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纳米二氧化钛的应用
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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.
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.
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
“纳米”是英文nanometer的译名,是一种度量单位,是十亿分之一米,约相当于45个原子串起来那么长.而纳米技术也就是在纳米尺度（0.1nm到100nm之间）的研究物质的相互作用和运动规律,以及在实际应用中利用这些规律的多学科的科学和技术.其基本含义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创造新的物质.
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,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等.纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技.
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变得极薄,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.
纳米技术包含的主要方面为： 纳米材料学(nanomaterials)；纳米电子学(nanoelectronics)；纳米动力学(nanodynamics)；纳米生物学(nanobiology)和纳米药物学(nanopharmics).
纳米技术的研究方式（approaches）：从纳米技术研究的尺度范围来看,研究纳米技术的方法可以采取“从小到大”（bottom up）和“从大到小”(top down)两种方式.“top down”的方式是利用机械和蚀刻技术制造纳米尺度结构.而“bottom up”是应用一个原子一个原子或一个分子一个分子创造有机和无机结构.“top down”或“bottom up”可以用来衡量纳米技术发展的水平.
纳米科学技术使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子.其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.这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式,实现生产方式的飞跃.因而纳米科技将对人类产生深远的影响,甚至改变人们的思维方式和生活方式.
纳米技术
纳米是长度单位,等于10亿分之1米,即1nm=0.000000001m,大体上等于四个原子的直径.纳米技术就是在纳米的尺度范围内,设法组成新物质,开发新应用的技术.它所涉及的领域介于宏观和微观之间,有着十分诱人的前景.例如纳米碳管是由石墨中的一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状纤维,内部空心,外部直径只有几到几十纳米,相当于头发丝的万分之一,密度只有钢的六分之一,而强度却是钢的100倍,是做成防弹背心等织物的理想材料.也可以作为显象管底板涂层,生产出薄型、节能的壁挂式电视屏.利用纳米技术可以把电子囚禁在一个纳米颗粒或一根极细的短金属丝内,进而制成单电子器件,即用一个电子来控制电路.这样计算机的容量和计算速度可大为提高.用纳米技术做成的所谓量子磁盘,能作高密度的磁记录,每平方厘米的面积上可储存3万部《红楼梦》.
纳米技术、信息技术与生物技术被称为二十一世纪的三大主导技术.纳米技术的发展将对材料科学、生命科学、医学产生极大的影响.在物质世界的微观和宏观两个领域内,人类取得了巨大的进步,而介于它们之间1—100纳米的世界里,科学家们发现了一些物理、化学上的奇异现象,比如物体的强度、韧性、比热、导电率、扩散率、磁化率等完全不同于我们现有的常识,由这些全新的发现可能导致的全新理论的问世将给人类常来重大的影响,会成为一场持续的革命.
纳米技术是中华民族科学技术发展过程中遇到的一次绝好的机会.目前西方各国如美国、日本、欧盟都纷纷提出自己的纳米技术发展战略和计划,中国的企业界和科学家密切合作,推动纳米科学不断发展.
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