奇妙的纳米世界6章10章

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1、第六章神奇纳米不神秘自己制作纳米技术产品：点燃蜡烛，熏玻璃成黑膜，可以看日食。古人的智慧：1000年前，蜡烛烟雾制成炭黑的原料以及用于着色的染料。古铜镜—“水银渗”工艺—纳米氧化锡颗粒奏响生命的旋律人体内的“纳米技术产品”：例1：DNA（双螺旋结构的“纳米链”）：四种碱基“腺嘌呤”、“鸟嘌呤”、“胞嘧啶”、“胸腺嘧啶”按不同的方式排列就构成不同遗传信息。例2：骨骼：无机物羟基磷灰石（由20—40纳米、厚1-3纳米的针状结晶组成）、有机物纤维性蛋白骨胶原组成。出淤泥而不然荷叶自清洁效应原理：荷叶表

2、面有复杂的纳米结构，表面形成一层急薄的空气层。灰尘、水珠的尺寸远大于这种结构，水在自身表面张力作用下形成水珠，从叶面上滚落的过程把灰尘粘落，形成“自清洁”现象。蜜蜂的“记忆”蜜蜂采蜜不会迷失方向：其腹部有磁性纳米粒子，磁盘纳米粒子有“罗盘”作用。海龟远航海龟环大西洋巡游：海龟头部有磁性纳米微粒，准确无误完成几万公里的行程。“横行霸道”螃蟹为什么横着走？螃蟹第一对触角里有几颗磁性纳米微粒，亿万年前，螃蟹的祖先前进后退，后来由于地球磁场发生了多次剧烈倒转，螃蟹的“指南针”发生错乱，失去了正确指示方向

3、的功能，开始横行。“白毛浮绿水”为什么鹅在水中戏耍而身上的毛却并不会湿呢？鹅毛排列非常整齐，且毛与毛之间的间隙小到了纳米尺寸，水珠无法穿透。环绕四处皆纳米像云、雾、烟、尘等在空气中分散了纳米粒子而形成了气溶胶像牛奶、肥皂泡沫、泥浆等在水中分散了纳米颗粒，属液溶胶像珍珠、彩色塑料、某些合金等在某固体里分散了纳米颗粒，属于固溶胶影片仿生前沿影片探索生命的奥秘第七章仿生纳米显神通仿生技术的发展:在地球上，至少200万种生物，共同点是：具备了与生长环境相适应的组织、器官和结构。支持了人类的发展，为人类知

4、识和技术的创新提供了丰富的源泉和无限的想象空间。仿生科学技术定义：根据各种生物的形态、结构和奇特的功能启发人类创造新的产品，推动了社会的进步，形成的一门新的学问。三个阶段：形态仿生、结构仿生、智能仿生形态仿生：如中国功夫--模仿动物的动作—五禽功、猴拳、青蛙功、螳螂拳等；从鸟类飞翔---设计了飞机和各种飞行物。结构仿生：如仿荷叶的自清洁功能智能仿生：对生物的功能研究目前的仿生学主要集中在：生物的动作行为和生物体宏观结构的模仿，很少涉及到生物体本身的效应、机理和生物组织。主要原因是：传统的技术实现

5、手段不能满足对生物体的精细模仿要求，仿生学还停留在宏观和表面的层次上。仿生微纳米系统微纳米技术的加工能力和器件尺寸与生物细胞、组织结构相当，十分适合作为微型仿生系统的技术实现手段。仿生学与微纳米技术结合产生一个新的研究方向---仿生微纳米系统小壁虎大神功壁虎爬墙“神功”原理：黏着力是由壁虎脚底大量的细毛与物体表面分子之间产生的范德华力累加而成的。范德华力是中性分子在彼此距离非常近时，产生的一种微弱的电磁引力。壁虎脚趾生有约两百万根细小的刚毛，刚毛直径约5微米，长度30-130微米，每根刚毛的顶端

6、有约100—1000个更细小的绒毛，大约200纳米，绒毛与物体表面分子间的距离非常近，产生范德华力。会爬墙的“壁虎”机器人仿造：利用微米加工技术，制造机器人的脚趾。利用物理和化学方法制造纳米线排列而成一种新型纳米结构绒毛。两种方法：蜡表面压出纳米孔，形成模具加工纳米绒毛；用铝和有机聚合物自组纳米孔薄膜作主模板加工纳米绒毛。微型机器人的目标跟踪能力：粘附在目标卫星上优势是：能够在任意形貌的未知材料表面进行黏附和爬行。铁磁吸附—铁磁材料；静电吸附—导电特性材料；化学黏附—胶挥发、固化；范德华力与材料

7、无关，在真空下更为有效，最适合空间微机器人的黏附爬行机构。军事侦察、抢险救灾、高楼清洗、特殊的靴子和手套蚂蚁的“GPS”定位功夫GPS即全球定位系统（GlobalPositiongSystem）,美国于1994年全面建成的。具有在海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS构成：主要有三部分：空间部分：24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。地面监控部分：包括四个监控站、一个上行注入站、一个主控站。用户接收机：使用用户拥有。各种定位方式中国指南针和罗盘—最古老的定位

8、器磁性超微粒子和地球磁场来导航—大海龟环大西洋巡游超声波发生器和接受超声波定位和导航---蝙蝠微偏振器定位---蚂蚁光偏振定位导航系统光偏振现象：一束光通过偏振器，根据入射光和光栅之间的夹角不同，光强发生有规律的变化。看影片光偏振根据偏振光强的变化，判断偏振光的方向。蚂蚁身上的偏振器就起到了定位导航的作用。纳米技术制造微型光偏振定位导航系统现代纳米技术，制备金属纳米线阵列。一平方厘米可以有几十个G的金属纳米线，整齐排列，制成纳米光偏原地器，可以按照光偏导航。GPS受制于人，独立发展是出路全世界G