论文集_08纳米技术

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1、纳米技术授课教师：刘业云纳米技术本节内容：*一、纳米的概念*二、纳米技术的历史*三、纳米技术将来发展的五个阶段*四、纳米技术在生活中的应用*五、纳米技术在军事上的应用*六、纳米技术可能带来的危害*七、假冒纳米技术#一、纳米的概念纳米（nm）实际上是一种长度单位，1纳米仅等于十亿分之一米，人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米。纳米小得可爱，却威力无比，它可以对材料性质产生影响，并发生变化，使材料呈现出极强的活跃性。科学家们说，纳米这个“小东西”将给人类生活带来的震憾，会比被视为迄今为止影响现代生活方式最为重要的计算机技术更深刻、更广泛、更持

2、久。纳米技术是指在1－100纳米这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术，包括纳米结构和纳米材料。初识纳米：水可能是我们最熟悉的东西，我们每天都离不开水，我们知道油水是不相溶的，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，也就是说在这个微观世界里，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，它都能够是稳定的。二、纳米技术的历史1、１９５９年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，

3、最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。2、20世纪50年代末，物理学家开始认识到“物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性”。经过几十年的艰苦探索，纳米技术取得了关键性的突破。1990年IBM公司使用扫描探针移动35个原子，组成了IBM三个字母，创造了人类最“微乎其微”的伟大奇迹，纳米神话令世界震惊。3、１９９１年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢１０倍，成为纳米技术研究的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用

4、于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。中国古代的纳米：早在中国古代，安徽出的墨，其颗粒就可以是纳米级的，非常非常细，从烟道里扫出来后一遍遍地筛，研制出来的墨非常均匀、饱满，写字非常好，这实际就是纳米颗粒。三、纳米技术将来发展的几个阶段：1、准确地控制原子数量在１００个以下的纳米结构物质。这需要使用计算机设计／制造技术和现有工厂的设备和超精密电子装置。2、生产纳米结构物质。在这个阶段，纳米结构物质和纳米复合材料的制造将达到实用化水平。其中包括从有机碳酸钙中制取的有机纳米材料，其强度将达到无机单晶材料的３０００倍。3、大量制造复杂的纳米结

5、构物质将成为可能。这要求有高级的计算机设计／制造系统、目标设计技术、计算机模拟技术和组装技术等。4、造出纳米计算机。纳米磁膜材料将大大提高磁记录密度，纳米加工技术的进步将使纳米级光盘的出现成为可能，其信息储存量将是现在光盘的100万倍。未来的某一天，像现在“银河”那样的巨型计算机可能变成“掌中宝”，而美国国会图书馆的全部信息，将会被压缩到一个糖块大小的光盘中。可以预见，未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快，效率将更高。5、科学家们将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置。四、纳米技术在生活中的应用：1、纳米材料用于纺织品

6、，经过独特的工艺处理，将紫外线隔离因子引入纤维中，能起到防紫外线、阻隔电磁波，具有无毒、无刺激，不受洗涤、着色和磨损等影响的作用，可以有效保护人体皮肤不受辐射伤害。如果在分散的纳米分子材料上经过特殊处理，再运用到纤维物体上，那么衣服就可以不粘油、不粘水，由于纳米分子非常非常小，它不会影响纤维物体的透气性和清洗效果。2、纳米生物技术的成果也会为制造人造器官和人造皮肤提供便利。如今科学家们已经能够利用烧伤患者未被破坏部分的皮肤细胞制成被烧伤部位的人造皮肤，并使其具有正常的代谢作用。将来纳米生物技术的进一步发展还会为医生有效治疗脑血栓提供可能。

7、纳米微粒也将会在摧毁脑肿瘤方面起到重要作用。3、纳米技术用在医学上，专家们把磁性纳米复合高分子微粒用于细胞分离，或者把非常细小磁性纳米微粒，放入一种液体中，然后让病人喝下后，对人身体的病灶部位进行治疗，并且通过操纵，可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集进行有目标的治疗，在不破坏正常细胞的情况下，可以把癌细胞等分离出来，也可以制成靶向药物控释纳米微粒载体（俗称“生物导弹”），用于治疗脑栓塞等疾病，同时也可用纳米技术生产出纳米探针（微型机器人）深入体内治疗疾病或清理体内垃圾等。纳米机器人是可以在细胞内或血液中对纳米空间进行操作的“功能分子器件”

8、。其实细胞本身就是一个活生生的纳米机器，细胞中的每一个酶蛋白分子就是一个个活生生的纳米机器人，已有一种纳米药物载体通过了F DA批准并应用于临床，密西根大学的Donald Tomalia等