維).納米基本單元納米薄膜

14、、納米多層膜(2維).納米顆粒型材料納米固體材料納米材料納米膜材料納米磁性液體材料納米科技的重要意義 (1) 納米科技將促使人類認(rèn)知的革命首先、納米科技的科學(xué)意義體現(xiàn)在：納術(shù)尺度下的物質(zhì)世界及其持性、是人類較為陌生的領(lǐng)域，它正好處于以人類活動(dòng)空間為代表的宏觀和以原子及其以下尺度為代表的微觀世界的中間地帶，也是勿理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、信息相學(xué)以及生命科學(xué)發(fā)展的新疆土。在己經(jīng)建立了宏觀及微觀的理論之后， 在納術(shù)尺度上有許多新現(xiàn)象、新規(guī)律有待發(fā)現(xiàn)。 （2) 其次， 由于納米科技是對(duì)人類認(rèn)知領(lǐng)域新疆域的開(kāi)拓、人類將面臨對(duì)新理論和新發(fā)現(xiàn)重新學(xué)習(xí)和理解的任務(wù)。對(duì)這以領(lǐng)域探索過(guò)程中形成的理論和概念在我們的生

15、產(chǎn)生活個(gè)得以廣泛的應(yīng)用，那么、人類守建立起迥異于我們內(nèi)眼所能觀察到的物質(zhì)世界的新觀念它將極大地豐富我們的認(rèn)知世界并給人類社會(huì)帶來(lái)觀念上的變革。 (3) 第三，從人類未來(lái)發(fā)展的角度看， 可持續(xù)發(fā)展將是人類社會(huì)進(jìn)步的惟一選擇。納米科技一旦成熟，將從根在上改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，可能取代許多現(xiàn)存的大規(guī)模工業(yè)!模式。納米水平上的直接生產(chǎn)、推動(dòng)產(chǎn)品的微型化、高性能化和與環(huán)境友好化，這將在新的層次上為可持續(xù)發(fā)展的理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)提供物質(zhì)和技術(shù)保證。納米科技大事記：1. 1959年， 著名理論物理學(xué)家， Nobel prize獲得者 Richard P. Feynman 在題為T(mén)here Is plenty of

16、room at bottom的演講中，提出：毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)我們對(duì)細(xì)微尺度的事物加以操縱的話，將大大擴(kuò)充我們可以獲得物性的空間。就會(huì)看到材料的性能產(chǎn)生豐富的變化。這是納米科技的最早夢(mèng)想。2. 1962年，久保（Kubo)等人提出了超微粒子的量子限制理論，推動(dòng)了向納米尺度的微粒進(jìn)行研究。3. 70年代后期，美國(guó)麻省理工學(xué)院德雷克斯勒提倡開(kāi)展納米科技研究。4. 19 81年，美國(guó)IBM公司蘇黎世實(shí)驗(yàn)室Bining 和Rohrer教授發(fā)明了掃描遂道顯微鏡（Scanning Tunnelling Microscope）（STM）用于觀察和操縱原子，是目前為止進(jìn)行表面分析的最精密儀器，分辨率0.1 nm（橫

17、向）0.01 nm（縱向）（1986年獲Nobel Prize），對(duì)一些納米微粒的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和特性進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，并在用量子尺寸效應(yīng)解釋其某些特性時(shí)獲得成功。年美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司在鎳表面用個(gè)氙原子排出“”之后，中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫(xiě)出“中國(guó)”二字，標(biāo)志著我國(guó)開(kāi)始開(kāi)始在國(guó)際納米科技領(lǐng)域占有一席之地掃描遂道顯微鏡（Scanning Tunnelling Microscope）（STM）工作原理ItItxItHx恒高度模式恒電流模式IBM公司用掃描遂道顯微鏡操縱Xe寫(xiě)的IBM字樣日本用掃描遂道顯微鏡操縱Xe寫(xiě)的原子字樣用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況用掃描遂道顯微

18、鏡觀察原子的排列情況用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況5. 1984年，德國(guó)薩爾大學(xué)Gleiter等人首次采用惰性氣體蒸發(fā)冷凝法制備了具有清潔表面的納米Fe, Cu, Pd等金屬粉末。然后在真空中原位加壓得到納米固體。隨后又發(fā)現(xiàn)納米 iO2陶瓷在室溫下呈現(xiàn)良好的韌性，使人們看到了改善陶瓷脆性的希望。6. 1990年7月在美國(guó)巴爾的摩舉辦了第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議，正式提出了納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)等概念。標(biāo)志著納米科技的正式誕生。7. 年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的倍，成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來(lái)最佳

19、纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開(kāi)關(guān)以及納米級(jí)電子線路等8. 1997年，美國(guó)科學(xué)家首次成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬(wàn)倍的量子計(jì)算機(jī)9. 1999年，巴西和美國(guó)科學(xué)家在進(jìn)行納米碳管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)明了世界上最小的“秤”，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當(dāng)于一個(gè)病毒的重量；此后不久，德國(guó)科學(xué)家研制出能稱量單個(gè)原子重量的秤，打破了美國(guó)和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀(jì)錄；10.到年，納米技術(shù)逐步走向市場(chǎng)，全年基于納米產(chǎn)品的營(yíng)業(yè)額達(dá)到億美元。我國(guó)納米科技成果1993年，中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫(xiě)出“中國(guó)”二字，標(biāo)志著我國(guó)開(kāi)始

20、開(kāi)始在國(guó)際納米科技領(lǐng)域占有一席之地，并居于國(guó)際科技前沿。1998年，清華大學(xué)范守善小組成功地制備出直徑為納米、長(zhǎng)度達(dá)微米微米量級(jí)的氮化鎵半導(dǎo)體一維納米棒，使我國(guó)在國(guó)際上首次把氮化鎵制備成一維納米晶體。1998年，美國(guó)科學(xué)上刊登了我國(guó)科學(xué)家的論文。我國(guó)科學(xué)家用非水熱合成法，制備出金剛石納米粉，被國(guó)際刊物譽(yù)為“稻草變黃金從四氯化碳制成金剛石” 。近年，中國(guó)科學(xué)院物理研究所解思深研究員率領(lǐng)的科研小組，不僅合成了世界上最長(zhǎng)的“超級(jí)纖維”碳納米管，創(chuàng)造了一項(xiàng)“毫米的世界之最”，而且合成出世界上最細(xì)的碳納米管。5. 1999年上半年，北京大學(xué)納米技術(shù)研究取得重大突破，電子學(xué)系教授薛增泉領(lǐng)導(dǎo)的研究組在世界上

21、首次將單壁碳納米管組裝豎立在金屬表面，并組裝出世界上最細(xì)且性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針。6. 1999年，中科院金屬研究所成會(huì)明博士合成出高質(zhì)量的碳納米材料，使我國(guó)新型儲(chǔ)氫材料研究一舉躍上世界先進(jìn)水平。這種新材料能儲(chǔ)存和凝聚大量的氫氣，并可能做成燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車。7. 不久前，中科院金屬研究所盧柯博士率領(lǐng)的小組，在世界上首次直接發(fā)現(xiàn)納米金屬的“奇異”性能超塑延展性，納米銅在室溫下竟可延伸多倍而“不折不撓”，被譽(yù)為“本領(lǐng)域的一次突破，它第一次向人們展示了無(wú)空隙納米材料是如何變形的”。產(chǎn)業(yè)前景1. 納米巨磁阻材料是988年法國(guó)人在納米Fe/Cr多層膜中發(fā)現(xiàn)的, 1994年美國(guó)IBM公司使用納米巨

22、磁阻材料制作的計(jì)算機(jī)讀出磁頭的磁盤(pán)記錄密度提高了17倍, 達(dá)5Gbit/in,并于997年商業(yè)化。最近日本富士通公司開(kāi)發(fā)了面記錄密度達(dá)56Gbit/in的硬盤(pán)。2.目前用于磨料、催化劑、化妝品、染料、涂料、電子元器件、磁性液體、結(jié)構(gòu)陶瓷、醫(yī)用器械的納米金屬和陶瓷粉末已商品化。3. 2000年美國(guó)對(duì)納米材料在美國(guó)總需求量的調(diào)查和予測(cè)納米材料 1996年/百萬(wàn)美元 2001年/百萬(wàn)美元 年增長(zhǎng)率納米粉末 41.3 148.6 29.2納米涂層 1.0 6.0 43.1總計(jì) 42.3 154.6 29.64.英國(guó)對(duì)一些納米材料走進(jìn)市場(chǎng)時(shí)間表的予測(cè)納米材料 進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)間（年）耐腐蝕涂層 515既硬又韌

23、的切削工具 515塑料電子學(xué)平面顯示器 510有100 nm特性的芯片 7長(zhǎng)壽命的生物植入物 515納米電子器件 1020超快速計(jì)算機(jī)處理器人體血液脂肪堆積清除納米機(jī)器 2521世紀(jì)初各國(guó)對(duì)納米科技的攻關(guān) 納米領(lǐng)域表現(xiàn)出許多奇異的活性、奇異的電性和奇異的機(jī)械性能,引起了科學(xué)家的極大興趣。例如納米材料將10倍于鋼的強(qiáng)度而重量只有其幾分之一。 追求新鮮和進(jìn)步是人類文明的動(dòng)力。納米科技是新世紀(jì)高科技的重要領(lǐng)域，因此受到人們廣泛重視, 專家們認(rèn)為這個(gè)領(lǐng)域存在很多奧秘有待我們研究、開(kāi)發(fā)和利用,可能導(dǎo)致另一次工業(yè)革命.所以各國(guó)都想占領(lǐng)這一市場(chǎng).1.美國(guó):1991年正式把納米技術(shù)列入國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)和2005年

24、的戰(zhàn)略技術(shù).1999年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)發(fā)表聲明: 納米科技未來(lái)的應(yīng)用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)計(jì)算機(jī), 對(duì)人類產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，甚至改變?nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)思維方式和生活方式2001年美國(guó)財(cái)政投入5億美元用于發(fā)展納米技術(shù)?！拔业念A(yù)算支持一項(xiàng)價(jià)值5億美元的重要的新國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃。能夠在原于和分子水平上操縱物質(zhì)。想象一下這樣的可能性：強(qiáng)度為鋼的10倍而重量只有鋼的一小部分的材料；把國(guó)會(huì)圖書(shū)館的所有信息壓縮進(jìn)一個(gè)方糖大小的裝置；在癌腫瘤只有幾個(gè)細(xì)胞大小時(shí)就能探測(cè)出來(lái)。我們的一些研究目標(biāo)也許需要20年或更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)完成，但這正是聯(lián)邦政府發(fā)揮重要作用的原因所在?！笨肆诸D總統(tǒng)的2001財(cái)政年度預(yù)算請(qǐng)求。2.日本:1991年實(shí)施了為期10年、耗資2.25億美元的納米技術(shù)研究開(kāi)發(fā)計(jì).并設(shè)立了專門(mén)的納米材料研究中心投入, 還不斷增加投入力度, 2001年再投入3.5億美元, 在未來(lái)5年科技計(jì)劃中, 把納未技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通訊、環(huán)境保護(hù)并列為4大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。3.歐洲:德國(guó):在1993年提出了今后10年重點(diǎn)發(fā)展的9個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中