走进纳米存储的世界
纳米材料的稳定性及存储注意事项
纳米材料的稳定性及存储注意事项随着纳米科技的发展，纳米材料在各个领域展现出巨大的潜力。
纳米材料的独特特性和应用广泛性，使其成为当今研究热点之一。
然而，纳米材料的稳定性以及正确的储存方式却是使用和研究纳米材料时必须要重视的问题。
本文将介绍纳米材料的稳定性问题，以及储存纳米材料的注意事项。
纳米材料的稳定性问题是指纳米材料在制备、储存、运输和应用过程中会发生物理和化学变化的倾向。
这些变化可能导致纳米材料失去原有的性能和功能。
稳定性问题的出现主要是由于纳米材料与外部环境之间的相互作用，例如与气体、湿度和光线等。
因此，在存储和使用纳米材料时，需要采取一些特殊的措施来确保其稳定性。
首先，了解纳米材料的特性对稳定性的评估至关重要。
不同的纳米材料具有不同的化学成分、晶体结构和粒径等特性，这些特性决定了其稳定性的差异。
通过使用适当的表征技术，如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等，可以获得纳米材料的结构和组成信息，进而评估其稳定性。
其次，纳米材料的储存条件对稳定性至关重要。
在纳米材料的制备和储存过程中，应尽量避免暴露在湿度较高和变化较大的环境中，因为这可能导致纳米材料吸湿、聚集或晶体结构的破坏。
为了保持纳米材料的稳定性，应将其存放在密封的容器中，并在低温、低湿度和无光照的条件下储存。
此外，避免与空气、水、有机溶剂等可能影响纳米材料稳定性的物质接触也是非常关键的。
第三，纳米材料的稳定性与相互作用的环境有关。
例如，纳米材料在气体环境中容易受到氧化和还原反应的影响，而在液体环境中则可能发生溶解和离子交换等反应。
因此，在纳米材料的制备和应用过程中，需要根据具体的应用需求来选择合适的环境和媒介，并针对不同的环境进行相应的稳定性测试。
最后，纳米材料的稳定性还与其表面性质有关。
纳米颗粒的表面在其化学和物理性质上与体相有所不同，表面固有的能量更高，因此更容易与环境相互作用产生变化。
为了提高纳米材料的稳定性，可以通过表面修饰、包封或包覆等方式来改变纳米材料的表面性质。
纳米材料应用于能源储存技术的前沿研究进展
纳米材料应用于能源储存技术的前沿研究进展随着全球能源需求的不断增长和可再生能源的推广利用，能源储存技术成为了亟待解决的关键问题之一。
在过去的几十年里，纳米材料作为一种具有独特结构和性能的新型材料，引起了人类对能源储存技术的重大关注。
利用纳米材料进行能源储存的研究已取得了一系列令人瞩目的成果，为更高效、可持续的能源储存技术的发展提供了广阔的前景。
纳米材料在能源储存领域的应用主要包括锂离子电池、超级电容器和燃料电池等方面。
首先，纳米材料在锂离子电池领域的应用表现出了巨大的潜力。
纳米结构材料以其独特的高比表面积和优异的电化学性能，能够提高电池的能量密度、循环寿命和耐高倍率充放电性能。
例如，利用二氧化钛纳米颗粒作为负极材料，其纳米级尺寸能够缩短离子扩散路径，提高锂离子的传输速率，从而提高电池的充放电速率和循环稳定性。
另外，纳米复合材料的应用也在锂离子电池领域取得了显著的成就。
将纳米材料与其他高性能材料结合，可以充分发挥各自的优势，提高电池的能量密度和循环寿命。
通过表面修饰和掺杂等手段，可以进一步调控纳米材料的电化学性能，实现更高效、更稳定的能量储存。
其次，纳米材料在超级电容器领域的应用也取得了一些重要的突破。
超级电容器作为一种能够实现高功率密度和长循环寿命的能源储存设备，对纳米材料的需求尤为迫切。
纳米材料具有可调控的孔隙结构和大比表面积，可以提供更多的表面存储电荷和提高电解液的扩散速率，从而提高超级电容器的能量密度和功率密度。
例如，二氧化钛纳米管阵列作为电极材料，具有较高的比容量和循环寿命，能够显著提高超级电容器的能量存储性能。
此外，纳米材料的结构工程也为超级电容器的发展提供了新的思路。
通过纳米材料的自组装、表面功能化和多孔材料的构建等手段，可以实现超级电容器的自组装和多向导电通道，进一步提高超级电容器的电容量和能量密度。
最后，纳米材料在燃料电池领域的应用也受到了广泛关注。
燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换技术，可以将燃料的化学能转化为电能，同时产生的副产物为水。
纳米材料在能源储存与转换中的应用前景分析
纳米材料在能源储存与转换中的应用前景分析能源是现代社会发展的基础，而可再生能源的开发和利用是解决能源短缺和环境污染的关键。
纳米材料作为一种具有特殊结构和性能的材料，广泛应用于能源储存与转换领域，并展现出了巨大的应用前景。
本文将探讨纳米材料在能源储存与转换中的应用前景，并分析其影响因素和未来发展方向。
一、纳米材料在能源储存中的应用前景1. 锂离子电池纳米材料在锂离子电池的正负极材料、电解质等方面具有广泛的应用潜力。
通过纳米结构的调控，可以增加电极材料的表面积，提高离子和电子传输速率，从而提高电池的充放电效率和循环寿命。
此外，纳米材料的可调控性还可以改善电池的安全性和稳定性。
2. 超级电容器纳米材料具有大比表面积、高电导率和低电荷传输阻抗等特点，可以用于制备高性能的超级电容器。
纳米结构的引入不仅提高了电容器的能量密度和功率密度，还缩短了充放电时间，提高了电容器的循环寿命。
3. 燃料电池纳米材料在燃料电池中的应用有望提高电催化剂的活性和稳定性，提高燃料电池的效率和耐久性。
纳米结构的调控可以增加催化剂的表面积，提高催化活性；同时，纳米材料还可以提高催化剂的抗毒性，减轻燃料电池中的毒物中毒问题。
二、纳米材料在能源转换中的应用前景1. 光伏电池纳米材料在光伏电池中的应用可以提高太阳能的吸收效率，降低材料成本和光伏电池的制造成本。
纳米结构的引入可以增加光吸收的路径长度，提高光吸收效率；同时，纳米材料的可调控性还可以实现光电转换效率的优化。
2. 热电材料纳米材料在热电材料中的应用可以提高热电转换效率，将废热转化为电能。
纳米结构的引入可以增加热电材料的能带工程，提高能带的填充因子和热导率，从而提高热电转换效率。
3. 催化剂纳米材料在催化剂中的应用可以提高化学反应的速率和选择性，促进能源转换的效率和环境友好性。
纳米结构的调控可以增加催化剂的表面积，提高催化活性；同时，纳米材料还可以调控催化剂的晶体结构和组成，优化反应的选择性和稳定性。
纳米演讲稿范文六年级
大家好！今天，我非常荣幸站在这里，与大家分享一个充满奥秘和无限可能的主题——纳米科技。
纳米科技，这个听起来既陌生又神秘的词汇，正悄然改变着我们的世界。
下面，请允许我带领大家走进纳米科技的世界，一起探索它的奇妙与魅力。
一、什么是纳米科技？首先，让我们来了解一下什么是纳米科技。
纳米科技，顾名思义，就是研究物质在纳米尺度（1纳米等于一百万分之一毫米）上所表现出的性质和行为的科学技术。
在这个尺度上，物质的性质会发生显著的变化，从而为人类带来前所未有的机遇。
二、纳米科技的魅力1. 材料革命纳米科技的发展，使得材料的性能得到了极大的提升。
例如，纳米银抗菌剂、纳米碳管、纳米氧化锌等纳米材料，在抗菌、导电、导热、光学等方面具有优异的性能，广泛应用于电子产品、医疗、环保等领域。
2. 能源变革纳米科技在能源领域也有着重要的应用。
纳米太阳能电池、纳米燃料电池等纳米能源技术，有望解决能源危机，为人类提供清洁、可持续的能源。
3. 生物医学纳米科技在生物医学领域的应用，为人类健康带来了新的希望。
纳米药物载体、纳米手术刀等纳米医疗技术，可以精确地作用于病变组织，提高治疗效果，减轻患者痛苦。
4. 环保领域纳米科技在环保领域的应用，有助于解决环境污染问题。
纳米催化剂、纳米净水剂等纳米环保技术，可以高效地降解污染物，净化水质，保护生态环境。
三、纳米科技的发展前景1. 经济效益纳米科技的发展，将带动相关产业链的壮大，创造巨大的经济效益。
据预测，到2025年，全球纳米科技市场规模将达到1万亿美元。
2. 社会效益纳米科技的应用，将极大地改善人类生活质量，提高社会生产力。
例如，纳米医疗技术将使人类寿命得到延长，纳米环保技术将使生态环境得到改善。
3. 国家战略纳米科技是国家科技创新的重要方向之一。
我国政府高度重视纳米科技的发展，将其列为国家战略性新兴产业。
在纳米科技领域，我国已经取得了世界领先的成果。
四、我们应该如何应对纳米科技的发展？1. 加强教育纳米科技的发展需要大量高素质人才。
基于纳米材料的能源转换与存储技术研究
基于纳米材料的能源转换与存储技术研究随着人工智能和互联网技术的飞速发展，如何保证能源的高效和清洁利用是当前全球面临的重要问题。
为此，科学家们正不断探索和研究新的能源转换与存储技术。
而基于纳米材料的能源转换与存储技术由于其高效、快速、稳定的特点而备受关注。
一、纳米材料在太阳能电池中的应用太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备。
传统的太阳能电池采用硅材料，但随着纳米技术的进步，人们开始使用纳米材料来提高太阳能电池的能量转换效率。
纳米材料的特点是具有高比表面积和优异的载流子传输性能，这使得它们在太阳能电池中的应用尤为适合。
与传统硅材料相比，纳米材料可以大幅度提高太阳能电池的能量转换效率，并且可以降低成本。
目前，纳米材料太阳能电池已经被广泛研究和开发。
二、纳米材料在氢能源领域的应用氢能源是一种新型的清洁能源，它可以通过电解水来产生氢气，用于燃料电池发电。
而纳米材料则是氢能源领域的重要材料之一。
纳米材料可以用于制备燃料电池的电极催化剂，它们具有高比表面积、优异的电催化性能和稳定性。
纳米材料电极催化剂能够有效地催化氢氧化反应、氧还原反应和二氧化碳还原反应，从而提高燃料电池的能量转换效率。
同时，纳米材料也可以用于水分解产氢。
水分解是将水分解为氢气和氧气的过程。
纳米材料在水分解反应中起到了催化剂的作用，可以提高反应速率和氢气产率。
三、纳米材料在锂离子电池中的应用现代电子产品无处不在，它们的高效运转离不开锂离子电池的支持。
当前，锂离子电池普遍采用石墨作为负极材料，但这种材料存在容量限制和安全风险。
相比之下，纳米材料则可以大幅度提高锂离子电池的容量和安全性能。
纳米材料具有高比表面积和较短的离子扩散路径，可以提高电池的储能密度和循环寿命。
此外，纳米材料还可以用于改进锂离子电池的电解质和正极材料，进一步提高电池性能。
四、纳米材料在超级电容器中的应用超级电容器是一种高能量密度、高功率密度、快速充放电的电化学储能设备。
纳米材料在超级电容器的应用领域也备受关注。
纳米技术在能源存储领域的应用案例分享
纳米技术在能源存储领域的应用案例分享随着科技的不断发展，纳米技术已经成为当今世界的热门领域之一。
纳米技术利用纳米级材料的特殊性质，为各个领域带来了许多突破性的创新。
能源存储领域也受益于纳米技术的应用。
通过将纳米材料运用于能源存储设备中，可以提高能量密度、延长电池寿命以及提高充电速度等。
本文将为大家分享一些在能源存储领域应用纳米技术的案例。
首先，纳米技术在锂离子电池领域的应用是最为广泛和成功的案例之一。
锂离子电池是现代电子设备如手机、电动汽车等的关键能源供应装置。
通过利用纳米材料改善电池的结构和性能，可以提高电池的能量密度、减小体积和重量，并增强其循环寿命。
例如，一种名为纳米硅的材料被广泛应用于锂离子电池的负极。
相较于传统的石墨负极，纳米硅负极材料具有更高的比容量和充放电速率，从而提高了电池的能量密度和充电速度。
其次，纳米技术在超级电容器领域也有广泛的应用。
超级电容器是一种高能量密度和高功率密度的能量存储装置，能够快速充放电，适用于需要高能量瞬时释放的场景。
通过纳米技术的运用，可以增加超级电容器的电极表面积，从而提高了电容器的能量密度和功率密度。
目前的研究表明，纳米碳管、纳米氧化物和纳米金属等材料在超级电容器中具有重要的应用价值。
例如，将纳米碳管纳入电极材料中可以显著提高电池的储能能力和循环寿命。
此外，纳米技术在太阳能电池领域的应用也引起了广泛的关注。
太阳能电池作为一种可再生能源装置，已经成为替代传统能源的重要选择之一。
纳米技术可以通过改变太阳能电池的材料结构和表面特性来提高其光吸收能力和转换效率。
纳米颗粒、纳米线和纳米结构等纳米材料在太阳能电池中被广泛应用。
例如，纳米颗粒材料可以通过增加太阳能电池的电子传导率和光吸收能力来增加电池的光电转换效率。
最后，纳米技术在燃料电池领域也发挥着重要作用。
燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，能够提供可持续的电源。
通过纳米技术的运用，可以改善燃料电池的催化剂活性、提高质子传导速率，并提高燃料电池的能量密度和稳定性。
纳米技术：微观世界的奇迹
纳米技术：微观世界的奇迹当我们谈论科技的边界时，很难不提及纳米技术这一跨时代的科学突破。
纳米技术是在原子、分子级别上操纵物质的科学，涉及的尺度通常在1到100纳米之间。
在这个微妙的尺度上，物质表现出与宏观世界截然不同的性质，为各种科学和工程领域带来了前所未有的机遇。
纳米技术源于对物质最基本组成单元的探索。
科学家们发现，在纳米尺度上，可以通过精确控制物质的结构来调整其电学、力学、光学等性质。
例如，通过改变纳米粒子的大小和形状，可以制造出新型的催化剂、更高效的太阳能电池和更灵敏的生物传感器。
在医学领域，纳米技术正开启一场革命。
纳米级药物载体能够精准定位病变细胞，实现定向治疗，大大减少传统化疗对健康细胞的伤害。
纳米材料也被用于开发新型的组织工程支架，这些支架能促进受损组织的再生。
电子行业同样深受纳米技术的影响。
随着半导体工艺的不断进步，纳米级别的晶体管使得电子设备更加强大而节能。
存储器容量的增大和处理器速度的提升，都离不开纳米尺度上的创新。
环境问题也找到了纳米技术的解决方案。
纳米过滤技术能够高效去除水中的有害物质，同时保留有益的矿物质。
纳米材料还能提高能源的转换效率，比如在太阳能电池中，使用纳米结构可以大幅提升光电转换效率。
尽管纳米技术带来了众多好处，但其安全性和道德问题也逐渐浮出水面。
纳米粒子可能对环境和人体健康造成未知的长期影响，这要求科学家和工程师在研发的同时，也要注重对潜在风险的研究。
纳米技术正是在微观世界中开辟了一片新天地，它推动了物理、化学、生物学等多个学科的交叉融合，催生出无数创新的应用。
从提升疾病诊断和治疗的方法，到推动电子产品向更高性能迈进，再到解决环境问题，纳米技术正悄然改变着我们的世界。
虽然挑战仍然存在，但纳米技术的奇迹才刚刚开始，它的潜力仍待我们继续探索。
未来，纳米技术将如何塑造我们的微观世界，仍然充满了无限的可能性。
纳米孔测序技术在信息存储领域的应用
纳米孔测序技术在信息存储领域的应用
随着信息技术的快速发展，信息存储领域的需求也越来越大。
传统的信息存储方式往往需要大量的物理空间和能源，而纳米孔测序技术则提供了一种全新的解决方案。
纳米孔测序技术利用纳米孔的尺寸，将DNA序列转化为电信号。
这种技术的使用不仅具有高度的准确性和精度，还能够在较短的时间内完成大规模的数据存储和读取。
相比传统的信息存储方式，纳米孔测序技术具有更高的数据密度和更低的耗能量，同时还可以在更小的空间内存储更多的数据。
随着纳米孔测序技术不断发展，其在信息存储领域的应用也在不断扩展。
目前，这种技术已经被应用于高容量的基因组测序和人类基因组计划等领域。
此外，纳米孔测序技术还可以应用于数据备份和云存储等领域，为信息存储提供更加可靠和高效的解决方案。
总之，纳米孔测序技术在信息存储领域的应用前景广阔，有望成为未来信息存储的主流技术之一。
- 1 -。
存储器发展史
存储器的发展史存储器是用来存储程序和数据的部件，有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。
按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）。
外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。
内存指主板上的存储部件，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据就会丢失。
发展史分为七个阶段:1.存储器设备发展之汞延迟线1950年，世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC由冯.诺依曼博士领导设计。
它的主要特点是采用二进制，使用汞延迟线作存储器，指令和程序可存入计算机中。
1951年3月，由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I交付使用。
它不仅能作科学计算，而且能作数据处理。
2.存储器设备发展之磁带UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器，首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性，并最先进行了自动编程的试验。
磁带是所有存储器设备发展中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。
它互换性好、易于保存，近年来，由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。
根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录（数据流）技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术。
磁带库是基于磁带的备份系统，它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。
它的存储容量可达到数百PB，可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。
磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。
在网络系统中，磁带库通过SAN（Storage Area Network，存储区域网络）系统可形成网络存储系统，为企业存储提供有力保障，很容易完成远程数据访问、数据存储备份或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份，无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。
新型存储器（共五则）
新型存储器（共五则）第一篇：新型存储器新型存储器——非二进制新型纳米存储器摘要：美国宾夕法尼亚大学研究人员研制的一种以纳米线为基础的新型信息存储器件能存储“0”、“1”和“2”这3位数值,不同于传统存储器件仅能存储“0”、“1”两位数值,这一创造可能催生新一代高性能信息存储器。
关键词：纳米线非二进制存储器件非晶态壳结构新型正文：信息技术的高速发展，要求存储技术提供速度更快、容量更大、功耗更低、体积更小、寿命更长、可靠性更高的存储器。
而目前存储技术的发展已跟不上处理器的发展，成为制约计算技术发展的一个瓶颈。
传统的半导体工艺技术已逐渐逼近物理极限，难以大幅度提高存储器的性能。
要想有突破性的进展，就必须另辟蹊径，寻找新的原理和方法。
目前，一些正在研究和开发的面向新世纪的存储新技术与相应的新型存储器，为未来的信息存储技术带来了一束希望之光，其中有的技术已经或部分在实验室实现，并正在向商品化目标努力。
例如：联想记忆技术和可用内容寻址的存储器CAM、智能处理技术和智能存储器、超导技术和约瑟夫逊结RAM、全息存储技术和全息存储器、单电子存储技术和单电子存储器、质子保存信息技术和质子存储器、氢原子存储技术和氢原子存储器、生物电路技术和蛋白质分子存储器、新一代信息存储技术和高速海量存储器、建立电场技术与模拟存储器、光学存储技术和三维光存储器、纳米线为基础的新型信息存储器等。
下面我将详细介绍一下美国研制出的非二进制新型纳米存储器。
首先说明一下纳米存储技术。
纳米存储是一种超级持久的记忆设备，据说其能稳定储存信息超过10亿年，而存储容量也是目前储存设备的数千倍，储存密度最高可以达到每英寸1TB。
其由晶体状的铁纳米微粒组成，它们被封装在多层碳纳米管内，通过施加低电压，纳米微粒能在纳米管内移动，利用纳米微粒的不同位置对设备进行数据写入。
随后还可以通过电压测定来读取数据，逆转纳米微粒的移动。
也就是说，这些纳米粒创造出了一种类似硅芯片的可编程记忆系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
你现在的硬盘有多大?1TB还是2TB?从硬盘诞生到现在经过29年的努力，硬盘容量才从1GB进入1TB时代。
在垂直记录技术的帮助下，硬盘在未来几年问鼎10TB容量已经没有太多的悬念。
也许你还不知道，就在我们猜测硬盘什么时候能达到100TB的时候，存储领域一场革命性的变革却在悄悄的酝酿，也许无需再等29年，我们就能迈入PB时代。
而这一切，都来自一个热门却又神秘的科技—纳米。
存储密度与介质寿命，鱼和熊掌不可兼得？2009年绝对是固态硬盘遍地开花的一年。
在这一年里，不仅不少笔记本电脑用上了固态硬盘，包括Intel在内的业界巨头也掀起了一股固态硬盘平民化的浪潮。
毫无疑问，凭借超低的访问延迟和持续稳定的传输率，固态硬盘相比机械硬盘有着压倒性的性能优势。
但固态硬盘也有着致命性的缺陷—一块34纳米制程、80GB固态硬盘的售价就和一块2TB的机械硬盘相当。
如果你需要500GB甚至1TB的固态硬盘，那至少要准备6位数的钞票才能如愿以偿。
更要命的是，固态硬盘虽然抗震耐热，但却因为自身半导体结构的特性，使得单一存储单元会在擦写数千次之后失效—这和硬盘坏道不同，固态硬盘存储单元一旦失效，就会让整个固态硬盘陷于瘫痪，你也别指望通过传统数据恢复手段能取回数据。
也许你会说，根据摩尔定律，固态硬盘不是应该每18个月就价格下跌一半，容量提升一倍吗？那要不了几年，固态硬盘就能代替机械硬盘。
刻满各种信息的卡纳克神庙事实上，摩尔定律固然主宰者整个业界，但在过去的5000年里，信息存储的趋势更能为我们指明方向—在人类存储信息的几千年里，信息存储媒介的寿命正在不断减少，以此来换取更大的存储密度。
加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室发表在NANO L ETTERS Vol.9 No.5的论文指出，卢克索的卡纳克神庙上的石雕所留下的信息，折换成现在的存储密度大约是每平方英寸2bit，寿命达到了3800年。
而通过隧道扫描显微镜，为原子赋予信息，存储密度高达每平方英寸100Tbit，但却只能在常温下存在10皮秒。
这两个例子太科幻？那再来看看我们所用的存储卡、硬盘、光盘，这些媒介的密度在每平方英寸1 0～400Gbit之间，存储寿命大约是10年～30年。
有趣的是，900年前写在牛皮纸上的古籍比比皆是，但你要让20年前的CD播放自如绝对难于登天。
存储从此无界？拉开纳米时代的篇章1.纳米管存储结构初探如果我们告诉你，有一种技术能让我们的存储密度达到每平方英寸1Tbits，然后存储介质寿命达到10亿年，你可千万别以为我们在痴人说梦，又或者在介绍火星科技，这一切不过是纳米技术的功劳。
近期加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室发表的纳米可逆信息存储技术的论文中显示，他们已经找到了一种可以大幅提高现有存储密度和存储寿命的技术。
他们通过纳米机械组装出了极为牢固可靠的纳米存储元件，轻松实现了存储密度和存储寿命的爆发性增长。
纳米粒子在纳米管中运动以实现数据存储。
整个纳米管有200纳米长度，带有两端电极将纳米颗粒封装入碳纳米管，然后通过移动纳米颗粒来存储数据，通过检测纳米颗粒位置来读取数据，同时在1平方英寸的面积下堆放1百万兆个碳纳米管，从而构建出每平方英寸存储密度高达1Tbit，存储时间超过10亿年的介质。
根据他们设计的原型，这种纳米存储元件可以在低电压双端电极下实现信息的读取和写入。
更重要的是，这种纳米元件可以直接通过现有的硅半导体工艺进行生产，由于生产过程中所使用的纳米机械完全封闭，所以整个过程可以轻松杜绝各种污染。
虽然原理虽然简单易懂，但是要实现起来，可就异常复杂。
根据施加电压的不同，纳米粒子的运动速度也大不相同。
而通过变换电流方向，则能左右纳米粒子的移动方向。
在存储单元的内部结构上，纳米存储器实际上就是一个将纳米颗粒封装到多层碳纳米管之中的异质纳米存储结构。
要制造它，我们需要让纳米颗粒和纳米管在1000℃高温下穿过氩气和处于高温分解状态的二茂铁之中，然后再通过超声波振动将包含有纳米颗粒的纳米管扩散到聚丙烯基板上。
什么是碳纳米管？1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛(Iijima)在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子,这就是现在被大家称作“Carbon nanotube”的碳纳米管,又名巴基管。
碳纳米管是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口)的一维量子材料。
它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm，直径一般为2nm～20nm。
典型的碳纳米管碳纳米管按照石墨烯片的层数分类可分为：单壁碳纳米管(Single-walled nanotubes, SWNTs)和多壁碳纳米管(Multi-walled nanotubes,MWNTs)。
目前包括IBM等公司在内的大型企业，都可以生产碳纳米管，每克碳纳米管的价格在100美元左右。
2.纳米管如何读写数据？纳米颗粒可以在纳米管内部通道中向前或者向后移动，通过感知纳米颗粒的位置，就能确定纳米存储单元的逻辑状态，从而实现信息的存储。
在之前的研究中，加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室已经验证过不同几何形状的纳米颗粒在富勒烯的帮助下被封装到碳纳米管内部后的运行状况，这些纳米颗粒能正常的“前”“后”活动以进行信息的存储。
要推动纳米颗粒向前，需要电迁移效应的帮助，只需要1.55V的电压，就能让纳米颗粒以1nm/s的速度前进或者后退。
如果将电压提升到1.75V，纳米颗粒更可以以1.4μm/s 的速度移动。
和纳米领域经常使用的肌球蛋白马达相比，纳米管中的纳米微粒的移动速度高出前者整整4个数量级。
在实验中人们更获得了最高2.5cm/s的极速。
纳米颗粒在显微镜下观测，颗粒移动至左端代表数据0，移动至右端代表数据1如果只是让纳米微粒随意移动，要实现存储也相当困难。
所幸的是，根据加电时间长短，纳米微粒在纳米管中能提供阶段级的移动。
当我们将2V电压以20纳秒的速度施加时，纳米微粒移动的距离正好是3纳米。
这样一来，我们只要掌握电流强度和通电时间，就能精确移动纳米微粒。
通过脉冲电流，更可以让纳米微粒持续地运动。
纳米存储单元通过改变电压写入0或者1数据和传统的肌球蛋白运动每个脉冲行程36纳米相比，新的方法显然更加精确可靠。
在用作存储数据的时候，我们可以把纳米管的左边定义为0，右边定义为1，这样就能通过脉冲快速改变纳米颗粒的变化，从而实现数据存储。
此时通过电子显微镜观测，可以发现纳米颗粒的位置逻辑状态和写入电压有着完全一致的关联用电流控制纳米微粒在纳米管中的位置实现信息存储，那读取的时候怎么办？用实验室的电子显微镜显然不切实际。
毕竟电子显微镜是一种成像设备，我们要读取数据只要知道纳米颗粒在纳米管中的具体位置即可，完全无需获得精确的图片。
为此研究小组希望通过双端电极来实现纳米管的数据读取。
他们首先发现纳米管中纳米颗粒的不同，将会引起纳米管轴向电阻的显著变化。
因此只要为纳米管施加非常微小的电脉冲，就能通过测量电阻变化来确定纳米颗粒的位置。
由于电脉冲的电压很小，因此并不会驱动纳米颗粒，导致位置的改变，存储在纳米管中的数据，自然相当安全。
整个纳米管的电阻变化，也因此产生了一致性。
换句话说，纳米存储单元中用电压控制纳米颗粒的位置变化写入数据后，将会直接导致电阻变化。
也正因为如此，人们才能轻易的在纳米管上写入读取数据。
在整个装置中，最关键的一点在于如何让这些纳米颗粒能轻松地被人们所随意移动，以及如何无损的在不影响纳米颗粒位置状态的情况下获得它们的精确定位。
更重要的是，研究人员还希望能找到简单直观的移动和检测纳米颗粒位置的方法—要是动辄就要动用电子显微镜，那这样的存储设备注定无法走出实验室。
3.纳米管存储有多可靠？在验证模型上，研究组对纳米管写入了101010数据，每写入一次，连续读取4次。
然后将读取出来的数据对照电子显微镜中的图像，来判断是否正确。
事实证明，通过微扰原理读取数据是相当安全的，纳米微粒的位置也和预想中的完全吻合。
同时值得一提的是，由于纳米管是完全密封的结构，只借助电磁力改变纳米颗粒的状态，因此这样的存储设备能够在不同的磁场中正常工作。
为了进一步验证纳米管存储的可靠性，实验小组还进行了更为复杂的测试。
在常温下让纳米管中的铁纳米粒子移动足够的距离，直到信息出现丢失，这样的距离大约是200纳米左右，不过是头发直径的二百分之一。
同时碳纳米管具有良好的力学性能，抗拉强度达到50GPa～200GPa，至少比常规石墨纤维高一个数量级，是钢的100倍，密度却只有钢的1 /6。
它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。
对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度约800GPa。
碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。
所以，纳米存储技术的可靠性也绝非传统磁盘光盘能比拟。
在常温下纳米管所能保持信息的时间超过3.3×1017秒。
对于单个存储单元来说，这样的寿命意味着在10亿年内无需担心数据丢失。
这几乎一劳永逸地解决了数据保存问题。
什么是电迁移？当直流电流通过金属导体时，由于电场的作用使金属离子产生定向运动的现象就是电迁移。
在纳米世界中，电迁移现象依然存在，纳米管存储正是借助这一原理来实现金属纳米颗粒的移动。
结语：新时代的开端尽管纳米存储技术在存储可靠性和密度方面都有着压倒性的优势，但是我们依然无法指望能在2年内从市场上买到基于这种存储技术的硬件。
这主要是因为当今碳纳米管的价格依然昂贵，无法通过大规模生产降低成本。
除此以外，纳米存储设备的控制器该如何设计，也成了科学家所面临的巨大挑战。
我们预计，在未来5年内仍然是半导体、光磁存储垄断的时代。
作为近乎完美的存储技术，纳米存储一旦消灭了成本、批量生产和控制器的拦路虎，所爆发出的力量将会是前所未有的。
届时我们电脑中的存储设备也许会以PB为单位计算，而因存储介质损坏导致数据丢失的烦恼也将远离我们。