纳米技术那么微小是如何制造的

A. 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。

(1)纳米技术那么微小是如何制造的扩展阅读：

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。

B. 纳米技术的认识

理论含义

编辑

纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品[2]。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念：

第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。

第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。

第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。

纳米雨衣伞是雨伞与雨衣的结合体，纳米雨伞收伞有三折伞和直杆伞的收伞形态（简单说，收伞时有长短两种选择）。纳米雨衣可由纳米雨伞转变而成，纳米雨衣又不同于一般的雨衣，因为纳米雨衣可以保证从头到脚绝对不湿。因为纳米材料，所以这雨伞可以一甩即干，雨伞转变为雨衣后，这雨衣也只需穿着时轻轻一跳也即可全干。

防水材料

2014年8月4日，澳大利亚运用新发明的布料，制成一款具有开创性的T恤衫，不管人们怎样尝试着浸湿它，此T恤都能保持良好的防水性能。

这件叫做“骑士”(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉质的。虽然表面看起来平淡无奇，但是其布料运用“疏水”纳米技术应用编织而成，使得这件T恤能够有效防止大部分液体和污渍的浸入。这种T恤可以用机器清洗，其防水功能最多可承受80次清洗。它的布料有天然自净功能，任何附着在上的污渍都能用水擦洗或冲干净。

和其他含有化学物质的防水应用不同，T恤仿照的是荷叶的自然疏水特点。此布料的发明对于餐馆和咖啡厅来说可能具有革命性的影响。此外，这种布料还可以运用在医疗行业或医院等地。

潜在危害

编辑

和生物技术一样，纳米科技也有很多环境和安全问题（比如尺寸小是否会避开生物的自然防御系统，还有是否能生物降解、毒性副作用如何等等）。

社会危害

纳米颗粒的危害

纳米材料（包含有纳米颗粒的材料）本身的存在并不是一种危害。只有它的一些方面具有危害性，特别是他们的移动性和增强的反应性。只有某些纳米粒子的某些方面对生物或环境有害，我们才面临一个真的危害[7]。

要讨论纳米材料对健康和环境的影响，我们必须区分两类纳米结构：

纳米尺寸的粒子被组装在一个基体、材料或器件上的纳米合成物、纳米表面结构或纳米组份（电子，光学传感器等），又称为固定纳米粒子。

“自由”纳米粒子，不管在生产的某些步骤中存还是直接使用单独的纳米粒子。

这些自由纳米粒子可能是纳米尺寸的单元素，化合物，或是复杂的混合物，比如在一种元素上镀上另外一张物质的“镀膜”纳米粒子或叫做“核壳”纳米粒子。

现代，公认的观点是，虽然我们需要关注有固定纳米粒子的材料，自由纳米粒子是最紧迫关心的。

因为，纳米粒子同它们日常的对应物实在是区别太大了，它们的有害效应不能从已知毒性推演而来。这样讨论自由纳米粒子的健康和环境影响具有很重要的意义。

更加复杂的是，当我们讨论纳米粒子的时候，我们必须知道含有的纳米粒子的粉末或液体几乎从来不会单分散化，而是具有一定范围内许多不同尺寸。这会使实验分析更加复杂，因为大的纳米粒子可能和小的有不同的性质。而且，纳米粒子具有聚合的趋势，而聚合的纳米粒子具有同单个纳米粒子不同的行为。

健康问题

纳米颗粒进入人体有四种途径：吸入，吞咽，从皮肤吸收或在医疗过程中被有意的注入（或由植入体释放）。一旦进入人体，它们具有高度的可移动性。在一些个例中，它们甚至能穿越血脑屏障。

纳米粒子在器官中的行为仍然是需要研究的一个大课题。基本上，纳米颗粒的行为取决于它们的大小，形状和同周围组织的相互作用活动性。它们可能引起噬菌细胞（吞咽并消灭外来物质的细胞）的“过载”，从而引发防御性的发烧和降低机体免疫力。它们可能因为无法降解或降解缓慢，而在器官里集聚。还有一个顾虑是它们同人体中一些生物过程发生反应的潜在危险。由于极大的表面积，暴露在组织和液体中的纳米粒子会立即吸附他们遇到的大分子。这样会影响到例如酶和其他蛋白的调整机制。

环境问题

主要担心纳米颗粒可能会造成未知的危害。

社会风险

纳米技术的使用也存在社会学风险。在仪器的层面，也包括在军事领域使用纳米技术的可能性。（例如，在MIT士兵纳米技术研究所[1]研究的装备士兵的植入体或其他手段，同时还有通过纳米探测器增强的监视手段。

在结构层面，纳米技术的批评家们指出纳米技术打开了一个由产权和公司控制的新世界。他们指出，就象生物技术的操控基因的能力伴随着生命的专利化一样，纳米技术操控分子的技术带来的是物质的专利化。过去的几年里，获得纳米尺度的专利像一股淘金热。2003年，超过800纳米相关的专利权获得批准，这个数字每年都在增长。大公司已经垄断了纳米尺度发明与发现的广泛的专利。例如，NEC和IBM这两家大公司持有碳纳米管这一纳米科技基石之一的基础专利。碳纳米管具有广泛的运用，并被看好对从电子和计算机、到强化材料、到药物释放和诊断的许多工业领域都有关键的作用。碳纳米管很可能成为取代传统原材料的主要工业交易材料。但是，当它们的用途扩张时，任何想要制造或出售碳纳米管的人，不管应用是什么，都要先向NEC或者IBM购买许可证。

C. 关于纳米技术

“纳米”是英文namometer的译名，是一种度量单位，1纳米为百万分之一毫米，即1毫微米，也就是十亿分之一米，约相当于45个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。1982年扫描隧道显微镜发明后，便诞生了一门以0?1至100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

从迄今为止的研究状况看，关于纳米技术分为三种概念。第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。?第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，将使构成电路的绝缘膜的为得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。?第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。

1980年的一天，在澳大利亚的茫茫沙漠中有一辆汽车在高速奔驰，驾车人是一位德国物理学家H?格兰特(Gleiter)教授。他正驾驶租用的汽车独自横穿澳大利亚大沙漠。空旷、寂寞、孤独，使他的思维特别活跃。他是一位长期从事晶体物理研究的科学家。此时此刻，一个长期思考的问题在他的脑海中跳动：如何研制具有异乎寻常特性的新型材料?

在长期的晶体材料研究中，人们视具有完整空间点阵结构的实体为晶体，是晶体材料的主体；而把空间点阵中的空位、替位原子、间隙原子、相界、位错和晶界看作晶体材料中的缺陷。此时，他想到，如果从逆方向思考问题，把“缺陷”作为主体，研制出一种晶界占有相当大体积比的材料，那么世界将会是怎样??格兰特教授在沙漠中的构想很快变成了现实，经过4年的不懈努力，他领导的研究组终于在1984年研制成功了黑色金属粉末。实验表明，任何金属颗粒，当其尺寸在纳米量级时都呈黑色。纳米固体材料(nanometer sized materials)就这样诞生了。

纳米材料一诞生，即以其异乎寻常的特性引起了材料界的广泛关注。这是因为纳米材料具有与传统材料明显不同的一些特征。例如，纳米铁材料的断裂应力比一般铁材料高12倍；气体通过纳米材料的扩散速度比通过一般材料的扩散速度快几千倍等；纳米相的铜比普通的铜坚固5倍，而且硬度随颗粒尺寸的减小而增大；纳米陶瓷材料具有塑性或称为超塑性等。

效应颜料 这是纳米材料最重要最有前途的用途之一，特别是在汽车的涂装业中，因为纳米材料具有随角变统汽车面漆大增光辉，深受配受专家的喜爱。

防护材料 由于某些纳米材料透明性好和具有优异的紫外线屏蔽作用。在产品和材料中添加少量(一般不超过含量的2%)的纳米材料，就会大大减弱紫外线对这些产品和材料的损伤作用，使之更加具有耐久性和透明性。因而被广泛用于护肤产品、所装材料、外用面漆、木器保护、天然和人造纤维以及农用塑料薄膜等方面。

精细陶瓷材料 使用纳米材料可以在低温、低压下生产质地致密且性能优异的陶瓷。因为这些纳米粒子非常小，很容易压实在一起。此外，这些粒子陶瓷组成的新材料是一种极薄的透明涂料，喷涂在诸如玻璃、塑料、金属、漆器甚至磨光的大理石上，具有防污、防尘、耐刮、耐磨、防火等功能。涂有这种陶瓷的塑料眼镜片既轻又耐磨，还不易破碎。

催化剂 纳米粒子表面积大、表面活性中心多，为做催化剂提供了必要的条件。目前用纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化铁等直接用于高分子聚合物氧化、还原及合成反应的催化剂，可大大提高反应效率。利用纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂，燃烧效率可提高100倍，如用硅载体镍催化剂对丙醛的氧化反应表明，镍粒径在5nm以下，反应选择性发生急剧变化，醛分解反应得到有效控制，生成酒精的转化率急剧增大。

磁性材料 纳米粒子属单磁畴区结构的粒子，它的磁化过程完全由旋转磁化进行，即使不磁化也是永久性磁体，因此用它可作永久性磁性材料。磁性纳料粒具有单磁畴结构及矫顽力很高的特征，用它来做磁记录材料可以提高信噪比，改善图象质量。当磁性材料的粒径小于临界半径时，粒子就变得有顺磁性，称之为超顺磁性，这时磁相互作用弱。利用这种超强磁性可作磁流体，磁流体具有液体的流动性和磁体的磁性，它在工业废液处理方面有着广阔的应用前景。

传感材料 纳米粒子具有高比表面积、高活性、特殊的物理性质及超微小性等特征，是适合用作传感器材料的最有前途的材料。外界环境的改变会迅速引起纳料粒子表面或界面离子价态和电子运输的变化，利用其电阻的显着变化可做成传感器，其特点是响应速度快、灵敏度高、选择性优良。

材料的烧结 由于纳米粒子的小尺寸效应及活性大，不论高熔点材料还是复合材料的烧结，都比较容易。具有烧结温度低、烧结时间短，而且可得到烧结性能良好的烧结体。例如普通钨粉耐在3000℃的高温下烧结，而当掺入0?1%～0?5%的纳米镍粉时，烧结成形温度可降低到1200℃到1311℃。

医学与生物工程 纳米粒子与生物体有着密切的关系。如构成生命要素之一的核糖核酸蛋白质复合体。其粒度在15～20nm之间，生物体内的多种病毒也是纳米粒子。此外用纳米Si02微粒可进行细胞分离，用金的纳米粒子进行定位病变治疗，以减少副作用等。研究纳米生物学可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息，特别是细胞内的各种信息，中利用纳米粒子研制成机器人，注入人体血管内，对人体进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物。甚至还能吞噬病毒、杀死癌细胞等。?印刷油墨 根据纳米材料粒子大小不同，具有不同的颜色这一特点，可不依靠化学颜料而选择颗粒均匀、体积适当的粒子材料来制得各种颜色的油墨。

能源与环保 德国科学家正在设计用纳料材料制作一个高温燃烧器，通过电化学反应过程，不经燃烧就把天然气转化为电能。燃料的利用率要比一般电厂的效率提高20%至30%，而且大大减少了二氧化碳的排气量。

微器件 纳米材料，特别是纳米线，可以使芯片集成度提高，电子元件体积缩小，使半导体技术取得突破性进展，大大提高了计算机的容量和进行速度，对微器件制作起决定性的推动作用。纳米材料在使机器微型化及提高机器容量方面的应用前景被很多发达国家看好，有人认为它可能引发新一轮工业革命。

光电材料与光学材料 纳米材料由于其特殊的电子结构与光学性能作为非线性光学材料、特异吸光材料、军事航空中用的吸波隐身材料，以及包括太阳能电池在内的储能及能量转换材料等具有很高的应用价值。

增强材料 纳米结构的合金具有很高的延展性等，在航空航天工业与汽车工业中是一类很有应用前景的材料；纳米硅作为水泥的添加剂可大大提高其强度；纳米纤维作硫化橡胶的添加剂可增强橡胶并提高其回弹性，纳米管在作纤维增强材料方面也有潜在的应用前景。

纳米滤膜 采用纳米材料发展出分离仅在分子结构上有微小差别的多组分混合物，实现高能分离操全的纳米滤膜。其它还有将纳米材料用作火箭燃料推进剂、H2分离膜、颜料稳定剂及智能涂料、复合磁性材料等。纳料材料由于具有特异的光、电、磁、热、声、力、化学和生物学性能，广泛应用于宇航、国防工业、磁记录设备、计算机工程、环境保护、化工、医药、生物工程和核工业等领域。不仅在高科技领域有不可替代的作用，也为传统产业带来生机和活力。可以预言，纳米材料制备技术的不断开发及应用范围的拓展，必将对传统的化学工业和其它产业重大影

D. 纳米那么微小的粉末是怎样制造出来的呢

以前，说到进行纳米级结构的加工，主要采用通过切削材料的方法，或者利用化学反应生成一定模式结构的方法。但在纳米空间中制造出任意形状的立体结构是相当困难的。近年来，人们研究出采用“离子束加工”的方法，可以自由地制造出纳米级大小的立体结构，这已经成为一项引人注目的新技术。究竟采用什么办法，才能在几十纳米的精度内，制造出自由设计的复杂结构呢？这正是本文所要介绍的内容。 协力/松井真二 （日本兵库县立大学高度产业科学技术研究所教授） Photographs by Shinji Matsui (Laboratory of Advanced Science and Technology for Instry University of Hyogo) 在一根头发丝上，制作出攀登架那样的复杂结构—精细加工业的这种梦想，现在已经实现了。这主要得益于“离子束加工”方法的研究成果，使人们得以在纳米尺度上制造出有复杂结构的产品。 现在，产业界采用的半导体精细加工技术，是在底板上进行平面布线，线宽局限于100纳米（nm，1纳米＝1/10-9米）左右。而利用这种办法，想要制造出立体式的结构，是相当困难的。采用一种称为“激光造型”的方法，即通过光波进行立体造型的办法，其精度也被限制在微米（m m，1微米＝1/10-6米）范围内。与此相对，如果使用“离子束加工”方法，就能够制造出由直径为80纳米的细棒组成的、长宽高各为3微米左右的攀登架那样复杂的结构。而红细胞的大小约为8.5微米左右，可见这样的纳米级攀登架结构，会有多么微小了。
采纳哦

E. 什么是纳米技术

纳米技术，也称毫微技术，是一种用单个原子、分子制造物质的技术。纳米技术是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。

1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界，最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品 。纳米技术包含下列四个主要方面：

1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。

2、纳米动力学：主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统，用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等。

3、纳米生物学和纳米药物学：如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。

4、纳米电子学：包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。

(5)纳米技术那么微小是如何制造的扩展阅读

纳米科技诞生于上世纪80年代末，主要涵义是纳米尺寸范围内认识和改造自然。纳米科技目前发展日新月异，特别是纳米技术通过3D打印，采用“添加式制造”方式，能将工业生产所需的原材料降至传统方式的1/10，对未来制造业的发展将起到巨大的推动作用。

物理学家理乍得·费曼早在1959年就做出论断：在物质“底层还有很大空间”。这一结论首次揭示了“自下而上”、以单个分子、单个原子为基础组装物件的可能性。在1981年电子扫描隧道显微镜出现以后，纳米科学家发现物质在纳米尺度时拥有了“超自然”的特性。

在量子理论的指导下，科技物理学界开始关注探索在微观和宏观世界之间，存在着一个迥然不同的“介观世界”，即尺度范围大约在0.1—100纳米之间的物理世界。纳米技术的真正发展仅30多年时间，但其在功能应用上的适应性、会聚效应和超级特性，已渗透到当今所有科技和产业领域。

F. 什么是纳米技术

简单地说，纳米和我们熟悉的米、分米、毫米一样都是长度计量单位。1纳米大约是3到4个原子排列在一起的长度，是头发直径的万分之一。

其实，早在1959年，着名的物理学家理乍得?费恩曼在一次演讲中就提出过这个概念，那时候他就预言：人类可以用微小的机器制作更小的部件，最后将根据人的意愿，将这些部件逐个组合，制造成原子大小的相关产品——这是关于纳米技术最早的梦想。

用纳米技术制作出来的机器，由于体积很小，它就可以“钻”到物体的内部，把物体内的分子一个个地进行重新组合。比如：利用纳米机器将获取的碳原子逐个重新组织起来，就可以把普通的炭条变成精美的金刚石。如果将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包，是不是更不可思议呢？因为世上任何一个物体，无论是电脑还是奶酪，都是由分子组成的。只要用一部纳米机器把它们的分子重新组合，那么它们就会变成另一样东西了。

理论+实际=成功

理论上来说，纳米机器是可以重新构建所有物体的。不过我们都知道理论用在现实上不一定全都合适，但研究纳米机械的专家已经明确表示，实现纳米技术的应用是可行的。在电子显微镜的帮助下，纳米机械专家已经能够将独立的原子，重新安排成自然界从未有过的结构。

纳米技术学家期望在25年内，在现实生活中实现这些想法，创造出真正的、可以有效工作的纳米机器人。这些纳米机器人有微小的“手指”可以精巧地处理各种分子；还有更微小的“电脑”来指挥“手指”的运动。“手指”可能由碳纳米管制造，它的强度是钢的100倍，细度是头发丝的五万分之一。“电脑”也同样由碳纳米管制造，这些碳纳米管还能做成连接它们之间的导线。

分子大小的纳米机器人

我们都知道分子是很小很小的，根本无法用肉眼直接看到，不过分子虽小却拥有无穷的力量。过不了多久，只有分子大小的纳米机器人将源源不断地进入到人类的日常生活中。它们将为我们制造钻石、鞋子、牛排、清除人体内的垃圾或复制更多的机器人，如果想让它们停止工作，只需启动事先设定好的程序就可以了，是不是很简单方便呢？

不过你可能会觉得上述这些想法让人不可思议，但在50年后这些并不是不可能实现的。

但是考虑到纳米机器人体积太小，因而无论它们执行什么任务，甚至包括自身的复制，都必须动用庞大数量的群体。清理的血管里的人体垃圾，可能就需要数以百万计的纳米机器人；要制造一辆汽车，可能要调动一百亿亿个纳米机器人同时进行工作，然而还没有一个生产线可以生产如此巨大数量的纳米机器人。

但是在科学家的眼中，未来是可以做到这点的。他们设计的纳米机器人可以完成两件事情：一是执行它们的主要任务；另一点是制造出它们自身完美的复制体，就像细胞分裂一样。如果第一个纳米机器人能够制造出2个复制体，这2个复制体每个又可制造出4个自己的复制体，依此类推，很快就可以获得万亿个纳米机器人了。

当然不可能什么事情都是一帆风顺的，假如纳米机器人忘记了停止复制自己，会发生什么事情呢？如果没有一些事先制定好的停止信号，这些纳米机器人就会无休无止，不停的复制，后果将会是无法预料的。一个发疯的、正在制造食物的纳米机器人能够把整个地球生物圈，在很短时间里变成一块巨大的奶酪。

纳米技术的未来

纳米技术学家们并没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软件程序，使纳米机器人在复制数代后自我摧毁；另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人。例如：只有在有毒化学物质，以较高浓度出现时，纳米机器人才能进行自我复制，控制毒素蔓延；或者在一个事先设定好的温度和湿度范围内，机器人才能进行复制。

就像电脑病毒的传播一样，所有以上这些努力可能都无法阻止那些不怀好意的人，去释放某种纳米机器人，作为伤害别人的武器。事实上，一些科学家曾经指出，纳米技术可能带来的危险要大于它的益处。然而，仅仅这些益处就已经太具有诱惑力了，纳米技术必将超过电子计算机和基因制药，而成为21世纪的技术发展方向。世界可能会需要一个纳米技术免疫系统，在这个系统中，纳米机器人警察会不断地在微观世界中，同那些不怀好意的纳米机器人进行战斗。

不管怎样，纳米技术已经到来了!

G. 高新科技纳米技术是如何实现的

纳米是一个单位长度
如果人们可以把微米技术

理论，建立了纳米技术的研究和开发。因为这使机械运动分子级别的对象

话虽这么说，只要

改变的秩序和结构的原子，然后改变的顺序和结构的分子

改变分子从而改变材料

技术建立的

估计不仅仅改变废纸美元“

5纳米机器人到你家的灰尘变成面包也许

BR />请在科学的信心在未来2至3年，纳米技术的问世

路一年充气汽车轮胎。

路人工DNA为基础的小型电子元件的自组装。

路新的人造蛋白质为基础的半导体。

路防错妊娠试验。

路建立一个完整的医疗诊断实验室的一台计算机上的芯片。

路从空中冷凝器生产饮用水。

在未来5至10年，纳米技术的出现：

路可以多次使用复写纸编程的书籍，杂志和报纸。

路可以携带或折叠的大功率计算机你的口袋里。

路纳米仿生外壳防弹装甲。

路光高效的陶瓷汽车发动机。

路耳边再生，扬声器的声音识别功能的智能助听器。

路在自我稳定的智能建筑的地震或爆炸。

路根据其个人需要特殊医疗。

在未来10到15年纳米技术的出现

路逼真的人工智能复杂，你做不承认，你说一个人或一台机器。

路电脑及娱乐视频显示在屏幕上像一幅画一般栩栩如生。

路20到100英里的卫星发射平台，站起来直接通信系统从海底

路瞬间自动加热，冷却的分类的一个单分子半智能的移动设备，它可以不是能源密集型材料筛选工人

/>切口手术将被淘汰由内而外的身体，身体将能够监测和维修。

纳米技术开发的基础上，信息技术，微电子技术和计算机技术为主体的高新技术，它是学习在纳米材料相互作用的特点，以及如何使用这些功能的科学和技术，它的目标是到原子，分子和纳米尺度材料制造具有特殊功能的产品，革命性的飞跃生产资料。目前，这项技术的人高度重视，近年来发展非常迅速。

概述

纳米（1纳米= 10-9）技术，在0.1 - 100 nm的规模，高科技纳米

纳米技术的关键技术，通过扫描隧道显微镜直接移动原子操纵原子，分子的现象，其结构信息，纳米技术的最终目标直接到原子，分子制造具有特定功能的纳米级的研究和应用。和分子。目前，这项技术已取得了重大突破，随着纳米技术的发展，人们已经能够直接利用原子，分子的生产，制备的纳米粒子只含有几十到几十成千上万的原子，并利用它们作为适当的基本单元排列在一个三维的纳米固体。

出现和发展，随着微电子技术的飞速发展，科学界开展研究物质（原子和纳米技术

利用分子）在纳米尺度（0.1纳米，100纳米），这些功能的互动和互动的特点，并取得了巨大成就，已引起纳米技术产生

2.1纳米技术，纳米技术的发展历史，早在1861年建立的所谓身体的化学反应，当他们开始研究纳米肢体。真正的纳米自主研发，于1959年，这一年，美国着名物理学家，诺贝尔文学奖得主的费曼在美国物理年会上作了报告，他在报告中认为，能够使用宏机器制造比小尺寸的机器，而更小的机器，但也使更小的机器，如一步步达到分子水平。费曼幻想操纵和控制物质的原子和分子水平上。

他在报告中设想包括以下内容：首先，计算机小型化，第二个是重新排列的原子。他提醒人类，有一天原子排列根据自己的主观意愿，世界将会怎样？第三是微观世界的原子。在原子水平，会有一个新的相互作用力的性质的小说，奇效。物理学家，原子一个原子地打造物质是不违背物理定律。四，如何大英网络全书的内容记录到一个这么小的脚头。

科学家启发，开始纳米尺度的科学探索和技术研究领域，科学家们发现，探索各种新颖的现象在纳米尺度物质的性能，奇效的性质，具体而言，它是一个新的世界的技术。

在20世纪70年代后期，美国MIT（麻省理工学院）WRCannon，是谁发明了激光怒气冲冲合成几十个纳米级硅为基础的陶瓷粉末，20世纪80年代初，德国物理学家气体H.Gleiter与缩合物清洗纳米粒子的表面，并在超高真空条件下，抑制多晶纳米固体原位。现在看来，这些研究都只是初步的探索纳米材料。

2.2纳米技术发展

1977年，麻省理工学院德雷克斯：出发从人工模拟活细胞的生物分子类似物可以进行组装和安排原子，称为纳米技术 - 纳米技术。

20世纪80年代，扫描隧道显微镜的发明，极大地促进发展纳米技术，它成为一个真正的原子工具安排，到1990年，纳米技术正式有自己的名字 - 纳米科学与技术，其标志是第一NST会议在巴尔的摩和两个专业的国际期刊“纳米技术”和“纳米生物学出版。从那时起，世界各国发展NST发展计划，被称为纳米新名词，新概念和新的新兴学科，形成了当代新兴的纳米技术学科群。

20世纪到20世纪80年代以来，纳米技术研究在世界上的高度重视，一些技术具有实用。纳米技术在计算机，信息处理，通信，制造，生物，医疗，地面和空间的发展，尤其是在防守上有很大的发展前景。纳米技术已经渗透到一些传统行业，如染料，涂料，食品。

许多国家从事纳米技术领域的在激烈的竞争中。美国依靠其发达的基础科学，从微观到宏观的工作;日本开发的技术从宏观到微观的工作中取得了巨大成就。在纳米技术研究在最近几年，中国已经取得了长足的进步，表现稳健原子操纵在室温和移植。在1992年，用扫描隧道显微镜的科学和技术人员的化学研究所开发了他们自己的，在计算机的控制下的石墨腐蚀的表面，具有线宽为10nm的字符和图案。目前，一些外国实验室只是使用移动情感气体原子的方法“写”中国的科学家是最广泛应用于微电子工业硅表面提取和处理原子。

在纳米技术领域，已达到国际技术前沿。德国外交部在1995年，中国纳米科技在纳米技术领域的领先国家的相对水平上分析，与法国五年级，一至四年级，如日本，德国，美国，英国和斯堪的纳维亚。

纳米技术研究的范围

的出现和发展，纳米技术，填补了人类细观地区缺乏宏观微观区域之间的连接意识。为此，近年来发展十分迅速，已经在广泛的范围内。纳米技术的研究和应用在以下几个方面：

3.1纳米电子

纳米技术在纳米电子学的领导或主导作用，因为它是微电子技术发展的下一代。从电子行业的纳米电子学，纳米技术的发展是一个重要的推动力。纳米电子学的基础上最新的物理理论和最先进的技术手段，按照构建电子系统的新概念，并开发物质潜在的存储和处理信息的能力，实现信息收集和处理能力的革命性突破纳米电子学将成为21世纪信息时代的核心。

纳米电子学的发展目标是：集成电路进一出，目前发展中遇到的难以想象的水平的功能密度和数据传输速率的限制之外。为了实现这一目标，有必要进行创新概念的电子装置，克服了相互连接的约束，需要开发新的生产方法，所述电路块。在纳米尺度的电子产品，传统的晶体管遵循物理定律不再适用，将有一个新的物理效应。目前，纳米技术研究如何使内存芯片的容量为64兆字节。如何使用新的量子纳米电子学器件，如谐振隧穿二极管，量子激光器和量子干涉器件的发展，等等。时间，也许人类进入量子王国。

纳米电子学等研究方向;分子电子器件和生物分子器件，这是完全抛弃了基于硅半导体为基础的分子结合电子元器件的发展。如果研制成功，这种规模的电子元件，电子元件，带动社会生产力的快速发展做出了质的飞跃。 /> 3.2纳米材料/>纳米材料的微观结构是指实现纳米尺度的材料，所用的原料 - 粉末首先必须是纳米级的水平的晶粒和晶界。从微米级到纳米级的进步，不仅是在制备过程中一个质的飞跃，也促进了材料科学的发展理论。

纳米材料由于其独特的结构，以及小尺寸效应，界面效应和量子隧道效应，纳米材料的独特性能，与传统材料不同了一系列新的效果。其电，磁，热，光学等性能得到进一步优化。将作为一个重要的作用，在未来的新材料。例如，宽带强吸收隐身材料和高灵敏度，高通响应，高活性催化剂材料，高矫顽力的磁性记录材料，高性能驻极体转换能源材料及多功能复相陶瓷材料的材料。

中国已成功开发出多种纳米半导体复合材料和碳纳米管。固体中国社科院的科学，是最早开展纳米材料在中国的一个单位的，有能力的纳米材料和多品种制剂实验室，可制备各种纳米氧化物，铝粉，已进入大众生产阶段，粉末指标均达到了国际先进水平。用于隐形飞机在国际纳米材料，光转换。据预测，住宅纳米材料纳米塑料的明天，将显着提高的能力，以应对智能纳米塑料家居用品的功能和灵活性。

现代国际纳米材料的发展趋势的基础研究和开发应用，并相互促进，并驾齐驱。商界，企业界紧密合作，科学和技术界，试图把实验室成果转化为商业产品，在某些行业的推广和应用的纳米材料。随着不断的研究和其他纳米材料会发现更多，更新的性能的新材料。

3.3纳米加工技术

科学和技术进步的尺寸越来越小的设备和设备，进入纳米范围内。用合适的加工和制造技术，已成为国际热点，发展迅速。纳米加工技术可以分为两种类型的蚀刻和装配。已达到极限，由于纳米级蚀刻技术，组装技术将成为纳米技术的重要手段，受到人们的关注了很多。 />组件技术是机械，物理，化学或生物的方法，原子，分子或分子集合体被组装，以形成功能性的结构单元。组装技术，包括组织分子组装技术，扫描探针原子，分子去除技术和生物组装技术。 />分子有序组件，通过分子之间的物理或化学的相互作用形成有序二维或三维的分子体系。近年来，有组织的分子组装技术所取得的最新进展和应用LB膜和相关属性。对识别装配的生物大分子。高密度蛋白质，核酸及其它生物活性大分子装配要求固定的方向，这是非常重要的一个高性能生物敏感膜，生物分子器件的发展，研究生物大分子之间的相互作用的制备。 />除了上述类型的组件，有序，桥接组件的长链聚合物分子的自组装技术，有序分子膜的应用研究和技术进步。纳米加工技术也进行了重大原子量一流的加工，加工技术转化为更精细的深度。

3.4纳米机械

机械纳米级的纳米机械手段，它包括一个广泛的领域。已经制造纳米电机，纳米齿轮。纳米电机的纳米尺度的移动和定位，有两种配置，可以实现这一要求：首先，线性电动机;电压陶瓷管蠕动爬行的移动设备。高精度机车开发生产的X射线反射专注于分差小于1纳米“超平镜面磨床纳米精密光学存储技术和全息技术的纳米器件。美国有发展成一个微电机，小到足以用显微镜才能看到。日本三菱电机公司开发微型机器人取出生物显微镜下的细胞。

3.5纳米化学

纳米化学开展识别分子的纳米技术，聚合物组件化学家看来，是非常大的纳米尺度的纳米结构是103-109聚集体的分子量为104-1010之间的原子数，目前，合成的分子量范围内，但有一个清晰的结构生物学技术正在开发中。的主要驱动力的新方法，本发明的纳米材料的合成，纳米化学热的今天试图理解和运用惊人的各种生命系统的复杂过程。

纳米化学包含许多领域：接口和胶体科学，分子识别，微电子加工，聚合物科学，电化学，佛石和粘土的化学，扫描探针显微镜等。分子自组装，特别适合于制备纳米结构。

纳米化学，在化学工业中的应用范围很广，如纳米粉体按一定比例添加到化妆品中，可以有效地屏蔽紫外线，金属纳米粉掺铒光纤产品或纸可以大大减少静电相互作用，利用纳米粒子，可用于气体同位素，混合稀有气体及有机化合物如构成海绵烧结体的分离和浓缩的纳米粒子可以用来不仅造成电力的涂料，印刷油墨，生产，也可用于固体润滑剂。

3.6纳米的纳米生物学

术语并不陌生生物学家。因为大量的生物结构，从核酸，蛋白质，病毒，细胞器，其行1当然，是生物结构非常小，但异常复杂，特别是活性的，显示的特定的特定的生物功能，如酶，可以打破化学键，引起分子结合的分子机又如纳米至100纳米。 ，DNA可作为一个存储系统，能够命令转移到核糖体，核糖体的分子机器，可以使蛋白质分子纳米生物学的目的是开辟了类似的方法，分子机器的程序。 ，装配机器来制造的物质。组装机将像微小的工业机器人作为附件通过分子，引导和使用的化学反应的布置工作，原子构造成复杂结构的纳米生物学的另一个重要方面是一个很大的特性来构建产品具有一定功能的生物分子。目前，纳米粒子已经成功利用细胞分离纳米颗粒作为载体的病毒诱导取得了突破性进展，预计很快为人类服务。设想使用纳米技术创造的分子机器人在血液中循环到身体各部位进行检测，诊断，并实施治疗的梦想将成为现实。纳米生物学是一个非常有意义的，但神秘的领域，无论是它给人类带来太大的改变，仍然难以预测。

纳米技术的研究方向

纳米科学和技术日臻完善，科学和技术的发展，系统随机和零散状态的研究，已经走出，逐步成为一个专注于分类模式。

4.1纳米技术理论

纳米技术系统的理论研究，一个是纳米功能的系统研究，微观结构，确定纳米技术的特殊规则，建立新的概念和理论，提高发展纳米技术的科学体系;进一步系统地研究了纳米材料的性能，微结构和光谱特性，建立一个新的理论描述和表征纳米材料。同时，有必要进一步探索和总结纳米材料制备技术，纳米材料的理论研究成果和工程理论相结合的理论研究，探索高效，低成本的工业化制备技术，这是纳米技术的发展是一个重要的先决条件;理论纳米技术工程研究将形成一个高潮。纳米技术的发展，人们越来越觉得系统的研究和发展，经济效益显着的意义，也就是说，人们需要不仅是纳米材料科学，纳米工程。

4.2纳米科学和技术，实现了通过纳米技术是伴随着电子技术的蓬勃发展，形成了操纵原子，分子或分子形成所需的材料技术的原子或基团。这一新兴技术，将让人类认识和改造自然的能力，直接延伸到分子和原子，随着这项技术的不断研究，开发，应用，生产会带来一个光明的未来。这种技术的方法有两种：

首先，从宏观到微观纳米技术的实施和应用提供必要的参考。从宏观到微观，宏观的机械制造越来越小，目前，从宏观到微观的研究取得了一定的成绩，超大规模集成电路，集成越来越精细结构NTT制成的光学定位装置，其大小仅为0.5平方毫米。各种微型机器人已经出来了，并带来了希望，解决了一大批疑难案件。

其次，从微观到宏观。微观到宏观，即直接操纵原子和分子，不同的排列组合，形成新的物质，创建一个具有新功能的机器，从微观到宏观的工作才刚刚开始。首先，操纵原子在镍板拼写单词，如在1990年4月，国际商业机器公司（IBM）的两位科学家利用扫描隧道显微镜来操纵原子，有35个原子在镍板排出“IBM”这个词。单个原子在预定的位置移动，例如，在1999年7月，IBM公司的科学家转移动到预定位置。三是开发复杂的分子特征的打开和闭合。根据英国的报告，英国科学家硅原子的个人或团体调查电子分子量，开发了一个大小为4nm的复杂分子，它具有“开”和“关”的激光驱动器的特性，设置的处理结果，切换时间仅皮秒（10-12），这实际上是可能的光学计算机的发展，

纳米技术从宏观到微观，从微观到宏观，事实上，人类利用这项新技术提供了可能性。计算机可以使用纳米万亿次每秒，开发的光学芯片和生物芯片，超大规模的光计算机和生物计算机的发展奠定了基础。基因工程技术可以变得更加可控，制造各种各样的生产产品，根据人体需要，在农业，林业，畜牧业和渔业。一场深刻的革命，可以使整个化工行业直接建立在原子的明星，使化工生产发生革命性的变化。

人根据实际需要的分子和原子组装的纳米机器可以大大提高机器的速度，效率，减少对环境的污染。微型机器将解决困难的情况下，大量的医疗效果更加显着，也可以创造大量新的药物，生产所需的各种器官移植的效果。同时，纳米技术可以很容易以不同形式的能量之间的切换，以满足人类对能源的需求。

4.3纳米科学和技术的新思路

完全不同于传统技术，纳米技术奇点，许多纳米技术的应用，这是非常重要的研究新思路的概念和规律。

这些新的想法，一方面是工程领域，如传统理论根本不混溶的两个元素，可合成在一起在纳米状态下，，如合成铁和铝，银，铁，铜和铁包金。随着机器的设计越来越小，在结束几个大型装置变得不再适用，体积和重量因素变得几乎可以忽略不计，而表面张力和摩擦是极其重要的，这些都是迫切的讨论主题和实践，不可能在过去的，不重要的，在纳米状态下，很可能是可行的。

纳米技术的，另一方面，作为一项基本技术，社会新的想法所造成的大规模生产也是必要的。科学家们现在的工作领域：机器的某些副本本身，就像细胞分裂，从而发出巨大的财富人类无法想象这样一台机器，可以用来做食物，可以用来修复细胞，预防疾病和抗老化，这可能是一个幻想，但人类毕竟已经迈出了关键的一步的小型化。科学家指出，纳米技术将产生深远的影响生产力的发展，并有可能从根本上解决了一系列人类所面临的问题，如环境，食品，能源和其他极其重要的问题。

前景纳米技术

纳米技术的特殊功能和特殊的研究对象的发展，纳米技术已经得到长足的发展，20世纪80年代以来，引起许多国家的关注和重视，许多发达国家和许多研究机构也投入了巨大的人力，物力和财力进行大规模的合作研究，并取得了令人瞩目的成绩，状态一直在高科技和经济发展的促进纳米技术

技术领域，纳米技术是人类的一个重大突破认识和改造世界的能力，以，会导致一个新的科技革命和工业革命，已成为在21世纪的科学和技术发展的最前沿，它是不仅是国际竞争1的重点领域的关键技术信息产业，最重要的先进制造业的发展方向之一。作为美国首席科学家，IBM阿莫西林贝特朗说：“正如20世纪70年代微电子技术引发了信息革命，纳米科学和技术将成为下一个世纪的信息时代的核心。

根据技术进化理论，纳米技术已经发展的背景（知识）技术的第二阶段。换句话说，纳米技术的演变，从纳米技术原型技术领域的状态发展到水平状态，即：纳米技术或纳米科学和技术为核心，外围吸收等技术系统的开发进入一个新的纳米科学和技术体系。

总之，纳米技术发展到今天，已不再是简单的科研活动，但更重要的是，它正成为越来越多的科技产业发展和国家竞争力的社会化影响，纳米技术有显着的影响在新世纪的社会，经济和国家安全。随着知识经济时代的21世纪的特点将是生命科学和信息技术的高速发展和广泛应用的时代。纳米技术将促进生命科学，信息技术，包括几乎所有的科学和技术的飞速发展，新的工具，会出现更多的人工情报字符。
国家纳米技术在世界上属于科学和技术领域。新兴科学和技术作为最具潜力的市场之一，其重要性质疑，许多发达国家都投入巨资研究，钱学森院士预言：“纳米及以下的纳米结构将是未来的技术发展阶段特点，将是一场技术革命，这将是另一个在21世纪的工业革命“。

H. 有谁知道纳米技术是怎么一回事

纳米"是英文nano的译名，是一种长度单位，原称毫微米，就是10的-9次方米（10亿分之一米），约相当于4至5个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。
从具体的物质说来，人们往往用细如发丝来形容纤细的东西，其实人的头发一般直径为20-50微米，并不细。单个细菌用肉眼看不出来，用显微镜测出直径为5微米，也不算细。极而言之，1纳米大体上相当于4个原子的直径。假设一根头发的直径为0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。
[编辑本段]纳米技术
纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。
1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。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。
从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念：
第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，制造纳米计算机与纳米机器人，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。
[编辑本段]纳米技术的内容
纳米技术包含下列四个主要方面：
1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。
这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。
如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。
纳米技术不同于微米技术。后者是利用光刻及腐蚀等技术，从宏观尺度自上而下地进行材料的制造，集中表现在集成电路的生产等方面。而纳米技术则相反，其突出特点是基于自组装这种自下而上的方式制造纳米材料。当然，纳米材料的制造不完全依靠自组装，为了保证批量生产的效率，也会同时运用光刻技术。
过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。
为什么磁畴变成单磁畴，磁性要比原来提高1000倍呢？这是因为，磁畴中的单个原子排列的并不是很规则，而单原子中间是一个原子核，外则是电子绕其旋转的电子，这是形成磁性的原因。但是，变成单磁畴后，单个原子排列的很规则，对外显示了强大磁性。
这一特性，主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候，用于制造磁悬浮，可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。

⒉纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。
理论上讲：可以使微电机和检测技术达到纳米数量级。
⒊纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。
纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，可以用于定向杀癌细胞。（上面是老钱加注）

⒋纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。
[编辑本段]纳米技术发展历程
1990年7月，在美国巴尔的摩召开了国际首届纳米科学技术会议；1996年，在中国召开了第四届纳米科技学术会议。 首届（1992年）纳米材料会议在墨西哥召开；1994年在德国斯图加特召开了第二届国际纳米材料学术会议；1996年在美国夏威夷召开第三届国际会议；1998年在瑞典斯德哥尔摩召开了第四届纳米材料
会议；2000年在日本仙台举行第五届国际纳米材料会议。
准确控制原子数量在100个以下的纳米结构物质，市场规模约5亿美元
生产纳米结构物质，50～200亿美元
大量制造复杂的纳米结构物质，100～1000亿
纳米计算机，2000～10000亿
验证出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置，60000亿
[编辑本段]纳米技术的研究和应用
当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。
@纳米是一种几何尺寸的度量单位，1纳米=百万分之一毫米。

I. 纳米是什么技术,又是什么原理

“纳米”是英文narmometer的译名，是一种长度计量单位，1纳米为百万分之一毫米，即1毫微米，也就是十亿分之一米。形象地说，约相当于45个原子排成一串的长度。纳米结构，通常是指尺寸在100纳米以下的微小物质结构，而纳米技术其实就是通过不同途径获得具有新的纳米结构的新物质，而这些新物质将会带给我们许多前所未有的新特性。
从目前的研究状况来看，纳米技术包含着三种概念：第一种是1986年就提出的分子纳米技术，意在任意组合所有种类的分子，制造出任何种类的分子结构，这方面目前还没有重大进展；第二种是把纳米技术定位为微细加工技术的极限，纳米精度级的“加工”实际上已是原子级的加工了。其技术的发展会给工业技术带来很大的变革；第三种是从生物学角度提出的，生物的细胞及生物膜就存在着纳米级的结构，生物遗传基因DNA就是半径1纳米左右的结构，从这个角度来讲纳米技术又关系着基因工程。
我国对纳米技术研究的起步并不晚，拥有一些很有才华的研究人员和领先的研究成果。如我国研制的“超双疏性界面材料”的纳米材料，利用其超疏水性、超疏油性的特性，处理后的纺织品将不沾油污，极易清洗；用于建筑涂料，则建筑物能防水雾、防结霜，可免去人工清洗。此外，我国用纳米技术研制的抗菌新药，其结构只有25纳米，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病微生物有强烈的抑制杀灭作用。

J. 纳米科技是如何诞生的

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。