中国计量学院材料学院

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1、葛洪良中国计量学院材料学院纳米技术及浙江省相关产业内容提要纳米技术简介纳米技术在世界各国纳米技术与当代中国浙江省相关产业及政策1.1纳米及纳米技术1纳米(nm):1毫米(mm)的百万分之一1nm=10-6mm=10-9m(=10Å)大约等于十个氢原子并列一直线的长度。人类头发的直径大约有6万至8万纳米。所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子运动规律和特性以及对物质和材料进行处理的技术被称为纳米技术在2000年，纳米科技的应用拥有超过500亿美元庞大市场，大部分纳米技术的应用都在纳米材料上。德国政府更预计，到201

2、0年纳米科技的市场价值会高达1兆美元。1.2纳米材料的基本效应1.尺寸效应晶体周期性的边界条件遭破坏，颗粒表面层附近原子密度减小，从而导致声、光、电磁、热力学等特性呈现新的小尺寸效应。2.量子效应费米能级附件的电子能级由准连续变为离散能级的现象。3.界面效应纳米材料由于大量的原子存在于晶界和局部的原子结构不同于大块晶体材料，使纳米材料的自由能增加，纳米材料处于不稳定状态。四大特点:尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大。四个方面应用:(1).纳米电子学:拥有崭新功能的电子仪器，有高速度及低能量消耗的优点;(2).纳米材料科学(3).纳米

3、生物学:包括去氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的基因图谱(4).纳米医学:发明、设计及生产纳米级的新药物。1.3特点及应用1981年　科学家发明研究纳米的重要工具———扫描隧道显微镜，原子、分子世界从此可见。1990年　首届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩举办，纳米技术形式诞生。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，强度却是铁的10倍，成为纳米技术研究的热点。纳米技术在世界各国2.1国外纳米技术进展1990年，IBM公司用原子排出“IBM”镍基底上用35个氙原子排列成英文[IBM]2.1国外纳米技术进展1991

4、年，NEC实验室观察到碳纳米管合成了其它纳米管材料2.1国外纳米技术进展实心的纳米棒、纳米线、量子线2.1国外纳米技术进展朗讯公司和牛津大学:纳米镊子碳纳米管“秤”，称量一个病毒的重量称量单个原子重量的“纳米秤”2.1国外纳米技术进展纳米存贮器及DNA开关2.2纳米技术在美国2010年:80万纳米科技人才,GDP1万亿美元,200万个就业机会能源部的8项优先研究中，6项有关纳米材料本世纪前10年几个关键领域之一制定了“国家纳米技术倡议”(NNI):纳米材料纳米电子学、光电子学和磁学纳米医学和生物学2.2纳米技术在美国军工:隐形飞机表面涂料、舰

5、船表面纳米涂料美国总统布什2003.12.3日签署了《21世纪纳米技术研究开发法案》，批准联邦政府在从2005财政年度开始的4年中共投入约37亿美元，用于促进纳米技术的研究开发2.3纳米技术在日本1962年,久保(Kubo):久保理论国会:21世纪前20年的立国之本，日本政府总共投资了多于38亿美元在研究上著名大企业:纳米实用化技术的计划三菱化工建立了(富勒烯)纳米碳管生产线自洁净玻璃、光催化净化水或空气2.4纳米技术在欧洲第一个五年納米科技研究(99-03)已结束第二个五年納米科技研究(04-09)正在进行中，共计投入了几十亿欧元纳米技术与

6、当代中国1993年，中科院操纵原子写字《国家纳米科技发展纲要（2001-2010）》和《国家纳米科技发展指南框架》3.1纳米技术对竞争力的提升能源领域石油、煤等不可再生资源环保领域解决水污染的问题解决空气污染的问题微电子纳米电子器件、纳米线、纳米传感器信息领域光纤、发光器件3.2纳米技术对竞争力的提升功能性涂料、薄膜防静电涂料特殊视觉涂料紫外线吸收涂层耐磨、防腐、耐高温、耐冲刷涂层机械纳米结构单元和纳米机械结构陶瓷增强、增韧、助烧结3.3纳米技术对竞争力的提升化学化工催化剂、助催化剂、阻燃剂镍催化氧化丙醛，当镍的粒径在5nm以下，反应选择性发

7、生急剧变化，生成酒精的转化率迅速增大塑料和橡胶制品成型剂、补强剂、抗老化剂OA领域复印机和激光打印机的墨粉喷墨打印机墨水、高级墨水3.4纳米技术对竞争力的提升纳米药物磁性纳米粒子药物卫生保健品防晒霜纺织品反射红外线型化纤杀菌灭菌除臭型化纤3.5提升国防科技纳米探测系统纳米材料提高武器打击纳米材料提高防护能力纳米机械系统制造的小型机器人雷达隐身技术美国:“超黑粉”,对雷达波的吸收率达99％法国:Co-Ni纳米颗粒包覆绝缘层3.6我国“十一五”纳米科技发展重点纳米电子、纳米光电子材料与微纳器件纳米生物医用材料（纳米传感器、重大疾病早期诊断与治疗用

8、纳米材料与器件）纳米环境与能源材料（环境友好与资源节约型纳米材料与技术，新型能源纳米材料与器件）纳米加工与表征技术提升传统产业的纳米材料与技术浙江省相关产业及政策浙