纳米和纳米技术,本文主要内容关键词为:纳米技术论文,纳米论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
纳米技术火世界
当今世界,科学技术发展之快真是令人目不暇接。一般人对“互联网”、“基因”等高新技术刚有所认识和接受,近来,世界上又掀起了“纳米技术”争霸战。为此,美国制定了“国家纳米技术战略”,以全国科学基金会、国防部、航天局、商业部和国家卫生研究所为中心,在2000财政年度投入2.7亿美元,2001财政年度增加到4.97亿美元的资金,用于对纳米技术的研究开发;日本,在通产省的主持下,建立了“原子技术项目”,把纳米技术、纳米材料“作为重要课题”“进行系统的”研究;欧洲的许多国家,如瑞士也制定了相应的计划。我国的一些学者提醒各界:在微电子技术刚刚兴起的时候,由于没能很好地抓住机遇,致使我们落后于欧美一大截。面临即将到来的纳米时代,我们决不能再失去机会,一定要把握住,要走在世界前列。外国专家预言,纳米技术的竞争将会越演越烈,今后将达到白热化的程度。
纳米技术是什么
有些同学觉得,“纳米”一词很生涩,由此延伸出来的纳米技术似乎更是神奇莫测、难以理解,其实并不尽然。下面,咱们就来揭开它的面纱:
一杯白开水,淡而无味,孩子不爱喝。妈妈背过身去往杯子里加了一勺白糖,再端给孩子,孩子惊奇地说:水变甜了,我爱喝!
这个例子谁都明白。尽管这不是对纳米技术原理的科学表述,但作为比喻,纳米技术的深奥原理同它一样,是不难理解的,同学们完全可以弄明白。
纳米是个长度单位,1纳米等于十亿分之一米,可谓短小。短小到什么程度?短到把45个原子排列起来那么长。再打个比方,做一个直径1纳米的红球(当然是肉眼看不到的),把它放在乒乓球上,就像把一个乒乓球放在地球上一样。
最早提出纳米技术设想的是美国已故物理学家理查德·范曼。1959年,他作为加州理工大学的教授曾作过一次题为《在底部还有多大空间》的演讲,其中提到:“人类由石器时代到现代,从把箭头磨尖到刻制芯片的所有技术,都是削去或者融合数以亿计的原子,以便将物质做成有用的东西;我们为什么不从另外一个角度着眼,即从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到我们的要求?依我看来,物理学规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”
27年后,即1986年,美国的德雷克斯勒博士明确地提出了纳米技术的概念。他在自己的著作《创造的机器》中说,要制造一种能够任意组合所有种类的分子,并可以制造出任何种类分子结构的微型机器,从而利用自然界中存在的所有廉价材料制造任何东西。
用句简单的话说,纳米技术和纳米材料,就是把一些原来很普通的材料制成0.1至数百纳米大小的颗粒材料,使它形成粒径很小,但表面积很大的结构或其他结构,由此便产生了神奇、特殊的性能,然后再进行应用。
往深里说什么是纳米技术比较困难,因为,不同研究领域和研究人员对它的看法并不一样。但大体可归为三类:第一种就是德雷克斯勒博士提出的“分子纳米技术”的概念;再一种是把纳米技术定位在微加工技术内,也就是通过纳米级的加工使材料形成纳米大小结构的技术;第三种概念则是从生物细胞出发提出的,因为在生物的细胞和生物膜内本来就存在着纳米级的结构。例如,大家知道,细菌是靠鞭毛的摆动来运动的,那么,鞭毛又是如何动起来的呢?那是因为鞭毛内生有直径20纳米左右的生物马达。从这个意义上讲,纳米技术就是研究利用改造重组生物基因的技术。