关于纳米技术的所有,做电子报刊用(30分呀)
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发布时间：2022-05-27 00:10
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时间：2024-11-18 02:54
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。
所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。
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。
纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，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到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术*，从而将引起21世纪又一次产业*。
虽然距离应用阶段还有较长的距离要走，但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景，美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视，纷纷制定研究计划，进行相关研究
“纳米”是英文nanometer的译名，是一种度量单位，是十亿分之一米，约相当于45个原子串起来那么长。而纳米技术也就是在纳米尺度（0.1nm到100nm之间）的研究物质的相互作用和运动规律，以及在实际应用中利用这些规律的多学科的科学和技术。其基本含义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新的物质。
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，例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。
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。
纳米技术包含的主要方面为： 纳米材料学(nanomaterials)；纳米电子学(nanoelectronics)；纳米动力学(nanodynamics)；纳米生物学(nanobiology)和纳米药物学(nanopharmics)。
纳米技术的研究方式（approaches）：从纳米技术研究的尺度范围来看，研究纳米技术的方法可以采取“从小到大”（bottom up）和“从大到小”(top down)两种方式。“top down”的方式是利用机械和蚀刻技术制造纳米尺度结构。而“bottom up”是应用一个原子一个原子或一个分子一个分子创造有机和无机结构。“top down”或“bottom up”可以用来衡量纳米技术发展的水平。
纳米科学技术使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。其最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式，实现生产方式的飞跃。因而纳米科技将对人类产生深远的影响，甚至改变人们的思维方式和生活方式。
纳米技术
纳米是长度单位，等于10亿分之1米，即1nm=0.000000001m,大体上等于四个原子的直径。纳米技术就是在纳米的尺度范围内，设法组成新物质，开发新应用的技术。它所涉及的领域介于宏观和微观之间，有着十分诱人的前景。例如纳米碳管是由石墨中的一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状纤维，内部空心，外部直径只有几到几十纳米，相当于头发丝的万分之一，密度只有钢的六分之一，而强度却是钢的100倍，是做成防弹背心等织物的理想材料。也可以作为显象管底板涂层，生产出薄型、节能的壁挂式电视屏。利用纳米技术可以把电子囚禁在一个纳米颗粒或一根极细的短金属丝内，进而制成单电子器件，即用一个电子来控制电路。这样计算机的容量和计算速度可大为提高。用纳米技术做成的所谓量子磁盘，能作高密度的磁记录，每平方厘米的面积上可储存3万部《红楼梦》。
纳米技术、信息技术与生物技术被称为二十一世纪的三大主导技术。纳米技术的发展将对材料科学、生命科学、医学产生极大的影响。在物质世界的微观和宏观两个领域内，人类取得了巨大的进步，而介于它们之间1—100纳米的世界里,科学家们发现了一些物理、化学上的奇异现象，比如物体的强度、韧性、比热、导电率、扩散率、磁化率等完全不同于我们现有的常识，由这些全新的发现可能导致的全新理论的问世将给人类常来重大的影响，会成为一场持续的*。
纳米技术是中华民族科学技术发展过程中遇到的一次绝好的机会。目前西方各国如美国、日本、欧盟都纷纷提出自己的纳米技术发展战略和计划，中国的企业界和科学家密切合作，推动纳米科学不断发展。
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纳米技术是什么？
由 Nanovip.com介绍 - 2004年10月
导言
本文目的在于解释纳米技术是什么，并且简明扼要地介绍了这个主题的主要基础概念。由此给予这个领域的初学者一个远景概观以及在未来的几年里将会无庸置疑地显示出来的大量资本投入。 我们希望提醒读者，即使是对“纳米技术”的定义都有争议，那么有些人可能会对我们的定义具有细微不同意见。 正是为了这个原因，我们的定义是以该领域的专业人士普遍认可的概念为基础。
定义
纳米技术： 关于纳米标尺(在1和100纳米之间)的结构和系统的发展和实际应用。
- 这个概念不应与“纳米科学”搞混，纳米科学并不描述一种实际应用，而是对纳米世界特性的科学研究。
- “Nano 纳诺”是希腊语前缀词，表示“十亿分之一”(一米的十亿分之一是纳米技术领域的测量单位)。 一个原子小于一纳米，但是一个分子可以大于这个量度。
在纳米技术里100纳米的尺寸是重要的，因为在这个范围内，尤其是由于量子物理学定律，可以观察到新物性。
两种类型的纳米技术
1)上-下：从上(较大)到下(较小)。 机制和结构被小型化到纳米标度。 这是至今最常见的纳米技术应用，尤其是在电子学领域，那里的小型化占优势。
2)下-上：从下(较小)到上(较大)。 人们从一个纳米结构开始，例如一个分子，并且通过组合过程或者自我组合过程，创造一种大于起初的机制。 有些人认为这种途径是唯一的“真正的”纳米技术，这种方法应该允许对物质的极其精确的控制。 正是以这种方法，我们将能够将我们自己从小型化的*里解放出来，特别是在电子学领域里。
下-上纳米技术的最终步骤称为“分子纳米技术”，或者称为“分子制造”，K. Eric Drexler 埃里克.德雷克斯勒研究员论证了这个最终步骤。 人们想象真正的分子制造厂， 能够通过精确控制的原子和分子指数组合过程生成任何物质。 当人们意识到我们可感觉到的环境整体是由有限的不同成分(原子)字母表构成，这些不同成分引起形形色色的产生，如水、金刚石、或者骨，很容易想象分子组合能提供的几乎无限的潜力。
有些对纳米技术持有更保守观点的人士对分子制造的可行性持有疑问，因而持有与分子制造理论的最初提出者埃里克.德雷克斯勒的长远观点相冲突的观点。 尽管大部分涉入研究人员感到纳米技术的成熟是一种积极的发展，并且纳米技术将意味深长地改善地球上(以及在空间的)人群整体的生活质量，保持这种对远景的意见分歧仍是重要的。
远景
关于纳米技术的一些极限： 物质是在它的最基本水平上被操作，即原子。 纳米技术是一个合乎逻辑的步骤，在人类的发展进程中是不可避免的。
它不仅仅是狭隘的技术领域的进步，如果我们能驾驭并利用纳米技术的潜力，它象征着一个新的“时代”的诞生。 从强效的防紫外线的遮光剂到用于修补细胞的纳米机器人，有多重的潜在应用范围。 以下是由于纳米技术的发展而将影响的主要领域的不完全的列表：
- 原料： 新原料，更坚固、更持久耐用、更轻并且成本更低。
- 电子： 电子原件将变得越来越小，使得计算机的功率越来越大。
- 能源： 例如：太阳能潜力将有巨大的增长。
- 健康和纳米技术： 在预防、诊断和治疗领域里将有重大预期进展。 例如：纳米视觉探头可以持久地监视我们的健康状况，能够开发新的工具治疗基因遗传病，能够创造标记物探测并一个一个地摧毁癌细胞。这里仅仅举出众多可能性中的几例。
在这些领域的发展将冲击广泛的产业各界，例如：化妆品、医药品、消费电器、卫生、建筑、通信、安全以及空间探索。 我们的环境亦将受益，生产干净、经济的能源并使用更加有利于环保的原料。
总而言之，因为纳米技术将使我们能够以更少的原料，作得更好，所以无论以何种方式，我们日常生活的许多领域将会受到它的发展的影响。
时间表
迄今为止，在第三个千年的前夕，纳米技术产品已经出现在市场上了。 如此，人们能够购买由纳米碳管构成的更轻更结实的网球拍，乃至含有纳米粒子，更易渗入皮肤的化妆品。 但是，我们仍然远离将冲击我们日常生活的纳米技术纪元。 那种*将在何时发生？ 我们何时才能够充分地从纳米技术研究和开发进展中受益？ 预见各自不一。 预测范围从2010年至2040年，随着从下至上的分子制造途径的逐渐发展，所以我们 能够检验是否该理论能够不受重大阻碍而付诸实施。
资本投入、责任
涉及到纳米技术发展的资本投入是*性的： 美洲、欧洲及亚洲正在积极活跃地准备着持续不断的开发，并将不会很快停止。 在世界各地，，人们对纳米技术的开发大规模投资。
由于极端分子的伦理原因或者是由于反世界末日的审慎，而企图窒息这项正在成型的伟大后工业*，都将是一个严重的战略错误。因为前所未有的世界竞争将继续发展，以及新的纳米技术超级强权可能出现，尤其是在亚洲。
因此，如果必须鼓励纳米技术的开发，那么必须在正确的方向上努力： 保障措施必须建立，因为随着所有重大技术的发展，新的潜力含有未知因素和风险，例如基于更小更致命武器的新的军备竞赛，对此我们必须关注。
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在这一短暂的介绍之后，如果您想加深了解纳米技术的知识和实践信息，以下是在该领域领先的专业网站列表。
Foresight Institute 前瞻协会
该组织的目标是新兴技术的推进，尤其是纳米技术。 您可以在他们的网站上查到该主题的完整资料。
Nanovip.com
这是最完整的各个国际纳米技术公司参考名录，按国家和按产业分类。 要将您的纳米技术公司添加在名录中，请点击 此处。
Nanotech-now
该网站介绍来自纳米技术世界的每日新闻和信息。
CRN
该网站资料丰富，介绍涉及纳米技术的资本投入和挑战，尤其是在分子制造方面。
Howard Lovy blog
Howard Lovy是一名独立web-log (blog) 网络杂志评论员，介绍来自纳米技术世界的引人关注的独家新闻和奇闻轶事。
