纳米技术来源什么

‘壹’ 纳米技术是怎么形成的

纳米技术的灵感，来自于已故物理学家理乍得·费曼1959年所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲。这位当时在加州理工大学任教的教授向同事们提出了一个新的想法。从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关。费曼质问道，为什么我们不可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求？他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”

‘贰’ 纳米技术的由来是什么

进入20世纪尾声的时候，随着人类对物质微观世界认识的不断进步，一门新兴的学科诞生了。1990年，在美国举行了第一次纳米科技大会，并且正式创办了《纳米技术杂志》，纳米科学技术由此正式宣告“开宗立派”。

所谓纳米科学，是人们研究纳米尺度，即100纳米至0.1纳米这个微观范围内的物质所具有的特异现象和特异功能的科学；而纳米技术则是指在纳米科学的基础上制造新材料、研究新工艺的方法和手段。虽然纳米科技问世的时间不长，但是它带来的冲击却是明显的。越来越多的科学家相信，这项新兴科学技术将带来新的一轮技术革命，人们将凭借它进入一个奇妙的崭新世界。

其实，从比较准确的意义上来讲，纳米科技诞生的时期应该还要早一些。

1984年，德国着名学者格莱特利用现代技术把一块6纳米的铁晶体压制成纳米块，并详细研究了它的内部结构，结果发现它比普通钢铁的强度要高12倍，硬度要高2～3个数量级。而且这种纳米金属在低温下甚至会失去传导能力，并且随着尺寸的缩小，纳米材料的熔点也会随之降低。

格莱特的研究实际上只是开了一个头，从而却导致了科学家们对物质在纳米量级内物理性能变化和应用的广泛研究。一般来讲，纳米颗粒的尺寸通常不超过10个纳米。在这个量级内，物质颗粒的大小意味着它已经很接近一个原子的大小了。在这种状态下，物质的性能和结构的变化已经是非连续性的了。就是说，量子效应开始发生作用。因此，用纳米颗粒最后制成的材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大不同，由此会产生许多完全不同的功用。

很显然，纳米科学技术是一门以物理和化学这两个基础学科的微观研究理论为基础，以先进的解析技术和工艺手段为前提的内容广泛的多学科综合体。它既不是某一学科的延伸和发展，也不能说是某一工艺技术革新的产物或转化。它是基础理论学科和当代高新技术紧密结合的产物。纳米科技的诞生还表明了这样一种发展态势，即在当今的科学技术领域里，基础科学研究与应用技术发展的结合，已经呈现出一种越来越密不可分的趋势，以至于在相当多的情况下，人们已经很难完全区分出研究和应用之间的差别。按目前的研究状况，纳米科技一般分为纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学和纳米制造学、纳米光学等等，这其中的每一门学科又都是跨学科，集研究与应用于一体的边缘学科与综合体系。

在上述这些学科中，纳米材料学是纳米科技领域比较成熟的组成部分，也是纳米科技的发展基础。在这方面，科学家们已经取得了一些重要进展。以陶瓷材料为例，普通陶瓷材料具有强度高而韧性差、熔点高而难以加工成形的特点；但利用纳米技术加工成的纳米陶瓷不仅保持了原有特性，还具有超塑性质，并可在较低温度下加工成耐高温的器件，从而大大拓宽了陶瓷材料在工业制造领域的应用范围。在另一方面，纳米电子学也被认为是微电子技术向纵深发展的必然结果。科学家们指出，开发具有纳米量级分辨率的工艺是取代现有集成电路生产工艺向微电子技术发展的方向；而纳米电子器件的研究与开发，也为新一代电子计算机的发展奠定了基础。基于这一点，西方国家对这一领域都投入了大量资金，许多大企业也纷纷跻身这一领域的研究开发。据了解，日本东芝公司已经率先取得了量子器件集成化的成果，并且大规模纳米级的集成器件也正在研制之中。用纳米器件制作机器人和纳米信息处理系统，在分子生物研究及医学研究领域，更是具有诱人的前景：将这些具有特殊功能的纳米机器人注入人体血管内，可以有效地进行全身健康检查和治疗，使脑血栓、心肌梗塞等疾病将不再成为威胁人类生命的“杀手”。

不过，尽管目前科学界在纳米科学技术领域已经取得了一系列重要的进展，并开发出了不少纳米材料和器件，但从严格的意义上讲，纳米科学技术在20世纪，仅是刚刚露出其尖尖角的小荷，它的灿烂和美丽将是属于21世纪的。因而，这门学科的诞生可以说是20世纪的科学家们献给21世纪的一份珍贵的礼物。

‘叁’ 纳米技术是谁发现的

难道几千年前的古人早就掌握的纳米技术？早在2000多年前，古人就用黑色纳米晶体染黑白色的头发和羊毛。据欧莱雅研发部的JeanLucLeveque先生介绍，这项研究始于10年前的一个合作项目，1996年，法国博物馆修复和研究中心（C2RMF）与欧莱雅研发部共同发起，启动了一个旨在寻找和研究现代化妆品工业和科学起点的合作项目。关于古代的染发技术和染发配方的研究只是其中的一部分。
他认为，当时两者合作是基于各自在不同领域的优势：法国博物馆修复和研究中心，由于担负许多的考古任务以及其拥有的丰富图书资料，在对世界遗产样品进行取样和分析方面已经形成了独特的专业技能；欧莱雅研究院则具备一个独特的有关头发、皮肤、色彩、美容配方及其效用的数据库。这个项目的主要成果在2001年开罗的古埃及化妆品和香水展览上已经向公众展示了。“起初，我们只是想通过研究考古挖掘及搜集到的文献和对象，还原化妆品业的初创时代，并没有想到会有现在这样的成果。”作为这个项目的主要参与者和发起者，JeanLucLeveque先生谈起来还是很骄傲的。“当我们发现古代的染发配方有很神奇的效果时，就又开始了进一步的研究。而由于涉及到纳米技术，我们又与法国国家科学研究中心、美国阿贡国家实验室和国家航空研究办公室合作。这个成果的确是很出人意料又很有趣的。”
种种谜团谜团一：古代人是如何染发的？头发是人的第二张脸，拥有一头靓丽的头发已成为爱美人士的共同追求，古代人也是如此的。早在3000年前，古埃及人及古罗马人就学会了用染料染发，我国古代也有类似的记载。中国古代早在公元150年就曾用羽扇头花、藏红花、茜草、指甲花和发汗菊等植物，经日光氧化后进行染发。其中指甲花和发汗菊两种流传至今仍被采用。几千年来，矿物、油、石蜡或者脂肪以及水被用来制造化妆品。其中的成分大部分都是天然物品，也有一些成分是利用铅化学的重要技术合成的。早些时候对古代埃及化妆品进行的研究显示，在4000年前，合成的白色化合物已经被当作眼影来使用，这些化合物主要是铅化合物、角铅矿和羟氯铅矿。
谜团二：神奇的古配方里有什么？以前，人们使用指甲花来染发，但是在古希腊和古罗马时期，可能由于指甲花染料由于颜色范围有限、持续时间短等等原因，不能令人完全满意，当时的人们又研究发明了一些基于含铅化合物的染发配方，这在古文献中都有提及和记载，有些配方一直持续到了文艺复兴时期。这些配方都是混合了氧化铝和氢氧化钙并加入少量的水形成一种膏状染料，用来染头发和羊毛。“我们这次用来深入研究的配方是由着名的古希腊医学家盖伦（ClaudiusGalen）研制。”JeanLucLeveque先生告诉记者。这个配方主要是针对天生的金色头发，并推荐持续使用。研究人员使用盖伦的配方处理金色的头发，6到72小时后，金色头发的颜色逐渐加深变为了棕色，并一直持续，直至变为了黑色。这是什么原因呢？黑色素颗粒的产生是黑素细胞的遗传因素决定———黑素细胞存在于毛球中，这些黑素细胞才是真正的颜色“工厂”。这些黑素细胞将黑色素分配到周围的细胞中，这些细胞叫角化细胞，角化细胞构成了头发的主要部分———毛干。
那么头发又是如何着色，即染发的呢？应该说头发染色是一系列化学反应的结果。当进行持久性染发或者说是氧化上色时，产品中的氨水使头发纤维膨胀，这样着色和氧化剂就能轻松穿透发丝。这些药剂将头发天然的黑色素去除（或者部分去除，或者全都去除），这样就把头发的颜色去掉了，然后再给头发染上新的颜色。当然，浅色的头发染成深色或黑色，只要遮盖就好，并不需要去处原有色素。

‘肆’ 纳米技术是怎样造成的

纳米技术是以纳米科学为基础，研究结构尺度在0.1～100nm范围内材料的性质及其应用，制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手段。纳米技术以物理、化学的微观研究理论为基础，以当代精密仪器和先进的分析技术为手段，是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物。

1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。
其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技，其最终目标是人类按照自己的意识直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。

纳米科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。这表明，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高了前所未有的高度。有资料显示，2010年，纳米技术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。

‘伍’ 纳米技术是什么原理

纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。

纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物。

纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。

(5)纳米技术来源什么扩展阅读：

纳米技术应用领域（部分）：

1，测量技术

纳米级测量技术包括：纳米级精度的尺寸和位移的测量，纳米级表面形貌的测量。纳米级测量技术主要有两个发展方向。

一是光干涉测量技术，它是利用光的干涉条纹来提高测量的分辨率，其测量方法有：双频激光干涉测量法、光外差干涉测量法、X射线干涉测量法、F一P标准工具测量法等，可用于长度和位移的精确测量，也可用于表面显微形貌的测量。

二是扫描探针显微测量技术(STM)，其基本原理是基于量子力学的隧道效应，它的原理是用极尖的探针(或类似的方法)对被测表面进行扫描(探针和被测表面实际并不接触)，借助纳米级的三维位移定位控制系统测出该表面的三维微观立体形貌。主要用于测量表面的微观形貌和尺寸。

用这原理的测量方法有：扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等。

2，加工技术

纳米级加工的含意是达到纳米级精度的加工技术。

由于原子间的距离为0.1一0.3nm，纳米加工的实质就是要切断原子间的结合，实现原子或分子的去除，切断原子间结合所需要的能量，必然要求超过该物质的原子间结合能，即所播的能量密度是很大的。用传统的切削、磨削加工方法进行纳米级加工就相当困难了。

截至2008年纳米加工有了很大的突破，如电子束光刻(UGA技术)加工超大规模集成电路时，可实现0.1μm线宽的加工：离子刻蚀可实现微米级和纳米级表层材料的去除：扫描隧道显微技术可实现单个原子的去除、扭迁、增添和原子的重组。

3，材料合成

自1991年Gleiter等人率先制得纳米材料以来，经过10年的发展纳米材料有了长足的进步。如今纳米材料种类较多，按其材质分有：金属材料、纳米陶瓷材料、纳米半导体材料、纳米复合材料、纳米聚合材料等等。纳米材料是超徽粒材料，被称为“21世纪新材料”，具有许多特异性能。

例如用纳米级金属微粉烧结成的材料，强度和硬度大大高于原来的金属，纳米金属居然由导电体变成绝缘体。一般的陶瓷强度低并且很脆。

但纳米级微粉烧结成的陶瓷不但强度高并且有良好的韧性。纳米材料的熔点会随超细粉的直径的减小而降低。

例如金的熔点为1064℃，但10nm的金粉熔点降低到940℃，snm的金粉熔点降低到830℃，因而烧结温度可以大大降低。

纳米陶瓷的烧结温度大大低于原来的陶瓷。纳米级的催化剂加入汽油中。可提高内燃机的效率。

加入固体燃料可使火箭的速度加快。药物制成纳米微粉。可以注射到血管内顺利进入微血管。