什么是纳米?什么是纳米技术
纳米(nm),又称毫微米,是长度的度量单位,国际单位制符号为nm。1纳米=10^-9米,长度单位如同厘米、分米和米一样,是长度的度量单位。相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小。国际通用名称为nanometer,简写nm。
基本含义
单个细菌用肉眼是根本看不到的,用显微镜测直径大约是五微米。假设一根头发的直径是0.05毫米,把它轴向平均剖成5万根,每根的厚度大约就是一纳米。也就是说,一纳米就是0.000001毫米.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。纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。有纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。全世界的科学家都知道纳米技术对科技发展的重要性,所以世界各国都不惜重金发展纳米技术,力图抢占纳米科技领域的战略高地。我国于1991年召开纳米科技发展战略研讨会,制定了发展战略对策。十多年来,我国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前,我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家,充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 对于固体粉末或纤维,当其有一维尺寸小于100nm,即达到纳米尺寸,即可称为所谓纳米材料,对于理想球状颗粒,当比表面积大于60㎡/g时,其直径将小于100nm,达到纳米尺寸。
现时很多材料的微观尺度多以纳米为单位,如大部份半导体制程标准皆是以纳米表示。直至2017年2月,最新的中央处理器,也叫做(CPU,Central Processing Unit)的制程是14nm。
发展历程
纳米.
纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技,其最终目标是人类按照自己的意识直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。纳米科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。这表明,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高了前所未有的高度。有资料显示,2010年,纳米技术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。
三种概念
第一种
从迄今为止的研究状况看,关于纳米技术分为三种概念。第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。
第二种
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去,从理论上讲终将会达到限度。这是因为,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。
第三种
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。
所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。
综合
纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。
虽然距离应用阶段还有较长的距离要走,但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景,美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视,纷纷制定研究计划,进行相关研究。
延伸概念
纳米级就是颗粒在1纳米到100纳米之间的微粒。
编辑于 2017-10-21
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什么是纳米?什么是纳米技术
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什么是纳米科学和纳米技术?
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什么是纳米技术,纳米可以做什么
纳米,是一种长度单位,符号为nm。1纳米=1毫微米=10米(既十亿分之一米),约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度即约为1纳米。 .1、纳米技术的含义 .所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。 .纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。 .纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 .2、纳米电子器件的特点 .以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件: .工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。功耗低,纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。
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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。 扩展资料 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。 参考资料来源:百度百科-纳米技术 参考资料来源:人民网-人民日报科技大观:纳米技术重塑未来生产方式
82赞·2,318浏览2020-05-28
什么是纳米技术呢?
纳米是nanometre的译名,即为毫微米,是长度的度量单位,国际单位制符号为nm。1纳米=10的负9次方米,长度单位如同厘米、分米和米一样,是长度的度量单位。1纳米相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小的多。 纳米技术是一种用单个原子以及分子来制作物质的一种技术,研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。如今很多领域都应用了纳米技术,比如说纳米粒子、纳米动力学、纳米电子学。
6赞·82浏览2020-03-25
在现实生活中,纳米技术有什么?有哪些东西?分别是什么?
纳米技术的用途如下: 一、衣: 1.在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可除味杀菌; 2.在化纤布中加入少量金属纳米微粒,可消除静电现象。 二、食: 1.利用纳米材料,冰箱可以抗菌; 2.使用纳米材料制作无菌餐具、无菌食品包装用品; 3.利用纳米粉末,使废水彻底变清水,完全达到饮用标准; 4.制作纳米食品,色香味俱全,有益健康。 三、住: 1.纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性提高10倍; 2.玻璃和瓷砖表面加涂纳米薄层,可制成自洁玻璃和自洁瓷砖,无需擦洗; 3.含有纳米微粒的建筑材料可吸收对人体有害的紫外线。 四、行: 1.纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标; 2.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,极大提高发动机效率、工作寿命和可靠性; 3.纳米卫星可随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。查看全部17个回答天猫电器城-纳米材料电池,超长续航!「天猫电器城」纳米材料电池,品牌旗舰,兼容性强,电力强劲,绿色环保,持久耐用,闪电到家!杭州易宏广告有限公司广告微纳米气泡技术是什么?纳米气泡发生器 认准享清环保 引进日本的科技服务中国微纳米气泡技术成熟微纳米气泡发生技术用于黑臭水体,河道,水产养殖,污水厂高效曝气!水产养殖,黑臭水治理,清洗,增氧,,工业混气领域;是节能增产增效的
什么是纳米材料和纳米技术?
近年来在科技报刊上经常出现“纳米材料”和“纳米技术”这种名词。什么是纳米材料呢?说通俗一些,就是用尺寸只有几个纳米的极微小颗粒组成的材料。一个纳米是多大呢?只有一米的10亿分之一,用肉眼根本看不见。但用纳米颗粒组成的材料具有许多特异性能。因此,科学家们又把它们称为“超微粒”材料和“21世纪的新材料”。
但纳米材料并非完全是最近才出现的。最原始的纳米材料在我国公元前12世纪就出现了,那就是中国的文房四宝之一:墨。据考古发现,中国的甲骨文就是先用墨写,然后雕刻成文的。墨中的重要成分是烟,实际上烟是由许多超微粒炭黑形成的。烟那么轻,那么细,能在空气中袅袅升起,又可以在空气中消散。古人就是用桐油或优质松油在密不透风的情况下使其不完全燃烧而气化,然后冷凝成烟,再伴以牛皮胶等粘结剂和其他添加物而制成墨。制造烟和墨的过程中就包含了所谓的纳米技术。
中国的墨虽然算不上现代所说的纯纳米材料,但的确开创了纳米材料的先河。现代的纳米材料是近一二十年才发展起来的,它的起源来自一个科学家在国外旅游中的联想。
那是1980年的一天,德国的物理学家格莱特到澳大利亚去旅游。当他独自驾车横穿澳大利亚的大沙漠时,空旷寂寞和孤独的环境反而使他的思维特别活跃和敏锐。他长期从事晶体材料研究,知道晶体中的晶粒大小对材料性能有极大影响,晶粒越小材料的强度越高。格莱特想,如果组成材料的晶粒细到只有几个纳米那么大,材料的性能又会是怎样的呢?回国后,他立即开始实验。1984年,他终于得到了只有几个纳米大的超细粉末。而且他发现,任何金属和无机或有机材料都可以制成纳米大小的超细粉末。更有趣的是,一旦变成纳米大小的粉末,无论是金属还是陶瓷,从颜色上看都是黑的,其性能也发生了“天翻地覆”的变化。
从此,由德国到美国再到其他国家,有一大批科学家开始迷上纳米材料的研究。比如美国的阿贡国家实验室用纳米大小的超细粉末制成的金属材料,其硬度竟比普通粗晶粒金属的硬度高2~4倍。在低温下,纳米金属竟变成了绝缘体,不再导电。一般的陶瓷很脆,但用纳米陶瓷粉末制成的陶瓷制品,却有良好的韧性。
更有趣的是,纳米材料的熔点会随粉末的直径减少而大大降低。金的熔点本是1064℃,但制成10纳米左右的粉末后,熔点降至了940℃,2纳米的金粉末,熔点只有33℃。这一特点对人们大有用处。如许多高熔点陶瓷很难用一般方法加工成耐高温的发动机零件。但只要事先制成纳米大小的陶瓷粉末,就可以在较低温度烧结出耐高温的零件。
纳米粉末和材料是怎样制造出来的呢?一般是把材料(如金属或陶瓷)放在一个密封室内,然后充满惰性气体氦,再用激光或电子束将它们加热变成蒸气,于是材料的原子就在氦气中冷却成烟雾,烟雾粘附在一个冷却棒上就成了炭黑一样的纳米粉末,将这些粉末收积起来就能模压成零件,或者通过一道烧结工序制成纳米材料零件。
纳米材料的用处很多。如可制成高密度磁带;有些新药在制成纳米颗粒并注射到血管内可顺利进入微血管;纳米大小的催化剂分散在汽油中可提高内燃机的效率;把纳米大小的铅粉末加入到固体燃料中,可使固体火箭的速度增加(这是因为越细的粉末,表面积越大,能使表面活性增强)。总之,纳米材料前途无量,用途会越来越广。
纳米材料与技术专业如何?好不好就业?
这个纳米材料与技术专业还是相对来说比较有前景的一个专业,对于就业来说,小的城市可能不好就业,如果个人喜欢这个专业,建议学习后能够到大城市进行就业发展,还是很不错的。
纳米科学中的纳米技术与纳米材料是如何发展的?
90年代开始,科学家对物质微观结构的研究已经深入到0.10~100纳米尺度的空间内,这门科学就是赫赫有名的纳米科学。而在纳米级空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性,用单个原子、分子制造物质的崭新技术就被称为纳米技术。
纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100纳米间的粒子。当人们将物体细分成超微颗粒后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和作为大块固体时相比将会有显著的不同。纳米虽然微乎其微,但是纳米材料构建的世界却是神奇而宏大的。人们普遍认为,纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响,甚至将远远超过电子技术。那么,纳米材料自然也是十分神奇的了。
纳米技术有哪些?
纳米技术可以直接利用原子或分子来构造具有特定功能的产品,如具有特定性质的材料或自然界不存在的生物材料、仿生材料等。纳米技术的衍生产品有:纳米机器人、纳米雨衣雨伞、防水材料等。纳米技术又称纳米技术,是研究结构尺寸在1纳米到100纳米之间的材料的性质和应用的技术。1981年扫描隧道显微镜发明后,一个长度为1到100纳米的分子世界诞生了,其最终目标是通过原子或分子直接构建出具有特定功能的产品。目前,纳米技术的研究和应用主要在材料与制备、微电子与计算机技术、医药与健康、航天与航空、环境与能源、生物技术与农产品等领域。纳米材料制成的设备重量更轻,硬度更强,使用寿命更长,维护成本更低,设计更方便。纳米材料还可以用来制作具有特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作生物材料和仿生材料。纳米技术的衍生产品如下:1。机器人纳米机器人(Robot nanorobot)是一种“功能分子器件”,又称分子机器人,是根据分子水平的生物学原理设计制造的。纳米机器人的研发已经成为科学技术的前沿热点。2005年,许多国家纷纷制定相关战略或计划,投入巨资抢占纳米机器人这一新技术的战略高地。《机器人时代》月刊日前指出,纳米机器人具有广泛的潜在用途,尤其是在医疗和军事领域。每一项新技术的出现,似乎都蕴含着无限的可能性。用不了多久,分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年发表的关于机器人的文章中预言,到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。2.雨衣雨伞纳米雨衣雨伞是雨伞和雨衣的结合体。纳米伞的伞有三折伞和直伞(简而言之,伞折有两种选择)。纳米雨衣可以由纳米伞改造而成,与普通雨衣不同,因为纳米雨衣可以保证自己从头到脚绝对不湿。因为纳米材料,伞可以一下子干。雨伞变身雨衣后,穿着时轻轻一跳,雨衣就能完全晾干。3.防水材料2014年8月4日,澳大利亚用新发明的布料做了一件开创性的t恤。无论人们如何试图浸泡它,这件t恤都能保持良好的防水性能。这件名为骑士的白色t恤是100%棉的。虽然表面看起来不起眼,但它的面料是利用“疏水”纳米技术编织而成的,因此这款t恤可以有效防止大部分液体和污渍进入。这种t恤可以机洗,防水功能最多可以经受80次清洗。它的面料具有天然的自洁功能,任何附着在地板上的污渍都可以用清水擦洗或洗掉。与其他含有化学物质的防水应用不同,t恤模仿了荷叶的天然疏水特性。这种布料的发明可能会对餐馆和咖啡馆产生革命性的影响。此外,这种布还可以用于医疗行业或医院。