纳米技术发展史

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全球纳米技术的发展现状3篇

全球纳米技术的发展现状3篇

全球纳米技术的发展现状第一篇:纳米技术的定义与发展历程纳米技术,是一种利用纳米级别的材料、器件等进行制造和应用的技术。

纳米级别指的是物质的尺寸在1~100纳米之间。

纳米技术在材料、生物、能源、环境、电子、通讯、医学等领域都有广泛的应用,被认为是未来科技的重要发展方向。

纳米技术的历史可以追溯到古希腊时期,当时的哲学家们就开始谈论关于原子的理论。

但是直到20世纪60年代,人们才开始真正研究和利用纳米技术。

1986年,美国科学家Eric Drexler在他的著作《引力的相机》中首次提出了纳米技术的概念,他预测纳米技术能够利用分子级别的材料制造出比人类细胞还小的机器,实现人类的技术梦想。

1990年代,随着扫描隧道显微镜的发明,人们开始能够直接观察和操纵纳米级别的物质。

这一技术的发明标志着纳米技术的正式起步,并成为了纳米技术的重要工具。

21世纪初,各国政府开始投入大量资金支持纳米技术领域的研究和开发。

目前,美国、欧洲、日本、中国等国家都在纳米技术领域取得了一定的成果,相关的科研机构、企业也越来越多。

尽管纳米技术发展前景广阔,但也存在着一定的风险和挑战。

在人类对于纳米级别物质影响的了解还不够充分的情况下,纳米技术的应用可能会对人类健康和环境造成一定的风险。

因此,对于纳米技术的安全监管和风险评估至关重要。

第二篇:纳米技术的应用领域和发展趋势纳米技术已广泛应用于材料、生物、能源、环境、电子、通讯、医学等多个领域。

在材料领域,纳米技术可用于制备各种新型材料,如纳米粉体、纳米晶体、纳米复合材料等。

这些新材料具有独特的性能,如高强度、高韧性、高导电性、高热稳定性等。

在生物领域,纳米技术可用于制备纳米生物传感器、纳米药物、纳米生物材料等。

这些应用可以用于治疗疾病、检测生物分子、改进有机材料等方面。

在能源领域,纳米技术可以解决能源存储和转换问题。

例如,利用纳米材料制备的锂离子电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命,纳米催化剂可以提高催化反应的效率,纳米光伏材料可以提高太阳能电池的转换效率等。

纳米技术

纳米技术

• 利用纳米技术还可制成各种分子传感器和探测器。利
用纳米羟基磷酸钙为原料,可制作人的牙齿、关节等
仿生纳米材料。将药物储存在碳纳米管中,并通过一 定的机制来激发药剂的释放,则可控药剂有希望变为 现实。
• 另外,还可利用碳纳米管来制作储氢材料,用作燃料 汽车的燃料"储备箱"。利用纳米颗粒膜的巨磁阻效应 研制高灵敏度的磁传感器;利用具有强红外吸收能力 的纳米复合体系来制备红外隐身材料,都是很具有应 用前景的技术开发领域。
用扫描隧道显微镜的针尖 将原子一个个地排列成 汉字,汉字的大小只有 几个纳米。
纳米技术应用
1 、纳米技术在陶瓷领域方面的应用 2 、纳米技术在微电子学上的应用 3 、纳米技术在生物工程上的应用 4 、纳米技术在光电领域的应用 5 、纳米技术在化工领域的应用 6 、纳米技术在医学上的应用 7 、纳米技术在分子组装方面的应用 8、纳米技术在其它方面的应用
虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决,但其
优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧
性,使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等 诸多方面都有广泛的应用,并在许多超高温、强 腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作 用,具有广阔的应用前景。
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纳米级微电子元件
日本日立中心实验室利用半导体材料砷化镍,
认为:“物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物 质的可能性”,并表示: “我深信不移,当人们能操纵 细微物质的时候,将可获得极其丰富的新的物质的性质。”
费曼对纳米技术的最早梦想,成为一个光
辉的起点,人类开始了对纳米世界的探求。
科学家发现,在纳米的世界里,物质发生了质的飞 跃。比如硅晶体是不发光的,但纳米硅却会发光;陶瓷
纳米抗菌防静电面料

中国纳米材料发展历史

中国纳米材料发展历史

中国纳米材料的发展历史可以追溯到上世纪80年代末和90年代初。

以下是一些重要的发展阶段和里程碑事件:
1.1980年代末:中国开始了对纳米材料的研究,主要集中在粉体技术和纳米结构的合成
方面。

2.1990年代初:中国科学家开始探索纳米材料的制备方法,并取得了一些关键性突破。

例如,1991年成功合成了中国第一个纳米粒子,1994年制备了国内首批金属纳米线。

3.1990年代中后期:中国政府逐渐重视纳米科技的发展,并设立了专门的研究机构和实
验室。

2000年成立的中国科学院纳米技术与纳米仿生研究所是中国最早的纳米科研机构之一。

4.2000年代初:中国的纳米材料研究进入了一个快速发展的阶段。

大量的研究论文发表,
涉及纳米材料的合成、性能调控和应用等方面。

5.2000年代后期至今:中国纳米材料领域取得了许多重要突破和成就。

在纳米材料的合
成、特性控制、应用开发等方面取得了显著进展。

中国的纳米技术已经应用于多个领域,包括电子、能源、生物医药、环境保护等。

6.2010年代:中国政府将纳米科技列为重点发展领域之一,并出台了一系列支持政策和
计划,以推动纳米材料的研究和产业化。

同时,中国还加强了与国际纳米科技组织和机构的合作,促进了纳米材料领域的交流和合作。

总的来说,中国纳米材料的发展经历了数十年的积累和努力,逐步形成了一定的产业基础和科研实力。

随着技术和应用的不断发展,中国在纳米材料领域正逐渐崭露头角,为科技创新和产业升级提供了重要支撑。

纳米科技发展史

纳米科技发展史

迎接伟大的纳米时代------创建美国纳米材料集团公司“我要谈的是如何操纵及处理一些很小尺度的东西。

我已证明你可以降低材料的尺度。

现在我要预示这里有丰富的机会。

一个空前更大范围的材料性能革命。

假设我们能将材料或一个精巧的小东西,弄成原子水平尺度,那么我们可以玩不同的游戏了。

”----------费曼的视野(1959)第一节材料改变世界“纳米”是英文nanometer 的译名,它是一种度量单位。

1纳米为百万分之一毫米,也就是十亿分之一米。

1982年扫描隧道显微镜发明后,便诞生了一个以0.1~100纳米长度为研究对象的原子世界,它的目标是以原子或分子来构造具有特定功能的产品。

纳米技术是指在此基础上制造新材料、研究新工艺的方法和手段。

纳米科学技术正式“开宗立派”是在1990年。

这一年,美国成功地举行了第一届纳米科技大会,且正式创办了《纳米技术》杂志。

虽然纳米科学技术出现的时间不长,但它带来的冲击是明显的,越来越多的科学家相信,这门新兴的学问将带来一轮新的革命,人们将迈入一个新的世界。

星星高照,纳米布满天。

纳米技术不仅体现了对自然的利用,更重要的是体现了人类与自然的和谐相处。

-----2010年萧镜如于美国新泽西,温沙市在微米时代,科学技术得到了突破性进展,人类对微观层次认识不断推进的同时,对宏观世界的认识也逐渐脱离了原有的桎桔。

工业文明之前,指南针在航海技术上的运用及造船工艺的日益进步,人类认识精确化,认识尺度不断细化,促使了地理大发现,证明地球是圆的。

在相当大的程度上解放了人们既有的思维。

天文望远镜制造技术的完善使科学家能够直观地观察到越来越远的空间。

牛顿之后建立起来的经典力学,一方面使人们对微观世界有了更深入的把握,另一方面,通过微积分方法建立了一系列严格的因果关系,并利用行星轨道的偏差和万有引力定律准确预言了海王星和冥王星的存在。

目前,已可对空间尺度小到10-17米的亚核世界,大到150亿光年的整个宇宙进行研究。

生物医用纳米技术的发展与应用

生物医用纳米技术的发展与应用

生物医用纳米技术的发展与应用近年来,纳米技术在生物医学领域的应用得到了越来越多的关注和研究。

纳米技术结合生物医学领域的研究,可以实现诊断、治疗、预防和监测等多种功能。

本文将从纳米技术在生物医学领域的发展历程、生物医学应用的具体场景以及纳米技术在生物医学领域中所带来的影响三方面进行探讨。

一、纳米技术在生物医学领域的发展历程纳米技术最初的发展与应用主要是在物理学、化学等领域中,1986年理论物理学家理查德·费曼在一次演讲中提出了“微机器”的概念,标志着纳米科学得到了更深层次和广泛的关注。

1995 年,打破了那人们镇静的框架,“寡妇蜘蛛”正式面市,纳米科技有史以来的第一场“表演”也正式开始。

这项技术成为纳米科学领域的代名词。

同时,随着细胞穿越和药物传递方面的成功之举,纳米粒子已经成为一种广泛应用于生物医学研究和应用的技术。

二、生物医学应用的具体场景1. 诊断纳米技术在诊断方面的应用主要是用于早期诊断和精确定位。

纳米材料可以被制成磁性的或者光学的纳米探针,用于诊断多种疾病(如癌症、心血管疾病、糖尿病等)。

例如,在肿瘤诊断中,纳米探针可以将癌细胞与健康细胞区分开来,让医生们能够更快地确定肿瘤的位置,并提供更早的治疗的机会。

2. 治疗纳米技术在治疗方面的应用主要是用于提高药物的效果,减少药物的副作用。

纳米材料可以将药物运输到目标组织或器官,同时,它们可以被修饰成各种形状,以便优化它们的运输、吸附、释放药物的速度和效果。

例如,在肿瘤治疗中,纳米颗粒可以运输药物到肿瘤部位,并随着时间的推移释放药物,以达到最好的治疗效果。

3. 预防和监测纳米技术在预防和监测方面的应用主要是用于制造先进的生物传感器,可以用于检查和分析组织和器官的生化和物理性质。

通过纳米传感器的使用,可以高效地检测到生物体内的微小变化,包括能够检测生物细胞的分子生物学活性、表面化学性质或水平的生物天线。

其中,糖类专用传感器已经出现,为表达和进一步了解生命的生物科学研究提供了新的突破口。

纳米生物技术

纳米生物技术
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1. 生物芯片技术
生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物,它不同于半导 体芯片,它是在很小的几何尺度的表面积上,装配一种或集成多 种生物活性分子,仅用微量生理或生物采样,即可同时检测和研 究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性,以及它们之间的相 互作用,获得生命微观活动的规律。生物芯片可以粗略地分为细 胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(DNA芯片) 等几类,都有集成、并行和快速检测的优点,已经成为21世纪生 物医学工程的前沿科技。
纳米生物技术的现状与展望
国际上纳米生物技术的研究范围涉及纳米生物 材料、药物和转基因纳米载体、纳米生物相容 性人工器官、纳米生物传感器和成像技术、利 用扫描探针显微镜分析蛋白质和 D NA的结构 与 疗功效能为等 目重 标在要 。纳领米域生,物以材疾料病,的尤早其期是诊在断药和物提纳高米
载体方面的研究已取得一些积极的进 展,在恶性肿瘤诊疗纳米生物技术方 面也取得了实验阶段的进展,其它方 面的研究尚处于探索阶段。 相信不久 的将来,纳米生物技术将给我们的世 界带来新的改变!
“莲之出淤泥而不染” —— 天然的纳米生物技术
原理
纳米技术在生物学中的应用
纳米技术在生物学中的应用,主要体现在 两个方面:
一、应用纳米技术在纳米尺寸对生物分子进行观 测,操纵生物分子等方面; 二、是纳米材料在生命科学中的应用,包 括纳米无机生物材料、纳米生物高分子材 料和纳米复合生物材料等.
观测和操纵生物分子
小尺寸效应
当纳米微粒尺寸与光波波长,传导电子的德布罗意波长及 超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小 时,它的周期性边界被破坏,从而使其声、光、电、磁, 热力学等性能呈现出“新奇”的现象。

四年级语文纳米技术就在我们身边常用知识点

四年级语文纳米技术就在我们身边常用知识点

四年级语文纳米技术就在我们身边常用知识点1. 什么是纳米技术?2. 纳米技术的历史和发展3. 纳米技术与我们的生活4. 常见的纳米产品5. 纳米技术的应用领域6. 纳米技术的优势和局限性7. 纳米材料的特点8. 纳米技术对环境的影响9. 纳米技术的安全性10. 未来纳米技术的发展趋势1. 什么是纳米技术?纳米技术是指在纳米级别进行物质设计、开发和制备的技术,其中纳米级别是指1纳米(nm)到100纳米之间的尺寸范围。

这项技术的发展可以使我们将物质从分子、原子尺度上改变其特性和性质。

2. 纳米技术的历史和发展纳米技术的历史可以追溯到1959年,这是由科学家理查德·芬曼所提出的“没有什么卡在纳米级别之下”。

随着技术的发展,纳米技术开始应用到各个领域,包括生物、电子、材料等领域。

3. 纳米技术与我们的生活纳米技术在生活中的应用已经越来越广泛。

例如,纳米防护服可以阻挡UV及尘埃;纳米材料可以制造更坚韧耐用的汽车部件;纳米制品可以增加食品的营养成分及保质期等等。

4. 常见的纳米产品纳米产品有许多种类,包括衣物、食品、药品、化妆品、电子产品等等。

例如,纳米保暖衣可以使身体更快更好地保持温暖;纳米滤水器可以过滤掉细菌,保证家庭用水的安全。

5. 纳米技术的应用领域纳米技术可以应用在生物、医学、电子、环保等各个行业中。

例如,纳米制品应用于食品行业可以增加营养成分,应用于医学领域可以有效治疗疾病。

6. 纳米技术的优势和局限性纳米技术的优势在于能够制造更高效、更坚韧、更耐用的产品,具有极大的潜力。

然而,还存在一些局限性,例如纳米材料可能会影响健康和环境。

7. 纳米材料的特点纳米材料的特点之一是其具有的高比表面积,可以在保存更少体积的情况下提供更多的表面积。

同时,纳米材料的性质也会因其单个颗粒的尺寸和比表面积而改变。

8. 纳米技术对环境的影响纳米技术所带来的影响,在环境领域中日益受到关注。

有些纳米材料有可能会对环境造成负面影响,例如影响生态系统的平衡,影响动物和人类的健康。

纳米科学技术的发展史及其应用资料

纳米科学技术的发展史及其应用资料

1.纳米技术Nanotechnology定义:能操作细小到0.1~100nm物件的一类新发展的高技术。

生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。

应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科);方法与技术(二级学科)纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术。

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。

利用纳米技术将氙原子排成IBM.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。

2.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。

纳米科技(英文:Nanotechnology)是一门应用科学,其目的在于研究于纳米尺寸时,物质和设备的设计方法、组成、特性以及应用。

纳米科技是许多如生物、物理、化学等科学领域在技术上的次级分类,美国的国家纳米科技启动计划(National Nanotechnology Initiative)将其定义为“1至100纳米尺寸间的物体,其中能有重大应用的独特现象的了解与操纵。

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纳米技术发展史【摘要】纳米技术是21世纪科技发展的制高点,是新工业革命的主导技术,它将引起一场各个领域生产方式的变革,也将改变未来人们的生活方式和工作方式,使得我们有必要认识一下纳米技术的发展史。

纳米技术的发展史是一个很长的过程,同时也是一个广泛应用的过程。

【关键词】发展纳米技术纳米材料纳米技术基本概念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。

在纳米领域,各传统学科之间的界限变得模糊,各学科高度交叉和融合。

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。

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。

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.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。

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。

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。

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。

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。

纳米技术的发展史门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元。

纳米技术的应用1、纳米技术在陶瓷领域方面的应用陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。

但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到了较大的限制。

随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,希望以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。

英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。

所谓纳米陶瓷,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。

要制备纳米陶瓷,这就需要解决:粉体尺寸形貌和粒径分布的控制,团聚体的控制和分散。

块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制。

Gleiter指出,如果多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成,则能够在低温下变为延性的,能够发生100%的范性形变。

并且发现,纳米TiO2陶瓷材料在室温下具有优良的韧性,在180℃经受弯曲而不产生裂纹。

许多专家认为,如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题,从而控制陶瓷晶粒尺寸在50nm以下的纳米陶瓷,则它将具有的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点。

上海硅酸盐研究所在纳米陶瓷的制备方面起步较早,他们研究发现,纳米3Y-TZP陶瓷(100nm左右)在经室温循环拉伸试验后,在纳米3Y-TZP样品的断口区域发生了局部超塑性形变,形变量高达380%,并从断口侧面观察到了大量通常出现在金属断口的滑移线。

Tatsuki等人对制得的Al2O3-SiC 纳米复相陶瓷进行拉伸蠕变实验,结果发现伴随晶界的滑移,Al2O3晶界处的纳米SiC粒子发生旋转并嵌入Al2O3晶粒之中,从而增强了晶界滑动的阻力,也即提高了Al2O3-SiC纳米复相陶瓷的蠕变能力。

虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决,但其优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧性,使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用,并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用,具有广阔的应用前景。

2、纳米技术在微电子学上的应用纳米电子学是纳米技术的重要组成部分,其主要思想是基于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米量子器件,它包括纳米有序(无序)阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。

纳米电子学的最终目标是将集成电路进一步减小,研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。

目前,利用纳米电子学已经研制成功各种纳米器件。

单电子晶体管,红、绿、蓝三基色可调谐的纳米发光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁场探测器已经问世。

并且,具有奇特性能的碳纳米管的研制成功,为纳米电子学的发展起到了关键的作用。

碳纳米管是由石墨碳原子层卷曲而成,径向尺层控制在100nm以下。

电子在碳纳米管的运动在径向上受到限制,表现出典型的量子限制效应,而在轴向上则不受任何限制。

以碳纳米管为模子来制备一维半导体量子材料,并不是凭空设想,清华大学的范守善教授利用碳纳米管,将气相反应限制在纳米管内进行,从而生长出半导体纳米线。

他们将Si-SiO2混合粉体置于石英管中的坩埚底部,加热并通入N2。

SiO2气体与N2在碳纳米管中反应生长出Si3N4纳米线,其径向尺寸为4~40nm。

另外,在1997年,他们还制备出了GaN纳米线。

1998年该科研组与美国斯坦福大学合作,在国际上首次实现硅衬底上碳纳米管阵列的自组织生长,它将大大推进碳纳米管在场发射平面显示方面的应用。

其独特的电学性能使碳纳米管可用于大规模集成电路,超导线材等领域。

早在1989年,IBM公司的科学家就已经利用隧道扫描显微镜上的探针,成功地移动了氙原子,并利用它拼成了IBM三个字母。

日本的Hitachi公司成功研制出单个电子晶体管,它通过控制单个电子运动状态完成特定功能,即一个电子就是一个具有多功能的器件。

另外,日本的NEC研究所已经拥有制作100nm以下的精细量子线结构技术,并在GaAs衬底上,成功制作了具有开关功能的量子点阵列。

目前,美国已研制成功尺寸只有4nm具有开关特性的纳米器件,由激光驱动,并且开、关速度很快。

美国威斯康星大学已制造出可容纳单个电子的量子点。

在一个针尖上可容纳这样的量子点几十亿个。

利用量子点可制成体积小、耗能少的单电子器件,在微电子和光电子领域将获得广泛应用。

此外,若能将几十亿个量子点连结起来,每个量子点的功能相当于大脑中的神经细胞,再结合MEMS(微电子机械系统)方法,它将为研制智能型微型电脑带来希望。

纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段,按照全新的理念来构造电子系统,并开发物质潜在的储存和处理信息的能力,实现信息采集和处理能力的革命性突破,纳米电子学将成为对世纪信息时代的核心。

3、纳米技术在生物工程上的应用众所周知,分子是保持物质化学性质不变的最小单位。

生物分子是很好的信息处理材料,每一个生物大分子本身就是一个微型处理器,分子在运动过程中以可预测方式进行状态变化,其原理类似于计算机的逻辑开关,利用该特性并结合纳米技术,可以此来设计量子计算机。

美国南加州大学的Adelman博士等应用基于DNA分子计算技术的生物实验方法,有效地解决了目前计算机无法解决的问题-"哈密顿路径问题",使人们对生物材料的信息处理功能和生物分子的计算技术有了进一步的认识。

虽然分子计算机目前只是处于理想阶段,但科学家已经考虑应用几种生物分子制造计算机的组件,其中细菌视紫红质最具前景。

该生物材料具有特异的热、光、化学物理特性和很好的稳定性,并且,其奇特的光学循环特性可用于储存信息,从而起到代替当今计算机信息处理和信息存储的作用。

在整个光循环过程中,细菌视紫红质经历几种不同的中间体过程,伴随相应的物质结构变化。

Birge等研究了细菌视紫红质分子潜在的并行处理机制和用作三维存储器的潜能。

通过调谐激光束,将信息并行地写入细菌视紫红质立方体,并从立方体中读取信息,并且细菌视紫红质的三维存储器可提供比二维光学存储器大得多的存储空间。

到目前为止,还没有出现商品化的分子计算机组件。

科学家们认为:要想提高集成度,制造微型计算机,关键在于寻找具有开关功能的微型器件。

美国锡拉丘兹大学已经利用细菌视紫红质蛋白质制作出了光导"与"门,利用发光门制成蛋白质存储器。

此外,他们还利用细菌视紫红质蛋白质研制模拟人脑联想能力的中心网络和联想式存储装置。

纳米计算机的问世,将会使当今的信息时代发生质的飞跃。

它将突破传统极限,使单位体积物质的储存和信息处理的能力提高上百万倍,从而实现电子学上的又一次革命。

【参考文献】1、《纳米技术于纳米塑料》张玉龙、李长德著,中国轻工业出版社,2002年1月2、《纺织科学中的纳米技术》刘吉平、田军著,中国轻工业出版社3、《纳米化工产品生产技术》童忠良主编,化学工业出版社4、《纳米技术与纳米材料》崔作林著,国防工业出版社5、《纳米科技》马远荣编,汕头大学出版社,2003年7月6、《纳米科技探索》薛増泉著,清华大学出版社7、《纳米科技》杨志伊编,机械工业出版社8、《纳米材料及应用技术》许并社等编,化学工业出版社9、《纳米材料》施利毅等编,华东理工大学出版社10、《纳米纤维》吴大诚等著,化学工业出版社。

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