课程（毕业）论文-纳米技术

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1、纳米技术主要内容：纳米技术是20世纪80年代末迅速发展起來的一门交叉性很强的综合学科。下面将对纳米科技的意义，纳米材料及其应用进行阐述。关键词：纳米技术、纳米材料、意义、应用引言：纳米技术推动了人类社会产生巨大变革具有重要意义，我们都知道纳米是一种很小的计量单位，那么什么是纳米科技？它具有什么意义和用途呢？正文一、什么是纳米科技纳纳米科技（nanoseieneeandtechnology,NanoST）是以0」至lOOnm尺寸范围为研究对象的新学科，是在原子、分子尺度上认识自然，进行知识、技术和

2、产品创新的新科技。纳米科学技术是现代物理（介观物理、量子力学、混沌理论）和先进技术（电子计算机、微电子技术、扫描隧道显微技术）相结合的产物，现己渗透和影响到机械学、电子学、生物学、物理学和化学等许多学科领域，并且以出乎人们意料的速度向各个传统技术领域渗透。纳米技术包含下列四个主要方面：1•纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发牛突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度

3、达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日木科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钻合金，把它做成大约20-30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高100

4、0倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。2•纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统，用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等•用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。3•纳

5、米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金

6、占

7、定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。4•纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更

8、快、更冷，更小，是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。二、纳米技术的意义当前纳米技术的发展正受到各国政府越来越多的重视。1999年12月，美国国家科学技术委员会纳米科学、工程和技术机构工作组在其题为“纳米技术研究指南”的工作报告中指岀:纳米科学和工程将在未来的10〜20年内成为一种战略性的、占主导地位的技术，因为对微尺度物质的控制将支持工业、经济、健康和环境管理、生活质量以及国防等方面的发明和进步。报告的结论是:纳米技

9、术将导致下一次工业革命。由于认识到该学科的潜力所在，美国口宫科技政策办公室以及管理和财政预算办公室共同发布了一个备忘录，其中将纳米技术确认为科研重点并己在2001财政年度给予重点投资。2001年美国拿出4.95亿美元用于资助纳米科技研究，比2000年的2.7亿增长了83%o不仅如此，2001年1月美国宣布推出《国家纳米技术推进计划》，该计划实质是“美国要在21世纪继续保持其经济主导地位及国家安全，就必须在今后10年到20年内在纳米技术研究方面保持显著、持续的增长态势”。美国五角大楼的武器专家雄心

10、勃勃预计，5年内第一批由微型武器组成的“微型军”将诞生并服役，10年内可望大规模部署。由于可以看出纳米科技既是一场科学创新活动，又是一个新的知识经济增长点，对科学技术、国民经济和国防现代化都具有重要意义。在1998年的四月，总统科学技术顾问，NemlLmne博士评论到，如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响，我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技大挑战机构，资助进行跨学科研究和教育的队伍，包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括：把整个美国国会图书馆的资料