1. 納米技術如何造福人類
1、衣,在紡織和化纖製品中添迦納米微料,可以除味殺菌。
2、食,納米材料做的無菌餐具,無菌食品包裝已經面世,3、住,納米技術的運用。使牆面塗料的耐洗刷性可提高10倍。
4、行,納米材料可以提高和改進交通工具的性能指標。
2. 什麼是納米什麼是納米技術
納米(nm),又稱毫微米,是長度的度量單位,國際單位制符號為nm。1納米=10^-9米,長度單位如同厘米、分米和米一樣,是長度的度量單位。相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小。國際通用名稱為nanometer,簡寫nm。
基本含義
單個細菌用肉眼是根本看不到的,用顯微鏡測直徑大約是五微米。假設一根頭發的直徑是0.05毫米,把它軸向平均剖成5萬根,每根的厚度大約就是一納米。也就是說,一納米就是0.000001毫米.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納米范圍內材料的性質和應用。納米技術的發展帶動了與納米相關的很多新興學科。有納米醫學、納米化學、納米電子學、納米材料學、納米生物學等。全世界的科學家都知道納米技術對科技發展的重要性,所以世界各國都不惜重金發展納米技術,力圖搶占納米科技領域的戰略高地。我國於1991年召開納米科技發展戰略研討會,制定了發展戰略對策。十多年來,我國納米材料和納米結構研究取得了引人注目的成就。目前,我國在納米材料學領域取得的成就高過世界上任何一個國家,充分證明了我國在納米技術領域佔有舉足輕重的地位。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一納米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一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、表面原子所佔比例大等特點,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,當其有一維尺寸小於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60㎡/g時,其直徑將小於100nm,達到納米尺寸。
現時很多材料的微觀尺度多以納米為單位,如大部份半導體製程標准皆是以納米表示。直至2017年2月,最新的中央處理器,也叫做(CPU,Central Processing Unit)的製程是14nm。
發展歷程
納米.
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。
納米技術是一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。
納米科技是90年代初迅速發展起來的新興科技,其最終目標是人類按照自己的意識直接操縱單個原子、分子,製造出具有特定功能的產品。納米科技以空前的解析度為我們揭示了一個可見的原子、分子世界。這表明,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了前所未有的高度。有資料顯示,2010年,納米技術將成為僅次於晶元製造的第二大產業。
三種概念
第一種
從迄今為止的研究狀況看,關於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《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念,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,可以製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
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
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納米的尺度里,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。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,而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術,就稱為納米技術。
綜合
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一階段科技發展的一個重點,會是一次技術革命,從而將引起21世紀又一次產業革命。
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。
延伸概念
納米級就是顆粒在1納米到100納米之間的微粒。
編輯於 2017-10-21
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什麼是納米?什麼是納米技術
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什麼是納米科學和納米技術?
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什麼是納米技術,納米可以做什麼
納米,是一種長度單位,符號為nm。1納米=1毫微米=10米(既十億分之一米),約為10個原子的長度。假設一根頭發的直徑為0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度即約為1納米。 .1、納米技術的含義 .所謂納米技術,是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。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,而利用這些特性製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。 .納米技術是一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。 .2、納米電子器件的特點 .以納米技術製造的電子器件,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硅器件的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硅器件的1/1000。信息存儲量大,在一張不足巴掌大的5英寸光碟上,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。
163贊·1,612瀏覽2016-12-01
什麼是納米技術
納米技術,也稱毫微技術,是一種用單個原子、分子製造物質的技術。納米技術是研究結構尺寸在1納米至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明後,誕生了一門以1到100納米長度為研究分子世界,最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產品 。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後,大約是在0.1—100納米這個范圍空間,物質的性能就會發生突變,出現特殊性能。 2、納米動力學:主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械繫統,用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統,特種電子設備、醫療和診斷儀器等。 3、納米生物學和納米葯物學:如在雲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的精細結構等。 4、納米電子學:包括基於量子效應的納米電子器件、納米結構的光/電性質、納米電子材料的表徵,以及原子操縱和原子組裝等。 (2)納米技術怎麼擴展閱讀 納米科技誕生於上世紀80年代末,主要涵義是納米尺寸范圍內認識和改造自然。納米科技目前發展日新月異,特別是納米技術通過3D列印,採用「添加式製造」方式,能將工業生產所需的原材料降至傳統方式的1/10,對未來製造業的發展將起到巨大的推動作用。 物理學家理查德·費曼早在1959年就做出論斷:在物質「底層還有很大空間」。這一結論首次揭示了「自下而上」、以單個分子、單個原子為基礎組裝物件的可能性。在1981年電子掃描隧道顯微鏡出現以後,納米科學家發現物質在納米尺度時擁有了「超自然」的特性。 在量子理論的指導下,科技物理學界開始關注探索在微觀和宏觀世界之間,存在著一個迥然不同的「介觀世界」,即尺度范圍大約在0.1—100納米之間的物理世界。納米技術的真正發展僅30多年時間,但其在功能應用上的適應性、會聚效應和超級特性,已滲透到當今所有科技和產業領域。 參考資料來源:網路-納米技術 參考資料來源:人民網-人民日報科技大觀:納米技術重塑未來生產方式
82贊·2,318瀏覽2020-05-28
什麼是納米技術呢?
納米是nanometre的譯名,即為毫微米,是長度的度量單位,國際單位制符號為nm。1納米=10的負9次方米,長度單位如同厘米、分米和米一樣,是長度的度量單位。1納米相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小的多。 納米技術是一種用單個原子以及分子來製作物質的一種技術,研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用。如今很多領域都應用了納米技術,比如說納米粒子、納米動力學、納米電子學。
6贊·82瀏覽2020-03-25
在現實生活中,納米技術有什麼?有哪些東西?分別是什麼?
納米技術的用途如下: 一、衣: 1.在紡織和化纖製品中添迦納米微粒,可除味殺菌; 2.在化纖布中加入少量金屬納米微粒,可消除靜電現象。 二、食: 1.利用納米材料,冰箱可以抗菌; 2.使用納米材料製作無菌餐具、無菌食品包裝用品; 3.利用納米粉末,使廢水徹底變清水,完全達到飲用標准; 4.製作納米食品,色香味俱全,有益健康。 三、住: 1.納米技術的運用,使牆面塗料的耐洗刷性提高10倍; 2.玻璃和瓷磚表面加塗納米薄層,可製成自潔玻璃和自潔瓷磚,無需擦洗; 3.含有納米微粒的建築材料可吸收對人體有害的紫外線。 四、行: 1.納米材料可以提高和改進交通工具的性能指標; 2.納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發動機部件的理想材料,極大提高發動機效率、工作壽命和可靠性; 3.納米衛星可隨時向駕駛人員提供交通信息,幫助其安全駕駛。查看全部17個回答天貓電器城-納米材料電池,超長續航!「天貓電器城」納米材料電池,品牌旗艦,兼容性強,電力強勁,綠色環保,持久耐用,閃電到家!杭州易宏廣告有限公司廣告微納米氣泡技術是什麼?納米氣泡發生器 認准享清環保 引進日本的科技服務中國微納米氣泡技術成熟微納米氣泡發生技術用於黑臭水體,河道,水產養殖,污水廠高效曝氣!水產養殖,黑臭水治理,清洗,增氧,,工業混氣領域;是節能增產增效的
3. 納米技術怎麼能讓人們健康
納米科技被稱為二十一世紀人類即電腦互聯網、生物基因之後的第三大高新科學技術,納米技術將會徹底改變我們的衣食住行,因此,很多國家投巨資搶占納米技術高地。
這一技術不僅涉及紡織、化工、電子、生物工程等領域,更重要的是它還涉及到國防航空和軍事科技。美、歐、日各國都已投入巨資來研究和開發利用納米技術。我國的納米技術也已走在世界前列。
著名科學家錢學森說:「納米技術是二十一世紀科技發展的重點,會是一次技術革命,還會是一次產業革命。」
第一次產業革命:18世紀蒸汽機的使用,使英國成為世界強國。(毫米技術)
第二次產業革命:電力技術使美國成為世界強國。
第三次產業革命:微電子技術使日本成為世界強國。(微米技術)
納米技術將會引發第四次產業革命。它是國際上公認的二十一世紀乃至二十二世紀最有前途的科技領域。現在無論是打開電視機,還是翻開報紙,隨處可見到有關於納米科技的報道。
納米技術指的是以1 – 100納米尺度為研究對象的科學。超過100納米以上的,就叫做微米技術或遠紅外技術。
納米材料:當物質經過納米技術處理以後,達到納米結構,就叫納米材料。
納米材料有著常規材料所不具備的一些奇異的物理特性、化學特性。當物質達到納米結構時,磁性、導電性、生物波發射、紫外線阻隔以及催化分解等,就會發生本質上的變化。如銅:導電性能很好,但達到納米結構時,就不再導電。陶瓷:非常硬但又非常脆,易摔碎。但如果達到納米結構,硬度能達到鋼的100倍,而比重只有鋼的1/6,可以替代鋼材建千層大廈。
納米布料具有極強的催化分解作用,只要把布料貼近皮膚,它具備的催化分解能量能穿透人體皮膚5 – 10毫米深處,把血管壁上的垃圾分解下來,通過新陳代謝排出體外,從而達到輔助治療高血壓及心腦血管疾病的效果。
4. 納米技術是怎麼回事
納米概念是一個完全不同於傳統觀念的科學概念。任何物質在顆粒大小進入到1納米-100納米的尺度范圍時,其性質都會發生質的變化,這給我們用這種變化了的性質來構架新的功能性材料提供了無窮的機會。
納米技術包括納米結構技術和納米材料技術兩部分,納米結構技術是納米技術中的高技術,雖然突破連連,但還不能應用。但納米材料技術,由於其應用的廣泛性使其要求不高,任何帶有功能性的物質都叫材料,而只要求功能是由納米尺度的結構單元所帶來的材料都是納米材料。
所有的物質的納米結構單元都有變化了的性質,任何新性質都可能構架新功能,也就可以制備新材料。所以,應該非常肯定地說,納米材料的應用雖然不能代表納米技術的主體應用水平,但現在卻是已經刻意應用了。
很多專家由於專業上的問題混淆了代表納米主體技術的納米結構技術和納米材料技術的應用,說是納米材料還是實驗室里的事,說什麼應用還需要多少年。
其實,歷史證明任何這樣的預言都是失敗的,非但納米材料在廣泛應用,納米結構技術的應用也已經開始,美國《科學》雜志2001年度評選出的「十大科學突破」之一就是納米計算電路的應用。我們應該以歡迎的心態去迎接新技術的到來,而不是排斥它。
納米科技是在20世紀80年代末、90年代初才逐步發展起來的前沿、交叉性新興學科領域,它的迅猛發展將在21世紀促使幾乎所有工業領域產生一場革命性的變化。目前所有發達國家的政府和企業都在對納米科技的研發進行大量的投入,試圖搶占這一21世紀科技戰略制高點。關注納米科技的進展,盡快組織和部署我國納米科技的發展規劃,對於我國新世紀的發展影響深遠。
納米技術產生背景
什麼是納米技術?納米是一種尺度的度量,是一米的10億分之一,大致相當於一個頭發絲的百萬分之一。所謂納米技術是人們在非微觀和非宏觀的一個納米尺度的中間領域,是認識自然、改變生產方式、工作方式和生活方式的一種全新的技術,它是聯系納米科學和含有納米技術產品平台的橋梁,它把人們的技術創新帶到一個新的層次、新的空間,大大拓展了人們的創新領域。其實納米材料早就在自然界存在,例如動物的牙齒、貝殼、鯊魚皮、荷葉表面、珊瑚礁、隕石等都具有納米結構,中國古代的顏料、墨、古銅鏡的塗層都是納米材料,然而,他們雖然用了納米技術,制備了納米材料,但並不知道納米材料的重要性,是處於自發階段,而真正按照自己意志人工合成納米材料是在20世紀60年代以後。1963年日本科學家久保亮五第一次提出材料顆粒縮小到納米尺度,性能發生突變。1967年日本科學家上田良二第一次用蒸發法人工制備了納米尺度的金屬顆粒,當時日本科學家把納米尺度的顆粒均稱為超微粒子。真正把納米作為材料的命名,是德國科學家格萊特教授在1984年第一次制備了尺度由5納米的晶粒組成的固體,他稱之為納米尺度材料。第一次提出納米技術的概念是美國科幻小說家伊瑞克?揣克斯勒在1986年提出來的,1990在巴爾基摹正式出版了納米技術雜志。
納米材料是納米技術中最為活躍的重要組成部分,它與納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米摩擦學、納米測量學、納米化學和納米物理學共同構成了納米科學技術的內涵。納米技術內涵包含各個領域,就納米材料學而言,它包括納米材料的制備技術以及納米材料向各個高科技和所有傳統工業領域滲透應用的技術,特別值得注意的是納米材料不僅是尺度的概念,更重要的是在這個尺度上出現了在微觀、宏觀不具備的特性,人們利用這些新的特性可以人工合成自然界不存在的或者自然界存在但人類還沒有模仿出來的新材料,並採用全新的納米技術把這些材料應用於各個領域,促進社會經濟發展,提高國防實力和人們的生活質量,這就是為什麼各國政府對發展納米技術予以足夠重視的原因。對我國這樣一個發展中國家,這是一個千載難逢的機會,近500年歷史我們有兩次喪失國家快速發展的教訓,我國的這次機遇再也不能錯過。美國耶魯大學中國現代史教授喬納森.斯彭斯在2000年1月《新聞周刊》上發表文章,在分析21世紀中國時曾提到,中國在21世紀魔術般的成為超級先進國家,納米技術是可選擇的重要途徑。令人振奮的是,我國在納米材料和納米技術領域的技術水平上目前並不落後於發達國家,在一些方面上已處於領先水平。機遇難得,我國政府高瞻遠矚,亦對納米技術高度重視,這將成為我國科教興國戰略的一個重大決策。
國外現狀
2000年3月,美國政府向全世界公布了納米技術的啟動計劃,在這個由美國26名科學家工作半年完成的幾萬字的報告中,明顯地陳述了一個觀點,這就是納米技術將引發21世紀新的工業革命。德國科研技術部在發展納米技術的報告中也提到,納米技術是21世紀的主導技術之一。著名的諾貝爾獎獲得者羅雷爾教授說,如果說70年代重視微米技術的國家現在已成為發達國家,那麼從現在開始重視納米技術的國家,有可能成為21世紀的先進國家。IBM公司前首席科學家埃馬窗說,70年代微米技術引發了新的信息革命,納米技術很可能成為新信息革命的核心。美國政府和國會的重要文件中,多次把信息技術、生物技術和納米技術並列稱之為21世紀工業革命的主導技術。主導技術的內涵是指它向各個領域滲透的、與各種技術交叉融合的以及對新興產業示範帶動的極強能力。在20世紀末,計算機和信息高速公路的技術向各個領域滲透,對人們的生產方式、工作方式和生活方式產生了深遠的影響,堪稱為世紀之交新技術的主導。1998年3月,美國總統科技助理Neal Lane在回答國會提問時曾經說,納米技術對各個領域的影響很可能超過計算機,成為21世紀的主導技術之一。事實證明,納米技術向信息、生物醫葯、能源和環境、航空航天、海洋和先進製造技術等高科技領域滲透已嶄露頭角,納米技術向國防領域的全方位滲透已初見成效,納米技術向傳統產業的交叉融合已顯示出巨大的潛力。納米技術在傳統產業的改造提升,增加高科技含量,提高產品的競爭力方面,正在發揮巨大的作用。納米技術注入到傳統產業,增強了傳統產來業的活力,前途方興未艾。
美國 2004財政年度的納米技術研發預算近8.5億美元,比上一年增加10%;布希總統2003年12月3日簽署了《21世紀納米技術研究開發法案》,批准從2005年財政年度開始的4年中投入約37億美元。
法國 從2003年開始實施國家納米科技投資3年計劃:2003至2005年投入5000萬歐元用於納米科學基礎研究;建立5個納米技術研究中心和「國家微米和納米研究網路」項目;法國近10年來最大的工業投資項目 - 法國電子納米技術中心 「聯盟-克洛爾2」 於2003年2月27日正式啟動。
歐盟 2002年至2006年為納米技術研究撥款13億歐元。
英國 今後6年內撥款9000萬英鎊,支持企業和大學商用納米技術開發,並期望藉此吸引2億英鎊的額外投資。
德國 聯邦教研部批准對納米技術能力中心投資,以建立更強大的跨學科合作網路,在促進納米領域內跨學科研究方面發揮催化器作用。
韓國 在2007年前投資1000億韓元建立新的「納米技術研究中心」,實現大學與企業的密切合作,將目前科研機構和企業各自獨立開展的納米項目、納米研究設施整合在一起,並計劃在2010年前在納米領域投資2.04兆韓元。
我國納米發展現狀
我國制定的改革開放和可持續發展戰略,已實現了我國經濟的騰飛,使我國國內生產總值僅次於美國、日本、德國、法國、英國,位居世界第六位,這對一個基礎薄弱的發展中國家是難能可貴的。在21世紀前20年這個挑戰和機遇並存的年代裡,如果我們能夠審時度勢,抓住機遇,在若干領域實現跨躍式發展,對我國十分重要。當前以納米技術、信息技術和生物技術為核心的新的工業革命悄然興起,各國幾乎站在同一起跑線上,在這技術更新轉折的關鍵時期,為我國若干領域實現跨躍式發展提供了極好的機遇,我們再也不能坐失良機。
我國是發展中國家,改革開放以後,國民經濟保持了持續、快速發展,引起世界矚目。但是,我們國家基礎薄弱,主要依靠傳統產業,高科技產業近年來雖然發展很快,但對我國GDP的貢獻比例還很小,與發達國家相比還有很大的差距。我國的國情決定了我國發展納米技術的總體思路與美國、日本和歐洲不同,要有中國自己的特點,要走出符合我國情況的新路子,發展納米科技,這就是以納米技術為契機,解決當前國民經濟發展和支撐產業中亟待解決的問題。納米技術首先向傳統產業切入,調整產品結構,注入高科技含量,為實現我國傳統產業升級,促進GDP的增長做出貢獻。同時尋找機遇,向高科技產業滲透,特別重視在環境、能源、醫葯和國防領域應用納米技術,培育新興納米產業,逐步形成產業鏈,使這些產業的起點就定位在21世紀該領域的技術制高點上,為實現我國上述領域跨躍式發展奠定基礎。信息、宇航、生物技術和新材料方面,目前應用納米技術水平與發達國家有一定的差距,但也存在局部機遇,只要選取准切入點,在某些方面形成具有自主知識產權的新的產品平台,進而發展成納米高科技產業是完全有可能的。
根據國際納米材料和技術總的發展趨勢,結合我國國情和未來五到十年我國經濟快速發展的需要,選擇對於社會發展、國力增強起重要作用的納米材料和技術,全方位向傳統產業和高技術產業滲透,形成具有自主知識產權的新興納米產業鏈,增強產品的國際競爭能力,為實現我國第三步戰略目標貢獻力量。在若干個重點領域發展納米材料和技術,形成納米產業。特種納米材料的產業化,如納米碳管、高效含能納米材料、納米稀土材料、高亮度納米熒光材料和重要的金屬納米材料;信息產業中的關鍵納米材料,如網路通訊(光通訊和微波通訊)中的納米技術,高清晰度、高分辨數字顯示技術中的納米技術;合理利用能源和開發能源中的關鍵納米材料和技術;優化資源環境中的關鍵納米材料和技術;生物、醫葯產業中的納米材料和技術等。
我國發展納米材料和技術要堅持以市場為導向,注意納米技術和現有高科技和傳統技術相結合。從事納米研究和開發的科技人員要和其他專業人員相結合,也要與企業家相結合;企業家是納米科技成果產業化的主力,科技人員起先導的作用;要選准目標、切入點和突破口,縮短納米科技成果轉化的周期;要注意知識產權的保護,鼓勵申請發明專利,特別重視申請國外的發明專利;建議各級政府設立納米科技研究的快速反應基金和納米產業發展的風險投資基金。
我國對納米科技的重要性已有較高的認識,並給予了一定的支持。國家科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院等部門從「八五」 「九五」開始就設立了攀登計劃項目和相關的重點、重大項目,去年科技部又啟動了有關納米材料的國家重點基礎研究項目。我國通過這些項目對納米科技領域資助的總經費大約相當於700萬美元,與發達國家相比,投入經費相差很大。
據不完全統計,從1991年到2000年的十年中,共資助9200多萬元,在納米材料的合成與制備、性能與表徵、測試新技術和理論、系統組裝和器件以及微機電系統等方面取得了一批基礎研究成果。
進入「十五」計劃之後,納米科技呈現出快速發展的勢頭,基金委按照國家納米科技發展綱要的要求,進一步加大投入,在2001到2003三年內投入了1.96億元,資助了800個項目。下面的示意圖是13年來自然科學基金支持納米科技項目的經費數量和項目數量的初步統計情況,實際資助的數量還要高於這個統計數字。
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其中863計劃中涉及的納米科技項目投資
(1)專項布局:
國家撥款:2億元 已安排:102個課題,國撥1.52億元
第一批:63個課題 國撥 1.09億元 自 籌 3.78億元
第二批:39個課題 國撥 0.43億元 自 籌 1.59億元
(2)攻關項目布局
國家撥款:9200萬元 前三年安排:19個課題
國撥5200萬元,地方政府配套和自籌 29500萬元
人員投入600餘人/年
我國的納米科技研究,特別是在納米材料方面取得重要的進展,並引起了國際上的關注。1995年,德國科技部對各國在納米技術方面的相對領先程度的分析中,我國在納米材料方面與法國同列第五等級,前四個等級為 日本、德國、美國、英國和北歐。從受資助項目來看,我國的研究力量主要集中在納米材料的合成和制備,掃描探針顯微學,分子電子學以及極少數納米技術的應用等方面。但由於條件所限,研究工作只能集中在硬體條件要求不太高的一些領域。雖然我國科學家在納米碳管、納米材料的若干領域已取得一些很出色的研究成果,但國家在納米科技領域的總體水平與美、日、歐相比,差距還是很大的,尤其是在納米器件方面差距更為明顯。
目前,我國擁有一支比較精乾的納米科技研究隊伍,他們主要集中在中國科學院的有關研究所,北京大學、清華大學、中國科技大學、南京大學、復旦大學等國內一批知名高校。為集中本系統內的納米研究的主要力量,北京大學和中國科學院還相繼成立了各自的納米科技研究中心。
2000年10月11日,中國共產黨中央十五屆五中全會通過《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十個五年計劃的建議》,明確提出了將新材料和納米科學的進展作為「十五」規劃中科技進步和創新的重要任務。這為我國21世紀初納米科技的快速發展奠定了重要的基礎。
發展我國納米科技的重要意義在於:首先,納米科技將在21世紀對我們的社會、經濟以及國家安全產生重大影響。具有知識經濟時代特徵的21世紀,將是生命科技和信息科技高速發展和廣泛應用的時代。而納米科學和技術將促進包括生命科技、信息科技在內的幾乎所有技術的飛速發展。西方發達國家對此正在積極籌劃,以期達到知識壟斷。目前西方的國家和企業已將納米核心技術列為絕對的國家機密和商業機密,嚴格限制對我國的出口。其次,發展納米科技將極大提高我國的科技競爭力。納米科技興起於20世紀80年代初,對於世界各國來說,都屬全新的科技領域,盡管我國與發達國家尚有不小差距,但我們在納米材料領域基本與國際先進水平保持同步,只要措施得當,我們完全有可能趕上發達國家的步伐。第三,納米科技將促進我國傳統產業的改造。由於現實的納米科技,尤其是納米材料在改造傳統產業方面所表現的投入少、見效快、市場前景廣闊等特點,在以傳統產業為主的我國企業內比較容易推廣。因此,納米科技的應用已得到我國企業界的廣泛響應,這為納米科技在中國發展奠定了重要的動力基礎。目前,我國涉及納米科技的企業已有102家。為增強我國的國際科技競爭力和經濟競爭力,促進第三步發展戰略的順利實施,保障我國未來的可持續發展和國家安全,必須大力加強納米科技的研發工作,動員多學科、跨部門和跨行業的力量參加到這一領域中來。
我國納米科技存在的主要的問題主要表現在多學科交叉融合程度不夠、缺乏重要的實驗設施、基礎研究薄弱、信息交流少。為克服和解決這些問題,使我國能夠抓住機遇,迎頭趕上,特建議:
(1) 應在國家層次上確定我國納米科技的發展戰略,制訂我國的納米科技發展的近期、中長期規劃;兼顧基礎研究、應用研究和開發研究的協調發展,推動科技成果產業化,協助有關部門盡快制定與納米科技相關的產品技術標准。
(2) 成立國家級的「納米科技專家咨詢小組」。協助政府做好我國納米科技戰略的制訂和研究開發工作。
(3) 成立國家納米科技研究和工程中心,集中投人能夠為納米科技的發展提供服務的技術平台,並組織協調科研機構、大學、國家實驗室、產業界的共同參與。
(4) 堅持「有所為,有所不為」的方針,發揮優勢,突出特色。要加強研究基地的建設,改善基礎設施條件,增加科技專項的投入,同時要十分重視知識產權的保護。目前我國的納米研究應主要集中在創造和制備優異性能的納米材料,設計制備各種納米器件和裝置,探測和分析納米區域的性質和現象等領域。納米材料是納米科技的基礎,我國已有相當的基礎。這方面的布局應更注重與產業化的結合,尤其是與傳統產業結合,積極吸納企業的參與和投入;納米器件的研究水平和應用程度標志著一個國家納米科技的總體水平,對信息產業及社會、經濟、國防的關聯度最大,需要的投入也最大。而我國在這方面投入最少、基礎薄弱,應積極組織力量,以明確的應用目的為目標,但在近20年內還是以基礎研究和應用基礎研究為主;納米領域性質的探測、表徵是納米材料和納米器件研究與發展的實驗基礎和必要條件,應在重視基礎和應用研究的同時,兼顧與產業化的結合。
(5) 加強信息網絡平台建設,促進國內外納米科技的信息交流。
(6) 以國家納米研究和工程中心為載體,建立培養和吸引納米科技人才。
納米技術的應用
著名的諾貝爾獎獲得者Feyneman在60年代就預言,如果對物體微小規模上的排列加以某種控制的話,物體就能得到大量的異乎尋常的特性。他所說的材料就是現在的納米材料。納米材料研究是目前材料科學研究的一個熱點,納米技術被公認為是21世紀最具有前途的科研領域。 納米材料從根本上改變了材料的結構,為克服材料科學研究領域中長期未能解決的問題開辟了新途徑。其應用主要體現在以下七方面:
在陶瓷領域的應用
隨著納米技術的廣泛應用,納米陶瓷隨之產生,希望以此來克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有像金屬一樣的柔韌性和可加工性。許多專家認為,如能解決單相納米陶瓷的燒結過程中抑制晶粒長大的技術問題,則它將具有高硬度、高韌性、低溫超塑性、易加工等優點。
在微電子學上的應用
納米電子學立足於最新的物理理論和最先進的工藝手段,按照全新的理念來構造電子系統,並開發物質潛在的儲存和處理信息的能力,實現信息採集和處理能力的革命性突破,納米電子學將成為下世紀信息時代的核心。
在生物工程上的應用
雖然分子計算機目前只是處於理想階段,但科學家已經考慮應用幾種生物分子製造計算機的組件,其中細菌視紫紅質最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學物理特性和很好的穩定性,並且,其奇特的光學循環特性可用於儲存信息,從而起到代替當今計算機信息處理和信息存儲的作用,它將使單位體積物質的儲存和信息處理能力提高上百萬倍。 在光電領域的應用納米技術的發展,使微電子和光電子的結合更加緊密,在光電信息傳輸、存貯、處理、運算和顯示等方面,使光電器件的性能大大提高。將納米技術用於現有雷達信息處理上,可使其能力提高10倍至幾百倍,甚至可以將超高解析度納米孔徑雷達放到衛星上進行高精度的對地偵察。最近,麻省理工學院的研究人員把被激發的鋇原子一個一個地送入激光器中,每個原子發射一個有用的光子,其效率之高,令人驚訝。 在化工領域的應用將納米TiO2粉體按一定比例加入到化妝品中,則可以有效地遮蔽紫外線。將金屬納米粒子摻雜到化纖製品或紙張中,可以大大降低靜電作用。利用納米微粒構成的海綿體狀的輕燒結體,可用於氣體同位素、混合稀有氣體及有機化合物等的分離和濃縮。納米微粒還可用作導電塗料,用作印刷油墨,製作固體潤滑劑等。 研究人員還發現,可以利用納米碳管其獨特的孔狀結構,大的比表面(每克納米碳管的表面積高達幾百平方米)、較高的機械強度做成納米反應器,該反應器能夠使化學反應局限於一個很小的范圍內進行。
在醫學上的應用
科研人員已經成功利用納米微粒進行了細胞分離,用金的納米粒子進行定位病變治療,以減少副作用等。另外,利用納米顆粒作為載體的病毒誘導物已經取得了突破性進展,現在已用於臨床動物實驗,估計不久的將來即可服務於人類。 研究納米技術在生命醫學上的應用,可以在納米尺度上了解生物大分子的精細結構及其與功能的關系,獲取生命信息。科學家們設想利用納米技術製造出分子機器人,在血液中循環,對身體各部位進行檢測、診斷,並實施特殊治療。
在分子組裝方面的應用
如何合成具有特定尺寸,並且粒度均勻分布無團聚的納米材料,一直是科研工作者努力解決的問題。目前,納米技術深入到了對單原子的操縱,通過利用軟化學與主客體模板化學,超分子化學相結合的技術,正在成為組裝與剪裁,實現分子手術的主要手段。 納米技術作為一種最具有市場應用潛力的新興科學技術,其重要性毋庸質疑,許多發達國家都投入了大量資金進行研究,正如錢學森院士所預言的那樣:"納米左右和納米以下的結構將是下一階段科技發展的特點,會是一次技術革命,從而將是21世紀的又一次產業革命。"
5. 納米技術是怎麼形成的
納米技術的靈感,來自於已故物理學家理查德·費曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。這位當時在加州理工大學任教的教授向同事們提出了一個新的想法。從石器時代開始,人類從磨尖箭頭到光刻晶元的所有技術,都與一次性地削去或者融合數以億計的原子以便把物質做成有用的形態有關。費曼質問道,為什麼我們不可以從另外一個角度出發,從單個的分子甚至原子開始進行組裝,以達到我們的要求?他說:「至少依我看來,物理學的規律不排除一個原子一個原子地製造物品的可能性。」
6. 什麼是納米技術
納米技術,也稱毫微技術,是一種用單個原子、分子製造物質的技術。納米技術是研究結構尺寸在1納米至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明後,誕生了一門以1到100納米長度為研究分子世界,最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產品 。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後,大約是在0.1—100納米這個范圍空間,物質的性能就會發生突變,出現特殊性能。
2、納米動力學:主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械繫統,用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統,特種電子設備、醫療和診斷儀器等。
3、納米生物學和納米葯物學:如在雲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的精細結構等。
4、納米電子學:包括基於量子效應的納米電子器件、納米結構的光/電性質、納米電子材料的表徵,以及原子操縱和原子組裝等。
(6)納米技術怎麼擴展閱讀
納米科技誕生於上世紀80年代末,主要涵義是納米尺寸范圍內認識和改造自然。納米科技目前發展日新月異,特別是納米技術通過3D列印,採用「添加式製造」方式,能將工業生產所需的原材料降至傳統方式的1/10,對未來製造業的發展將起到巨大的推動作用。
物理學家理查德·費曼早在1959年就做出論斷:在物質「底層還有很大空間」。這一結論首次揭示了「自下而上」、以單個分子、單個原子為基礎組裝物件的可能性。在1981年電子掃描隧道顯微鏡出現以後,納米科學家發現物質在納米尺度時擁有了「超自然」的特性。
在量子理論的指導下,科技物理學界開始關注探索在微觀和宏觀世界之間,存在著一個迥然不同的「介觀世界」,即尺度范圍大約在0.1—100納米之間的物理世界。納米技術的真正發展僅30多年時間,但其在功能應用上的適應性、會聚效應和超級特性,已滲透到當今所有科技和產業領域。
7. 納米技術可以怎樣理解
從迄今為止的研究來看,關於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《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念,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,可以製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。現有技術即使發展下去,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。DNA分子計算機、細胞生物計算機的開發,成為納米生物技術的重要內容。
當前納米技術的研究和應用主要在材料和制備、微電子和計算機技術、醫學與健康、航天和航空、環境和能源、生物技術和農產品等方面。用納米材料製作的器材重量更輕、硬度更強、壽命更長、維修費更低、設計更方便。利用納米材料還可以製作出特定性質的材料或自然界不存在的材料,製作出生物材料和仿生材料。
1、測量技術
2、加工技術
3、粒子制備
4、材料合成
5、疾病診斷
6、組裝技術
7、生物技術
8. 納米技術還可以應用到生活的哪些方面發揮哪些作用
納米技術在生活中的應用體現在衣食住行。
1、衣
在紡織和化纖製品中添迦納米微粒,可以除味殺菌。化纖布雖然結實,但有煩人的靜電現象,加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現象。
2、食
利用納米材料,冰箱可以抗菌。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經面世。利用納米粉末,可以使廢水徹底變清水,完全達到飲用標准。納米食品色香味俱全,還有益健康。
3、住
納米技術的運用,使牆面塗料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷磚表面塗上納米薄層,可以製成自潔玻璃和自潔瓷磚,根本不用擦洗。含有納米微粒的建築材料,還可以吸收對人體有害的紫外線。
4、行
納米材料可以提高和改進交通工具的性能指標。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發動機部件的理想材料,能大大提高發動機效率、工作壽命和可靠性。納米衛星可以隨時向駕駛人員提供交通信息,幫助其安全駕駛。
(8)納米技術怎麼擴展閱讀:
納米材料是80年代中期發展起來的新型材料,它比負氧離子先進50年。由於納米微粒(1-100nm)的獨特結構狀態,使其產生了小尺寸效應、量子尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應等,從而使納米材料表現出光、電、熱、磁、吸收、反射、吸附、催化以及生物活性等特殊功能。
納米材料具有許多獨特功能,而且用量少,但卻賦予材料意想不到的高性能,附加值甚高。納米復合高分子材料、納米抗菌、保鮮、除臭材料等等,由於納米材料的尺寸小,比血液中的紅血球小一千多倍,比細菌小幾十倍,氣體通過其擴散的速度比常規材料快幾千倍。納米顆粒與生物細胞膜的化物作用很強,極易進入細胞內。
9. 納米技術用在住和行走之上怎該怎麼用
納米技術的用途如下: 一、衣: 1.在紡織和化纖製品中添迦納米微粒,可除味殺菌; 2.在化纖布中加入少量金屬納米微粒,可消除靜電現象。 二、食: 1.利用納米材料,冰箱可以抗菌; 2.使用納米材料製作無菌餐具、無菌食品包裝用品; 3.利用納米粉末,使廢水徹底變清水,完全達到飲用標准; 4.製作納米食品,色香味俱全,有益健康。 三、住: 1.納米技術的運用,使牆面塗料的耐洗刷性提高10倍; 2.玻璃和瓷磚表面加塗納米薄層,可製成自潔玻璃和自潔瓷磚,無需擦洗; 3.含有納米微粒的建築材料可吸收對人體有害的紫外線。 四、行: 1.納米材料可以提高和改進交通工具的性能指標; 2.納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發動機部件的理想材料,極大提高發動機效率、工作壽命和可靠性; 3.納米衛星可隨時向駕駛人員提供交通信息,幫助其安全駕駛。