什么是纳米结构和纳米技术?越简要越好啊!
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/15 10:24:54
什么是纳米结构和纳米技术?越简要越好啊!
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纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用.纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等.
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. 这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料.
如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料.
过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能.第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热.磁性材料也是如此,像铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍.80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料.
为什么磁畴变成单磁畴,磁性要比原来提高1000倍呢?这是因为,磁畴中的单个原子排列的并不是很规则,而单原子中间是一个原子核,外则是电子绕其旋转的电子,这是形成磁性的原因.但是,变成单磁畴后,单个原子排列的很规则,对外显示了强大磁性.
这一特性,主要用于制造微特电机.如果将技术发展到一定的时候,用于制造磁悬浮,可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车.
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（MEMS),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.
理论上讲：可以使微电机和检测技术达到纳米数量级.
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.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.
纳米生物学发展到一定技术时,可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞,并可以吸收癌细胞的生物医药,注入人体内,可以用于定向杀癌细胞.（上面是老钱加注）
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.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.