納米技術中的納米是指長度單位嗎?
納米(符號為nm)是長度單位,原稱毫微米,就是10^-9米(10億分之壹米),即10^-6毫米(100萬分之壹毫米)。如同厘米、分米和米壹樣,是長度的度量單位。相當於4倍原子大小,萬分之壹頭發粗細;形象地講,壹納米的物體放到乒乓球上,就像壹個乒乓球放在地球上壹般。這就是納米長度的概念。納米科學與技術,有時簡稱為納米技術,是研究結構尺寸在1至100納米範圍內材料的性質和應用。納米效應就是指納米材料具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,如原本導電的銅到某壹納米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化矽、晶體等,在某壹納米級界限時開始導電。這是由於納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點,以及其特有的三大效應:表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。 對於固體粉末或纖維,當其有壹維尺寸小於100nm,即達到納米尺寸,即可稱為所謂納米材料,對於理想球狀顆粒,當比表面積大於60m2/g時,其直徑將小於100nm,即達到納米尺寸。納米材料比表面積研究是非常重要的,納米材料的比表面積檢測數據只有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統壹采用多點BET法,國內外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看我國國家標準(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費壹整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。真正完全自動化智能化比表面積測試儀產品,才符合測試儀器行業的國際標準,同類國際產品全部是完全自動化的,人工操作的儀器國外早已經淘汰。真正完全自動化智能化比表面積分析儀產品,將測試人員從重復的機械式操作中解放出來,大大降低了他們的工作強度,培訓簡單,提高了工作效率。真正完全自動化智能化比表面積測定儀產品,大大降低了人為操作導致的誤差,提高測試精度。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內唯壹完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際壹致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。
[編輯本段]納米技術的含義-1
. 所謂納米技術,是指在0.1~100納米的尺度裏,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的壹項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性制造具有特定功能設備的技術,就稱為納米技術。
. 納米技術與微電子技術的主要區別是:納米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現設備特定的功能,是利用電子的波動性來工作的;而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能,是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發納米技術的目的,就是要實現對整個微觀世界的有效控制。
. 納米技術是壹門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。1993年,國際納米科技指導委員會將納米技術劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。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。
[編輯本段]納米技術的含義-2
納米技術(納米科技nanotechnology)
納米技術其實就是壹種用單個原子、分子制造物質的技術。
從迄今為止的研究狀況看,關於納米技術分為三種概念。第壹種,是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》壹書中提出的分子納米技術。根據這壹概念,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。現有技術即便發展下去,從理論上講終將會達到限度。這是因為,如果把電路的線幅變小,將使構成電路的絕緣膜的為得極薄,這樣將破壞絕緣效果。此外,還有發熱和晃動等問題。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。
所謂納米技術,是指在0.1~100納米的尺度裏,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的壹項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性制造具有特定功能設備的技術,就稱為納米技術。
納米技術是壹門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。
納米科技現在已經包括納米生物學、納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米化學等學科。從包括微電子等在內的微米科技到納米科技,人類正越來越向微觀世界深入,人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學家錢學森也曾指出,納米左右和納米以下的結構是下壹階段科技發展的壹個重點,會是壹次技術革命,從而將引起21世紀又壹次產業革命。
雖然距離應用階段還有較長的距離要走,但是由於納米科技所孕育的極為廣闊的應用前景,美國、日本、英國等發達國家都對納米科技給予高度重視,紛紛制定研究計劃,進行相關研究
[編輯本段]納米電子器件的特點
以納米技術制造的電子器件,其性能大大優於傳統的電子器件: . 工作速度快,納米電子器件的工作速度是矽器件的1000倍,因而可使產品性能大幅度提高。功耗低,納米電子器件的功耗僅為矽器件的1/1000。信息存儲量大,在壹張不足巴掌大的5英寸光盤上,至少可以存儲30個北京圖書館的全部藏書。體積小、重量輕,可使各類電子產品體積和重量大為減小。納米材料“脾氣怪” 納米金屬顆粒易燃易爆 幾個納米的金屬銅顆粒或金屬鋁顆粒,壹遇到空氣就會產生激烈的燃燒,發生爆炸。因此,納米金屬顆粒的粉體可用來做成烈性炸藥,做成火箭的固體燃料可產生更大的推力。用納米金屬顆粒粉體做催化劑,可以加快化學反應速率,大大提高化工合成的產出率。
納米金屬塊體耐壓耐拉 將金屬納米顆粒粉體制成塊狀金屬材料,強度比壹般金屬高十幾倍,又可拉伸幾十倍。用來制造飛機、汽車、輪船,重量可減小到原來的十分之壹。
納米陶瓷剛柔並濟 用納米陶瓷顆粒粉末制成的納米陶瓷具有塑性,為陶瓷業帶來了壹場革命。將納米陶瓷應用到發動機上,汽車會跑得更快,飛機會飛得更高。
納米氧化物材料五顏六色 納米氧化物顆粒在光的照射下或在電場作用下能迅速改變顏色。用它做士兵防護激光槍的眼鏡再好不過了。將納米氧化物材料做成廣告板,在電、光的作用下,會變得更加絢麗多彩。
納米半導體材料法力無邊 納米半導體材料可以發出各種顏色的光,可以做成小型的激光光源,還可將吸收的太陽光中的光能變成電能。用它制成的太陽能汽車、太陽能住宅有巨大的環保價值。用納米半導體做成的各種傳感器,可以靈敏地檢測溫度、濕度和大氣成分的變化,在監控汽車尾氣和保護大氣環境上將得到廣泛應用。
納米藥物治病救人 把藥物與磁性納米顆粒相結合,服用後,這些納米藥物顆粒可以自由地在血管和人體組織內運動。再在人體外部施加磁場加以導引,使藥物集中到患病的組織中,藥物治療的效果會大大提高。還可利用納米藥物顆粒定向阻斷毛細血管,“餓”死癌細胞。納米顆粒還可用於人體的細胞分離,也可以用來攜帶DNA治療基因缺陷癥。目前已經用磁性納米顆粒成功地分離了動物的癌細胞和正常細胞,在治療人的骨髓疾病的臨床實驗上獲得成功,前途不可限量。
納米衛星將飛向天空 在納米尺寸的世界中按照人們的意願,自由地剪裁、構築材料,這壹技術被稱為納米加工技術。納米加工技術可以使不同材質的材料集成在壹起,它既具有芯片的功能,又可探測到電磁波(包括可見光、紅外線和紫外線等)信號,同時還能完成電腦的指令,這就是納米集成器件。將這種集成器件應用在衛星上,可以使衛星的重量、體積大大減小,發射更容易,成本也更便宜。納米技術走入百姓生活
9月27日,中國科學院化學所的專家宣布研制成功新型納米材料———超雙疏性界面材料。這種材料具有超疏水性及超疏油性,制成紡織品,不用洗滌,不染油汙;用於建築物表面,防霧、防霜,更免去了人工清洗。專家稱:紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設備等領域,將免不了壹場因納米而引發的“材料革命”。 隨著科學家的壹次次努力,“納米”這個幾年前對我們還十分生疏的字眼,眼下卻頻頻出現在我們的視線。 納米是壹個長度單位,1納米等於十億分之壹米,20納米相當於1根頭發絲的三千分之壹。90年代起,各國科學家紛紛投入壹場“納米戰”:在0.10至100納米尺度的空間內,研究電子、原子和分子運動規律和特性。
中國當然不甘人後,1993年,中國科學院北京真空物理實驗室操縱原子成功寫出“中國”二字,標誌著我國開始在國際納米科技領域占有壹席之地,並居於國際科技前沿。
1998年,清華大學範守善小組在國際上首次把氮化鎵制成壹維納米晶體。同年,我國科學家成功制備出金剛石納米粉,被國際刊物譽為:“稻草變黃金———從四氯化碳制成金剛石。”
1999年,北京大學教授薛增泉領導的研究組在世界上首次將單壁碳納米管組裝豎立在金屬表面,並組裝出世界上最細且性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針。
中科院成會明博士領導的研究組合成出高質量的碳納米材料,被認定為迄今為止“儲氫納米碳管研究”領域最令人信服的結果。
中科院物理所研究員解思深領導的研究組研制出世界上最細的碳納米管———直徑0.5納米,已十分接近碳納米管的理論極限值0.4納米。這個研究小組,還成功地合成出世界上最長的碳納米管,創造了“3毫米的世界之最”。
在主題為“納米”的爭奪戰中,中國人頻頻露臉,尤其在碳納米管合成以及高密度信息存儲等領域,中國實力不容小覷。
科學界的努力,使“納米”不再是冷冰冰的科學詞語,它走出實驗室,滲透到中國百姓的衣、食、住、行中。 居室環境日益講究環保。傳統的塗料耐洗刷性差,時間不長,墻壁就會變得斑駁陸離。現在有了加入納米技術的新型油漆,不但耐洗刷性提高了十多倍,而且有機揮發物極低,無毒無害無異味,有效解決了建築物密封性增強所帶來的有害氣體不能盡快排出的問題。
人體長期受電磁波、紫外線照射,會導致各種發病率增多或影響正常生育。現在,加入納米技術的高效防輻射服裝———高科技電腦工作裝和孕婦裝問世了。科技人員將納米大小的抗輻射物質摻入到纖維中,制成了可阻隔95%以上紫外線或電磁波輻射的“納米服裝”,而且不揮發、不溶水,持久保持防輻射能力。
同樣,化纖布料制成的衣服因摩擦容易產生靜電,在生產時加入少量的金屬納米微粒,就可以擺脫煩人的靜電現象。 白色汙染也遭遇到“納米”的有力挑戰。科學家將可降解的澱粉和不可降解的塑料通過特殊研制的設備粉碎至“納米級”後,進行物理結合。用這種新型原料,可生產出100%降解的農用地膜、壹次性餐具、各種包裝袋等類似產品。農用地膜經4至5年的大田實驗表明:70到90天內,澱粉完全降解為水和二氧化碳,塑料則變成對土壤和空氣無害的細小顆粒,並在17個月內同樣完全降解為水和二氧化碳。專家評價說,這是徹底解決白色汙染的實質性突破。
從電視廣播、書刊報章、互聯網絡,我們壹點點認識了“納米”,“納米”也悄悄改變著我們。納米精確新聞 1959年 理論物理學家理查·費伊曼在加州理工學院發表演講,提出,組裝原子或分子是可能的。
1981年 科學家發明研究納米的重要工具———掃描隧道顯微鏡,原子、分子世界從此可見。
1990年 首屆國際納米科技會議在美國巴爾的摩舉辦,納米技術形式誕生。
1991年 碳納米管被人類發現,它的質量是相同體積鋼的六分之壹,強度卻是鐵的10倍,成為納米技術研究的熱點。 1993年
繼1989年美國斯坦福大學搬走原子團“寫”下斯坦福大學英文名字、1999年美國國際商用機器公司在鎳表面用36個氙原子排出“IBM”之後,中國科學院北京真空物理實驗室操縱原子成功寫出“中國”二字。
1997年 美國科學家首次成功地用單電子移動單電子,這種技術可用於研制速度和存儲容量比現在提高成千上萬倍的量子計算機。同年,美國紐約大學科學發現,DNA可用於建造納米層次上的機械裝置。
1999年 巴西和美國科學家在進行碳納米管實驗時發明了世界上最小的“秤”,它能夠稱量十億分之壹克的物體,即相當於壹個病毒的重量;此後不久,德國科學家研制出能稱量單個原子重量的“秤”,打破了美國和巴西科學家聯合創造的紀錄。同年,美國科學家在單個分子上實現有機開關,證實在分子水平上可以發展電子和計算裝置。 納米花邊新聞 傾聽細菌遊弋
美國加利福尼亞州Pasadena市的噴氣飛機推進器實驗室目前正在研制壹種被稱為“納米麥克風”的微型擴音器,據《商業周刊》報道,這種微型傳感器可以使科學家傾聽到正在遊弋的單個細菌的聲音,以及細胞體液流動的聲音。這種人造納米麥克風由細微的碳管制成,正是因為構成物體積細小和靈敏度極高,這種麥克風才能夠在受到非常小的壓力作用下作出反應,使得對其進行監測的研究人員獲得相關的聲音信息。
利用這種新產品,科學家將可以對其他星球上是否存在生命進行探測,可以探測到生物體內單個細胞的生長發育。這壹儀器研制項目已獲得美國航空航天局(NASA)的批準,而且NASA還向上述實驗室提供了必要的技術支持。
[編輯本段]“納米水”防強暴
據《人民日報》報道,最近,廣州壹家公司宣稱生產出壹種用麥飯石和納米特殊材料制作而成的“納米珠”,只要把它放在水裏,多臟的水也能喝。長期飲用“納米水”,可抗疲勞,耐缺氧,甚至“增強女士防匪徒強暴的能力”。據了解,每盒納米珠要300元,買齊整套設備(壹臺飲水機、壹桶水和十盒納米珠)則需3800元。76歲的何姓老人在推銷員的百般說服下,不但相信納米水的神奇療效,還看中了納米水的銷售方式。老人背著家裏人壹***拿出22萬元,買下75套納米水機套裝產品,然後等著每月2萬元錢的分紅。
廣州市工商局東山分局經濟檢察中隊在4月3日查處了該公司,其準備創造科技神話的納米水根本沒有科技鑒定說明,該公司的納米水套裝產品既無生產許可證,也沒有產品合格證。