Mechatronics 版 (精华区)

发信人: tigerking (蒙古骑士), 信区: Mechatronics
标  题: 纳 米 技 术 专 题（1）
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年11月15日21:04:56 星期四), 站内信件

前言提到从九十年代初起，纳米技术（Nanotechnology）得到迅速发展，显示出勃勃生
机。它是信息技术、生命科学技术和许多其它技术能够进一步发展的共同基础，将对人
类未来产生深远的影响，并且孕育着巨大的商机。提到本文将根据收集到的国内外资料
，对纳米技术进行介绍，以飧读者。一、纳米技术的由来和发展提到提到纳米技术，首
先要了解纳米这一长度单位。一纳米是十亿分之一米，或千分之一微米。直观上讲，人
的头发直径一般为20-50微米，单个细菌用显微镜测出直径为5微米，而1纳米大体上相当
于4个原子的直径。传统的特性理论和设备操作的模型和材料是基于临界范围普遍大于1
00纳米的假设，当材料的颗粒缩小到只有几纳米到几十纳米时，材料的性质发生了意想
不到的变化。由于组成纳米材料的超微粒尺度，其界面原子数量比例极大，一般占总原
子数的40%-50%左右，使材料本身具有宏观量子隧道、表面和界面等效应，从而具有许多
与传统材料不同的物理、化学性质，这些性质不能被传统的模式和理论所解释。提到纳
米技术就是研究结构尺寸在0.1至100纳米（有些资料为1至100纳米）范围内材料的性质
和应用。它的本质是一种可以在分子水平上，一个原子、一个原子地来创造具有全新分
子形态的结构的手段，使人类能在原子和分子水平上操纵物质；它的目标是通过在原子
、分子水平上控制结构来发现这些特性，学会有效的生产和运用相应的工具，合成这些
纳米结构，最终直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。提到因而，各个不同学
科的科学家潜心研制和分析纳米结构，试图发现单个分子、原子在纳米级范围内不能被
传统的模式和理论所解释的现象以及众多分子下这些现象的发展，他们的工作奠定了纳
米技术的基础，推动了纳米技术的发展。提到让我们简单回顾一下它的历史：提到1959
年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼在美国加州理工学院召开的美国物理
学会年会上预言：如果人们可以在更小尺度上制备并控制材料的性质，将会打开一个崭
新的世界。这一预言被科学界视为纳米材料萌芽的标志。提到1974年，科学家唐尼古奇
最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。70年代美国康奈尔大学格兰维斯特和布赫曼
利用气相凝集的手段制备纳米颗粒，开始了人工合成纳米材料。提到1982年，研究纳米
的重要工具-扫描隧道显微镜被发明。提到1989年德国教授格雷特利用惰性气体凝集的方
法制备出纳米颗粒，从理论及性能上全面研究了相关材料的试样，提出了纳米晶体材料
的概念，成为纳米材料的创始人。提到1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国
巴尔的摩举行。提到1991年，碳纳米管被发现，它的质量只有同体积钢的六分之一，强
度却是钢的十倍。提到1992年开始，两年一届的世界纳米材料会议分别在墨西哥、德国
、美国夏威夷、瑞典举行。提到1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团"写"下斯
坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出"IBM"之后
，中科院北京真空物理实验室操纵原子成功写出"中国"二字。提到1997年，美国科学家
首次成功地用单电子移动单电子，利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存储容量
比现有计算机提高成千上万倍的量子计算机。提到1999年，巴西和美国科学家发明了世
界上最小的"秤"，可称量十亿分之一克的物体，相当于一个病毒的重量；此后不久，德
国科学家研制出能称量单个原子重量的"秤"。提到到1999年，全球纳米产品的年营业额
达到500亿美元。提到由于纳米技术不可估量的经济效益和社会效益，包括为信息产业的
电子、光电子的继续发展和提高；为制造业、国防、航空和环境应用提供更物美价廉的
材料；为医疗、医药和农业上加速生物进步将起的作用，人类可以预计到21世纪，纳米
科学和技术将会改变人造物体的特性，产生工业革命。IBM的前首席科学家约翰·阿姆斯
特朗在1991年写道"我相信纳米科学和技术将会是下一个信息时代中心，就像在七十年代
的微米引起的革命一样"。

--
※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: pe5.hit.edu.cn]