普及纳米知识推动科技进步2.pptVIP

普及纳米知识 推动科技进步 在工业革命以前，大部分人类生产、科研不需要用到毫米，“毛估估”的做法说明了我们对这个世界认知的粗浅。? 　以蒸汽机等机械发明为主要标志的第一次工业革命，将人类认知推向毫米层次。? 天才相师 　　第二次工业革命，发明了电，从机械时代进入微电子时代，毫米不够用了，毫米的千分之一———微米诞生了。随着科学技术的发展，微米层次的局限越来越明显，例如，电脑芯片虽然已越做越小，但即将达到材料的物理极限，只有进入另一个层次———纳米层次，才会有更大的突破，比如将现在的笔记本电脑变得像手表一样小，或更小，可以把它固定在纺织品面料上。? 正如牛顿力学只适用于低速的宏观物体，而高速运动，只能用相对论来解释;在纳米层次，许多原来在宏观尺度上使用的规律、定理、方式、方法，都将不再适用，世界将从此是另一个模样。我们现在所熟悉的“原材料”将是小至纳米级的原子、分子。? 那么什么是纳米呢？ 1纳米=十亿分之一米 １９５９年，诺贝尔奖获得者、被认为继爱因斯坦之后最为睿智的理论物理学家—理查得·费因曼教授在加州理工大学发表了题为《在底部还有很大空间》的演讲。在费因曼看来，人类社会目前的生产方式，总是“从上而下”的，他提出：为什么我们不可以从单个分子、甚至原子开始出发，进行组装，达到我们的要求？……物理学的规律不排除一个原子一个原子制造物品的可能。”? 国际上公认0.1～100nm为纳米尺度空间。 铅表面的原子世界 １９８１年，德国科学家发明了纳米显微镜，即扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）人类从此可以直观地观察到单个原子了。 看得见原子只是第一步！第二步就是要能够操纵它。 １９９０年，美国加州ＩＢＭ实验室，将３５个氙原子排布成“ＩＢＭ”３个字母，总面积只有几个平方纳米，人类第一次实现了操纵单个原子，纳米科技的序幕拉开了。 在扫描隧道显微镜下，科学家将48个铁原子排列在铜表面上，形成一个圆形围栏。 量子围栏 纳米陶瓷 世界上最小的键盘 纳米存储器 我国纳米科技成果一览 1993年，中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“XX”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地，并居于国际科技前沿。 1998年，XX大学XX小组成功地制造出直径为3－50纳米、长度达微米量级的氮化镓半导体一维纳米棒，使我国在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体。 1998年，XX国《XX》杂志上刊登了我国科学家的论文。我国科学家用非水热合成法，制备出金刚石纳米粉，被国际刊物誉为“稻草变黄金———从四氯化碳制成金刚石。” 近年，XX国科学院物理研究所解思深研究员率领的科研小组，不仅合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管，创造了一项“3毫米的世界之最”，而且合成出世界上最细的碳纳米管。 1999年上半年，XXX大学电子学系教授XXX领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面，并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。 1999年，中科院金属研究所成会明博士合成出高质量的碳纳米材料，使我国新型储氢材料研究一举跃上世界先进水平。 不久前，中科院金属研究所卢柯博士率领的小组，在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能—超塑延展性，纳米铜在室温下竟可延伸50多倍而“不折不挠”，被誉为“本领域的一次突破”。 先是纳米管，接着纳米线，现在留美的三位中国科学家又为纳米世界迎来一位新客人——“纳米带”。这是世界上首次发现并合成出半导体氧化物的纳米级带状结构材料。 研究人员现在已经成功开发出氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化镉和氧化镓的“纳米带”。并预测整个半导体金属氧化物都可能制造出“纳米带”。这项成果刊登在2001年4月8日出版的美国《科学》杂志上。 利用金属氧化物制造出10至15纳米厚、30至300纳米宽的新材料。这种材料有可能制造出价格便宜的超微感应器和元件。 “这是纳米技术中非常重要的一个研究领域。如果我们能够成功地开发出其应用方法，将可能引发纳米级感应器和功能设备的巨大进步，制造出能耗低敏感度高的产品。” 纳米技术在医学领域内的发展前景 纳米器件有可能成为未来保卫人类健康的一支忠实可靠的“卫队”。 (1)纳米生物传感器：用于监测、收集、播送体内细胞的健康状态和病变信息； (2)纳米药物存储器(药泵)：用于存储、运输指定存储的药物，并按指定的部位存放，即定点给药，其体积可达数个微米； ⑶纳米生物导弹：直接用于治疗各种细胞水平的疾病，对病变组织有亲和力，对病变细胞有杀伤力，可特异性地杀灭肿瘤细胞； (4)纳米细胞修复器：用于修复细胞内的各种病变，如线粒体、细胞核的病变； (5)纳米细胞监督器：用于