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2005年12月22日 作者:liuxiulin [返回]
再议纳米科技

 
  1.纳米科技的定义
  
  如果将人类所研究的物质世界对象用长度单位加以描述,我们可以得到人类智力所延伸到的物质世界的范围。目前人类能够研究的物质世界的最大尺度是1025m(约10亿光年),这是我们已观测到的宇宙大致范围。人类所研究的物质世界的最小尺度为10-19m(0.1阿米)。
  
  纳米科技中的“纳米”为10-9m,用符号表示为nm,是lmm的100万分之一。原子的直径为0.1-0.3nm。研究小于10-10m以下的原子内部结构属于原子核物理、粒子物理的范畴。
  
  纳米科技是指在纳米尺度(1nm到l00nm之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。当物质小到1-100nm(10-9--10-7m)时,其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应使物质的很多性能发生质变,呈现出许多既不同于宏观物体,也不同于单个孤立原于的奇异现象。纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。
  
  2.纳米科技概念的提出与发展
  
  最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼。1959年他在一次著名的讲演中提出:如果人类能够在原子/分子的尺度上来加工材料、制备装置,我们将有许多激动人心的新发现。他指出,我们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。那时,化学将变成根据人们的意愿逐个地准确放置原子的问题。1974年,Taniguchi最早使用纳米技术(nanotechnology)一词描述精细机械加工。20世纪70年代后期,麻省理工学院德雷克斯勒教授提倡纳米科技的研究,但当时多数主流科学家对此持怀疑态度。
  
  纳米科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。80年代初发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器——扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等微观表征和操纵技术,它们对纳米科技的发展起到了积极的促进作用。与此同时,纳米尺度上的多学科交叉展现了巨大的生命力,迅速形成为一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩与第五届国际扫描隧道显微学会议同时举办《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世。一门崭新的科学技术——纳米科技从此得到科技界的广泛关注。
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