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时间:2019-10-20
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1、发展纳米科技的必要性摘要:纳米技术是20世纪末出现的高新技术,并将要成为21世纪的高新技术的龙头和众多技术的技术创新动力,带动信息技术、医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展。纳米技术在新世纪里将给人们的生活带来深远影响,更可能使未来战争的面貌和形态发生根本性变化,既是一次技术革命,也将是21世纪的又一次产业革命。关键词:纳米材料纳米科技应用前景一、纳米材料及纳米技术的定义纳米材料是在零维、一维、二维或三维方向上特征长度为纳米尺度(10-9m)的固体材料的总称。因其量子尺寸效应、表面效应及隧道效应等,而具有奇异的声、光、电、磁及热力学特性。纳米材
2、料已成为倍受关注的新材料之一。纳米技术是指主在纳米尺度(1〜100纳米)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用,以及如何利用这些特性和相互作用,具有多科交叉性质的科学和技术。二、纳米发展小史纳米技术是20世纪80年代末期兴起的新技术。1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理査德.费曼预言:“人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品。”这是关于纳米科技最早的梦想。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的圳,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维,这一纳米材料的发现标志人类对
3、材料性能的发掘达到了新的高度。三、纳米材料的应用纳米技术是由材料、化学、物理学、生物学以及电子学等多种学科交叉而形成的新学科,也是众多学科在新层面上创新的基础。纳米技术具有诱人前景。纳米技术在总体上对社会的冲击将远远比20世纪70年代的微电子技术大得多,它的发展将影响到社会发展的诸多方面,包括电子学、物理学、化学、生物学、材料、医疗卫生、通信、航天航空、环境保护、制造业等。实际上没有不受纳米技术影响的领域,未来几乎所有现代技术领域和技术进步都离不开纳米技术。科学家预言:纳米科技作为社会先进生产力之一,将改变人类的生产和生活方式,促进传统产业的改造和升
4、级,并可能带动下一次工业革命,成为21世纪经济的增长点。纳米材料的用途很广,主要用途有:1.医药使用:纳米技术能使药品生产过程越来越精细,并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。2.家电:用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料,具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用,可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料。1.电子
5、计算机和电子工业:可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千百倍的纳米材料存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后,可以缩小成为"掌上电脑"。2.环境保护:环境科学领域将出现功能独特的纳米膜,利用这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染,并能够对这些制剂进行过滤,从而消除污染。3.生物技术:在纳米尺度上按照预定的对称性和排列制备具有生物活性的蛋白质核糖核酸等,在纳米材料和器件中植入生物材料使其兼具生物功能和其他功能,生物仿生化学药品和生物可降解材料的研制;动植物的基因改善和治疗,测定DNA的基因芯片等.4.航天和航空:纳米器件在航空航
6、天领域的应用,不仅是增加有效载荷,更重要的是使耗能指标成指数的降低.这方面的研究内容还包括:研制低能耗抗辐照高性能计算机;微型航天器用纳米集成的测试控制仪器和电子设备;抗热障耐磨损的纳米结构涂层材料.7纺织工业:在合成纤维树脂中添加纳米£。2、纳米%0、纳米复配粉体材料,经抽丝、织布,可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装,可用于制造抗菌内衣、用品,可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。8.机械工业:采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理,可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。9.国家安全:rh于纳米技术对
7、经济社会的广泛渗透性‘拥有纳米技术知识产权和广泛应用这些技术的国家,将在国家经济安全和国防安全方面处于有利地位.通过先进的纳米电子器件在信息控制方面的应用,将使军队在预警导弹拦截等领域快速反应;通过纳米机械学,微小机器人的应用,将提高部队的灵活性和增加战斗的有效性;用纳米和微米机械设备控制,国家核防卫系统的性能将大幅度提高;通过纳米材料技术的应用,可使武器装备的耐腐蚀吸波性和隐蔽性大大提高,可用于舰船潜艇和战斗机等.此外,在信息通信、新型陶瓷、化工、交通、能源等领域也有着重要意义和广泛的应用前景,其重要意义越来越为人们所认识。四、大力发展纳米技术的重
8、要性和必要性1.纳米技术的战略地位纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术,日益受到全世界的关注。为
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