第二章納米材料

第二章納米材料百度搜索“納米”：100,000,000篇納米相關(guān)新聞“十二五”納米研究專項(xiàng)規(guī)劃世界主要國家納米發(fā)展規(guī)劃和政策白春禮出席國家納米科學(xué)中心發(fā)展規(guī)劃研討會澳大利亞納米技術(shù)宏遠(yuǎn)規(guī)劃:2150萬澳元設(shè)立“國家納米戰(zhàn)略”韓國納米科技發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢功能化多壁碳納米管研究報(bào)告_2013-2017年功能化多壁碳納米管項(xiàng)目...3月18日第二十七期湖畔論壇:英國納米科技發(fā)展現(xiàn)狀與戰(zhàn)略規(guī)劃“2009年科學(xué)影像比賽”獲獎作品。照片單元的大獎獲獎作品是《拯救地球！讓我們走向綠色》，該作品用電子顯微鏡拍攝了粗細(xì)只有頭發(fā)的500分之1的塑料納米纖維聚集在聚苯乙烯球旁的情景。將來人們可以用納米技術(shù)一個一個地將原子組裝起來，制成各種納米機(jī)器。納米兒童美國科學(xué)家研制出世界第一輛單分子納米汽車這輛納米汽車是由一個底盤和輪軸組成，這兩者是由設(shè)計(jì)精良的繞軸旋轉(zhuǎn)和自由噴轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)車軸制成。車輪是球型的，由包含60個原子的單質(zhì)碳構(gòu)成。整輛汽車對角線的長度僅為3－4納米，比單股的DNA稍寬。神奇！這件"隱形衣"真的可以完全隱形據(jù)英國《每日郵報(bào)》網(wǎng)站2012年12月10日的報(bào)道，加拿大Hyperstealth生物技術(shù)公司日前表示，他們所研發(fā)的“量子隱形”材料及相關(guān)技術(shù)已經(jīng)獲得重大突破，并已得到美國和加拿大軍方的認(rèn)可，目前該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)正在深入進(jìn)行之中。模特的下半身被隱形材料遮擋后完全隱形在草地上披著“量子隱形”毯子的效果圖納米涂料將納米碳管材料應(yīng)用于納米涂料中，可顯著提高涂料的韌性以及導(dǎo)電性能，這個技術(shù)一旦產(chǎn)業(yè)化可以應(yīng)用到飛機(jī)、直升機(jī)的噴漆上，有效防止螺旋槳的油漆生銹、脫落ξ1.概論①納米の最新現(xiàn)狀1美科學(xué)家設(shè)計(jì)出簡便快速的納米電線制造方法2中科院上海應(yīng)用物理所納米水泵設(shè)計(jì)3新型納米晶體管可探測細(xì)胞內(nèi)部4納米凈水器可殺死水中98%的細(xì)菌5南非利用納米技術(shù)制造出簡便的水凈化袋6潛艇可將新型納米管技術(shù)應(yīng)用于聲吶和隱身7美研制出納米機(jī)器人可清理動脈血管垃圾8沙特加強(qiáng)研究利用太陽能和納米技術(shù)淡化海水②各國納米規(guī)劃繼信息技術(shù)、基因組工程之后，納米技術(shù)又成為一顆新的科技明星。據(jù)調(diào)查，到2010年，納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的世界第二大產(chǎn)業(yè)，擁有14400億美元的市場份額。納米經(jīng)濟(jì)炙手可熱，有專家認(rèn)為：誰能在這場遍及全球的“納米決戰(zhàn)”中搶占一席之地，納米技術(shù)就能為誰帶來滾滾財(cái)源。目前，美、日、歐各國紛紛制定對策，爭奪納米科技制高點(diǎn)。

美國

自2001年以來，美聯(lián)邦政府在納米技術(shù)研究開發(fā)上的投入增加了83%。2004財(cái)政年度，美國政府的納米技術(shù)研發(fā)預(yù)算達(dá)到近8.5億美元，比上一財(cái)政年度增加10%,估計(jì)最終可以達(dá)到9.61億美元。2004年NNI計(jì)劃優(yōu)先支持的活動主要包括：用于生物、化學(xué)及放射性爆炸物探測的納米技術(shù)方法；能夠使納米技術(shù)成為最有效的制造領(lǐng)域的研究活動；納米生物系統(tǒng)的開發(fā)；使用儀器的開發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)的制定；未來納米技術(shù)工業(yè)領(lǐng)域的工人和下一代的培訓(xùn)和教育；與工業(yè)界發(fā)展伙伴關(guān)系并促使其參與納米技術(shù)革命。為了進(jìn)一步保持納米技術(shù)的發(fā)展，美國總統(tǒng)布什2003年12月3日在白宮簽署了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，批準(zhǔn)聯(lián)邦政府在從2005財(cái)政年度開始的4年中共投入約37億美元，用于促進(jìn)納米技術(shù)的研究開發(fā)。②各國納米規(guī)劃日本

日本在70年代就開始研究納米技術(shù)，但是它對產(chǎn)業(yè)化的問題過去沒有戰(zhàn)略上的思考?，F(xiàn)在，日本國會提出要把發(fā)展納米技術(shù)作為今后20年日本的立國之本。以通產(chǎn)省為主，科學(xué)技術(shù)廳、教育廳配合組織、論證，發(fā)展納米實(shí)用化技術(shù)，增加在這方面投資。政府投資和美國差不多，達(dá)到了5億美元。日本在世界上非常有名的大公司已經(jīng)開始部署發(fā)展納米技術(shù)。特別像日立這樣大的公司把十個下屬機(jī)構(gòu)組織起來，投巨資成立了納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)中心，長遠(yuǎn)的策略和近期的策略相結(jié)合，長遠(yuǎn)發(fā)展以納米技術(shù)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，像納米電子與納米加工這些事情。但更重要的近期目標(biāo)是從現(xiàn)在開始在2年內(nèi)發(fā)展5項(xiàng)實(shí)用化技術(shù)，加快實(shí)用化的發(fā)展。又如日本的三菱化工，成立了一個以碳·富勒烯材料家族為中心的納米材料研究所及其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)中心。另外，三井、昭和電子都制定了納米實(shí)用化技術(shù)目標(biāo)，盡快的實(shí)用化。英國

英國在世界上最早制定出了"國家納米計(jì)劃"（NION），該計(jì)劃由英國國家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)與貿(mào)易工業(yè)部(DTI)于1986年發(fā)起，目的在于促進(jìn)英國的納米技術(shù)。1988年DTI開始執(zhí)行一項(xiàng)"LINK納米計(jì)劃(LNP)"。LNP的第一階段計(jì)劃為期四年，經(jīng)費(fèi)為600萬英磅，提供給一些能夠從私人企業(yè)得到相應(yīng)資助的大學(xué)和公共研究機(jī)構(gòu)。1989年，科學(xué)和工程研究委員會(SERC)加入LNP計(jì)劃，提供經(jīng)費(fèi)150萬英磅。1990年國防研究局也向LNP的一個研究項(xiàng)目提供了26萬英磅。1991年完成對LNP計(jì)劃的中期評審，DTI追加了470萬英磅，將計(jì)劃延長到1994年6月，隨后又追加了50萬英磅將計(jì)劃延長到1995年3月。SERC支持LNP計(jì)劃中的一個分計(jì)劃"納米技術(shù)管理計(jì)劃"，自1994開始，該研究委員會重新改組之后，這部分工作轉(zhuǎn)到"工程和物理科學(xué)研究委員會材料計(jì)劃(EPSRC)"，SERC/EPSRC最后用于"管理計(jì)劃"的經(jīng)費(fèi)為470萬英磅。法國

法國雖受經(jīng)濟(jì)實(shí)力所限，投入不如美國和日本，但政府對納米技術(shù)的支持有增無減，尤其從2003年開始實(shí)施國家納米科技投資3年計(jì)劃：2003至2005年投入5000萬歐元用于納米科學(xué)基礎(chǔ)研究；建立5個納米技術(shù)研究中心和"國家微米和納米研究網(wǎng)絡(luò)"項(xiàng)目；促進(jìn)納米技術(shù)研究成果向中小企業(yè)與新興企業(yè)轉(zhuǎn)化。法國近10年來最大的工業(yè)投資項(xiàng)目---法國最大電子納米技術(shù)中心"聯(lián)盟－克洛爾2002月27日正式啟動，主要任務(wù)是生產(chǎn)新一代電子芯片，將是世界規(guī)模最大的納米芯片生產(chǎn)中心。

為使法國在歐洲保持其在納米電子學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，法國計(jì)劃投資10億法郎在格勒諾布爾市興建一個微米納米技術(shù)發(fā)明中心，目的是要成為歐洲微納米研發(fā)的主要支柱。該中心將于2005全部建成。德國

為爭取世界領(lǐng)先地位，2001年6月26日，德國聯(lián)邦研究部計(jì)劃在今后6年內(nèi)共投入1億馬克用于開發(fā)納米生物新技術(shù)的研究項(xiàng)目，對介于納米和生物技術(shù)之間的物理、生物、化學(xué)、材料和工程科學(xué)進(jìn)行研究。新研究計(jì)劃的目標(biāo)是開發(fā)出新的微型功能產(chǎn)品，其尺寸小于10-6毫米。計(jì)劃的主要重點(diǎn)是研制用于診療的摧毀腫瘤細(xì)胞的納米導(dǎo)彈和可存儲數(shù)據(jù)的微型存儲器。將來，可利用該技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)出微型生物傳感器，用于診斷受感染的人體血液中抗體的形成，治療癌癥和各種心血管疾病。第一批21個項(xiàng)目的參與資金為4000萬馬克，參與第一輪研究開發(fā)的有馬普研究協(xié)會、弗勞恩霍夫研究協(xié)會、圖賓根大學(xué)和MAGFORCE股份公司等21家機(jī)構(gòu)。此項(xiàng)撥款的主要目的是進(jìn)行一項(xiàng)跨學(xué)科的課題研究。一方面要加強(qiáng)納米技術(shù)基礎(chǔ)研究，另一方面要努力將新技術(shù)直接應(yīng)用到實(shí)際生活中去。歐盟

歐盟不僅是一個政治、經(jīng)濟(jì)聯(lián)盟，而且還是一個科技聯(lián)盟。在需要多學(xué)科、大投資的納米技術(shù)的研究開發(fā)上，歐盟決心從工業(yè)、社會和經(jīng)濟(jì)各個方面共同推進(jìn)，以期在未來的納米技術(shù)市場上占有重要的份額。工業(yè)經(jīng)濟(jì)界預(yù)測，2015年，納米技術(shù)市場產(chǎn)品將超過1萬億歐元，而促使納米技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的大部分基礎(chǔ)研究發(fā)生在歐洲，因此歐盟科技委員會現(xiàn)時(shí)努力推行的歐洲科技聯(lián)合、協(xié)調(diào)，對歐盟未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。歐盟關(guān)于納米技術(shù)的總投資將達(dá)到130億歐元，項(xiàng)目也分散在各個不同的領(lǐng)域，如：食品質(zhì)量和安全中的控制細(xì)胞培育、藥物設(shè)計(jì)和生物工藝的"電子鼻"、環(huán)境探測生物傳感器列陣，具有生物兼容性的醫(yī)療器械納米粒子涂層等等。其它國家

俄羅斯每年用于納米技術(shù)領(lǐng)域的研究費(fèi)用約600萬美元。把發(fā)展納米材料放在優(yōu)先位置。主要研究結(jié)構(gòu)材料用納米晶體結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)了多種旨在提高結(jié)構(gòu)性能的材料，其中包括微米和納米晶體結(jié)構(gòu)。納米晶體結(jié)構(gòu)的形成可以得到高性能的納米晶體材料，其明顯的標(biāo)準(zhǔn)是高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨損度和高可塑性。隨著高技術(shù)的發(fā)展，納米結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用也會越來越廣泛。

南韓政府最近出臺新舉措，它把全國各大學(xué)搞納米的優(yōu)秀人才都集中到漢城大學(xué)，成立一個納米技術(shù)學(xué)院，由國家調(diào)人才。大的公司都有自己的目標(biāo)，如三星公司，就是要把顯示技術(shù)搞上去，專門投資5000萬美元用來研究下一代有納米技術(shù)內(nèi)含的顯示技術(shù)。它也是以市場為目標(biāo)部署這些的，是倒著來的。

印度提出要像抓軟件產(chǎn)業(yè)一樣來抓納米技術(shù)，而且目標(biāo)就是超中趕日，在亞洲中國和日本比他強(qiáng)。因?yàn)樗吣臧衍浖闵先チ?，所以也想在納米技術(shù)方面盡快搞上去。品注入了納米技術(shù)的含量，就增強(qiáng)了在國際上的競爭力。中國我國除已有國家級的《中國國家納米技術(shù)發(fā)展綱要》以外，各級政府積級參與規(guī)劃，目前已有十余個?。ㄊ校┲朴喠耸〖壖{米規(guī)劃。如京、津、滬、東北三省，江、浙、皖、粵、湘、鄂、陜、晉、等省市均有相應(yīng)的規(guī)劃安排。1995~1997年，我國從事納米材料生產(chǎn)開發(fā)的企業(yè)約有20多家，1997~1999年，增加到70多家，到2000年7月又增加到100多家，截止到2001年5月底猛增到320多家，其中以"納米"字樣注冊的企業(yè)近60家，社會投入資金約30億元。已有50家上市公司涉足納米科技領(lǐng)域。我國納米企業(yè)在地域分布上，已基本形成以北京和天津?yàn)橹行牡木┙虻貐^(qū)，以上海為中心的長江三角洲地區(qū)和以廣深為中心的珠江三角洲地區(qū)的三大納米材料和納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶，這三個地區(qū)的納米企業(yè)數(shù)占全國80%左右。“十一五”期間納米基礎(chǔ)研究成果發(fā)現(xiàn)了納米金屬銅的超延展性，以及通過納米技術(shù)提高相關(guān)材料導(dǎo)電性的新方法；“拍攝”到能夠清楚分辨碳原子間單鍵和雙鍵的分子圖像；碳納米管器件研究進(jìn)入國際半導(dǎo)體發(fā)展路線圖；合成了碳材料“家族”的又一個新的成員——石墨炔；揭示了蜘蛛絲集水的“多尺度協(xié)同效應(yīng)”機(jī)制；提出了“納米限域催化”的新概念，并應(yīng)用于催化劑的創(chuàng)制，成功解決了重整氫氣中微量CO造成燃料電池電極中毒失活的國際性難題；合成出新型納米抗腫瘤藥物，為腫瘤治療提供了新的手段和策略。至“十一五”末期，發(fā)表的SCI論文總數(shù)世界第一，被引頻次位居世界第二。我國納米科學(xué)技術(shù)專利授權(quán)數(shù)量已位居世界第二，并制定了一系列國家和國際標(biāo)準(zhǔn)?！?011-2015年中國納米材料產(chǎn)業(yè)運(yùn)營格局與市場前景規(guī)劃報(bào)告》第一章納米材料相關(guān)概述第二章2009-2010年國際納米材料的發(fā)展及研發(fā)情況分析第三章2009-2010年中國納米材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢分析第四章2009-2010年中國納米材料市場運(yùn)行格局分析第五章2009-2010年中國納米材料細(xì)分產(chǎn)品分析--納米復(fù)合材料第六章2009-2010年中國納米材料細(xì)分產(chǎn)品分析--納米塑料第七章2009-2010年中國納米材料細(xì)分產(chǎn)品分析--其他細(xì)分納米材料第八章2009-2010年中國納米材料重點(diǎn)企業(yè)經(jīng)營動態(tài)分析第九章2009-2010年中國納米材料的研究進(jìn)展分析第十章2009-2010年中國納米材料應(yīng)用情況分析第十一章2011-2015年中國納米材料發(fā)展前景展望③納米相關(guān)報(bào)告￥7600

一位獲諾貝爾物理學(xué)獎?wù)咴f：20世紀(jì)70年代重視微米技術(shù)的國家如今都已成為發(fā)達(dá)國家，現(xiàn)在重視納米技術(shù)的國家必將成為下一世紀(jì)先進(jìn)的國家。通過人們不懈的努力，納米材料已逐漸發(fā)展成為以納米材料為基礎(chǔ)的一門學(xué)科—納米科學(xué)與技術(shù)。ξ2.納米材料的分類目前已制備出很多納米金屬粉體材料，如Au、Ag、Cu、W等，這些金屬納米材料因比表面能大，很不穩(wěn)定，易被氧化或聚集，通常將納米材料保存在惰性環(huán)境中收藏、運(yùn)輸和使用，或以納米相分散于某種介質(zhì)中。如果金屬納米微粒表面被改性，也可以獲得相對物理穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的儲存效果。金屬納米材料氧化物納米材料該類納米材料的表面容易被改性，化學(xué)和物理性質(zhì)比較穩(wěn)定，方便運(yùn)輸、存儲、加工硫酸鹽類、鈦酸鹽類、磷酸鹽類、碳酸鹽類等含氧酸鹽具有許多特別的性能。最常見的是碳酸鈣，目前納米碳酸鈣已有多種制造方法，全國約數(shù)百家達(dá)數(shù)十萬噸的生產(chǎn)能力，其中納米碳酸鈣粒徑大約是30～50nm，現(xiàn)在的市場價(jià)格為2000～3000元∕噸。普通碳酸鈣400目250元∕噸，1000目350元∕噸。含氧酸鹽納米材料多種納米材料復(fù)合在一起而形成的復(fù)合體系，其性質(zhì)取決于復(fù)合納米材料的各個元素的狀態(tài)。復(fù)合納米材料彼此相互作用，共同形成一個相態(tài)，則這種復(fù)合納米材料就不是組成元素性質(zhì)的疊加，而是產(chǎn)生了新的性質(zhì)。復(fù)合納米材料如果構(gòu)成元素保持自己的構(gòu)成相態(tài)，則復(fù)合材料將具有獨(dú)立相態(tài)的元素性質(zhì)。例：Fe-Nd-B構(gòu)成復(fù)合納米材料，由于納米微粒內(nèi)分散有10～15nm的鐵納米相，使得這種復(fù)合納米材料具有很高的矯頑力和高的剩余磁化度。

1998年的夏天，美國宇航局“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機(jī)把阿爾法磁譜儀送上了太空。它的尋找備受科學(xué)家關(guān)注的反物質(zhì)和暗物質(zhì)，并探測宇宙射線的來源。由于我國參與了這項(xiàng)研究，因此新聞媒體曾熱心地宣傳過它。

小知識新華社記者日從歐洲核子研究中心獲悉，“阿爾法磁譜儀２”計(jì)劃于2011年２月由美國“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)送入國際空間站，開始長達(dá)十余年的尋找反物質(zhì)和暗物質(zhì)之旅。阿爾法磁譜儀(簡稱AMS)，是人類送入太空的第一臺磁譜儀，由美籍華裔物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者丁肇中領(lǐng)導(dǎo)建造，有中國、美國、德國、瑞士、意大利等10多個國家的科學(xué)家參與合作。AMS能精確測量宇宙中帶電粒子的動量和電荷，其核心部分是中國研制的一臺用釹鐵硼復(fù)合納米材料制成的大型永磁體，重2.2噸，直徑1.2米，高0.8米，中心場強(qiáng)為1360高斯。

1979年，美國科學(xué)家把一個有60層樓高的巨大氣球放到離地面35公里的高空，氣球上載有一批十分靈敏的探測儀器，結(jié)果，它在高空獵取了28個反質(zhì)子。這是在地球以外第一次發(fā)現(xiàn)的反物質(zhì)。除此之外，還在星際空間發(fā)現(xiàn)了反物質(zhì)流。物質(zhì)和反物質(zhì)在湮滅時(shí)會產(chǎn)生巨大的能量，并且不會像核彈那樣產(chǎn)生放射線污染，所以被認(rèn)為是一種最理想的清潔能源。由幾克反物質(zhì)制造的炸彈就能毀滅地球，1克反物質(zhì)產(chǎn)生的能量，就足以為23架航天飛機(jī)提供動力納米材料的其它分類(依據(jù)形狀)納米粉末：又稱為超微粉或超細(xì)粉，一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料?？捎糜冢何[身材料；磁流體材料；防輻射材料；光電子材料；先進(jìn)的電池電極材料；太陽能電池材料；高效催化劑；高效助燃劑；高韌性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷發(fā)動機(jī)等）納米纖維：

指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料?？捎糜冢何?dǎo)線、微光纖（未來量子計(jì)算機(jī)與光子計(jì)算機(jī)的重要元件）材料；新型激光或發(fā)光二極管材料等。

納米膜：納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細(xì)小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級的薄膜?？捎糜冢簹怏w催化（如汽車尾氣處理）材料；過濾器材料；高密度磁記錄材料；光敏材料；平面顯示器材料；超導(dǎo)材料等。

納米塊體：

是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為：超高強(qiáng)度材料；智能金屬材料等。

專家指出，對納米材料的認(rèn)識才剛剛開始，目前還知之甚少。從個別實(shí)驗(yàn)中所看到的種種奇異性能，說明這是一個非常誘人的領(lǐng)域，對納米材料的開發(fā)，將會為人類提供前所未有的有用材料。

ξ3.納米材料的性質(zhì)納米材料的基本性質(zhì)當(dāng)固體顆粒的尺寸與光波波長，傳導(dǎo)電子的德布羅意波長相當(dāng)或更小時(shí)（處于微觀狀態(tài)時(shí)），顆粒在聲、光、電磁、熱力學(xué)等特征方面出現(xiàn)新的變化。小尺寸效應(yīng)

隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時(shí)其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。

特殊的光學(xué)性質(zhì)黃金白金（鉑）金屬鉻宏觀納米級事實(shí)上，所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)都呈現(xiàn)為黑色。尺寸越小，顏色愈黑。由此可見，金屬超微顆粒對光的反射率很低，通?？傻陀趌％，大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性可以作為高效率的光熱、光電等轉(zhuǎn)換材料，可以高效率地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、電能。此外又有可能?yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等。納米隱身衣?lián)短┪钍繄?bào)》8月10日報(bào)道，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分?？蒲行〗M開發(fā)出一種新型材料，可在納米尺度上讓可見光小知識彎曲，假如下一步能在正常尺度上實(shí)現(xiàn)這一奇觀，科幻世界中的神奇“隱形衣”就有望成為現(xiàn)實(shí)。特殊的熱學(xué)性質(zhì)10nm2nm固態(tài)物質(zhì)在其形態(tài)為大尺寸時(shí)，其熔點(diǎn)是固定的，超細(xì)微化后卻發(fā)現(xiàn)其熔點(diǎn)將顯著降低，當(dāng)顆粒小于10納米量級時(shí)尤為顯著。<10nm超細(xì)銀粉制成的導(dǎo)電漿料可以進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，此時(shí)元件的基片不必采用耐高溫的陶瓷材料，甚至可用塑料。采用超細(xì)銀粉漿料，可使膜厚均勻，覆蓋面積大，既省料又具高質(zhì)量。

日本川崎制鐵公司采用0.1～1微米的銅、鎳超微顆粒制成導(dǎo)電漿料可代替鈀與銀等貴金屬。超微顆粒熔點(diǎn)下降的性質(zhì)對粉末冶金工業(yè)具有一定的吸引力。例如，在鎢顆粒中附加0.1％～0.5％重量比的超微鎳顆粒后，可使燒結(jié)溫度從3000℃降低到1200～1300℃，以致可在較低的溫度下燒制成大功率半導(dǎo)體管的基片。

人們發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細(xì)菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場導(dǎo)航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)。磁性超微顆粒實(shí)質(zhì)上是一個生物磁羅盤，生活在水中的趨磁細(xì)菌依靠它游向營養(yǎng)豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明，在趨磁細(xì)菌體內(nèi)通常含有直徑約為20納米的磁性氧化物顆粒。特殊的磁學(xué)性質(zhì)小尺寸的超微顆粒磁性與大塊材料顯著的不同，大塊的純鐵矯頑力約為80安／米，而當(dāng)顆粒尺寸減小到20納米以下時(shí)，其矯頑力可增加1千倍，若進(jìn)一步減小其尺寸，大約小于6納米時(shí)，其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已作成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡以及磁性鑰匙等。利用超順磁性，人們已將磁性超微顆粒制成用途廣泛的磁性液體。

陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。因?yàn)榧{米材料具有大的界面，界面的原子排列是相當(dāng)混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此表現(xiàn)出甚佳的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性質(zhì)。特殊的力學(xué)性質(zhì)

美國學(xué)者報(bào)道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強(qiáng)度，是因?yàn)樗怯闪姿徕}等納米材料構(gòu)成的。

呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3～5倍。至于金屬一陶瓷等復(fù)合納米材料則可在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì)，其應(yīng)用前景十分寬廣。

超微顆粒的小尺寸效應(yīng)還表現(xiàn)在超導(dǎo)電性、介電性能、聲學(xué)特性以及化學(xué)性能等方面。

銅顆粒達(dá)到納米尺寸時(shí)就變得不能導(dǎo)電；絕緣的二氧化硅顆粒在20納米時(shí)卻開始導(dǎo)電；高分子材料加納米材料制成的刀具比金鋼石制品還要堅(jiān)硬。其它的性質(zhì)表面效應(yīng)比表面積表面積體積？

表面效應(yīng)是指納米微粒的表面原子與總原子之比隨著納米微粒尺寸的減小而大幅度增加，粒子表面結(jié)合能隨之增加，從而引起納米微粒性質(zhì)變化的現(xiàn)象。比表面積增大，使處于表面的原子數(shù)增加，增加了納米微粒的活性。引起納米微粒表面原子輸運(yùn)和構(gòu)型發(fā)生變化，同時(shí)引起表面電子自旋構(gòu)象和電子能譜的變化。超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的若用高倍率電子顯微鏡對金超微顆粒（直徑為2納米）進(jìn)行電視攝像，發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的變化會自動形成各種形狀，它既不同于一般固體，又不同于液體，是一種準(zhǔn)固體。在電子顯微鏡的電子束照射下，表面原子仿佛進(jìn)入了“沸騰”狀態(tài)，尺寸大于10納米后才看不到這種顆粒結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，這時(shí)微顆粒具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

從表可以看出，隨粒徑減小，表面原子所占比例迅速增加。另外，隨著粒徑的減小，納米粒子的表面積、表面能的都迅速增加。

納米微粒的粒徑越小，表面原子的數(shù)目就越多，納米微粒表面的原子與塊狀表面的原子不同，處于非對稱的力場，在納米微粒表面作用著表面張力，處于高能狀態(tài)，為了保持平衡，納米微粒表面總是處于施加彈性應(yīng)力的狀態(tài)，具有比常規(guī)固體表面過剩許多的能量（表面能和表面結(jié)合能）。導(dǎo)電的金屬在超微顆粒時(shí)可以變成絕緣體，磁矩的大小和顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會反常變化，光譜線會產(chǎn)生向短波長方向的移動，這就是量子尺寸效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)。

因此，對超微顆粒在低溫條件下必須考慮量子效應(yīng)，原有宏觀規(guī)律已不再成立。量子尺寸效應(yīng)日本科學(xué)家總結(jié)的低溫下導(dǎo)體的能級間距與金屬顆粒直徑的關(guān)系:宏觀物體：N→∞，δ→0，電子能譜連續(xù)。尺寸↓，N↓，δ↑，超過一定值時(shí)，能級分裂，能譜不連續(xù)。δ較小時(shí)，可能是半導(dǎo)體，較大時(shí)，可能是絕緣體。各種元素原子具有特定的光譜線。由無數(shù)的原子構(gòu)成固體時(shí)，單獨(dú)原子的能級就并合成能帶，由于電子數(shù)目很多，能帶中能級的間距很小，因此可以看作是連續(xù)的，從能帶理論出發(fā)成功地解釋了大塊金屬、半導(dǎo)體、絕緣體之間的聯(lián)系與區(qū)別。

對介于原子、分子與大塊固體之間的超微顆粒而言，大塊材料中連續(xù)的能帶將分裂為分立的能級；能級間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。吸收光譜闕值向短波方向移動(藍(lán)移)，這種現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。量子尺寸效應(yīng)會導(dǎo)致納米粒子磁、光、聲、熱、電以及超導(dǎo)電性與宏觀特性有著顯著不同。量子尺寸效應(yīng)帶來的能級改變、能級變寬，使微粒的發(fā)射能量增加，光學(xué)吸收向短波方向移動，直觀上表現(xiàn)為樣品顏色的變化。例：CdS微粒由黃色變?yōu)榈S色。電子具有波粒二象性，具有貫穿勢壘的能力，稱之為隧道效應(yīng)。

宏觀量子隧道效應(yīng)今年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀物理量，如微粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件的磁通量等也顯示出隧道效應(yīng)，稱之為宏觀量子隧道效應(yīng)。隧道效應(yīng)在經(jīng)典力學(xué)中：若粒子E＞Ｖ０，則全部粒子飛越勢壘繼續(xù)前進(jìn)；若E＜Ｖ０，則全部粒子被勢壘擋回來，沒有粒子能透過勢壘。在量子力學(xué)中：微觀粒子若E＞Ｖ０，除了大部分通過還有少部分為勢壘所反射；即使E＜Ｖ０，仍有一定數(shù)量的粒子穿透勢壘。這是微觀粒子特有的量子效應(yīng)—隧道效應(yīng)。量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)對于電子器件微型化影響巨大，確立了微型化的極限，當(dāng)微電子器件進(jìn)一步微型化時(shí)必須要考慮上述的量子效應(yīng)。1978年，31歲的德國青年格德·賓尼希（GerdBinnig）以論文《超導(dǎo)材料(SN)x的隧道光譜學(xué)》在法蘭克福大學(xué)取得博士學(xué)位，同年被IBM公司的蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室的瑞士物理學(xué)家海因里希·羅雷爾（HeinrichRobrer）聘為研究員。德國人嘛，喜歡宏大敘事，容易產(chǎn)生思辨偏好?？墒巧环陼r(shí)吶，物理學(xué)已經(jīng)過了英雄時(shí)代，所以賓尼希覺得物理學(xué)沒有哲理，過于機(jī)械，缺乏刺激，對自己的事業(yè)也不見得那么熱愛。倒是當(dāng)年已經(jīng)45歲的羅雷爾從年輕時(shí)起就從事前沿理論的技術(shù)轉(zhuǎn)化，兢兢業(yè)業(yè)，雄心勃勃。經(jīng)羅雷爾一忽悠，賓尼希就來了勁，產(chǎn)生了制造掃描隧道顯微鏡（簡稱STM）的想法。這項(xiàng)技術(shù)的理論依據(jù)就是量子力學(xué)的隧道效應(yīng)。趣事以一個很尖銳的探針（針頭只有幾個原子大）接近金屬表面（距離同樣也只有幾個原子大），在二者之間有一個由真空構(gòu)成的絕緣層，也就是勢壘，施加一個電壓，探針的電流就有一定的概率貫穿這個勢壘到達(dá)金屬表面。由于貫穿電流的波函數(shù)對勢壘厚度（即探針與金屬的距離）反應(yīng)敏感，通過電流的變化，我們就可以描繪金屬表面的形狀。高序石墨表面碳原子規(guī)則排列的STM圖像（3納米×3納米）1986年，賓尼希和羅雷爾因發(fā)明了掃描隧道顯微鏡而共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。賓尼希和羅雷爾在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，探針偶爾可以吸附起一個原子在物體表面來回移動。1989年，美國加里佛尼亞阿爾馬登IBM研究中心艾格勒和施外澤利用這個發(fā)現(xiàn)改進(jìn)了STM，用35個原子排出了IBM三個字母這個進(jìn)步意義非凡，意味著人類控制世界的觸角已經(jīng)提到了米單位的小數(shù)點(diǎn)后十位的層面，這就是所謂“納米技術(shù)”。重組DNA（遺傳基因）在理論上已不是問題，也就是說，只要愿意，人類可以造成新物種；三人分享1973年諾貝爾物理學(xué)獎1957年江崎玲於奈利用隧道效應(yīng)制成了隧道二極管

1960年，美裔挪威籍科學(xué)家加埃沃（IvanGiaeve）通過實(shí)驗(yàn)證明了在超導(dǎo)體隧道結(jié)中存在單電子隧道效應(yīng)，是對超導(dǎo)理論的一個重要補(bǔ)充。1962年，年僅20歲的英國劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)研究生約瑟夫森預(yù)言，電子可以穿過絕緣體從一個超導(dǎo)體到達(dá)另一個超導(dǎo)體。不久，通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。納米材料的特殊性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)為對光的不投射性和不反射性。在外觀上，對金屬而言，納米粒度↑，顏色變灰、或淺黑，納米粒度↓，均趨于黑色。納米粒度越小，黑色程度越大。例：當(dāng)金的微粒被細(xì)分到小于可見光波長時(shí)，會失去常規(guī)金的光澤而呈現(xiàn)黑色。光學(xué)吸收性納米Al2O3<250nm紫外光納米TiO2<400nm紫外光納米Fe2O3<600nm光光學(xué)發(fā)光性包括光致發(fā)光和電致發(fā)光。

光致發(fā)光：物體在紫外線光、太陽光或普通燈光照射后，該物體在黑暗的環(huán)境中具有一定的發(fā)光性能。

電致發(fā)光：指電流通過物質(zhì)時(shí)或物質(zhì)處于強(qiáng)電場下發(fā)光的現(xiàn)象。光學(xué)發(fā)光性夜明珠哪種？納米硅薄膜受360nm激發(fā)光的激發(fā)可產(chǎn)生熒光，不同的處理方式可以得到不同頻率的熒光。納米材料利用自然光可催化降解有機(jī)污染物，最終生成為無毒、無味的CO2

、H2O和一些簡單的無機(jī)化合物。納米材料由于比表面積大，表面活性點(diǎn)多，光催化活性高，而表現(xiàn)出較強(qiáng)的光催化性質(zhì)。光學(xué)催化性TiO2催化降解TiO2在紫外線照射下，使空氣中的O2、H2O反應(yīng)，產(chǎn)生了氧化能力較強(qiáng)的?OH基團(tuán)剛性無機(jī)粒子填充聚合物材料可以提高聚合物材料的剛性、硬度和耐磨性等性能

普通的無機(jī)粉體填料填充聚合物材料在增強(qiáng)這些性能的同時(shí)大都會降低聚合物材料的強(qiáng)度和韌性。

增強(qiáng)增韌性

納米無機(jī)材料由于粒徑小、比表面大，在聚合物復(fù)合材料中，與基體材料間有很強(qiáng)的結(jié)合力，不僅能提高材料的剛性和硬度，還可以起到增韌的效果。

納米Al2O3加入到橡膠->提高耐磨性、介電性納米Al2O3加入到玻璃->改善脆性例：納米材料經(jīng)特殊的表面化學(xué)改性后，填充到廢舊電視機(jī)外殼材料中，不僅可以增強(qiáng)增韌，使其使用性能達(dá)到甚至超過好料的水平，而且還能降低伸縮率，提高流變性，改善材料的加工性能，提高成品率。納米晶金屬氫化物和碳納米管、納米纖維等都是一類新型的儲氫材料，其顯著的吸氫性能是由其合適的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與表面結(jié)構(gòu)決定的。超海綿狀吸氫納米碳纖維，能夠吸收40℅的氫氣，在室溫下可釋放出其中80℅的氫氣。很多人正從事碳納米管儲氫的研究。儲氫性質(zhì)納米材料具有耐磨損、減輕摩擦的性質(zhì)。將納米材料用于制備潤滑劑時(shí)，不僅可以在摩擦表面形成能夠降低摩擦因數(shù)的薄膜，還可以修復(fù)破損的摩擦表面。

潤滑性質(zhì)國內(nèi)有人將納米銅潤滑油添加劑添加到汽車發(fā)動機(jī)油中，可明顯減少發(fā)動機(jī)的啟動電流和增大汽缸壓力。該劑使用一段時(shí)間后，可在缸套和活塞環(huán)表面形成一層保護(hù)膜。ξ4納米材料の制備方法物理方法の物理粉碎法

其特點(diǎn)操作簡單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。采用球磨方法，控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純元素、合金或復(fù)合材料的納米粒子?！肚蚰シㄓ糜谥苽浼{米功能材料》中南大學(xué)博士論文球磨法是生產(chǎn)納米粉體材料的有效方法。球磨實(shí)驗(yàn)通常運(yùn)行在圓柱形的不銹鋼容器和小球之間。在球磨過程中可以選擇不同的球磨氣氛,諸如氫氣、氧氣、空氣、氮?dú)?、氬氣或真空。為了較好地控制粉的物性,也可以選擇不同的球磨機(jī)。不同的球磨機(jī)所制備的粉的性能也不同。采用球磨法制備SnO2、鈦鐵礦、TiO2納米材料和MoO3/C復(fù)合納米材料原料氣體或等離子體納米材料真空蒸發(fā)加熱高頻感應(yīng)驟冷

其特點(diǎn)純度高、結(jié)晶組織好、粒度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。物理方法の真空冷凝法例：高純度碳化物納米粒子の產(chǎn)生化學(xué)方法の氣相沉積法（CVD）其特點(diǎn)產(chǎn)品純度高，粒度分布窄。

化學(xué)方法の水熱合成法其特點(diǎn)純度高，分散性好、粒度易控制。水熱法可以精確控制鋯鈦酸鉛，得到晶粒12～14nm的納米鋯鈦酸鉛粉體Na2SZnAc2水150℃10h過濾、洗滌、真空干燥平均粒徑6nmZnS化學(xué)方法の沉淀法

其特點(diǎn)簡單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合制備氧化物。MgCl2?6H2ONH3?H2O納米MgO粒徑62nm物理化學(xué)方法の溶膠凝膠法其特點(diǎn)反應(yīng)物種多，產(chǎn)物顆粒均一，過程易控制，適于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制備。醋酸鉛+硝酸鈣+鈦酸丁酯，使用溶膠-凝膠法成功制備（Pb，Ca）TiO3納米粉體橢球狀，粒徑30～50nm該粉體具有良好的鐵電、壓電、熱釋電及光學(xué)特性

物理化學(xué)方法の微乳液法其特點(diǎn)粒子的單分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ族半導(dǎo)體納米粒子多用此法制備。微反應(yīng)器界面是一層表面活性劑分子，在未微反應(yīng)器中形成的納米微粒因這層界面膜隔離而不能聚結(jié)，是理想的反應(yīng)介質(zhì)微乳液的結(jié)構(gòu)從根本上限制了顆粒的生長，使納米顆粒的制備變得容易使用不同的表面活性劑可以對納米顆粒進(jìn)行修飾、控制其粒徑大小《HowPEO-PPO-PEOTriblockPolymerMicellesControltheSynthesisofGoldNanoparticles:TemperatureandHydrophobicEffects》AqueousmicellarsolutionsofF68(PEO78-PPO30-PEO78)andP103(PEO17-PPO60-PEO17)triblockpolymerswereusedtosynthesizegold(Au)nanoparticles(NPs)atdifferenttemperatures.AllreactionsweremonitoredwithrespecttoreactiontimeandtemperaturebyusingUV-visiblestudiestounderstandthegrowthkineticsofNPsandtheinfluenceofdifferentmicellarstatesonthesynthesisofNPs.ξ5.納米材料的應(yīng)用（1）催化劑

納米材料比表面積大，表面所占的體積百分?jǐn)?shù)大，表面的鍵態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同，表面原子配位不全等導(dǎo)致表面的活性位置增加，表面活性中心多，這就使納米顆粒具備了作為催化劑的基本條件。納米材料的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)使它有良好的催化活性和催化反應(yīng)選擇性。納米催化劑應(yīng)用1納米鎳作為火箭固體燃料反應(yīng)催化劑，燃燒效率可提高100倍。2納米鐵、鎳與γ-Fe2O3混合輕燒結(jié)體可以代替貴金屬而成為汽車尾氣凈化器。3納米半導(dǎo)體材料表面負(fù)載貴金屬、金屬氧化物等來進(jìn)行光電催化水分解。4納米TiO2光催化有機(jī)廢水、大氣中的有機(jī)污染物。納米TiO2受光照射，可以產(chǎn)生反應(yīng)活性很強(qiáng)的過氧負(fù)離子、過氧化氫自由基和氫氧自由基，它們具有很強(qiáng)的氧化、分解能力，可破壞有機(jī)物中的C—H、N—H、O—H、C—O等鍵。（2）

陶瓷材料

納米陶瓷？利用納米技術(shù)開發(fā)的納米陶瓷材料是利用納米粉體對現(xiàn)有陶瓷進(jìn)行改性，通過往陶瓷中加入或生成納米級顆粒、晶須、晶片纖維等，使晶粒、晶界以及他們之間的結(jié)合都達(dá)到納米水平，使材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大幅度提高。克服了工程陶瓷的許多不足，為替代工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新領(lǐng)域。納米材料的小尺寸效應(yīng)使其熔點(diǎn)急劇下降，一般為塊狀材料的30℅～50℅。降低燒結(jié)溫度

納米材料具有燒結(jié)溫度低、流動性大、滲透力強(qiáng)、燒結(jié)收縮大等燒結(jié)特性，可作為燒結(jié)過程的活化劑使用，以加快燒結(jié)過程、縮短燒結(jié)時(shí)間、降低燒結(jié)溫度。

因此納米材料在低溫下燒結(jié)就可獲得質(zhì)地優(yōu)良的燒結(jié)體，還不用添加劑仍能保持其良好的性能。

0.1℅～0.5℅的納米鎳粉提高陶瓷致密化

納米顆粒壓成塊材后，顆粒之間的界面具有高能量，在燒結(jié)中高的界面能釋放出來成為額外的燒結(jié)驅(qū)動力，有利于界面中孔洞收縮和空位團(tuán)的湮沒，因此在較低溫度下燒結(jié)就能達(dá)到致密化的目的。

由于燒結(jié)溫度低，制成的燒結(jié)體晶粒較小，比較適合于電子陶瓷的制備。（3）醫(yī)用材料藥物載體核糖核酸蛋白質(zhì)15～20nm，生物體內(nèi)各種病毒的尺寸也在納米尺度的范圍內(nèi)。

納米粒子可以更小，可以在血液中自由運(yùn)動，如果利用納米粒子研制成機(jī)器人，注入人體血管內(nèi)，就可以對人體進(jìn)行全身健康檢查和治療，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物等，還可吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。納米機(jī)器人消滅病毒納米機(jī)器人修復(fù)血紅細(xì)胞納米機(jī)器人破壞受損血紅細(xì)胞10nmFe3O4+聚苯乙烯+癌細(xì)胞抗體該物質(zhì)放入含有癌細(xì)胞的骨髓液中抗體與癌細(xì)胞結(jié)合利用磁分離裝置分離癌細(xì)胞分離度可達(dá)到99.9%以上生物陶瓷

納米材料可制成具有生物活性的人造牙齒、人造骨、人造器官等。

采用納米顆粒復(fù)合制成的磷酸鈣水泥，與肌體親和性好，無異物反應(yīng)，且材料具有可降解性，能被新生骨逐步吸收。

納米生物活性鈣磷酸鹽基材料，具有極好的生物活性，可以用于各種承重硬組織部位病變和損壞后的替換。③抗菌材料其粒度小于50納米，對大腸埃希氏菌、金色葡萄球菌這兩種在生活中嚴(yán)重威脅人類健康的病菌殺滅率高達(dá)99.99%。（4）磁性材料可以作為永久性磁性材料、磁記錄材料、磁流體等。GMR(巨磁阻效應(yīng))指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時(shí)較之無外磁場作用時(shí)存在巨大變化的現(xiàn)象。感應(yīng)法讀出磁頭的磁致電阻效應(yīng)為3%，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達(dá)50%，具有相當(dāng)高的靈敏度和低噪音。（5）防護(hù)材料

有些納米材料（TiO2、MgO等）的透明性好，且具有優(yōu)異的紫外線屏蔽作用。在制備某些防護(hù)材料時(shí)添加很少的量（一般不超過2℅），就能大大減弱紫外線的損傷。這些納米材料廣泛用于護(hù)膚品、包裝材料、外用面漆、木器保護(hù)以及纖維等方面。（6）光電轉(zhuǎn)化可以用于提高光電轉(zhuǎn)化效率，制造出即使在陰雨天也能正常工作的新型太陽能電池。（7）傳感器利用納米材料對外界環(huán)境的敏感性（外界環(huán)境改變會引起其表面粒子價(jià)態(tài)和電子運(yùn)輸?shù)淖兓?，從而引起其電阻的顯著變化），研制出響應(yīng)速度快、靈敏度高、選擇性好的不同用途的傳感器。（8）軍事方面納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是微機(jī)電系統(tǒng)的初步成功，為軍事科技工作者研制納米武器奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。他們盡情發(fā)揮想像力，研制出千奇百怪的戰(zhàn)場“精靈”。

“蒼蠅”飛機(jī)“蒼蠅”飛機(jī)

這是一種如同蒼蠅般大小的袖珍飛行器，可攜帶各種探測設(shè)備，具有信息處理、導(dǎo)航和通信能力。其主要功能是秘密部署到敵方信息系統(tǒng)和武器系統(tǒng)的內(nèi)部或附近，監(jiān)視敵方情況。這些納米飛機(jī)可以懸停、飛行，敵方雷達(dá)根本發(fā)現(xiàn)不了它們。據(jù)說它還適應(yīng)全天候作戰(zhàn)，可以從數(shù)百千米外將其獲得的信息傳回己方導(dǎo)彈發(fā)射基地，直接引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)。

“麻雀”衛(wèi)星

美國于1995年提出了納米衛(wèi)星的概念。這種衛(wèi)星比麻雀略大，重量不足10千克，各種部件全部用納米材料制造，采用最先進(jìn)的微機(jī)電一體化集成技術(shù)整合，具有可重組性和再生性，成本低，質(zhì)量好，可靠性強(qiáng)。一枚小型火箭一次就可以發(fā)射數(shù)百顆納米衛(wèi)星。若在太陽同步軌道上等間隔地布置648顆功能不同的納米衛(wèi)星，就可以保證在任何時(shí)刻對地球上任何一點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，即使少數(shù)衛(wèi)星失靈，整個衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的工作也不會受影響?！拔米印睂?dǎo)彈

由于納米器件比半導(dǎo)體器件工作速度快得多，可以大大提高武器控制系統(tǒng)的信息傳輸、存儲和處理能力，可以制造出全新原理的智能化微型導(dǎo)航系統(tǒng)，使制導(dǎo)武器的隱蔽性、機(jī)動性和生存能力發(fā)生質(zhì)的變化。利用納米技術(shù)制造的形如蚊子的微型導(dǎo)彈，可以起到神奇的戰(zhàn)斗效能。納米導(dǎo)彈直接受電波遙控，可以神不知鬼不覺地潛入目標(biāo)內(nèi)部，其威力足以炸毀敵方火炮、坦克、飛機(jī)、指揮部和彈藥庫?！拔浵伿勘?/p>

這是一種通過聲波控制的微型機(jī)器人。這些機(jī)器人比螞蟻還要小，但具有驚人的破壞力。它們可以通過各種途徑鉆進(jìn)敵方武器裝備中，長期潛伏下來。一旦啟用，這些“納米士兵”就會各顯神通：有的專門破壞敵方電子設(shè)備，使其短路、毀壞；有的充當(dāng)爆破手，用特種炸藥引爆目標(biāo)；有的施放各種化學(xué)制劑，使敵方金屬變脆、油料凝結(jié)或使敵方人員神經(jīng)麻痹、失去戰(zhàn)斗力。

ξ6.納米結(jié)構(gòu)材料1.碳族新成員C601996年美國科學(xué)家因此獲得諾貝爾化學(xué)獎。C60是一個直徑為1nm，由15個五元環(huán)和20個六元環(huán)組成的球形32面體。羅爾芬的遺憾1984年，美國天體物理學(xué)家羅爾芬(E.A.Rohlfing)采用大功率、短脈沖激光發(fā)生器使石墨在氦氣中蒸發(fā)，在飛行時(shí)間質(zhì)譜儀上觀察到，在碳原子數(shù)n=60和n=70處出現(xiàn)了明顯的特征峰，說明炭灰中存在著包含60和70個碳原子的原子團(tuán)簇。這實(shí)際上就是后來發(fā)現(xiàn)的C60和C70。遺憾的是，羅爾芬等由于過分注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，沒有意識到碳元素新成員的存在，而只是簡單主觀地歸結(jié)為碳原子團(tuán)簇的線性鏈結(jié)構(gòu)，痛失發(fā)現(xiàn)C60的大好機(jī)會。小知識1985年，Smalley與英國的Kroto等人在瑞斯(Rice)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室采用激光轟擊石墨靶，使石墨中的碳原子汽