什么是纳米技术
纳米技术，也称毫微技术，是一种用单个原子、分子制造物质的技术。纳米技术是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界，最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品 。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0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。
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。
3、纳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固定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。
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。
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纳米科技诞生于上世纪80年代末，主要涵义是纳米尺寸范围内认识和改造自然。纳米科技目前发展日新月异，特别是纳米技术通过3D打印，采用“添加式制造”方式，能将工业生产所需的原材料降至传统方式的1/10，对未来制造业的发展将起到巨大的推动作用。
物理学家理查德·费曼早在1959年就做出论断：在物质“底层还有很大空间”。这一结论首次揭示了“自下而上”、以单个分子、单个原子为基础组装物件的可能性。在1981年电子扫描隧道显微镜出现以后，纳米科学家发现物质在纳米尺度时拥有了“超自然”的特性。
在量子理论的指导下，科技物理学界开始关注探索在微观和宏观世界之间，存在着一个迥然不同的“介观世界”，即尺度范围大约在0.1—100纳米之间的物理世界。纳米技术的真正发展仅30多年时间，但其在功能应用上的适应性、会聚效应和超级特性，已渗透到当今所有科技和产业领域。
什么是纳米技术？
简单地说，纳米和我们熟悉的米、分米、毫米一样都是长度计量单位。1纳米大约是3到4个原子排列在一起的长度，是头发直径的万分之一。
其实，早在1959年，著名的物理学家理查德?费恩曼在一次演讲中就提出过这个概念，那时候他就预言：人类可以用微小的机器制作更小的部件，最后将根据人的意愿，将这些部件逐个组合，制造成原子大小的相关产品——这是关于纳米技术最早的梦想。
用纳米技术制作出来的机器，由于体积很小，它就可以“钻”到物体的内部，把物体内的分子一个个地进行重新组合。比如：利用纳米机器将获取的碳原子逐个重新组织起来，就可以把普通的炭条变成精美的金刚石。如果将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包，是不是更不可思议呢？因为世上任何一个物体，无论是电脑还是奶酪，都是由分子组成的。只要用一部纳米机器把它们的分子重新组合，那么它们就会变成另一样东西了。
理论+实际=成功
理论上来说，纳米机器是可以重新构建所有物体的。不过我们都知道理论用在现实上不一定全都合适，但研究纳米机械的专家已经明确表示，实现纳米技术的应用是可行的。在电子显微镜的帮助下，纳米机械专家已经能够将独立的原子，重新安排成自然界从未有过的结构。
纳米技术学家期望在25年内，在现实生活中实现这些想法，创造出真正的、可以有效工作的纳米机器人。这些纳米机器人有微小的“手指”可以精巧地处理各种分子；还有更微小的“电脑”来指挥“手指”的运动。“手指”可能由碳纳米管制造，它的强度是钢的100倍，细度是头发丝的五万分之一。“电脑”也同样由碳纳米管制造，这些碳纳米管还能做成连接它们之间的导线。
分子大小的纳米机器人
我们都知道分子是很小很小的，根本无法用肉眼直接看到，不过分子虽小却拥有无穷的力量。过不了多久，只有分子大小的纳米机器人将源源不断地进入到人类的日常生活中。它们将为我们制造钻石、鞋子、牛排、清除人体内的垃圾或复制更多的机器人，如果想让它们停止工作，只需启动事先设定好的程序就可以了，是不是很简单方便呢？
不过你可能会觉得上述这些想法让人不可思议，但在50年后这些并不是不可能实现的。
但是考虑到纳米机器人体积太小，因而无论它们执行什么任务，甚至包括自身的复制，都必须动用庞大数量的群体。清理的血管里的人体垃圾，可能就需要数以百万计的纳米机器人；要制造一辆汽车，可能要调动一百亿亿个纳米机器人同时进行工作，然而还没有一个生产线可以生产如此巨大数量的纳米机器人。
但是在科学家的眼中，未来是可以做到这点的。他们设计的纳米机器人可以完成两件事情：一是执行它们的主要任务；另一点是制造出它们自身完美的复制体，就像细胞分裂一样。如果第一个纳米机器人能够制造出2个复制体，这2个复制体每个又可制造出4个自己的复制体，依此类推，很快就可以获得万亿个纳米机器人了。
当然不可能什么事情都是一帆风顺的，假如纳米机器人忘记了停止复制自己，会发生什么事情呢？如果没有一些事先制定好的停止信号，这些纳米机器人就会无休无止，不停的复制，后果将会是无法预料的。一个发疯的、正在制造食物的纳米机器人能够把整个地球生物圈，在很短时间里变成一块巨大的奶酪。
纳米技术的未来
纳米技术学家们并没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软件程序，使纳米机器人在复制数代后自我摧毁；另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人。例如：只有在有毒化学物质，以较高浓度出现时，纳米机器人才能进行自我复制，控制毒素蔓延；或者在一个事先设定好的温度和湿度范围内，机器人才能进行复制。
就像电脑病毒的传播一样，所有以上这些努力可能都无法阻止那些不怀好意的人，去释放某种纳米机器人，作为伤害别人的武器。事实上，一些科学家曾经指出，纳米技术可能带来的危险要大于它的益处。然而，仅仅这些益处就已经太具有诱惑力了，纳米技术必将超过电子计算机和基因制药，而成为21世纪的技术发展方向。世界可能会需要一个纳米技术免疫系统，在这个系统中，纳米机器人警察会不断地在微观世界中，同那些不怀好意的纳米机器人进行战斗。
不管怎样，纳米技术已经到来了!
生活中有什么是纳米技术？
纳米技术在生活中的应用体现在衣食住行。
1、衣
在纺织和化纤制品中添加纳米微粒，可以除味杀菌。化纤布虽然结实，但有烦人的静电现象，加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。
2、食
利用纳米材料，冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末，可以使废水彻底变清水，完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全，还有益健康。
3、住
纳米技术的运用，使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料，还可以吸收对人体有害的紫外线。
4、行
纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料，能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息，帮助其安全驾驶。
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纳米材料是80年代中期发展起来的新型材料，它比负氧离子先进50年。由于纳米微粒(1-100nm)的独特结构状态，使其产生了小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等，从而使纳米材料表现出光、电、热、磁、吸收、反射、吸附、催化以及生物活性等特殊功能。
纳米材料具有许多独特功能，而且用量少，但却赋予材料意想不到的高性能，附加值甚高。纳米复合高分子材料、纳米抗菌、保鲜、除臭材料等等，由于纳米材料的尺寸小，比血液中的红血球小一千多倍，比细菌小几十倍，气体通过其扩散的速度比常规材料快几千倍。纳米颗粒与生物细胞膜的化物作用很强，极易进入细胞内。
纳米技术简介，用途与发展前景？
纳米技术是一门高新技术，它对21世纪材料科学和微行器件技术的发展具有重要影响。为了解纳米技术的发展状况，记者走访了英国牛津大学材料系纳米材料专家保尔·华伦博士。
华伦说，纳米技术是当前全球都在谈论的热门话题。所谓纳米技术，是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术。纳米技术涉及的范围很广，纳米材料只是其中的一部分，但它却是纳米技术发展的基础。牛津大学材料系目前研究的纳米技术项目有40多个，其中主要的有超细薄膜、碳纳米管、纳米陶瓷、金属纳米晶体和量子点线等。
超细薄膜的厚度通常只有1纳米－5纳米，甚至会做成1个分子或1个原子的厚度。超细薄膜可以是有机物也可以是无机物，具有广泛的用途。如沉淀在半导体上的纳米单层，可用来制造太阳能电池，对开发新型清洁能源有重要意义；将几层薄膜沉淀在不同材料上，可形成具有特殊磁特性的多层薄膜，是制造高密度磁盘的基本材料。碳纳米管是由碳60分子经加工形成的一种直径只有几纳米的微型管，是纳米材料研究的重点之一。与其它材料相比，碳纳米管具有特殊的机械、电子和化学性能，可制成具有导体、半导体或绝缘体特性的高强度纤维，在传感器、锂离子电池、场发射显示、增强复合材料等领域有广泛应用前景，因而受到工业界的普遍重视。目前，碳纳米管虽仍处于研究阶段，但许多研究成果已显示出良好的应用前景。陶瓷材料在通常情况下具有坚硬、易碎的特点，但由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性，有的可大幅度弯曲而不断裂，表现出金属般的柔韧性和可加工性。
纳米技术在现代科技和工业领域有着广泛的应用前景。比如，在信息技术领域，据估计，再有10年左右的时间，现在普遍使用的数据处理和存储技术将达到最终极限。为获得更强大的信息处理能力，人们正在开发DNA计算机和量子计算机，而制造这两种计算机都需要有控制单个分子和原子的技术能力。
传感器是纳米技术应用的一个重要领域。随着纳米技术的进步，造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。比如，将微型传感器装在包装箱内，可通过全球定位系统，可对贵重物品的运输过程实施跟踪监督；将微型传感器装在汽车轮胎中，可制造出智能轮胎，这种轮胎会告诉司机轮胎何时需要更换或充气；还有些可承受恶劣环境的微型传感器可放在发动机汽缸内，对发动机的工作性能进行监视。在食品工业领域，这种微型传感器可用来监测食物是否变质，比如把它安装在酒瓶盖上就可判断酒的状况等。
在医药技术领域，纳米技术也有着广泛的应用前景。如用纳米技术制造的微型机器人，可让它安全地进入人体内对健康状况进行检测，必要时还可用它直接进行治疗；用纳米技术制造的"芯片实验室"可对血液和病毒进行检测，几分钟即可获得检测结果；科学家还可以用纳米材料开发出一种新型药物输送系统，这种输送系统是由一种内含药物的纳米球组成的，这种纳米球外面有一种保护性涂层，可在血液中循环而不会受到人体免疫系统的攻击，如果使其具备识别癌细胞的能力，它就可直接将药物送到癌变部位，而不会对健康组织造成损害。
除此之外，纳米技术在工业制造、国防建设、环境监测、光学器件和平面显示系统等领域也有广泛的用途，对21世纪的科技发展具有重要作用。
为了对纳米技术有一个较全面的印象，华伦博士带记者参观了纳米材料实验室。由于纳米材料的结构很小，在自然光下肉眼无法看到，所以需要借助显微镜来观察和操作。走进实验室，首先看到的是一台被称作"纳米刀"的仪器。参观时，研究人员正在用它在一个电子器件材料表面上切削亚微米方型小孔，以便对该器件的材料构成进行分析。在另一个室验室摆放着多台透射电子显微镜，一位研究人员正在用它研究磁性薄膜的内部结构。接下来参观的是一台原子探针场离子显微镜，利用这台仪器，可通过移动一个个原子并形成三维图像，对材料结构进行分析。在另一个实验室，研究人员正在用一台扫描探针显微镜在一个平面上观察和操作单个原子，并直接测量原子间的作用力。特别值得一提的是，牛津大学不仅科研基础雄厚，在仪器制造上也有很强的实力。这里的许多仪器，都是他们自己研制的，有些处于世界领先水平。
近年来，为实现纳米技术的产业化，牛津大学在加强基础研究的同时，还十分重视科研成果的转化工作。今年6月，他们新建了一个以材料科学为主的科学园。在科学园内，科研人员与企业界密切合作，一方面对大学的科研成果进行开发，另一方面根据企业和市场需要研发新的项目。目前，这里的研究涉及生物医学、包装、电信、发电、航空航天、汽车、计算机等许多领域，其中有些项目很有发展潜力。如材料系成立的一家公司，现在正从事纳粒子发光剂的商品化研究，这种纳粒子发光剂主要用于平面显示系统，他比传统发光剂性能先进，有很好的应用前景。
据研究到2010年，纳米技术将成为仅次于芯片制造的世界第二大产业，拥有数百亿英镑的市场份额。为此，今年7月，英国贸工部在新发表的科技与创新白皮书中，已将纳米技术列为21世纪科技发展的重点，加速该领域的发展。正如科学家预测：纳米技术这一新兴的高科技领域，将成为21世纪一颗新的科技明星.
什么叫纳米技术?
纳米是长度单位，原称"毫微米"，就是10-9（10亿分之一米）。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。从具体的物质说来，人们往往用细如发丝来形容纤细的东西，其实人的头发一般直径为20-50微米，并不细。单个细菌用肉眼看不出来，用显微镜测出直径为5微米，也不算细。极而言之，1纳米大体上相当于4个原子的直径。 纳米技术包含下列四个主要方面： 第一方面是纳米材料，包括制备和表征。在纳米尺度下，物质中电子的放性（量子力学学性质）和原子的相互作用将受到尺度大小的影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高，但不舱裂：无机的超微粒子灰分在加入橡胶后，将粘在聚合物分子的端点上，所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。第二方面是纳米动力学，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。第三方面是纳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固定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。第四方面是纳米电子学，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 在1998年的四月，总统科学技术顾问，
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压缩到一块像方糖一样大小的设备中，这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。由自小到大的方法制造材料和产品，即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。生产出比钢强度大10倍，而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便，更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率，使今天的奔腾?处理器已经显得十分慢了。运用基因和药物传送纳米级的mri对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官去除在水和空气中最细微的污染物，得到更清洁的环境和可以饮用的水。提高太阳能电池能量效率两倍。
纳米技术在生物系统上有什么新的应用？
在纳米层次上，生物系统具有一成套系统的组织，这使科学家能够把人造组件和装配系统放人细胞中，有可能使人类模拟自然创造出分子机器。纳米组件具有很大的表面积，这能够使它们成为理想的催化剂和吸收剂等，并且在释放电能和向人体细胞施药方面派上用场。