纳米计量技术的发展与现状
中国纳米技术发展的历史及现状
中国纳米技术发展的历史及现状我国政府对纳米材料及纳米技术的研究一直给予高度重视，国家和各地方通过“国家攻关计划”、“863”计划、“973”计划的实施，积极投入力量和资金，使中国纳米的研发水平获得了很大的发展。
中国纳米材料和纳米技术的研究，已初步形成以各具特色的两大纳米研发中心――北方中心和南方中心为核心，辐射四周的格局。
北方纳米研究开发中心以北京为中心，包括中国科学院的纳米科技中心、化学所、物理所、金属所、化冶所、感光所、半导体所，以及北大、清华、北京建材科研院、北京钢铁研究总院、北京科技大学、北京化工大学、北京理工大学、天津大学、南开大学、吉林大学等；南方纳米研究开发中心以上海为中心，包括中国科学院的冶金所、硅酸盐所、原子核所、固体物理所、上海技术物理所，以及上海交大、复旦、同济、华东理工大学、华东师范大学、中科大、浙江大学、南京大学、山东大学等单位。
除上述两大中心外，西北的西安、兰州，西南的成都以及中南的武汉等也在该领域有所建树。
北方中心的主要研究领域包括纳米碳管、纳米磁性液体材料、纳米半导体、纳米隐身材料、高聚物纳米复合材料、纳米界面材料、纳米功能涂层、纳米材料的制备技术、纳米功能薄膜；南方中心则在纳米医学、纳米电子、纳米微机械、纳米生物、纳米材料、纳米材料制备与应用及产业化等领域具有较强的优势。
从地域分布上分析，约80％的纳米研发力量集中在经济较发达的华东和华北地区，但表面上相对集中，实际仍很分散。
比如以上海为中心的南方纳米研究开发中心，有相当一部分的研究力量又分散在合肥、南京等地，尚未形成规模优势。
从系统分布上分析，纳米研发的主要力量集中在高等院校和中科院系统，这两部分的科研力量占整个中国纳米研发力量的90％以上；另外，也有部分企业介入了纳米材料及技术的研发领域，但力量薄弱(约占5％)，而且层次不高。
从人员结构上分析，中国现有纳米材料及纳米技术的研究人员有4500余人，其年龄结构比较合理，学历背景也非常过硬，70％以上的纳米科研人员拥有硕士以上学位，拥有博士、高级职称的约占30％，拥有硕士、中级职称的约占40％。
精密测量中的纳米计量技术
２１ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ２年 ９月
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文 章 编 号 ：０ ２２ ８ （０ ２ ０ —８ ６０ １０ —０ ２ ２ １ ） ５０ ４—９
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引 言
近年 来 ， 米 科 学 与 纳 米 技 术 发 展 迅 速 ， 纳 已
计 量 技术 按 照 量程 、 辨 率 和 测 量 不 确 定 度 的特 分 点 ， 以 分 为 两 大 类 ： 类 是 激 光 干 涉 仪 技 可 一 术 ， 特 点 是 量 程 大 ， 达 几 十 米 ， 对 小 于 其 可 但
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纳米颗粒的现状及未来五至十年发展前景
纳米颗粒的现状及未来五至十年发展前景引言：纳米技术是21世纪最具前景的科学领域之一，纳米颗粒作为纳米技术的重要应用之一，已经在许多领域取得了显著的进展。
本文将对纳米颗粒的现状进行概述，并展望未来五至十年纳米颗粒的发展前景。
一、纳米颗粒的定义和特点纳米颗粒是指在三个维度上尺寸小于100纳米的颗粒，具有特殊的物理、化学和生物学性质。
相对于传统颗粒，纳米颗粒具有较大的表面积和较高的比表面积，使其具有独特的性能，能够广泛应用于材料、生物医学、能源和环境等领域。
二、纳米颗粒在不同领域的应用现状1.材料领域：纳米颗粒可以用于制备高性能陶瓷、复合材料、光电材料等，在电子、光电子、材料加工等领域有广泛的应用。
2.生物医学领域：纳米颗粒可用于药物传递、肿瘤治疗、生物成像等，具有较高的生物相容性和靶向性，为现代医学提供了新的治疗手段。
3.能源领域：纳米颗粒可用于太阳能电池、燃料电池、储能材料等，在提高能源转化效率和减少能源消耗方面具有巨大潜力。
4.环境领域：纳米颗粒可以应用于水处理、大气净化、土壤修复等，能够高效去除有害物质，达到环境保护的目的。
三、纳米颗粒发展的挑战纳米颗粒的应用虽然非常广泛，但其发展面临一些挑战。
首先，纳米颗粒的合成和表征技术需要进一步完善，以提高颗粒的制备精度和一致性。
其次，纳米颗粒的生物安全性需要深入研究，以确保其在生物医学和环境领域的应用能够经受住长期考验。
此外，纳米颗粒的大规模制备和商业化应用也是一个挑战，需要解决成本和产能的问题。
四、未来五至十年纳米颗粒的发展前景随着纳米技术的不断发展和突破，纳米颗粒的应用前景非常广阔。
在材料领域，纳米颗粒有望实现高性能材料的定制化设计和制备，为材料科学带来新的突破。
在生物医学领域，纳米颗粒将更多地应用于基因治疗、细胞修复等领域，为疾病治疗提供更有效的手段。
在能源领域，纳米颗粒有望应用于高效储能材料、光催化材料等，推动能源转型和可持续发展。
在环境领域，纳米颗粒将成为新一代的环境治理工具，解决水污染、空气污染等问题。
我国微纳技术研究和发展现状及趋势
我国微纳技术研究和发展现状及趋势微纳技术，是指制备和操作尺度在微米和纳米级别的物质或器件的技术和方法。
作为新材料、新能源、新医药、新电子、新生命科学等领域的基础性技术，微纳技术在世界范围内受到广泛关注。
我国微纳技术在国家发展战略中具有重要战略地位，发展前景广阔。
一、我国微纳技术研究现状1.研究进展目前，我国微纳技术研究已经有一定的进展。
在科研机构方面，包括中科院、清华大学、北大、复旦等高校和科研单位，在微纳技术领域均有自己的研究方向和成果。
同时，一大批微纳技术企业已经涌现，涉及电子、制造、生物医药等领域。
这些企业通过各种形式的合作，促进了我国微纳技术的发展速度。
2.主要应用我国微纳技术主要应用在电子信息、新材料等领域。
在电子信息领域，微纳技术用于半导体、光电、MEMS等领域。
新材料领域，微纳技术主要用于生物药物、石墨烯、合金等领域。
在其他领域，比如医疗、环保、食品等也有应用。
3.存在问题我国微纳技术在研究和应用方面还存在不少问题。
首先，我们的微纳技术研究和应用还停留在初步研究阶段，相比于发达国家还有不小的差距。
其次，国内微纳技术企业大多数还是初创的小企业，产业链比较薄弱。
再次，微纳技术发展需要耗费大量资金和技术支持，现有研发体系还无法达到需求。
二、我国微纳技术发展趋势1.政策支持为了加强我国微纳技术的研究与发展，国家对此给予了政策扶持。
政策包括加强技术集成与交叉研究、设立科研基地等。
同时，国家会出台对于微纳技术研究和应用的扶持政策，为企业提供资金和技术支持。
2.人才储备微纳技术的研究需要人才储备。
当前，国内高等教育机构中已涌现一批有实力的微纳技术研究团队，他们在享受政府支持下，为培养人才提供了良好的机会和环境。
3.走好技术发展道路技术路线上，我们应该学习借鉴国外先进经验，用好已有基础。
同时，也需要注重研究开发的实用性和市场竞争力。
一方面，加强微纳技术的研发，另一方面，也需要注意技术的应用和成果。
纳米技术的发展现状及未来趋势分析
纳米技术的发展现状及未来趋势分析纳米技术是近年来备受瞩目的领域之一，其独特的性质和潜力为人类带来了创新的可能性。
本文将讨论纳米技术的发展现状以及未来的趋势，并探讨其在各个领域中的应用前景。
纳米技术指的是处理尺寸在纳米级别的物质和结构的科学与技术。
随着现代科学的发展，人们对纳米世界的探索取得了重大突破。
目前，纳米技术已经应用于物理、化学、生物学、材料学等众多领域。
在材料学中，纳米技术被用于制备高性能的纳米材料，例如纳米颗粒、纳米薄膜和纳米管材料，这些材料具有强大的力学、电学、光学和热学性能。
在电子学领域，纳米技术被用于制备微小的纳米电子元件，如纳米线、纳米管和纳米晶体管。
这些纳米电子元件具有出色的导电性能和尺寸可调性，为电子器件的制造提供了新的途径。
在生物学领域，纳米技术被广泛应用于生物传感、基因工程和药物递送等方面。
通过利用纳米材料的特殊性质，科学家们可以设计出高灵敏度的纳米生物传感器，用于检测微量的生物标志物，例如蛋白质和DNA。
此外，纳米技术还可以用于精确控制药物的递送，以提高药物的效力和减少副作用。
通过将药物封装在纳米粒子中，可以实现药物的靶向传递，减少对健康细胞的损害，提高治疗效果。
纳米技术对环境保护和能源领域的贡献也不可忽视。
纳米材料具有较高的反应活性和表面积，可以用于吸附和催化处理有害物质。
例如，纳米颗粒被广泛应用于水处理中，可以有效去除水中的重金属和有机污染物。
此外，纳米技术还可以用于提高太阳能电池和燃料电池的效率。
通过利用纳米结构的光学和电学性能，可以增强能源转换效率，促进可再生能源的发展。
未来纳米技术的发展还将面临一些挑战和机遇。
首先，纳米材料的安全性和环境影响需要得到充分的评估和研究。
虽然纳米技术给人类带来了巨大的好处，但同时也带来了一些潜在的风险，例如对生物体和环境的毒性。
因此，科学家们需要加强对纳米材料的安全性评估，并制定相关的规范和标准，以确保其可持续发展。
其次，纳米技术的商业化和产业化也面临一些难题。
纳米技术的发展现状和应用前景
纳米技术的发展现状和应用前景随着科技的不断发展，纳米技术已经成为科学界和工业界的一个重要领域。
纳米技术指的是利用纳米尺寸级别的材料进行研究和开发，并将这些纳米材料应用于各个领域。
纳米技术的发展现状目前，纳米技术已经成为一个研究热点。
科学家们正在研究各种纳米材料的性质和制备方法，并探究这些纳米材料在不同领域中的应用。
纳米技术不仅在科学领域受到关注，工业界也对其十分关注。
许多大型企业都在投入大量的资金进行纳米技术的研究和开发，以期获得竞争优势。
纳米技术的应用领域纳米技术已经得到了广泛的应用。
以下是一些纳米技术应用的领域：医学领域纳米技术在医学领域中有广泛的应用，例如药物传递、诊断和治疗。
纳米材料可以通过改变其大小和形状来改变其化学和物理性质，从而使其具有不同的药物传递、诊断和治疗能力。
环境领域纳米技术在环境监测和清洁方面具有重要作用。
纳米材料可以用于污染物的检测和分离，也可以用于水净化和空气净化。
电子领域纳米技术在电子领域中有重要应用，如纳米处理器、纳米电池、纳米传感器、纳米存储器等。
纳米材料可以使电子元件更小、更轻、更快，并提高电子元件的性能和效率。
能源领域纳米技术在能源领域中有广泛应用，如太阳能电池、燃料电池、储能材料、化学传感器等。
纳米材料可以增强能源转换效率、提高能源密度，并降低能源的成本。
纳米技术的未来前景纳米技术已经成为未来科技发展的重要方向。
随着科技的不断进步，纳米技术的应用领域也将逐渐扩大。
在医学领域，纳米技术将越来越重要，并且将推动医学的发展。
例如，纳米材料可以结合光学、生物医学、化学和物理学等学科，开发出新型的诊断和治疗方法。
在环境领域，纳米技术将继续发挥作用，帮助我们更好地了解和控制环境污染，并提供新的环保解决方案。
在电子领域，纳米技术将推动电子元件的发展，从而提高电子产品的性能和效率。
在能源领域，纳米技术将有助于解决能源储存和转换的问题，并加速可再生能源的发展。
结论纳米技术是未来科技发展的重要领域。
纳米技术的发展现状及未来发展趋势
纳米技术的发展现状及未来发展趋势随着科技的不断进步和人类对材料和工艺的深入研究，纳米技术逐渐成为当前科技界研究的热点之一。
纳米技术是一种能够在纳米尺度（一纳米等于十亿分之一米）上操作和控制物质的技术。
随着纳米技术的广泛应用，它正在改变着我们的生活，并为未来的发展打开了无限的可能性。
“纳米”这个词来源于希腊语“nanos”，意为“矮小”。
纳米技术是在纳米尺度上进行研究和应用的技术。
纳米技术的发展主要基于材料科学、物理学、化学和生物学等学科，涉及到控制和利用各种材料和技术，包括碳纳米管、纳米颗粒、纳米晶体等。
纳米技术的应用领域非常广泛，涵盖了医疗、电子、能源、材料、环境等多个领域。
例如，在医疗领域，纳米技术被应用于癌症治疗、药物传输、生物传感器等方面。
纳米材料的特殊性质使得药物可以更精确地向病灶部位输送，提高治疗效果。
此外，纳米技术还被应用于传感器的开发，可以高灵敏地检测环境中的污染物，为环境保护提供了新的解决方案。
随着纳米技术的发展，未来的发展趋势将更加注重纳米材料的制备和性能的控制。
例如，研究人员正在努力开发出更高效的纳米材料合成方法，以满足各种应用的需求。
同时，人们还在研究如何通过控制纳米材料的结构和组织来调控其性能，以实现更多样化的应用。
此外，纳米技术还将与人工智能、大数据、云计算等技术相结合，为未来的创新提供更强大的支持。
未来，纳米技术有望在能源领域发挥更重要的作用。
纳米材料的独特性质使其在太阳能电池、储能设备等领域具有巨大的潜力。
例如，通过纳米技术制备的太阳能电池可以提高光电转换效率，使得太阳能的利用更加高效。
此外，纳米材料还可以用于制造新型的电池材料，提高储能设备的容量和充放电速度。
纳米技术还有望改变材料科学领域的研究和开发方式。
传统上，材料的性能往往受到其晶体结构和组织的限制。
然而，纳米技术的发展提供了一种新的思路，即通过控制材料的纳米结构和界面来实现性能的调控。
例如，通过制备纳米晶体材料，可以提高材料的强度、硬度和导电性能。
全球纳米技术的发展现状
全球纳米技术的发展现状近年来，纳米技术发展迅速，已经逐渐渗透至多个领域。
从医药、电子、化妆品到食品等，纳米技术的应用已经跨足许多不同行业。
纳米技术的研究和应用在国际上也备受关注。
本文将重点介绍全球纳米技术当前的发展现状，其中包括纳米材料、纳米制造、纳米应用等方面的内容。
一、纳米材料的发展纳米材料是指具有纳米级尺寸的物质，其尺寸为 1 -100 纳米，且具有与体积和表面积相关的特殊物理和化学性质。
通过纳米技术的手段，可以制备出多种不同的纳米材料，如氧化物纳米颗粒、纳米纤维、碳纳米管、金属纳米颗粒等。
现在，全球对纳米材料的研究已经趋于深入。
从材料制备和性能调控等方面来看，纳米材料的研究已经展开到多个子领域，如核壳结构的合成、多元纳米材料的构筑、纳米材料的模拟和预测等。
此外，还有一些纳米材料的研究重点集中在环境和生物应用领域，如去除污染物、抗菌材料、治疗癌症等方面。
二、纳米制造的发展纳米制造是指以纳米材料为基础，通过相应的制造工艺和方法，制备出纳米尺度的器件、材料和结构。
纳米制造技术是纳米技术的核心，它是纳米材料实现应用的基础。
当前，全球的纳米制造技术已经相当成熟。
主要的纳米制造方法包括化学合成、物理制备、生物合成等。
它们分别具有自己的优势，例如，化学合成方法可以高效地控制纳米粒子的形貌和尺寸；物理制备方法可以制备出高质量、高稳定性的纳米材料；生物合成方法则可以利用生物体内的成分来制备纳米材料。
此外，纳米制造技术还在不断地完善和升级。
例如，新型的制造方法，如液相削蚀、黄金膜生长、等离子体光刻和3D打印技术等，都在不断地被研究和应用。
三、纳米应用的发展随着纳米技术的日益成熟，纳米材料和纳米制造技术已经被广泛应用于多个领域。
1、医药领域。
纳米技术已经成为治疗癌症、传递药物和诊断疾病的新方法。
例如，利用纳米材料制成的纳米颗粒可以在癌症细胞内定位，实现精准治疗。
2、电子领域。
纳米材料已经得到广泛应用于半导体器件、薄膜电池、传感器、量子点电视和显示器件等方面。
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纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
纳米做为长度单位， 1nm=10-9m，纳米尺度主 要是指 0.1~100nm。基 于这个尺度空间所建立 的纳米技术一直被众人 认为是新世纪最重要的 科学技术之一。
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
根据美国国家标准与技术研究院（NIST)的定义：纳米计 量学是测量纳米级或更小物体尺寸或确定性的科学。纳 米校准技术是为具有纳米精细度的仪器装置和实物标准 提供校准的技术，并为量值上为这些仪器以纳米级不确 定水平溯源到米定义提供技术手段。 国际计量委员会长度咨询委员会(CIPM/CCL)的纳米工作 组对纳米几何量计量定义为“纳米几何量计量是对范围 1-1000nm 的物体特征、间距和位移进行测量的科学与实 践”。
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
2007 年国家质检总局通过了 以高思田教授的计量型原子力 显微镜为主申报建立纳米几何 量计量国家标准的请求，该系 统成为第一套专门用于纳米几 何量计量的国家标准。申报书 中所提及的纳米尺度溯源体系， 最高长度基准是以 633nm的氦 氖激光波长为参考的国际米定 义。
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
到目前为止，全世界计量工作者对纳米 计量的研究主要集中在以下三个方面：
• 计量型扫描探针显微术（MSPM）的研制 • 五大标准的国际比对 • 纳米尺度传递、尺度标准的选择和制备
硅单晶原子纳米扫 描隧道显微镜影像
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
纳米测量技术与传统的测量技术相比，具有如下特点： • 纳米测量必须提供纳米级甚至亚纳米级测量精度，为此纳米测量涉 及并利用了多种学科，特别是物理学中的某些基本理论和基本现象， 以非接触测量手段为主。如光干涉原理、隧道效应及晶体衍射理论 等等。 • 纳米测量必须保证在纳米尺度上有相对稳定的复现性，所以它的测 量方法与传统测量方法既有相似性又有自己的独特性。 • 由于纳米测量实现度量的精度、高难度大，所以纳米测量仪器的造 价及维护费用普遍很高。 • 实现纳米测量往往对环境要求很高，需要严格控制环境湿度、温度 及振动等因素。
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
• 纳米计量技术是从事纳米科学技术研究的基础与关键。纳 米科学技术的发展，不仅给纳米计量技术提出了挑战，而 且也给纳米计量技术的发展提供了机遇。同时，纳米计量 技术的不断发展和创新，将给纳米科学技术的发展提供全 新的发展机遇，纳米计量技术上的突破，无疑将导致纳米 科学技术研究水平的不断提高。
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
分辨率/nm
精度/nm
测量范围/nm
测量速度(nm/s）
光学外差干涉仪 X射线干涉仪 光栅测量技术 激光频率分裂法 F-P干涉仪 电感传感器 电容传感器 扫描探针显微镜 投射电子显微镜
0.1 5×10-3 1.0 79 10-3 0.25 10-3 10-3 0.1
0.1 10-2 5.0 10-3 5.0 5.0 0.05 0.14
5×107 2×105 5×107 107 5 104 25 103～104 107
2.5×103 3×10-3 106 106 5～10 104 104 10 10
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
• 随着科技的飞速发展，人类对微观领域的研究与认识愈加深刻，对 纳米计量提出了更迫切的要求，纳米计量技术正朝着高精度、高分 辨率的方向发展。 • 纳米计量技术从某点意义上说，就是宏观世界与纳米世界之间的通 信技术。而安排这些通信立即又引出了伴随破坏这一非常现实的可 能性。
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
纳米几何计量仪器应具有这样的特性: （1）具有溯源性； （2）由计量系统构成的参考坐标系； （3）可复现的相对于参考坐标系的计量和测量活动； （4）通过探测系统将被测物与参考坐标系联系起来。 这表明纳米计量仪器可以分为三个部分: （1）位移系统；（2）计量系统；（3）探测系统。
纳米计量内外发展的纳米测量方法主要分两大类： 一类是以扫描探针显微术（SPM）为代表的非光学测量方法，如 SPM、电容测微法、电感测微法等。 另一类是以各种激光干涉仪为代表的光学测量方法，其中包括X射 线干涉仪、双频激光干涉仪、激光偏振干涉仪、光栅干涉测量、 F-P干涉仪等。
纳米计量技术的发展与现状
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
主要内容
引言 纳米计量与量值溯源 纳米计量的发展 纳米测量方法特点及分类 纳米计量技术的发展前景
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
1990年，美国IBM公司的艾格勒 博士，用扫描隧道显微镜首次 实现了单原子操作，用35个氙 原子在镍晶体的晶面上组成了 “IBM”图案使费曼的语言变成 了现实。1990年7月在美国巴尔 的摩召开了首届国际纳米科技 技术会议，这次会议标志着材 料科学发展到一个新的层次— —纳米材料问世，也标志也纳 米科学技术的正式诞生。
纳米计量
纳米计量技术的发展与现状
纳米计量需要解决的问题有以下几个方面： （1）新型纳米计量原理、纳米计量方法的研究；（2）新型 纳米计量系统的开发、设计与制造；（3）纳米级探针的制 造技术；（4）条纹细分、光程倍增技术、锁相放大等技术 的完善；（5）干涉、衍射图像的计算机处理技术；（6） 纳米计量涉及的尺寸定标技术；（7）解决纳米计量环境因 素的影响问题，如环境温度的影响、外界振动、电磁干扰 的影响等。
Thank You