国家纳米科学中心研究方向介绍 见微知著 - 纳米世界中的科学
纳米科技的基本概念和内涵
一、纳米科技的基本概念和内涵1．1 纳米科学技术（Nano－ST）是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，他的基本涵义是在纳米尺寸（10－10～10－7）范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创新新物质。
纳米科技是研究由尺寸在0.1~100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。
纳米科技主要包括：⑴纳米体系物理学；⑵纳米化学；⑶纳米材料学；⑷纳米生物学；⑸纳米电子学；⑹纳米加工学；⑺纳米力学。
纳米（nanometer）,是一个长度单位，简写nm。
1nm＝10－3μm＝10－6mm＝10－9m。
纳米科技所研究的领域是人类过去从未涉及的非宏观、非微观的中间领域，从而开辟人类认识世界的新层次，也使人们改造自然的能力直接还原到分子、原子，这标志着人类的科学技术进入了一个新时代——纳米科技时代。
以纳米新科技为中心的新科技革命将成为21 世纪的主导。
1．2 纳米材料的定义把组成相或晶粒结构控制在100纳米（nm）以下的长度尺寸的材料称为纳米材料。
也可以说纳米材料的平均粒径或结构畴尺寸在100nm以下。
可以预料，纳米材料的性质会与别于，而且往往优于那些由粗晶粒组成的传统材料。
在过去的几年中人们已经制备出来纳米结构材料。
从广义上来说合成纳米结构材料具有下列结构特点：⑴原子畴（晶粒或相）尺寸小于100nm；⑵很大比例的原子处于晶界环境：⑶各畴之间存在相互作用。
对于纳米结构材料的兴趣推动了各种纳米材料制备方法的研究和发展。
这些方法包括物理方法、化学方法和机械力学方法等等。
如今人们已经看到：借助于新创造的特殊工艺制备纳米相材料已经成为可能，使用这些方法可以控制尺寸和复杂的形态、相互作用和组织。
首先，在纳米尺寸状态中的原子簇有成千上万个原子，现在使用物理方法或化学方法来制备这些原子簇，再把其组装成材料，并使用各种传统方法来研究这些材料。
第二是纳米结构材料中相的组成是非常重要的。
2024年 硕士点 纳米科学与技术
2024年硕士点纳米科学与技术纳米科学与技术是一门研究和应用物质的微小尺度特性和现象的学科。
随着科技的不断发展，纳米科学和纳米技术已经成为当今世界的一个热门领域。
在2024年，纳米科学与技术的研究和应用将更加突出，给我们带来更多的机遇和挑战。
首先，随着纳米科学和纳米技术的快速发展，我们将迎来更多的创新和发现。
纳米尺度的特性使得物质表现出与宏观世界完全不同的性质和行为。
通过探索纳米尺度下的物质行为，我们可以设计和制造出具有高强度、高导电性、高磁性等优异性能的新材料。
这将在许多领域带来突破性的应用，如电子、光电子、生物医学、能源存储等领域。
其次，纳米科学与技术将有助于解决一些重大的全球性问题。
例如，纳米技术可以用于提高能源利用效率，减少能源消耗和污染。
通过纳米材料的设计和制备，我们可以制造出高效的太阳能电池、高容量的锂离子电池等，从而推动清洁能源的发展。
此外，纳米技术还可以应用于水处理、环境修复等方面，帮助改善环境质量，保护生态平衡。
除此之外，纳米科学和技术也将推动医学和生物科学的进步。
纳米技术在生物医学领域的应用已经取得了一些重要的突破，如纳米药物载体、纳米影像技术等。
这些技术的应用使得药物的输送更加精确、高效，同时减少了对健康组织的损害。
纳米技术还可以用于细胞工程、组织工程等方面，为医学研究和治疗提供新的手段和思路。
然而，纳米科学与技术的发展也带来了一些新的挑战和风险。
首先，纳米材料的制备和应用需要高超的技术和设备，这对研究人员提出了更高的要求。
其次，纳米材料的安全性和生态风险也需要引起关注。
纳米材料因其特殊的性质，可能对环境和生物体产生潜在的影响。
因此，我们需要在推动纳米科学和技术的发展的同时，加强相关的安全评估和监管。
总之，纳米科学与技术将在2024年迎来更加繁荣的发展。
通过纳米尺度下的探索和创新，我们将能够设计和制造出更多具有突出性能的新材料，推动清洁能源、医学和生物科学的进步。
然而，我们也需要认识到纳米科学与技术所带来的挑战和风险，并采取有效的措施来解决这些问题。
兰州理工大学教授、博士生导师喇培清见微知著 持续探索纳米世界的进阶者
INNOVATING TALENT|创新达人兰州理工大学教授、博士生导师喇培清：见微知著持续探索纳米世界的进阶者■文/杜浩钧他出生于丝绸之路的必经之地，从小就积淀了大西北人的粗犷性格，却在经历了20多年的实验室生活后，变得极为细致谨慎、严谨有序；他曾远赴英伦，利用牛津大学先进设备，夜以继日地研究，获得了宝贵的第一手实验数据，并且在国内将研究成果发表，使得祖国拥有了纳米晶合金材料的知识产权；他有幸代表兰州人民，参加了2008年北京奥运会火炬接力，从内心感谢祖国的培养，也感慨和平崛起的祖国凸显岀的强大力量和蓬勃发展后劲；他是一名平凡的科研工作者、大学教授，却在其平凡的岗位上，从小处着眼，逐步破解纳米材料的奥秘，一点一点地将其成果转化应用到相关行业，成绩斐然。
他叫喇培清，一名回族博士生导师，二级教授，已经用自己辛勤的汗水和丰富的知识培养了70余名硕士研究生，8名博士研究生，3名博士后。
他还担任中国微米纳米技术学会理事、甘青宁三省电子显微镜学会副理事长、国家自然科学基金项目评议专家、省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室副主任等。
高嫡合金实现低成本制备2020年6月，两项自主研发的发明专利获得授权，由喇培清带领的团队将此荣誉献给了省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室。
两项发明均涉及到一种叫做高爛合金的新型材料，高爛合金一般是指由5种或5种以上等原子比或接近等原子比金属元素形成的合金。
由于其特殊的组织结构,表现出高硬度、耐腐蚀、耐高温氧化等优异的物理化学性能，可以在多个领域应用。
传统的高爛合金制备方法对原料纯度要求高，设备复杂，同时需要反复熔炼来保证合金成分的均匀性，且沸点较低的金属在熔炼过程中易挥发，使得成分控制比较困难，难以实现工业化生产。
喇培清带领团队经过多年技术攻关，釆用“铝热法”制备了一系列的高爛合金。
该方法生产设备简单，占地面积小，生产规模可调，产品种类多，且能耗小、周期短、成本低，具有广泛的工业化生产前景。
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。
国家纳米科学中心
Ø 国家纳米科学中心启动纳米检测实验室的认 可工作
Ø 国家纳米科学中心东配楼改造 ² 用于定量生化检测的多步稀释微流控芯片的
制备 ² 通过热蒸发 CVD 方法制备高含氮量的碳氮纳
米线 u 感受延安精神
u 纳米科技改变未来—国家纳米科学中心公众开放 日侧记
６ 月 ２ 日晚上，在陕北风格的窑洞会议室里，举行了一场别开生面 的中心党委工作评估会，京区党委组织员邵有余同志代表京区党 委参加了会议。查连芳副书记代表党委做了题为“坦诚沟通，积极开 拓，探索宽松共享的创新文化”的党委年度工作总结报告。她要求广 大党员要以自己的行动践行“延安精神”，充分发挥党员的先锋模范作 用，吃苦在前，享受在后，不仅要把自己的本职工作干好，还要带领 广大职工群众，一心一意推动中心事业向前发展。
双脚踏上延安这片革命圣土，全体同志无不从内心深处感到亲切、 激动和自豪。大家仔细地观看着展厅里的照片、文物，认真地听着讲 解员声情并茂的解说。走进毛泽东、周恩来、朱德、刘少奇、任弼时 等老一辈革命家曾经住过的窑洞，看到屋主人曾经用过的办公桌，坐 过的靠背木椅，拨过的老式手摇电话，大家仿佛回到了那战火纷飞的
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纳米技术的认证委员会等工作，建设我国纳米产品安全性评估方法以 及安全性认证体系，保障国家纳米科技的可持续发展。
（供稿人：科技管理部）
北京分院副院长乔均录一行到中心进行工作调研
５ 月 ３１ 日，北京分院乔均录副
院长、院地合作处魏令波副处长到
中心进行工作调研。
中心副主任查连芳研究员对
分院领导一行的到来表示欢迎。中
中心研究人员利用中心实验平台购置的准分子激光，设计制备了一 种小型化的基于微流的多步自动混合连续稀释器的装置，用于代替传 统的多孔盘连续稀释。制成这种微流管道模板（宽度 １００µｍ、深度 ３０µｍ～ ６０µｍ ） 形 成 连 续 稀 释 器 后 ， 利 用 聚 二 甲 基 硅 氧 烷 （ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ， ＰＤＭＳ）进行两次翻模后与玻璃键合得到封 闭的微流管。在微流管的入口端将液体样品与稀释液按照一定速率比 进样，由于微流管道具有混合、稀释功能，样品浓度按几何级数衰减。 利用荧光强度分析，将测量的荧光发光强度对稀释度作图，数据点呈 近似指数衰减分布。数据点与拟合值的最大相对偏差小于 ５％。本方法
纳米科学和技术的前沿和发展趋势
纳米科学和技术的前沿和发展趋势纳米科学和技术是近年来最受关注的一个领域，因其极小尺度的研究对象和应用前景，不同于传统科技领域，被誉为“21世纪的革命性科技”。
它以纳米米（一个亿分之一米）为尺度，利用纳米颗粒、纳米结构和纳米装置等纳米材料开发出全新的产品、技术和应用，涉及硅电子、医药卫生、能源环保、材料科学和仿生学等各个领域，且不断拓展新的研究领域。
本文将从纳米材料、纳米生物技术和纳米电子三个方面探讨纳米科学和技术的前沿和发展趋势。
一、纳米材料纳米材料是纳米科技的基础。
它不仅有着普通材料所没有的新性质，如量子效应、磁性、光学性质等，还能制造出高强度、高韧性、高导电性、高导热性、高化学活性和高反应活性等特性，极大地增强了材料的性能。
近年来，石墨烯、碳纳米管等纳米材料因其独具优势的性质及广泛的前景，成为纳米材料中的热点材料。
石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维结构材料，拥有极高的电子流动性和机械强度，可应用于柔性电子、纳米电子器件、光学、催化等领域。
由于石墨烯的多功能性，学术界正在探索石墨烯在新能源开发领域的应用，如锂离子电池、超级电容器、电解水制氢等。
碳纳米管是一种纳米级管状结构的碳材料，具有较高的机械强度、导电性和导热性，而其宽窄、表面修饰、打孔等结构特点也影响其物性和应用。
目前，碳纳米管已有了很多的应用领域，包括电池、传感器制假、生物传感等等。
二、纳米生物技术纳米生物技术是一种交叉学科，将纳米科学和技术与生物学相结合，可以制备新型的生物材料、探测技术、生物医药与诊断工具，不仅可以用于治疗疾病、提高药物作用效果，还可以开发更高效、高安全的药物，可望为医学治疗带来突破性进展。
纳米生物材料是拥有纳米级尺寸的生物材料，可利用其特殊的生物学、物理学和化学性质，制备出一般生物材料所无法比拟的新型生物学材料。
纳米生物材料主要包括纳米结构复合材料、纳米尺度半导体器件、生物传感器、纳米医药等领域。
生物传感器是一种对特定生物信号进行探测和检测的机器，以研究和分析生物体内发生的生物学现象。
纳米技术资料
纳米技术资料纳米技术是一项涉及微小材料（尺寸在1到100纳米之间）的技术，这些材料比人类头发的直径还要小。
纳米技术是一项新兴的技术，它有着广泛的应用，如医学、能源、环境、制造和计算机等领域。
纳米技术的原理是“制造分子级别的器件”，因此其研究领域涉及到化学、物理、生物学和工程学等多个学科。
纳米技术的基础是对微小物体的研究，如尘埃、分子和原子等。
这些微小物体的特殊性质使得它们成为研究和掌控微观世界的理想对象。
纳米技术的核心是分子自组装和分子操作技术，这些技术可以制造出非常小的元件，如晶体管、传感器和纳米机器人等。
纳米技术的研究领域有很多，其中包括纳米电子学、纳米磁学、纳米光学、纳米生物学等。
这些领域中，纳米电子学是最为重要的一项，因为它是纳米技术中最初也是最活跃的领域。
通过纳米电子学，人们可以制造出非常小的电路和微小的处理器，进而推动计算机技术的发展。
在医学领域，纳米技术有广泛的应用，如纳米药物、纳米生物传感器和纳米医疗器械等。
纳米药物可以穿过人体组织中的毛细血管，定位到病变部位，并释放治疗药物，从而提高药物的治疗效果。
纳米生物传感器可以用于快速检测人体的生化指标，如葡萄糖、胆固醇和蛋白等。
纳米医疗器械可以制造出更小、更安全、更精确的医疗器械，如纳米手术刀和纳米磁共振成像设备等。
在能源领域，纳米技术可以在能源转换和存储领域中发挥重要作用。
例如，纳米材料可以用于制造出更高效的太阳能电池，纳米材料也可以用于存储氢气，从而应用于氢燃料电池等。
此外，纳米技术也可以用于制造高效的储能设备和燃料电池等。
在制造领域，纳米技术可以制造出更坚硬、更轻盈的材料，如碳纳米管等。
纳米技术也可以制造出更高效的涂层和防腐蚀材料，从而延长材料的使用寿命。
在环境保护领域，纳米技术可以应用于污水处理和空气净化等方面。
值得一提的是，纳米技术也存在一定的安全风险和伦理问题。
由于纳米材料的微小尺度和特殊性质，其对人类健康和环境的长期影响尚未完全了解。
纳米技术简介
纳米技术简介纳米技术是指在纳米量级范围内设计、控制、制造和应用物质的技术，它是当前现代科技中最前沿、最为热门和具有巨大发展潜力的科学领域之一。
纳米技术是一种跨学科的综合性技术，涉及材料、物理、化学、生物学、医学、电子、计算机等各个领域，为解决许多世界性的问题提供了新的思路和手段。
本文将从纳米技术的发展历程、纳米技术的性质和应用、纳米技术的未来发展方向等方面进行介绍。
一、纳米技术的发展历程随着科学技术的不断发展，人类的认知水平不断提升，科学家们不断探索各种新型材料和新型技术。
20世纪50年代以来，随着计算机技术的发展，人类逐渐开始了解和控制物质的微观结构和性质。
1974年，麻省理工学院的约瑟夫?菲奥利奇成为第一位提出“纳米技术”这个概念的人。
1981年，IBM实验室的斯科特?凯尔文提出了“扫描隧道显微镜”，这一技术被认为是开启纳米技术时代的关键技术。
1991年，与凯尔文有合作关系的蒂尔曼一起发明了原子力显微镜，使得人类可以探索纳米级别的物质结构和表现。
1999年，英国科学家林尼格尔想到了如何组装纳米级物质的思路，并发明了“分子机器人”概念，成功制造出了分子级别的计算机零部件。
此后，纳米技术得到了快速发展。
二、纳米技术的性质和应用1.纳米技术的性质：纳米级得物质具有许多独特的性质，科学家们已经发现，常规材料如金属、陶瓷、塑料等等当它们变成纳米粒子或结构时，具有不同于其宏观物理特性的新的性能表现，例如大小效应、表面效应、量子效应等等。
如共轭聚合物、碳纳米管、二维材料、自组装超晶格等所研发的纳米新材料，为电子、光电等各个领域的产品极大地增强了性能。
2.纳米技术的应用：纳米技术在诸多领域的应用研究正在不断突破，例如在医疗健康方面，纳米技术可以开发制造出具有高效传递药物和治疗某些疾病的纳米粒子。
在电子技术领域，纳米技术可以制造出更小、更快、更节能的集成电路和大规模集成电路。
在环保领域，车间污染物氮氧化物(NOx)、甲醛、苯等物质的排放，可以通过使用纳米材料催化剂降低排放。
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梁兴杰，博士生导师。2000年在中国科学院生物物理研究所获得博士学位，其后在美国国立卫生研究院国家肿瘤研究所从事博士后研究，之后在美国国家神经疾病与中 主要研究工作涉及纳米药物的分子和细胞肿瘤学作用机理、以及纳米科学在肿瘤医学和生物学领域的应用。当前的研究重点是探索和发现新型纳米药物在纳米尺度上独 E-mail：liangxj@
蒋兴宇，博士生导师，入选中科院“百人计划”（2007年）。从美国芝加哥大学获化学学士（1999年），哈佛大学获化学硕士（2001年）、博士（2004年），并在哈佛 研究工作包括：1) 用化学、物理和材料学的方法和技术控制蛋白质和细胞与固体表面的相互作用，并用这些技术来解决细胞在固体表面粘附、单个细胞在表面分化和 E-mail：xingyujiang@
孙连峰，博士生导师。2000 年在中科院物理所获得博士学位，之后在新加坡、剑桥大学Cavendish 实验室从事研究工作。2004 年入选中科院“百人计划”。 研究方向包括一维纳米材料（碳纳米管、硅线等）以及异质结的制备、结构以及由其构建的电输运器件研究。纳米金属电级对的制备，量子点、单分子器件的 研究。纳米器件中的尺寸效应、量子效应研究。已发表包括Nature (1), Nano Lett. (3), Adv. Mater.(4), App. Phys. Lett. (8)等SCI 论文近50篇，文章他人 引用率超过600 次。获得过中国科学院院长特别奖，国家自然科学二等奖，中国科学院自然科学一等奖各一次。 目前主要研究领域：1）纳米材料的制备及结构表征；2）微加工技术以及在纳米金属电极对制备的应用；3）纳米器件的电输运性质研究；4）纳米超敏感探测 技术。 E-mail：slf@
报告时间：2008年8月28日 下午 2点（星期四） 报告地点：吉林大学无机超分子楼二楼圆形报告厅
唐智勇，博士生导师。1999年在中科院长春应化所获得博士学位，之后在瑞士苏黎世联邦工学院、美国密歇根大学从事研究工作。2006年入选中科院百人计划。 研究工作主要包括建立了利用纳米粒子的内在相互作用自组装合成一维纳米线和二维纳米片的新方法，突破了教科书中关于晶体生长的定论。首次利用纳米薄膜组装技 目前主要研究领域：：1）纳米材料生长和可控组装的内在机理。2）新型纳米功能材料的光电性质，及其在能源和环境领域的应用。3) 纳米生物材料在药物释放,生物 E-mail：zytang@
刘冬生，博士生导师。2002年于香港理工大学获博士学位，之后在英国剑桥大学从事博士后研究。2004年入选中国科学院“百人计划”。2007年获得国家自然科学基金 当前主要从事以核酸、蛋白质等生物分子为基础的纳米结构组装及纳米材料制备与应用研究，包括：1）酸碱驱动的核酸分子机器运动机制研究；2）以核酸分子机器为 E-mail：liuds@
裘晓辉，博士生导师。2000 年在中国科学院化学研究所获得博士学位, 之后在美国加州大学Irvine 分校、美国IBM 公司中心研究部及俄亥俄州立大学从事博 士后研究。2005 年入选中科院百人计划。在 Science，Phys. Rev. Lett., Nano Lett., JACS等国际学术期刊上发表论文三十余篇。曾获得过中国科学院院长特别 奖，全国百篇优秀论文奖。 主要研究方向是低维纳米材料和结构及其功能器件的光学和电学特性研究。本研究工作是一个多学科交叉的前沿研究领域，涉及纳米材料的设计制备、微纳器 件的制作与表征、显微超快光谱学测量、以及低温真空扫描探针显微术等多种实验方法和技术。 E-mail：xhqiu@
见微知著 - 纳米世界中的科学探索
碳纳米管器件与能量转换，孙连锋，研究员（百人计划） 酸碱驱动的核酸纳米机器研究，刘冬生，研究员（百人计划/杰青） 低微材料的光电性质和器件探索，裘晓辉，研究员（百人计划） 纳米粒子超结构的制备与应用，唐智勇，研究员（百人计划） 用微纳米结构探索生物世界，蒋兴宇，研究员（百人计划） 应用纳米科学解决生物和医学中的关键问题，梁兴杰，研究员（百人计划） 纳米富碳材料的结构控制及其在新能源领域的应用，智林杰，研究员（百人计划）
智林杰，博士生导师。2000年在中科院煤炭化学研究所获得博士学位，之后在中科院化学研究所、德国马普高分子研究所从事研究工作。2007年入选中科院“百人计划 目前主要研究领域：1）结构可控的富碳纳米功能材料；2）针对锂离子电池、燃料电池和太阳能电池等的新型高效电极材料；3）具有特定结构的多功能催化材料。 E-mail： zhilj@