纳米科技与现代生活
法国著名文学家福楼拜曾经说过：“艺术越来越科学化，科学越来越艺术化，两者在山麓分手，有朝一日，将在山顶重逢。”
通过对《纳米科技与现代生活》这一课程的研究，我第一次知道了纳米艺术的存在。
艺术，是为满足人们情感需求而创造出的一种文化，是日常生活中娱乐游戏的特殊方式，是人们进行情感交流的重要手段，而艺术文化的本质就是用图像、语言创造出虚拟的现实生活。更有甚者认为，一切创造美的活动，均为艺术。
纳米，是一种非常小的长度单位，等于十亿分之一米，相当于十倍氢原子的长度,人头发直径的万分之一。
所谓纳米艺术，就是使用纳米科技手段、方法创作的纳米尺度的或反应纳米科技题材的艺术。近些年来，随着微纳米技术的发展，以纳米绘画、微纳米雕塑、微纳米声频和微纳米视频为主要形式的纳米艺术应运而生，
就像它的名字一样，纳米艺术反映的事物尺度很小，为纳米量级，此外，在这些艺术作品的制或作或表象中真正用到了纳米技术，如纳米光刻技术、纳米印压工艺、纳米打印技术、扫描探针显微镜技术等，作为艺术品的一种，纳米艺术品也须得符合传统艺术品“美”的标准。当今世界，越来越多的科学家开始执着地探索诠释着显微镜下的纳米世界，纳米再也不仅仅是一个长度单位，更多地，它正以艺术地形式，慢慢融入我们的生活。虽然目前纳米艺术仍处于起步阶段，但是随着纳米技术的发展进步，纳米艺术的前景将无限光明。
1610年，伽利略发明了望远镜，让我们更加了解外太空，在这之后的三个世纪里，显微镜观察技术不断发展，带我们走进了微观世界的海洋。纵观纳米艺术的发展历程，它的每一次进步都无不让人叹为观止。
你只知道DNA的碱基排列顺序，而日本癌症中心的的两位生物学家却在1984年尝试用音符来代替碱基，将音符排成乐谱并用电子乐器演奏，他们的DNA音乐轰动了整个生物学界；1985年，世界上第一次为纳米艺术品这种“看不见”的艺术品举办了非实物艺术展；随着使用扫描探针显微镜搬运原子的技术的出现，原子绘画、原子雕塑作品也如雨后春笋般出现——1997年，康奈尔大学的科学家采用刻蚀的方法，用单晶硅制作了只有红细胞大小的，世界上最小的六根弦吉他，并可以用激光在该吉他上进行演奏；得到了比现在的吉他频率高13万倍、多17个八分音阶的声响；2001年，日本大阪大学的物理学家成功制作出了只有红细胞大小的三维立体公牛；2001年，北大纳米中心吴全德院士用银胶粒合成“海马”、“野花”等图案，巧夺天工，引人入胜；2002年，美国分子加工研究院更是举办了IMM纳米设计技术大赛；英国微雕艺术家威拉德的只有用放大显微镜才能看到的微雕作品，被称为世界第八大奇迹；2007年，意大利纳米艺术家Scall和Goode制作的晶体硅制作的自由女神像身高0.5毫米，只有在电镜下才能看到；英国伯明翰大学纳米研究实验科学家们采用“聚焦电子束沉积”的加工方法制作出了身高只有400纳米的纳米人……此后，“NANO ”艺术展会、“科学就是艺术”大赛、纳米艺术节等各种形式的展出层出不穷。越来越多的纳米艺术作品开始走进人们的视线，走进收藏家的宝库，并开始在网络上大肆蔓延发展，艺术作品的小型化也成为了一种新的趋势与潮流。
纳米艺术作为纳米科学技术研究的副产品和调味剂，使枯燥的科学研究变得丰富而生动，更为无数科学艺术家注入了源源不断的灵感和创作源泉，它展现了科学艺术无穷的魅力，更让我们领略了微观世界之美。且基于纳米材料的特有的物理特性，纳米艺术品也将可以完美的保存、传承与发展。
然而就像它的名字一样，纳米绘画，纳米雕塑等艺术作品都是纳米量级，它们
很难用肉眼，甚至是高倍显微镜看见，通常需要昂贵的电子显微镜等观察设备，因此纳米艺术较难在公众中普及。但是我们相信，随着越来越多的科学家涉足这一领域，纳米技术将取得突破性的进展，纳米艺术及其设备的价格将越来越低廉，终有一天，它将以崭新的姿态与普通民众见面。
这十二周的《纳米科技与现代生活》课程结束了，通过这段时间的学习，我们这些文科专业的纳米的门外汉，终于开始对这一陌生的领域有了一定的了解。他让我们知道，纳米并不是单纯的理科的计量单位，它更以各种各样的形式充斥着文学，医学，经济等各个领域。它就像一本生活的百科全书。为什么叶子上的水滴呈球形？螃蟹为什么横着走？蝉翼表面是怎样的？什么是观音土？在《纳米科技与现代生活》这门学科中，我们统统寻到了答案。从宏观到微观再到纳观，人类的探索正通向更神秘而遥远的疆域，我们也在纳米这条陌生的道路上向前迈了一步。
曾经以为纳米科技距离我们太过遥远，于己只是毫无用处的理论乃至茶余饭后的谈资。学习这门课后，才发现，原来纳米就在我们身边。在了解了什么是纳米和纳米科技，纳米科技的发展历程，纳米世界的眼和手之后，纳米艺术这堂课更是让我对这一领域产生了异常浓厚的兴趣，它为我们打开了视觉的一扇窗，这扇窗直通我们的精神世界，给我们的心灵以前所未有的震撼和惊喜。
我相信，在以后的日子里，与生命科学、信息科学并称为二十一世纪科技三剑客的纳米科技，必将大放异彩。我满心期许，在不久的将来，一定会有越来越多的纳米艺术品问世，让整个艺术领域为之震颤。
纳米材料与技术思考题2016
纳米材料导论复习题(2016) 一、填空： 1.纳米尺度是指 2.纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质的科学 3.纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行的技术 4.当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时，可将此类材料称为 5.一维纳米材料中电子在个方向受到约束，仅能在个方向自由运动，即电子在 个方向的能量已量子化一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广泛关注的，又称为 6.1997年以前关于Au、Cu、Pd纳米晶样品的弹性模量值明显偏低，其主要原因是 7.纳米材料热力学上的不稳定性表现在和两个方面 8.纳米材料具有高比例的内界面，包括、等 9.根据原料的不同，溶胶-凝胶法可分为： 10.隧穿过程发生的条件为. 11.磁性液体由三部分组成：、和 12.随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱将向方向移动，即 13.光致发光指在照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程仅在激发过程中发射的光为在激发停止后还继续发射一定时间的光为 14.根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：、和 15.STM成像的两种模式是和. 二、简答题：（每题5分，总共45分） 1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些？ 2、纳米材料的分类？ 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？ 4、简述PVD制粉原理 5、纳米材料的电导（电阻）有什么不同于粗晶材料电导的特点？ 6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象
7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？ 8、解释纳米材料熔点降低现象 9、AFM针尖状况对图像有何影响？画简图说明 1. 纳米科学技术 (Nano-ST):20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术 2、什么是纳米材料、纳米结构？ 答：纳米材料：把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料，即三维空间中至少有一维尺寸小于100nm的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料，大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类；纳米材料有两层含义： 其一，至少在某一维方向，尺度小于100nm，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜，或构成整体材料的结构单元的尺度小于100nm，如纳米晶合金中的晶粒;其二，尺度效应：即当尺度减小到纳米范围，材料某种性质发生神奇的突变，具有不同于常规材料的、优异的特性量子尺寸效应。 纳米结构：以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系 3、什么是纳米科技？ 答：纳米科技是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工 4、什么是纳米技术的科学意义？ 答：纳米尺度下的物质世界及其特性，是人类较为陌生的领域，也是一片新的研究疆土在宏观和微观的理论充分完善之后，再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的源头；纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的，在这一尺度下，充满了原始创新的机会因此，对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题，科学家有着极大的好奇心和探索欲望 5、纳米材料有哪4种维度？举例说明 答：零维：团簇、量子点、纳米粒子 一维：纳米线、量子线、纳米管、纳米棒 二维：纳米带、二维电子器件、超薄膜、多层膜、晶体格 三维：纳米块体 6、请叙述什么是小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应 答：小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应 表面效应：球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应 量子尺寸效应：当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料
部编版小学语文四年级下册7.纳米技术就在我们身边(教案及反思)
7.纳米技术就在我们身边 ［教学目标］ 1.会认12个生字，会写15个生字。 2.准确、流利地朗读课文，把文中的科技术语读正确。阅读时能提出不懂的问题，说出来并和同学交流，尝试解决。 3.抓住关键语句，有目的地筛选信息，了解纳米相关知识。探究“纳米技术就在我们身边”“新奇”的具体体现。 4.培养爱科学、学科学的精神。 ［教学重难点］ 探究“纳米技术就在我们身边”“新奇”的具体体现；培养爱科学、学科学的精神。 ［教学课时］2课时 教学过程 一、图片导入，感受纳米技术的神奇 1.课件展示纳米机器人在人体血管中巡游的图片。 2.这些机器人长约3毫米，它们能自我复制，能消灭人体内的有害病毒。这样微小而具有神奇功能的机器人，是应用纳米材料并使用纳米技术制造的纳米机器人。今天我们就共同走进纳米技术，感受纳米技术的神奇力量！ 二、检查预习情况，学习生字词 1.指名说说对作者的认识，教师补充介绍。（课件出示） 2.检查预习情况。 （1）指名读课文，正音。 （2）检查生字的掌握情况，交流识记生字的方法。 3.出示课文中含有科技术语的词语，先在组内相互听读纠正，然后全班交流。纳米涂层碳纳米管纳米吸波材料纳米检测技术纳米缓释技术 4.引导学生通过查字典，联系上下文理解词语。 无能为力：没有能力去做或力量达不到。本文指普通的光学显微镜看不到纳
米技术的研究对象。 新奇:指新鲜特别。 三、出示学习要求，整体感知课文 1.带着问题速读课文。思考：这篇课文主要讲了（什么是纳米技术），以及它在现代社会各个方面的（应用）。 2.结合中心句，概括每段的大意。 第一部分(第1自然段)：纳米技术是高新技术。 第二部分(第2自然段)：什么是纳米技术？ 第三部分(第3自然段)：纳米技术就在我们身边。 第四部分(第4自然段)：纳米技术可以让人们更加健康。 第五部分(第5自然段)：纳米技术将给人类的生活带来深刻的变化。 第二课时 教学过程 一、复习导入 1.听写字词。 2.上节课我们整体感知了这篇文章的内容和结构，这节课我们细致分析文章的内容，具体感受身边的纳米技术的神奇。 二、细读课文，自主探究 （一）学生活动一：学习第1自然段。 1.自由朗读第1自然段，看看你能获得哪些信息。 2.课件出示活动要求：自主思考，班内自由展示学习的收获。 3.学生回答后，教师归纳，并进行知识补充。 （1）引导学生解读句子“如果说20世纪是微米的世纪，21世纪必将是纳米的世纪”中“必将”的含义及作用。 （2）师补充小资料，了解纳米、微米的小常识，便于学生了解纳米单位之
纳米技术在生活中的应用
纳米技术在生活中的应用 论文摘要：本文介绍了纳米技术、纳米材料的基本概念、原理、特征和各种纳米材料在涂料领域的应用；阐述了纳米材料在应用中所存在的技术问题，以及纳米技术在涂料领域的发展前景。 论文关键词：纳米技术纳米材料涂料 1纳米简介 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。 纳米技术与微电子技术的主要区别是：纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能，是利用电子的波动性来工作的；而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能，是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对整个微观世界的有效控制。 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。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。 纳米是一个微小的长度单位，1纳米等于10亿分之一米。根头发丝有7万到8万纳米。纳米技术这个词汇出现在1974年。纳米科学、纳米技术是在0。10 到100纳米尺度的空间内研究电子、原子和分子运动规律及特性。纳米材料是纳米技术的重要的组成部分，也是国际上竞争的热点和难点。碳纳米管自从1991年被发现以来，就一直被誉为未来的材料。碳纳米管在强度上大约比钢强100倍，其传热性能优于所有已知的其它材料。碳纳米管具有良好的导电性，在常温下导电时，几乎不产生电阻。纳米陶瓷材料在1600摄氏度高温下能像橡皮泥那样柔软，在室温下也能自由弯曲。从1998年世界上第一只纳米晶体管制成，到1999年100纳米芯片问世，使20世纪最后10年世界上出现的“纳米热”进一步升温。 我国在纳米技术领域占有一度之地，处于国际先进行列。已成功制备出包括金属、合金、氧经化物、氢化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料，合成出多种同轴纳米电缆，掌握了制备纯净碳纳米管技术，能大批量制备长度为2至3毫米的超长纳米管。合成的最细的碳纳米管的直径只有0.33纳米，这不但打破了我国科学家自已不久前创造的直径只为0.5纳米的世界纪录，而且突破了日本科学家1992年所提出的0.4纳米的理论极限值 纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大。纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个，建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服装已批量生产，象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳米技术的新型油漆，不仅耐洗刷性提高了十几倍，而且无毒无害无异味。一张纳米光盘上能存几百部，
科学技术与人类发展
科学技术与人类发展 近代以来科学技术得到了飞速发展，他给我们人能的生存与发展带来了极大的益处，已经融入到了我们日常生活与工作的方方面面，比如现代式楼宇、汽车、手机等等；但同时他们又给我们带来了各种各样的问题和危害，可以说随处可见，大气污染、水污染、固体垃圾污染等。科学技术就好比一把双刃剑，我们用得好的时候就得益于我们，反之则伤害我们。因此我们必须要真确的认识他们，认识他们之间的关系，认识到他们与我们人类发展的关系，这样我们才能很好地利用好这把双刃剑。 关键字：科学技术发展人类
科学是什么？从1834年英国哲学家惠威尔首次提出科学一词，不同时代的人对科学都有不同的定义。 在哲学家你在看来，人类记忆力有限，他认为科学其实是一种人类活动，它包括社会的活动、科学历史的活动和文化活动。科学的关键在于发明，而不是发现自然规律的固有存在。当然我们是不信的，但在某些后现代主义哲学家眼里，这就是真理，比如费耶阿本德和罗蒂两位大哲学家。他同时认为，我们不能陷入科学主义深渊里，因为科学主义观点坚信科学最终能够解决我们人类所面临的一切问题，或者发现那些在我们经验感觉到的现实世界背后的一些真实世界的潜藏的真理。当然，现今社会对科学的定义同样存在不同程度的争议，随意引用很容易出现错误。 《辞海》1979年版：“科学是关于自然界、社会和思维的知识体系，它是适应人们生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展的，它是人们实践经验的结晶。”法国《百科全书》：“科学首先不同于常识，科学通过分类，以寻求事物之中的条理。此外，科学通过揭示支配事物的规律，以求说明事物。”前苏联《大百科全书》：“科学是人类活动的一个范畴，它的职能是总结关于客观世界的知识，并使之系统化。‘科学’这个概念本身不仅包括获得新知识的活动，而且还包括这个活动的结果。”《现代科学技术概论》：“可以简单地说，科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识。” 1888年，达尔文曾给科学一个定义：“科学就是整理事实，从中发现规律，做出结论”。达尔文给出的科学的定义是我们当下大家所认可的，我们认为这就是科学的本质含义，我们称之为事实和规律。科学就是我们人通过实践所或得的事物本身的事实或者是规律，然后再依此为根据，做到实事求是，不依靠我们的大脑去构建。规律，则是客观实在的事物之间和其内部的本质联系。 二、技术 世界知识产权组织在1977年版的《供发展中国家使用的许可证贸易手册》中，给技术下的定义:"技术是制造一种产品的系统知识，所采用的一种工艺或提供的一项服务，不论这种知识是否反映在一项发明、一项外形设计、一项实用新型或者一种植物新品种，或者反映在技术情报或技能中，或者反映在专家为设计、安装、开办或维修一个工厂或为管理一个工商业企业或其活动而提供的服务或协助等方面。"这一定义是当今世界上有关技术的定义最为全面和完整的定义。这一定义实际是把所有能够产生社会经济效益的科学技术知识都定义
纳米材料的制备技术及其特点
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
纳米科技的发展及未来的发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向 论文 理学院 08光信息科学与技术 张箐 0836017
纳米科技的发展及未来的发展方向 一：纳米科技的起源： 纳米是长度度量单位，一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R．Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出：如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置，则将会有许多激动人心的新发现。他还强调：人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说：试想，如果有一天，人们可以按自己的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇怪现象。 与所有的天才假想一样，费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后，许多科学家又尽情发挥想像力，从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。 纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，宾尼希(C．Binnig)和罗雷尔(H．Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器－－扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)。STM 不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。 与此同时，纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年，纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登研究中心（Almaden Research Center）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长。 1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微
纳米材料在现实生活中的应用
纳米材料属于纳米技术中的一种，是一种很特殊的材料。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。纳米材料指的就是这种尺度达到纳米单位的、具备特殊性能的材料。它在现实生活中的应用广泛，包含以下几点： 1、纳米磁性材料 在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。 2、纳米陶瓷材料 传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳
米材料的延展性的高性能陶瓷。 3、纳米传感器 纳米二氧化锆、氧化镍、二氧化钛等陶瓷对温度变化、红外线以及汽车尾气都十分敏感。因此，可以用它们制作温度传感器、红外线检测仪和汽车尾气检测仪，检测灵敏度比普通的同类陶瓷传感器高得多。 4、纳米倾斜功能材料 在航天用的氢氧发动机中，燃烧室的内表面需要耐高温，其外表面要与冷却剂接触。因此，内表面要用陶瓷制作，外表面则要用导热性良好的金属制作。但块状陶瓷和金属很难结合在一起。如果制作时在金属和陶瓷之间使其成分逐渐地连续变化，让金属和陶瓷“你中有我、我中有你”，便能结合在一起形成倾斜功能材料，它的意思是其中的成分变化像一个倾斜的梯子。当用金属和陶瓷纳米颗粒按其含量逐渐变化的要求混合后烧结成形时，就能达到燃烧室内侧耐高温、外侧有良好导热性的要求。 5、纳米半导体材料 将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料，具有许多优异性能。例如，纳米半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低，电导热系数也随颗粒尺寸的减小而下降，甚至出现负值。这些特性在大规模集成电路器件、光电器件等领域发挥重要的作用。 利用半导体纳米粒子可以制备出光电转化效率高的、即使在阴雨天也能正常工作的新型太阳能电池。由于纳米半导体粒子受光照射时产生的电子和空穴具有较强的还原和氧化能力，因而它能氧化有毒的无机物，降解大多数有机物，然后生成无毒、无味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半导体纳米粒子利用太阳能
纳米科技在生活中的应用举例
纳米科技在生活中的应用举例 1.听说过EPS吗就是汽车的汽油燃烧装置，她是应用纳米技术将汽油分子分割成纳米为单位的质子保证充分燃烧，这样应用的后果是，气体燃烧完全有助于动力提升，节约能源等等。 2.现在流行纳米洗涤，譬如说用纳米分子Na(OH)2制造的肥皂可以充分溶解于液体，有助于衣服污汁的分解，彻底洗尽衣物！ 3.现在医学上纳米手术已经达到比较成熟的状态，科学家运用纳米为单位的手术刀，可以最小的精确手术伤口的切割，保证血液的最少流动！ 纳米技术应用领域 纳米技术在新世纪将推动信息技术、医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展，像抗生素、集成电路和人造聚合物在二十世纪发挥了重要作用一样，纳米技术在新世纪将人类的生活带来深远影响。 纳米技术将给医学带来变革：纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应；使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA（脱氧核糖核酸）诊断出各种疾病。 在电子领域，可以从阅读硬盘上读取信息的纳米级磁读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米级存储器芯片都已投入生产。可以预见，未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快，效率将更高。 环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。 尽管纳米技术前景诱人，但是在科学家真正掌握纳米技术之前，还有许多工作要做。 目前世界上许多实验室仍在研究如何自由地操纵原子和分子问题，这对於进一步探究如何将一个个原子重新组合成新的物质来说非常重要。 科学家认为，细胞本身就是“纳米技术大师”，细胞中所有的酶都是能完成独特任务的“纳米机器”。它们在微观世界里能极其精确地制造物质，而这正是科学家希望通过纳米技术实现的梦想。科学家希望通过对细胞的研究来进一步掌握纳米技术。 纽约大学一实验室最近研制出了一个纳米级机器人，机器人有两个用DNA制作的手臂，能在固定的位置间旋转。研究人员认为，这一成果预示着，科学家有朝一日能够研制出在纳米级工厂里制造分子的纳米机器人。
现代科学技术与人类文明之间的关系
现代科学技术与人类文明之间的关系 爱因斯坦曾说过：“科学的目的一方面是尽可能完备的理解全部感觉的经验之间的关系；另一方面，通过最小个数的原始概念和原始关系的使用来达到目的”。由此可以看出，自然科学在推进人类文明方面所具有的重要作用。 科技是第一生产力，科技的进步标志着生产力的进步，生产力的改变标志着社会的进步，所以科技能推动社会进步，从而改变人类的物质生活，当人类的物质生活达到一定得水平，人们才能考虑精神文化生活，进而去改变我们的精神生活，那么科学技术又是如何去改变人类精神生活的呢 一.科学技术推动着人类认识能力的提高 马克思指出：“自然科学是一切知识的基础”。人们为满足生活和生产的需要，在认识自然与改造自然的长期实践中创造和积累起来的科学技术知识，是整个人类知识体系中最为重要的一个组成部分。人类在发展科学技术的同时，也开发锻炼了自己的认识能力，提高了自己的智力水平。这既包括对自然界的认识也包括对整个世界的认识，又提供了新的起点和新的手段。自然科学的进步不仅意味着人类对自然界认识的起步，而且也为社会科学对社会的认识，思维科学对思维的认识提供了知识的基础和科学的方法。现代自然科学的知识和方法，正在越来越广泛地渗透到自然科学以外的各门科学中，并在这些科学领域获得了日益重要和卓有成效的应用。技术的进步不仅为人类认识和改造自然提供了更加有力的工具，而且也为一切科学认识的发展提供了越来越强大的研究手段。正是这些技术手段以其日益增强的信息获取，传递和处理功能，在越来越大的程度上使人类的感官和大脑得以延长，使人类的认识能力终于突破自身生理条件的局限得以不断提高和扩大，从而推进了整个人类认识的发展。 二.科学技术推动着哲学观念的变革和思维方式的进步 哲学作为时代精神的精华必然把当代的自然科学成就荟萃于其中，每个时代的哲学观念在很大程度上是有那个时代的自然科学发展水平所决定的。恩格斯说过：“随着自然科学领域中每一个划时代的发现，唯物主义必然要改变自己的形式。”历史上唯物主义哲学的三种发展形态，即古代朴素唯物主义、17到18世纪形而上学的唯物主义以及19世纪中叶诞生的辩证唯物主义，都与当时自然科学的发展水平有着极为密切的联系。现代自然科学的一系列新发现和新突破，一方面更加深刻地揭示出自然界的物质本性和辩证性质，为辩证唯物主义确证提供了一系列新的哲学问题和新的科学材料，为辩证唯物主义的丰富和发展提供了更加广阔的前景和更加牢固的科学基石。宗教迷信和唯心主义哲学也与自然科学的发展水平有关，它们是人们对自然界认识不足的一种反面表现，是基于这种认识不足而发生的惶恐和迷
纳米二氧化钛的现状与发展概要
纳米二氧化钛的现状与发展 作者：未知时间：2007-11-24 15:17:00 国外纳米TiO2的生产现状 20世纪80年代以前，纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等，需求量不大，没有形成大的生产规模。80年代以后，开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂，为纳米TiO2打开了市场，使纳米TiO2的生产和需求大大增加，成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。 由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景，并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门，因此，纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究，并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2，总生产能力估计在(6000～10000)t/a，单线生产能力一般为(400～500)t/a。 根据莎哈里本公司统计，2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右，其消费量与产品应用见表1。 表1 2003年全球纳米TiO2消费量与产品应用 近几年，有关纳米TiO2的新建装置已很少报道，主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量，多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高，技术要点和难点主要表现在以下几个方面：①国际上纳米TiO2的价格为(30～40)万元/t，其成本大致是销售价格的2/5，原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素；②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术；③金红石型纳米TiO2的表面处理技术；④纳米TiO2应用分散技术；⑤纳米TiO2应用功能的提升技
浅谈纳米材料与生活
浅谈纳米材料与生活 摘要：人类迈着欢快的步伐轻松地进入二十一世纪。二十世纪是计算机技术革命蓬勃发展的时期，计算机技术得到了卓越的发展。现在人类进入了又一世纪，在这个日新月异的新的世纪里，科学家通过运用的发达的计算机技术，为我们奏起了“纳米技术”发展的号角。“纳米技术”主要是围绕开发纳米材料为核心而发展的技术，它有着广阔的发展前景，随着纳米技术的发展纳米材料也不断有着新的开发。“纳米材料”的有效发掘及其利用必定会给人们的生活带来又一翻天覆地变化，给人们的衣、食、住、行、医疗卫生事业带来极大便利。本文主要是通过给大家说明纳米材料的本质这一基点，向大家普及纳米材料的特性，以使更多的人能对纳米材料有整体的认识。除此之外更重要的就是联系生活实际，向大家说明纳米材料是如何影响人们生活的。到目前为止，它的发展的确已经给我们生活带来了很多便利，我相信在纳米技术不断进步、发展的未来，纳米材料一定有更广阔的空间。 关键词：纳米、纳米技术、纳米材料、应用 现如今，科学界普遍认为，纳米技术是21世纪经济增长的一台主要发动机，他将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，并将成为最有前途的材料，它所见具有的独特物理和化学性质，可以节省资源、合理利用能源并且能够净化生存环境，它的发展研究会对化工行业带来新的机遇。 纳米材料的特性： 纳米材料是英文“napometer”的译音，是一个物理学上的长度单位。1纳米是1米的十亿分之一，用我们能看见的最小微粒院子来表示的话，相当于45个远在啊排列起来的长度。自然界只有生物具有纳米尺度，遗传基因DNA螺旋结构的半径约1纳米左右，一个典型的病毒大约100纳米长，相当于万分之一的头发丝的粗细。纳米科技就是一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学。作为尺度单位的纳米，并没有物理内涵，当物质到纳米尺度后，
科学技术与人类文明
人类文明进入了二十一世纪，科学技术的发展改变着人们的生活方式 作为四大文明古国之一的中国，在科学技术领域一直处于领先地位.造纸术、印刷术、指南针与火药这“四大发明”之花更是相继遍布世界各地，对世界文明的发展进程做出过杰出的贡献。 马克思在其《机器、自然力和科学的应用》文中曾发表过这样精彩的论述：?火药、指南针、印刷术---这是预告资产阶级社会到来的三大??发明。火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了??殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的来说科学复兴的手段，??变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。 翻开世界科学技术发展史，最值得中国人引以为荣的，莫过于指南针、造纸术、活字印刷术和火药四大发明了，它们在历史上不但极大地推动了我国经济文化的发展，而且对世界的文明进步也做出了难以估量的贡献。试想，要是没有这些发明，今天的人类社会将是什么样子呢？——我们只好仍将字写在竹片、龟壳乃至石头上，我们将没有现在的书和练习本；而作战的兵器可能仍是长矛，大刀和弓弩……。一句话，没有成千上万诸如指南针、造纸术、活字印刷术和火药那样的发明创造，就没有人类的进步。以发明马的使用为例，起初马生来并不是为人类服务的，人类的祖先由于当时生存的需要，人们经常从事时间比较长，劳动强度比较大的远程迁移，迫切需要代步工具和交通工具，以减轻劳动强度。马的体能比人强，而且容易驯服，所以人类发明了使用马作为交通工具的动力。据说最早把受力点放在马颈上，发现行不通，后改放在马肩上，才发挥马的潜力。随着社会发展产生了战争，马又被人类发明为作战的工具，为了增强战斗力，人类又发明马蹬、马鞍、马鞭和马刺，当时发明使用了马蹬和马鞍的民族很快征服了没有这个发明的民族。因为有了马蹬和马鞭，能更有效地发挥人类在地面直立行走积累的所有的作战技能，显示了这个发明的科学性和实用性，很快传遍了全世界，推动了人类社会的进步。后来人们又发明了给马脚钉铁马掌，一直沿袭至今。被认为马的使用方面的发明已相当完美了，但是不然，随着材料科学的发展，1985年我国有人发明了塑料
纳米科技的发展现状及前景
纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，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的一种技术。 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，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1993年，第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开，将纳米技术划分为6大分支：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，促进了纳米技术的发展。由于该技术的特殊性，神奇性和广泛性，吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力研究。纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造，测量、控制和产品的技术。纳米技术主要包括：纳米级测量技术：纳米级表层物理力学性能的检测技术：纳米级加工技术；纳米粒子的制备技术；纳米材料；纳米生物学技术；纳米组装技术等。关键突破 1990年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母。这证明费曼是正确的，二个字母加起来还没有3个纳米长。不久，科学家不仅能够操纵单个的原子，而且还能够“喷涂原子”。使用分子束外延长生长技术，科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子。目前，制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德· 费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 纳米技术包含下列四个主要方面：
纳米技术与未来生活
纳米技术与未来生活 “正像七十年代微电子技术引发了信息革命一样，纳米科学技术将成 为下世纪信息时代的核心。” ——IBM的首席科学家Amotro ●纳米技术的起源与发展 1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后甚至可以根据人类的意愿，逐个排列原子或分子，制造超晶态产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 七十年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术（Nano-technology）一词描述精密机械加工。1982年，科学家发明观察纳米结构的重要工具－－扫描隧道显微镜（STM），揭示了一个可直接探测的原子、分子世界，对当时称为“介观物理”（Mesoscopic Physics）的研究和发展产生了积极的促进作用。并且，只有在介观体系中才显得那么重要的表面和界面问题也开始发展成为科学。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。 ●纳米与纳米技术 所谓纳米，它仅仅是一个长度单位，一个纳米相当于十亿分之一米，是人类毛发直径的一万分之一，是可见光最短波长的四百分之一。如果做一个纳米的小球，把它放在一个乒乓球上，就好像把乒乓球放在地球上。纳米一个比微观尺度（原子大小为0.1纳米）大，又比宏观尺度（光学显微镜分辨极限的微米尺度）小的世界。这个世界里的研究工作是从基础物理学对这个尺度上的结构（纳米结构——Nano-structure）所表现出的奇异特性开始的。如果考察电子通过纳米圆环所组成电路，它的行为将不遵守欧姆定律，而表现出彼此之间的关联性（AB效应）。在这个尺度上的物质，表面原子或分子占了相当大的比例，已经无法区分它们是长程有序（晶态）、短程有序（液态），还是完全无序（气态）了，而成为物质的一种新的状态——纳米态。并且，人们很早就注意到这种纳米态的性质不主要取决于其体内的原子或分子，而是主要取决于表面或界面上分子排列的状态。由于它们具有量子力学上的强关联性而表现出完全不同于宏观和微观世界的介观性质，这就是纳米材料。 而通常讲的纳米科技就是对待这样一个数量级的微观世界的科学技术。其精髓是从对原子分子的精确控制出发，构建具有全新分子、全新排列形式的人造结构。也就是说，纳米技术希望能够操纵一个一个原子、一个一个分子，并用这种办法来做成一些材料和器件。1959年，加州理工学院的一位教授就提出了这样一种设想：做一种万能制造机，一面放上各样的分子、原子，另一面想出来什么东西，就通过原子的组排，轻松实现。而从原理上讲，利用纳米技术，是有可能的。可见纳米技术的神奇了。 作为纳米技术，本身它并不神秘，实际上从微米技术到纳米技术，应该说啊是科学发展的一个自然的结果。我们现在生活在微米时代。在微米时代，我们用计算机，录像机、电视，都是微米技术的结晶。比如奔腾芯片已经做到了0.17-0.18个微米，相当于几百个纳米。也就是说，从尺度上来讲，微米技术已经逐渐进入到纳米尺度。所以从某种意义上讲，从诶米科技到纳米科技是科学发展的必然结果。 然而，纳米技术不仅仅是微米技术的简单延伸，实际上纳米技术是建立在人们对纳米世
科学技术发展对人类生活带来的影响
科学技术对人类生活的双面影响 昆明理工大学机电工程学院 姓名：邓红川学号：2012703005 摘要： 任何事物都具有两面性，科学技术也不例外，一方面，科学技术能斩断愚昧落后，另一方面，它也可能给人类带来灾难。文章结合自然辩证法知识浅论了科学技术给人类谋取的福利以及带来的灾难，并分析其原因，指出人类应以科学发展观为指导，正确使用科技力量，为人类造福，推动社会更好更快的发展。 关键词： 科学技术、双刃性、生产力、危害 正文： 从古至今，人类社会发生了翻天覆地的变化，其中，科学技术对经济和社会的发展所做出的贡献是毋庸置疑的，但科学技术在推动人类文明进步的同时，也给人类带来了许多的负面影响。从马克思哲学思想的角度考虑，任何事物都具有两面性，科学作为客观存在的事物，有利端也有弊端，它就像一把双刃剑，在推动社会迅速向前发展的同时，而不可避免的带来了一些负面问题。 近年来，我国在高新科学技术方面取得了骄人的成绩。载人航天技术、火箭、卫星技术等航天高科技取得了重大的成果，大大提高了我们的航天水平和国际地位；人类基因测序、转基因药物的研发为重难疫病的诊断治疗开辟了一条崭新的道路；两系杂交水稻的成功研制推广解决了制约我国国计民生的最大难题，这一系列的事例充分的说明了科学技术给人类带来的利益，科学技术的发展从方方面面影响着人类的生活，为人类提供生存条件等方面发挥了不可磨灭的作用，同时，也为国家的现代化建设做出了卓越的贡献。 科学技术迅猛发展，日新月异，科学技术所提供的新手段是几百年甚至几十年前人们难以想象的。借助于这些开拓世界，改变世界的新手段，大到国防建设，小到平民百姓，都发生了翻天覆地的变化。所有的一切都证明，科学技术是第一生产力，科学技术的进步标志着生产力的进步，生产力的改变标志着社会的进步。如今，高新的科学技术又成为当代经济发展的第一生产力，成为增强综合国力的
纳米材料及其应用前景
纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词：纳米材料；功能；应用； 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、 强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
纳米技术的现状、应用、发展趋势及存在问题
纳米技术的现状、应用、发展趋势及存在问题 21世纪，信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术是科学技术发展的主流。人们普遍认为，纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响，远远超过电子技术。 纳米生物技术是国际生物技术领域的前沿和热点问题，在医药卫生领域有着广泛的应用和明确的产业化前景，特别是纳米药物载体、纳米生物传感器和成像技术以及微型智能化医疗器械等，将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用。 目前，国际上纳米生物技术在医药领域的研究已取得一定的进展。美国、日本、德国等国家均已将纳米生物技术作为21世纪的科研优先项目予以重点发展。 纳米技术：于细微之处显神奇 纳米技术是在纳米尺度内，通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件和充分利用它们的特殊的性能，并且探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于纳米正好处于原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带，被称为纳米世界，也是物理、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地。纳米材料中包含了若干个原子、分子，使得人们可以在原子层面上进行材料和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子"组合"在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质，这种"组合"被称为"超分子"或"人工分子"。"超分子" ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、
的性质，如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。当"超分子"继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又会失去。通俗来说，纳米材料一方面可以被当作一种"超分子"，充分地展现出量子效应；而另一方面它也可以被当作一种非常小的"宏观物质"，以至于表现出特性。同时，许多化学和生物反应的过程也发生在纳米尺度的层面上，因此探测纳米尺度内物理、化学和生物性质的变化，将加深对生命科学的理解。对由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合他们，是当今纳米科学技术的主要问题之一。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、生物技术和农业等方面。 在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究，这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用，它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分，是有利的作用，还是不利的作用更难以判断，这不但给某一现象的解释带来困难，同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。如何控制这些效应对纳米材料性能的影响，如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响，这都是控制工程研究亟待解决的问题。国际上近一两年来，纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面：一是纳米颗粒的表面改性，通过纳米微粒的表面做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度；二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态（连续分布还是孤立分布）来控制量子尺寸效·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、