《纳米世界的奥秘》word版

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1、编写组名单第一章作者：古宏晨沈军孙卓李民乾孙洁林李文新统稿：古宏晨李民乾第二章作者：沈军统稿：沈军第三章作者：李民乾古宏晨樊春海刘昌胜沈鹤柏宋世平赵建龙李宾黄健周彩存统稿：李民乾古宏晨第四章作者：孙卓张亚非宋志棠李春忠张静黄素梅冯涛潘丽坤张哲娟张燕萍统稿：孙卓第五章作者：李民乾王庆康杨勇骥吴晓京统稿：李民乾全书统稿：沈纯施利毅闵国全陈红光序言人类对客观世界的认识永无止境，一方面向无限大的宇宙探索，另一方面向无限小的微观世界开拓。纳米世界就是人类探索微观世界发现的新大陆。物质在纳米尺度上发生了许多不同于宏观世界的奇妙的物理和化学变化，蕴

2、藏着更多的神秘莫测但又充满诱惑的奥秘。在人类今天认知世界的巨大驱动力的推动下，纳米科技的发展和实用化为人类探索纳米世界、创造美好的未来提供了新的机遇。在自然界，由于生物体中特殊纳米结构的存在，才有出淤泥而不染的荷叶、使用罗盘定位的蜜蜂、飞檐走壁的壁虎和在水面上自由舞蹈的水虱。在军事领域，纳米隐身战斗机可以躲过侦查设备的眼睛，成千上万的纳米潜艇攻击敌人的航空母舰，神通广大的蚂蚁士兵可以破坏敌方的电子设备，纳米卫星可以连续不断地监视地球上的任何角落，这些纳米微型武器在未来信息化战场上令对手防不胜防。在能源领域，纳米太阳能电池和纳米锂离子电

3、池的应用，可以使人类逐渐摆脱对煤炭和燃油等不可再生能源的依赖。在生命健康领域，纳米机器人可以在血管里漫游，将药物准确输送到病患的部位来治疗疾病，还可以控制人类基因，消灭各种遗传缺陷。在不久的将来，通过神奇的纳米天梯，可以将卫星或飞船发往太空，而用纳米碳管做成的太空缆绳最有可能实现人类移居外星球的梦想，这就是奇妙的纳米世界。纳米科技是在纳米尺度上研究电子、原子和分子运动规律和行为的一门科学与技术，被认为是对21世纪一系列高新技术的产生和发展具有极为重要影响的关键技术之一，近年来在全世界范围得到飞速发展并迅速渗透到科学的各个相关领域，已经

4、为人类展示了无比广阔的美好前景。纳米科技的材料技术创新和应用技术研究将为国民经济支柱产业的调整和传统产业的改造注入高新科技含量提供新的契机，正如科学家预言的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给各个领域带来一场革命”。几乎所有发达国家的政府和企业都对纳米科技研究给予了大量投入，制定了相应的战略计划，力图抢占21世纪的科技战略制高点。我国国家科学技术中长期发展规划纲要中，纳米科技被列为最优先发展的领域之一。上海市在纳米材料、纳米电子、纳米医学、纳米生物、纳米加工等方面具有一定的竞争优势，通过启动紧缺人才培训工程和建立公共服务平台，普

5、及纳米科技知识和提高应用能力，推进纳米科技发展和技术成果的转化。目前，大部分研发力量集中在高等院校和中科院系统，这些单位拥有一批年龄结构合理和专业知识过硬的科研人员。科研机构越来越重视纳米科技与市场的结合，也有相当一部分的企业积极参与进来，寻求多层次的产学研联合，给上海市纳米科技和产业发展带来了勃勃生机。本书由上海市相关领域专家编写，简明扼要地介绍了纳米科技的基本概念、纳米材料、纳米生物学、纳米电子学和纳米加工等方面的内容，涵盖面广，内容丰富，许多应用与我们日常生活密切相关，语言通俗易懂，图文并茂地揭示了纳米世界的奥秘，既可以作为青少

6、年了解纳米科技的科普读物，也可以作为各行业专业人士了解纳米科技在各领域中应用和发展的参考书。科学没有疆界，只要你愿意，本书将带领你畅游奇妙的纳米世界！纳米科技的发展必将促进人类文明的进步，让我们满怀信心地迎接纳米科技时代的到来！钮晓鸣二九年十月纳米科技的基本概念001神奇的“纳米尺度”002纳米科技004纳米材料006纳米生物学及纳米生物技术008纳米电子学及纳米电子技术010“自上而下”与“自下而上”——纳米实现方法012纳米世界的“眼”和“手”014纳米标准016纳米与能源018纳米安全020纳米与环境022第一章纳米新材料025

7、空气污染的终结者——纳米空气净化器026神奇的介孔材料029可加工纳米复相陶瓷032纳米纤维和智能化纺织品034纳米变色器件038自清洁纳米涂料041碳家族中的新成员——碳纳米管044让飞机瞒天过海——纳米隐身材料04821世纪的环境净化能手——纳米光催化材料051纳米抛光技术054纳米超级“羽绒服”056化工多面手——纳米二氧化硅058太阳能储热器061纳米复合防晒霜064纳米储氢材料066折射率连续可调的光学薄膜069捕捉宇宙尘埃——纳米多孔硅气凝胶072纳米催化剂“外衣”075高压电线的守护神——纳米绝缘涂膜078更安全更高效的

8、锂离子电池081第三章纳米生物技术的应用085纳米生物芯片086纳米生物传感器089分子手术093纳米磁性粒子096量子点纳米编码098分子印迹技术100DNA计算机102纳米“人工骨”104癌症的早期诊断107纳米分子