《纳米科技讲座》PPT课件

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1、第六讲纳米科技一.概述纳米材料是８０年代初发展起来的新材料领域，它具有奇特的性能和广阔的应用前景，被誉为跨世纪的新材料，引起了科学界和企业界的极大关注。因此，发达国家的政府和企业纷纷投入大量人力、物力和财力进行纳米科技的研究和产业化。目前，美国已在纳米结构组装体系、高比表面纳米颗粒制备与合成，以及纳米生物学方面处于领先地位，在纳米器件、纳米仪器、超精度工程、陶瓷和其他结构材料方面略逊于欧共体。日本在纳米器件和复合纳米结构方面有优势，在分子电子学技术领域也有很强的实力，紧随德国之后。德国在纳米材料、纳米测

2、量技术、超薄膜的研发领域具有很强的优势。美国于2000年2月宣布启动“国家纳米科技计划(NNI)”，在2001年财政年度拨款4.95亿美元以加强研究实力。政府认为纳米技术就像20世纪50年代的晶体管一样，其科研和工业化的应用将进一步促进美国经济的发展；为美国培养新世纪的技术人才；增强美国国际科技竞争力的需要；节约资源能源，保证美国未来的可持续发展；纳米技术是开发未来微型武器的技术基础，是国防工业的未来。德国拟建立或改组六个政府与企业联合的研发中心，并启动国家级的研究计划。法国最近决定投资8亿法郎建立一个

3、占地8公顷、建筑面积为6万平方米、拥有3500人的微米／纳米技术发明中心，配备最先进的仪器设备和超净室，并成立微米纳米技术之家，专门负责申请专利和帮助研究人员建立创新企业。日本除继续推动早已开始的纳米科技计划外，每年投资2亿美元推动新的国家计划和新的研究中心建设。面对踏着青春的脚步扑面而来的纳米科技我们又应该怎么办呢？我国也不甘人后，早在80年代就开始搞基础与应用研究，已将纳米技术研究列入国家“攀登计划”、“863”计划和“火炬计划”等，国家科技部、中国科学院和国家自然科学基金会等部门纷纷在立项和资金上

4、对纳米研究给予支持。全国对纳米科技领域资助的总经费大约为700万美元，我国涉及纳米技术的企业已有100多家。中国科学院将纳米材料的研发列入知识创新试点工程首批20个重大项目之一。纳米（nm）如同厘米、分米和米一样，是度量长度的单位，具体地说，一纳米等于十亿分之一米，20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。将一纳米的物体放到乒乓球上，就像一个乒乓球放在地球上一般。纳米到底是什么纳米我们把度量单位按大小排列如下：米→厘米→毫米→微米→纳米1米等于1000个毫米，1毫米等于1000个微米，1微米等于1000个纳

5、米。纳米约4倍原子大小，万分之一头发粗细。纳米到底是什么从纳米的尺度上看分子世界，美丽如此。什么是纳米科技纳米科技就是一门以1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学。一般的来讲，宏观世界讲的就是微米以上的世界；那么微观世界讲的是原子这个尺度，原子这个尺度是0．1个纳米。那么就出现了介观物理研究的尺度———从1个纳米到100个纳米之间这样的一个结构和物理性质。什么是纳米科技这个世界既不同于宏观世界，也不同于微观世界，因为它的性质是完全不一样的。比如说，水可能是我们最熟悉的东西，我们每天都离不开水，我们

6、知道油与水是不相溶的，无论宏观尺度上的水和微观尺度上的水都是和油不相溶的，你没有办法把它混在一起。但是如果到了纳米尺度上，也就是说在这个介观世界里，它就能够溶，并且溶得非常好，成为热力学的稳定相。不管它温度变化也好，振动也好，里头加一点化学原料也好，它都是稳定的。当物质颗粒小到纳米量级后，这种物质就可被称为纳米材料。神奇的是同一种物质，因为构造上以纳米为单位的变化，其物理性能与化学性质便会产生意想不到的巨变。纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界，它的最终目标是直接用原子和分子来构造

7、具有特定功能的产品。什么是纳米科技例如，葡萄糖和果糖在有机化学中，同属分子组成相同、原子数目相同的同分异构体，它们都是由碳、氢、氧三种元素组成的，分子式都是C6H12O8，但由于原子的空间排列不同，使它们性质相悖，葡萄糖具有醛和多元醇，果糖就没有。什么是纳米科技这种技术有没有科学根据呢?又如，同是碳分子C，因排列组合不同可以是硬度最高的金刚石（立方晶体），也可以构成很软的工业原料石墨（六方片状晶体）。在高温高压下让石墨的原子排列改变成立方晶体时，石墨就会发生质变成为金刚石。什么是纳米科技还有，7个基本音

8、乐符号，经作曲家的创造，既能组成雄浑、美妙的旋律，也能组成使人意志消沉的靡靡之音；木头、砖头劳动加工后就构成房屋；26个英文字母，由于不同的排列组合，可以构成不同的字、词，并且还能进一步构成宏篇巨著，流行千古。纳米科技正是充分运用排列组合之妙的高新技术。就是在微观环境下，操纵原子、分子或原子团、分子团进行重新排列组合，使其形成人们所需要的功能各异的新物质的一种新技术。这种技术来源于科学家的创新思维。什么是纳米科技“为什么我们不可以从另一个方