什么是纳米科技?
人类正在悄悄地进入一个新的科技时代——纳米技术时代。
纳米(1纳米= 10-9米)技术是在纳米尺度上研究和应用原子和分子现象及其结构信息的高新技术。它的最终目标是直接使用原子和分子来制造具有纳米尺度特定功能的产品。
纳米不仅意味着一定的空间尺度,还提供了一种新的理解和实践方式。
与以往的科学技术不同,纳米技术几乎涉及所有现代科学技术领域,并引发了纳米电子学、纳米生物学、纳米化学、纳米材料科学、纳米机械工程、纳米天文地质学等密切相关、自成一体的新科技领域。
1990年3月,世界上第一次纳米技术会议在美国多伊尔举行,会议正式宣布了纳米技术的诞生。
在短短的几年里,来自不同国家的科学家在这个科技领域取得了巨大的成就。其中,纳米化学的研究和发展尤为引人注目。
纳米化学和其他纳米技术的发展离不开扫描隧道显微镜。这种非凡的仪器是在20世纪80年代早期成功开发的。1986年,他们的发明者格·比明和H·罗尔获得了诺贝尔物理学奖。
纳米技术的关键技术是通过扫描隧道显微镜直接操纵和移动原子和分子。目前,这项技术已经取得了重大突破。随着纳米技术的发展,人们已经能够直接利用原子和分子来制备包含数千万个原子的“纳米粒子”,并将它们排列成三维纳米固体。纳米固体具有普通晶体材料和非晶材料所不具备的优良特性,被誉为“21世纪最有前途的新材料”。例如,合格的固体火箭推进剂粉末是火箭发动机的生命。
这种燃料燃烧时必须有很高的化学反应速率,所以它的表面积应该足够大,相应地它的颗粒也应该足够细。超细粉体具有大的比表面积和高的化学活性,可用作高效催化剂。例如,在固体火箭燃料中,通过使用小于1.0重量%的超细铝粉或镍粉作为添加剂,燃烧值可以翻倍。
-血液中的血细胞大于0.01 μm,因此一些具有治疗或检测功能的材料可以制成小于0.01 μm的超细颗粒,并注射到血管中,与血液一起流到身体的各个部位,以进行更有效的治疗或健康检查。
许多补药,如人参、鹿茸、天麻、当归等。如果制成超细粉末,不仅服用方便,而且可以大大提高活性成分的利用率。
-超细粉末铁的断裂应力比常规铁高近12倍,硬度高2-3个数量级。室温下合成的超细陶瓷晶体可以弯曲。超细金属的比热是传统金属的两倍,热膨胀是传统金属的两倍。铁超细粉比其块状体具有更强的磁性,因此可与Fe20、CrOZ和金属超细粉一起用于制造性能更好的超高密度磁带、录像带和磁鼓。
总之,用传统理论很难解释这些由纳米技术产生的超细粉末的奇怪特性,它们的应用前景非常诱人。
纳米技术还可以提供一个原子一个原子地组装新物质的能力,这使得人类创造新的智力生命或其他物种,以及将自己变成“超人”成为可能。
目前,世界各国,特别是美国和日本,都在大力研发纳米技术。
在中国,纳米技术也被国家科委指定为“八五”计划的重点项目。
纳米技术的诞生扩展了人类将自然直接转化为分子和原子的能力。科学家相信纳米技术将开发物质的潜在信息和结构潜力,将单位体积物质储存和处理信息的能力提高一百万倍以上。这一作用不亚于20世纪30年代和40年代的核潜力开发。毫不夸张地说,纳米技术必将主宰21世纪,并将对人类社会产生重大而深远的影响。
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