奈米技術能運用在哪些方面

2021-03-07 01:41:37 字數 6156 閱讀 4574

1樓:顓孫思蓮閻妞

奈米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物質的技術。

從迄今為止的研究狀

況看,關於奈米技術分為三種概念。第一種,是2023年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子奈米技術。根據這一概念,可以使組合分子的機器實用化,從而可以任意組合所有種類的分子,可以製造出任何種類的分子結構。

這種概念的奈米技術未取得重大進展。

第二種概念把奈米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過奈米精度的「加工」來人工形成奈米大小的結構的技術。這種奈米級的加工技術,也使半導體微型化即將達到極限。

現有技術即便發展下去,從理論上講終將會達到限度。這是因為,如果把電路的線幅變小,將使構成電路的絕緣膜的為得極薄,這樣將破壞絕緣效果。此外,還有發熱和晃動等問題。

為了解決這些問題,研究人員正在研究新型的奈米技術。

第三種概念是從生物的角度出發而提出的。本來,生物在細胞和生物膜內就存在奈米級的結構。

所謂奈米技術,是指在0.1~100奈米的尺度裡,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在奈米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性製造具有特定功能裝置的技術,就稱為奈米技術。

奈米技術是一門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。

奈米科技現在已經包括奈米生物學、奈米電子學、奈米材料學、奈米機械學、奈米化學等學科。從包括微電子等在內的微米科技到奈米科技,人類正越來越向微觀世界深入,人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學家錢學森也曾指出,奈米左右和奈米以下的結構是下一階段科技發展的一個重點,會是一次技術革命,從而將引起21世紀又一次產業革命。

雖然距離應用階段還有較長的距離要走,但是由於奈米科技所孕育的極為廣闊的應用前景,美國、日本、英國等發達國家都對奈米科技給予高度重視,紛紛制定研究計劃,進行相關研究。

可以用在建材

塑料行業

紡織行業

電子行業

生物行業

醫藥行業

環保行業

能源行業

陶瓷行業

汽車行業

化工行業

冶金行業

機械行業

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2樓:任藻縱韶

前段時間看報紙專門討論這個問題了。

1、奈米技術是利用物質在某一微觀級別(不

一定是原子、分子等級)有序排列而具有的某些特別屬性,比如高吸附性、憎水性等。

2、奈米技術在服裝、汽車、醫藥、環保等諸多行業都可以得到利用,應用範圍是很廣泛的。

3、目前奈米技術實際應用技術條件尚不成熟,最成熟的是用憎水性、疏油性奈米織物織入衣服,這樣的衣服不粘油,不粘水,非常容易保持潔淨。

4、奈米技術在生活中的廣泛應用大概在十年後,奈米技術是一個很大的概念,近幾年很多商家打出的奈米牌,很多都是利用奈米高科技概念炒作而已,國家應當考慮立法規定奈米技術的概念範圍,保證消費者不受商家矇蔽。

3樓:倫雪曼童琇

所謂奈米技術,是指在0.1~100奈米的尺度裡,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在奈米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性製造具有特定功能裝置的技術,就稱為奈米技術。

?奈米科學與技術:也叫奈米技術,是研究結構在0.

1~100nm範圍內材料的性質及其應用。?奈米科學與技術:也叫奈米技術,是研究結構在0.

1~100nm範圍內材料的性質及其應用。奈米技術是一門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。2023年,國際奈米科技指導委員會將奈米技術劃分為奈米電子學、奈米物理學、奈米化學、奈米生物學、奈米加工學和奈米計量學等6個分支學科。

其中,奈米物理學和奈米化學是奈米技術的理論基礎,而奈米電子學是奈米技術最重要的內容。

奈米技術在環保領域的廣闊應用前景

由奈米結構單元構成的奈米材料,在機械效能,磁,光,電,熱等方面與普通材料有很大不同,具有輻射,吸收,催化,吸附以及二元協同性等新特性.材料效能的重大改善和製造模式的改變也將引發一場工業革命.在未來的綠色革命中將大顯身手,並將對人民身體健康和生態環境質量的提高起到積極的作用.

4樓:我很累但一定要

有一種叫「碳奈米管″的神奇材料,比鋼鐵結實百倍,而且非常輕巧。將來我們有可能坐上「碳奈米管天梯"到太空旅行。

5樓:匿名使用者

奈米技術是用單個原 子、分子製造物質的科學技術,奈米材料從根本上改變了材料的結構,奈米材料研究是目前材料科學研究的一個熱點,其相應發展起來的奈米技術被會認為是世紀最具有前途的科研領域。

目前其主要運用在:陶瓷領域、微電子學上、生物工程上、在光電領域、在化工領域、在醫學上。

詳細介紹如下:

1、奈米技術在陶瓷領域方面的應用

陶瓷材料作為材料 的三大支柱 之一,在日常生活及工業生產 中起著舉 足輕重 的作用。但是,由於傳統陶瓷材料質地較脆,韌性、強度較差,因而使其應用受到 了較大 的限制。隨著奈米技術的廣泛 應用,奈米陶瓷隨之產生,希望 以此來克服陶瓷材料 的脆性,使陶瓷具有象金屬一樣 的柔韌性和 可加工性。

英國材料學家指 出奈米 陶瓷是解決 陶瓷脆性 的戰略途徑。所謂奈米 陶瓷,是指顯微結構 中的物相具有奈米級 尺度 的陶瓷材料、也就是說晶粒尺 寸、晶界寬度、

第二相分佈、缺陷尺 寸等都是在 奈米 量級 的水平上。要製備奈米 陶瓷,這就需要解決粉體尺寸形貌和粒徑分佈的控制,團聚體的控制和分散。塊體形態、缺陷、粗糙度 以及成分的控制。

2、奈米技術在微 電子學上 的應用

奈米電子學是奈米技術 的重要組成 部分,其主要思想是基於奈米粒子 的量子效應來設計並製備納 米

量子器件,它包括奈米有 序無 序陣列體 系、奈米微粒 與微孔 固體組 裝體 系、奈米超結構組裝體 系。奈米 電子學 的最終 目標 是將整合 電路進一步減小,研製出由單原 子或單分 子構成 的在室 溫能使用 的各種器件。目前,利用 奈米 電子學已經研製成功各種奈米器件。

單 電子 電晶體,紅、綠、藍三基色可調諧 的奈米發光二極體以及利用奈米絲、巨磁阻效應制成 的超微磁場探測器 已經問世。並且,具有奇特效能的碳奈米管的研製成功,為奈米 電子學 的發展起到了關鍵的作用。碳奈米管是 由石墨碳原 子層卷 曲而成,徑 向尺層控制在以下。

電子在碳奈米管的運 動在徑 向上受 到限制,

表現 出典型 的量子 限制效應,而在軸 向上 則不受任何 限制。以碳 奈米管為模 子來製備一維

半導體量子材料,並不是憑空設想,清華大學 的範守善教授利用碳奈米管,將氣相反應 限制在奈米管內進行,從 而生 長 出半導體奈米線。他們將一混合粉體置於石英 管 中的鉗 禍底 部,加熱並通人氣體與在碳奈米管 中反應生 長 出封 奈米線,其徑 向尺寸為一。另外,在年,他們還製備 出了奈米線。

年該科研組與美 國斯坦福大學合作,在 國際上首次實現矽襯底上碳 奈米管陣列 的 自組織生長,它將大大推進碳奈米管在場發射平面顯示方面 的應用。其獨特 的電學效能使碳奈米管可用於大規模整合 電路,超導線材等領域。

3、奈米技術在生物工程上的應用

眾所周知,分子是保持物質化學性質不變的最小單位。生物分子是很好 的資訊處理材料、每一個生

物大分子本身就是一個微型處理器,分子在運動過程 中以可**方式進行狀 態變化,其原理類 似於計算機的邏輯開關,利用該特性並結合奈米技術,可 以此來設計量子計算機。美 國南加州大學 的博士等應用基於分子計算技術的生物實驗方法,有效地解決了 目前計算機無法解決的問題一「哈密頓路徑問題」,使人們對生物材料 的資訊處理功能和生物分子的計算技術有 了進一步的認識雖然分子計算機目前只是處 於理想階段,但科學家已經考慮應用幾種生物分子製造計算機 的元件,其 中細菌視紫紅 質最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學物理特性 和很好的穩定性,並且,其奇特 的光學迴圈特性 可用於儲存資訊,從而起 到代替 當今計算機資訊處理 和資訊儲存 的作用。

在整個光迴圈過程 中,

細菌視紫紅質經歷幾種不 同的中間體過程,伴隨相應 的物質結構變化。等研究 了細菌視紫紅質分潛在的並行處 理機制和用作三維儲存器 的潛能。通過調諧鐳射束,將資訊並行地寫人細菌視紫紅質立體,

並從立方體中讀取資訊,並且細菌視紫紅質的三維儲存器可提供 比二維光學儲存器大得多的儲存空間。奈米計算機 的問世,將會使當今 的資訊時代發生質的飛躍。它將突破傳統極 限,

使單位體積物質的儲存和資訊處理 的能力提高上百萬倍,從而實現電子學上 的又一次革命。

4、奈米技術在光 電領域的應用

奈米技術 的發展,使微 電子 和光 電子 的結合更加緊密,在光 電資訊傳輸、存貯、處理、運算和示

等方面,使光 電器件的效能大大提高。將奈米技術用於現有雷達資訊處理上,可使其能力提高倍至 幾百倍,甚至 可 以將超高解析度奈米孔徑雷達放到衛星上進行高精度 的對地偵察。但是要獲取高分辨圖年第期廣 東 有云 職 業 技 術 學 吮廣 州 合 雲 工 商 高 級 技 工 學 校學報像,就必需先進 的數字資訊 處理技術。

科 學家們發現,將光調 制器 和光探測器結合在 一 起 的量子 阱 自電光效應器件,將 為實現光學高速數**算提供可能。美國桑迪亞 國家實驗室 的等發現奈米鐳射器 的微小尺寸可 以使光子被限制在少數幾個狀態上,而低音廊效應則使光 子受 到約束,直 到所 產生 的光波 累積起足夠多 的能量後 透過此結構。其結果是鐳射器達到極高的工作 效 率,而能量 闌則很低。

奈米鐳射器實際上 是一根彎 曲成極 薄 麵包 圈的形狀 的光子導線,實驗發現,奈米鐳射器 的大小 和形狀能夠有效控制它發射 出的光子 的量子行 為,從 而影 響鐳射器 的工作。研究還發現,奈米鐳射器工作時只需約微安的電流。最近科學家們把光子導線縮小到只有五 分之一立方微米體積 內。

在這一尺度上,此結構 的光子狀態數少於個,接近 了無能量執行所要求的條件,但是光子 的數 目還 沒有減 少 到這樣 的極 限上。最 近,麻省理工學院的研究人員 把被激發 的鋇原子一個一個地送人鐳射器 中,每個原子發射一個有用 的光子,其效率之高,令人驚訝。除了能提高效率以外,無能量 閡奈米鐳射器 的執行還可 以得 出速度極快 的鐳射器。

由於 只需要極少的能量就可 以發射鐳射,這類裝置可以實現瞬開關。已經有一些鐳射器能夠以快於每秒鐘億次的速度開關,適合用 於光纖通訊。由於奈米技術 的迅速發展,這種無能量 閡奈米鐳射器 的實現將指 日可待。

5、奈米技術在化工領域 的應用

奈米粒子作為光催化劑,有著 許多優 點。首先是粒徑小,比表 面積大,光催化效率高。另外,奈米粒

子生成 的電子、空穴在 到達表 面之前,大部分不會重新結合。因此,電子、空穴能夠到達表面 的數量 多,則化學反應活性 高。其 次,奈米粒子分散在介質 中往往具有透 明性,容易運用光學手段 和方法來觀察介面間的電荷轉移、質子轉移、半導體能級結構與表 面態密度的影響。

目前,工業上利用米二氧化欽一三氧化二鐵作光催化『劑,用於廢水 處理含了一或尹一體系,已經取得 了很好 的效果,用澱溶 出法制備 出的粒徑 約一的 白色球狀欽 酸鋅粉體,表 面積大,化學活性 高,用它作 吸 附脫硫劑,

較 固相燒結法制備的欽 酸鋅粉體效果 明顯提高。

6、奈米技術在 醫學上 的應用

隨著奈米技術的發展,在 醫學上該技術也開始嶄露 頭腳。研究人員發現,生物體內的蛋 白質復

合體,其線度在一之間,並且生物體內的多種病毒,也是奈米粒子。以下 的粒子 比血液 中的紅 血球還要小,因 而可 以在血 管 中 自由流動。如果將超微粒子 注人 到血 液 中,輸送 到人體 的各個部位,

作為監測和診斷疾病的手段。科研人員已經成功利用奈米微粒進行 了細胞分離,用金 的奈米粒子進行定位病變**,以減 少 ***等。另外,利用奈米顆粒作為載體 的病毒誘導物已 經取得 了突破性進展,現在已用 於臨床動物實驗,估計不久 的將來 即可服務 於人類。

研究 奈米技術 在生命醫學上應用

,可 以在奈米尺度上 瞭解生物大分子 的精細結構及其與功能的關係,獲取生命資訊。科學家們設想利用奈米技術製造 出分子機器人,在血液 中迴圈,對身體各部位進行檢測、診斷,並實 施特殊**,疏通腦 血管 中的血栓,清除心臟動 脈脂肪沉 積物,甚 至 可以用其吞 噬病毒,殺死癌細胞。區樣,在不久 的將來,被視為當今疑難病症 的愛滋病、高血壓、癌症等都將迎刃 而解,從而將使醫學研究發生一 次革命。

總之,奈米技術正成為各 國科技界所關 注的焦點,正如錢學森院士所 預言 的那樣「奈米左右和奈米以下 的結構將是下一 階段科技發展 的特點,會是一次技術革命,從而將是世紀 的又一次產業革命。 」

奈米可以在化學用哪些,奈米技術可以用在什麼方面?

奈米在化學上主要用在光催化領域。奈米粒子作為光催化劑擁有粒徑細 催化效率高等優勢,十分容易利用光學手段來對介面的電荷轉移進行等特點進行研究。例如,利用奈米ti02應用在高速公路照明裝置的玻璃罩面中,由於其擁有較高水平的光催化活性,能夠對其表面的油汙進行分解處理,從而保證其良好的透視性。又例如,在火箭...

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