什么是纳米技能?
“纳米”是英文nanometer的译名,是一种衡量单位,是十亿分之一米,约相当于45个原子串起来那么长。而纳米技能也便是在纳米标准(0.1nm到100nm之间)的研讨物质的相互作用和运动规则,以及在实践使用中使用这些规则的多学科的科学和技能。其根本意义是在纳米标准规模内知道和改造天然,经过直接操作和组织原子、分子发明新的物质。
纳米科学技能是以许多现代先进科学技能为根底的科学技能,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技能(计算机技能、微电子和扫描隧道显微镜技能、核剖析技能)结合的产品,纳米科学技能又将引发一系列新的科学技能,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。纳米科学技能被认为是世纪之交呈现的一项高科技。
从迄今为止的研讨情况看,关于纳米技能分为三种概念。
第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《发明的机器》一书中提出的分子纳米技能。依据这一概念,能够使组合分子的机器实用化,然后能够恣意组合一切品种的分子,能够制作出任何品种的分子结构。这种概念的纳米技能未获得重大进展。
第二种概念把纳米技能定位为微加工技能的极限。也便是经过纳米精度的”加工”来人工构成纳米巨细的结构的技能。这种纳米级的加工技能,也使半导体微型化行将到达极限。现有技能即使发展下去,从理论上讲终将会到达极限。这是由于,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜变得极薄,这样将损坏绝缘作用。此外,还有发热和晃动等问题。为了处理这些问题,研讨人员正在研讨新式的纳米技能。
第三种概念是从生物的视点动身而提出的。原本,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。
纳米技能包括的首要方面为: 纳米资料学(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)。
纳米技能的研讨办法(approaches):从纳米技能研讨的标准规模来看,研讨纳米技能的办法能够采纳“从小到大”(bottom up)和“从大到小”(top down)两种办法。“top down”的办法是使用机械和蚀刻技能制作纳米标准结构。而“bottom up”是使用一个原子一个原子或一个分子一个分子发明有机和无机结构。“top down”或“bottom up”能够用来衡量纳米技能发展的水平。
纳米科学技能使人类知道和改造物质国际的手法和才能延伸到原子和分子。其最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米标准上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制作出具有特定功用的产品。这或许改动简直一切产品的规划和制作办法,完成生产办法的腾跃。因此纳米科技将对人类发生深远的影响,乃至改动人们的思想办法和生活办法。