奈米科學技術的內容是,奈米技術是什麼

時間 2021-08-30 09:51:48

1樓:湖南寫邦科技****

奈米科學技術(英文:nanotechnology)是一門應用科學,其目的在於研究於奈米尺寸時,物質和裝置的設計方法、組成、特性以及應用。奈米科技是許多如生物、物理、化學等科學領域在技術上的次級分類,美國的國家奈米科技啟動計劃(national nanotechnology initiative)將其定義為「1至100奈米尺寸間的物體,其中能有重大應用的獨特現象的瞭解與操縱。

」奈米科技是尖端科技,卻早就存在身旁。舉例來說,荷葉表面的細緻結構和粗糙度大小都在奈米尺度的範圍內,所以不易吸附汙泥灰塵。這種荷葉表面奈米化結構,自我清潔的物理現象,就被稱作荷葉效應(lotus effect)。

奈米科技是學習奈米尺度下的現象以及物質的掌控,尤其是現存科技在奈米時的延伸。奈米科技的世界為原子、分子、高分子、量子點和高分子集合,並且被表面效應所掌控,如范德瓦耳斯力、氫鍵、電荷、離子鍵、共價鍵、疏水性、親水性和量子穿隧效應等,而慣性和湍流等巨觀效應則小得可以被忽略掉。舉個例子,當表面積對體積的比例劇烈地增大時,開起了如催化學等以表面為主的科學新的可能性。

微小性的持續**以使得新的工具誕生,如原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡等。結合如電子束微影之類的精確程式,這些裝置將使我們可以精密地運作並生成奈米結構。奈米材質,不論是由上至下製成(將塊材縮至奈米尺度,主要方法是從塊材開始通過切割、蝕刻、研磨等辦法得到儘可能小的形狀(比如超精度加工,難度在於得到的微小結構必須精確)。

或由下至上製成(由一顆顆原子或分子來組成較大的結構,主要辦法有化學合成,自組裝(self assembly)和定點組裝(positional assembly)。難度在於巨集觀上要達到高效穩定的質量,都不只是進一步的微小化而已。物體內電子的能量量子化也開始對材質的性質有影響,稱為量子尺度效應,描述物質內電子在尺度劇減後的物理性質。

這一效應不是因為尺度由巨觀變成微觀而產生的,但它確實在奈米尺度時佔了很重要的地位。物質在奈米尺度時,會和它們在巨觀時有很大的不同,例如:不透明的物質會變成透明的(銅)、惰性的物質變成可以當催化劑(鉑)、穩定的物質變得易燃(鋁)、固體在室溫下變成了液體(金)、絕緣體變成了導體(矽)。

奈米科技的神奇來自於其在奈米尺度下所擁有的量子和表面現象,並因此可能可以有許多重要的應用和製造許多有趣的材質。

奈米科學技術的內容是?

2樓:季遠剛冬

奈米科學技術是研究在千萬分之一米(10-8)到億分之一米(10-9米)內,原子、分子和其它型別物質的運動和變化的學問;同時在這一尺度範圍內對原子、分子進行操縱和加工又被稱為奈米技術。

用掃描隧道顯微鏡的針尖將原子一個個地排列成漢字,漢字的大小隻有幾個奈米。

什麼是奈米?奈米是尺寸或大小的度量單位:千米(103)→米→釐米→毫米→微米→奈米(

10-9),4倍原子大小,精確到萬分之一頭髮粗細奈米科學是研究在千萬分之一米(10-8)到億分之一米(10-9米)內,原子、分子和其它型別物質的運動和變化的學問;同時在這一尺度範圍內對原子、分子進行操縱和加工又被稱為奈米技術。

奈米技術是什麼

3樓:雨說情感

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。

奈米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是現代科學(混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學)和現代技術(計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術)結合的產物。

奈米科學技術又將引發一系列新的科學技術,例如:奈米物理學、奈米生物學、奈米化學、奈米電子學、奈米加工技術和奈米計量學等。

擴充套件資料

奈米技術與微電子技術的主要區別

奈米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現裝置特定的功能,是利用電子的波動性來工作的;而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能,是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發奈米技術的目的,就是要實現對整個微觀世界的有效控制。

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。

4樓:橘子閃爍

奈米技術也稱毫微技術,是研究結構尺寸在1奈米至100奈米範圍內材料的性質和應用的一種技術。

2023年掃描隧道顯微鏡發明後,誕生了一門以1到100奈米長度為研究分子世界,它的最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產品。因此,奈米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物質的技術。

從迄今為止的研究來看,關於奈米技術分為三種概念:

1,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還未取得重大進展。

2、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。

現有技術即使發展下去,從理論上講終將會達到限度,這是因為,如果把電路的線幅逐漸變小,將使構成電路的絕緣膜變得極薄,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。

3、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。dna分子計算機、細胞生物計算機的開發,成為奈米生物技術的重要內容。

應用領域:

當前奈米技術的研究和應用主要在材料和製備、微電子和計算機技術、醫學與健康、航天和航空、環境和能源、生物技術和農產品等方面。用奈米材料製作的器材重量更輕、硬度更強、壽命更長、維修費更低、設計更方便。

利用奈米材料還可以製作出特定性質的材料或自然界不存在的材料,製作出生物材料和仿生材料。

1、奈米是一種幾何尺寸的度量單位,1奈米=百萬分之一毫米。

2、奈米技術帶動了技術革命。

3、利用奈米技術製作的藥物可以阻斷毛細血管,「餓死」癌細胞。

4、如果在衛星上用奈米整合器件,衛星將更小,更容易發射。

5、奈米技術是多科學綜合,有些目標需要長時間的努力才會實現。

6、奈米技術和資訊科學技術、生命科學技術是當前的科學發展主流,它們的發展將使人類社會、生存環境和科學技術本身變得更美好。

7、奈米技術可以觀察病人身體中的癌細胞病變及情況,可讓醫生對症下藥。

5樓:縱橫豎屏

奈米技術(nanotechnology)是用單個原子、分子製造物質的科學技術,研究結構尺寸在1至100奈米範圍內材料的性質和應用。

奈米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是現代科學(混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學)和現代技術(計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術)結合的產物。

奈米科學技術又將引發一系列新的科學技術,例如:奈米物理學、奈米生物學、奈米化學、奈米電子學、奈米加工技術和奈米計量學等。

擴充套件資料:

奈米技術應用領域(部分):

1,測量技術

奈米級測量技術包括:奈米級精度的尺寸和位移的測量,奈米級表面形貌的測量。奈米級測量技術主要有兩個發展方向。

一是光干涉測量技術,它是利用光的干涉條紋來提高測量的解析度,其測量方法有:雙頻鐳射干涉測量法、光外差干涉測量法、x射線干涉測量法、f一p標準工具測量法等,可用於長度和位移的精確測量,也可用於表面顯微形貌的測量。

二是掃描探針顯微測量技術(stm),其基本原理是基於量子力學的隧道效應,它的原理是用極尖的探針(或類似的方法)對被測表面進行掃描(探針和被測表面實際並不接觸),藉助奈米級的三維位移定位控制系統測出該表面的三維微觀立體形貌。主要用於測量表面的微觀形貌和尺寸。

用這原理的測量方法有:掃描隧道顯微鏡(stm)、原子力顯微鏡(afm)等。

2,加工技術

奈米級加工的含意是達到奈米級精度的加工技術。

由於原子間的距離為0.1一0.3nm,奈米加工的實質就是要切斷原子間的結合,實現原子或分子的去除,切斷原子間結合所需要的能量,必然要求超過該物質的原子間結合能,即所播的能量密度是很大的。

用傳統的切削、磨削加工方法進行奈米級加工就相當困難了。

截至2023年奈米加工有了很大的突破,如電子束光刻(uga技術)加工超大規模積體電路時,可實現0.1μm線寬的加工:離子刻蝕可實現微米級和奈米級表層材料的去除:

掃描隧道顯微技術可實現單個原子的去除、扭遷、增添和原子的重組。

3,材料合成

自2023年gleiter等人率先製得奈米材料以來,經過10年的發展奈米材料有了長足的進步。如今奈米材料種類較多,按其材質分有:金屬材料、奈米陶瓷材料、奈米半導體材料、奈米複合材料、奈米聚合材料等等。

奈米材料是超徽粒材料,被稱為「21世紀新材料」,具有許多特異效能。

例如用奈米級金屬微粉燒結成的材料,強度和硬度大大高於原來的金屬,奈米金屬居然由導電體變成絕緣體。一般的陶瓷強度低並且很脆。

但奈米級微粉燒結成的陶瓷不但強度高並且有良好的韌性。奈米材料的熔點會隨超細粉的直徑的減小而降低。

例如金的熔點為1064℃,但10nm的金粉熔點降低到940℃,snm的金粉熔點降低到830℃,因而燒結溫度可以大大降低。

奈米陶瓷的燒結溫度大大低於原來的陶瓷。奈米級的催化劑加入汽油中。可提高內燃機的效率。

加入固體燃料可使火箭的速度加快。藥物製成奈米微粉。可以注射到血管內順利進入微血管。

什麼是奈米技術,奈米技術是什麼

奈米技術包含下列四個主要方面 1 奈米材料 當物質到奈米尺度以後,大約是在0.1 100奈米這個範圍空間,物質的效能就會發生突變,出現特殊效能。這種既具不同於原來組成的原子 分子,也不同於巨集觀的物質的特殊效能構成的材料,即為奈米材料。如果僅僅是尺度達到奈米,而沒有特殊效能的材料,也不能叫奈米材料。...

什麼是奈米,什麼是奈米?什麼是奈米技術?

奈米技術 奈米科技nanotechnology 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1986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...

什麼叫奈米技術,奈米技術是什麼

頓君潔許為 樓主你好 奈米技術 nanotechnology 是用單個原子 分子製造物質的科學技術。奈米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是現代科學 混沌物理 量子力學 介觀物理 分子生物學 和現代技術 計算機技術 微電子和掃描隧道顯微鏡技術 核分析技術 結合的產物,奈米科學技術又...