纳米技术及其应用

一：纳米技术运用在哪些方面？

在陶瓷领域的应用

随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。许多专家认为，如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题，则它将具有高硬供、高韧性、低温超塑性、易加工等优点。

在微电子学上的应用

纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理信息的能力，实现信息采集和处理能力的革命性突破，纳米电子学将成为下世纪信息时代的核心。

在生物工程上的应用

虽然分子计算机目前只是处于理想阶段，但科学家已经考虑应用几种生物分子制造计算机的组件，其中细菌视紫红质最具前景。该生物材料具有特异的热、光、化学物理特性和很好的稳定性，并且，其奇特的光学循环特性可用于储存信息，从而起到代替当今计算机信息处理和信息存储的作用，它将使单位体积物质的储存和信息处理能力提高上百万倍。 在光电领域的应用纳米技术的发展，使微电子和光电子的结合更加紧密，在光电信息传输、存贮、处理、运算和显示等方面，使光电器件的性能大大提高。将纳米技术用于现有雷达信息处理上，可使其能力提高10倍至几百倍，甚至可以将超高分辨率纳米孔径雷达放到卫星上进行高精度的对地侦察。最近，麻省理工学院的研究人员把被激发的钡原子一个一个地送入激光器中，每个原子发射一个有用的光子，其效率之高，令人惊讶。 在化工领域的应用将纳米TiO2粉体按一定比例加入到化妆品中，则可以有效地遮蔽紫外线。将金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中，可以大大降低静电作用。利用纳米微粒构成的海绵体状的轻烧结体，可用于气体同位素、混合稀有气体及有机化合物等的分离和浓缩。纳米微粒还可用作导电涂料，用作印刷油墨，制作固体润滑剂等。 研究人员还发现，可以利用纳米碳管其独特的孔状结构，大的比表面（每克纳米碳管的表面积高达几百平方米）、较高的机械强度做成纳米反应器，该反应器能够使化学反应局限于一个很小的范围内进行。

在医学上的应用

科研人员已经成功利用纳米微粒进行了细胞分离，用金的纳米粒子进行定位病变治疗，以减少副作用等。另外，利用纳米颗粒作为载体的病毒诱导物已经取得了突破性进展，现在已用于临床动物实验，估计不久的将来即可服务于人类。 研究纳米技术在生命医学上的应用，可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息。科学家们设想利用纳米技术制造出分子机器人，在血液中循环，对身体各部位进行检测、诊断，并实施特殊治疗。

在分子组装方面的应用

如何合成具有特定尺寸，并且粒度均匀分布无团聚的纳米材料，一直是科研工作者努力解决的问题。目前，纳米技术深入到了对单原子的操纵，通过利用软化学与主客体模板化学，超分子化学相结合的技术，正在成为组装与剪裁，实现分子手术的主要手段。 纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术，其重要性毋庸质疑，许多发达国家都投入了大量资金进行研究，正如钱学森院士所预言的那样："纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点，会是一次技术革命，从而将是21世纪的又一次产业革命。"

二：纳米技术的应用领域

当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。1、纳米是一种几何尺寸的度量单位，1纳米=百万分之一毫米。2、纳米技术带动了技术革命。3、利用纳米技术制作的药物可以阻断毛细血管，“饿死”癌细胞。4、如果在卫星上用纳米集成器件，卫星将更小，更容易发射。5、纳米技术是多科学综合，有些目标需要长时间的努力才会实现。6、纳米技术和信息科学技术、生命科学技术是当前的科学发展主流，它们的发展将使人类社会、生存环境和科学技术本身变得更美好。7、纳米技术可以观察病人身体中的癌细胞病变及情况，可让医生对症下药。 纳米级测量技术包括：纳米级精度的尺寸和位移的测量，纳米级表面形貌的测量。纳米级测量技术主要有两个发展方向。一是光干涉测量技术，它是利用光的干涉条纹来提高测量的分辨率，其测量方法有：双频激光干涉测量法、光外差干涉测量法、X射线干涉测量法、F一P标准工具测量法等，可用于长度和位移的精确测量，也可用于表面显微形貌的测量。二是扫描探针显微测量技术(STM)，其基本原理是基于量子力学的隧道效应，它的原理是用极尖的探针(或类似的方法)对被测表面进行扫描(探针和被测表面实际并不接触)，借助纳米级的三维位移定位控制系统测出该表面的三维微观立体形貌。主要用于测量表面的微观形貌和尺寸。用这原理的测量方法有：扫描隧道显微镜(STM)、原子显微镜(AFM)等。 纳米级加工的含意是达到纳米级精度的加工技术。由于原子间的距离为0.1一0.3nm，纳米加工的实质就是要切断原子间的结合，实现原子或分子的去除，切断原子间结合所需要的能量，必然要求超过该物质的原子间结合能，即所播的能量密度是很大的。用传统的切削、磨削加工方法进行纳米级加工就相当困难了。截至2008年纳米加工有了很大的突破，如电子束光刻(UGA技术)加工超大规模集成电路时，可实现0.1μm线宽的加工：离子刻蚀可实现微米级和纳米级表层材料的去除：扫描隧道显微技术可实现单个原子的去除、扭迁、增添和原子的重组。 纳米粒子的制备方法很多，可分为物理方法和化学方法。应用纳米技术制成的服装真空冷授法：用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、位度可控，但技术设备要求高。物理粉碎法：透过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产晶纯度低，顺粒分布不均匀。机械球磨法：采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。气相沉积法：利用金属化合物蒸汽的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。沉淀法：把沉淀剂加人到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料.其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备载化物。水热合成法：高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、拉度易控制。溶胶凝胶法：金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低沮热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和11一VI族化合物的制备。徽乳液法：两：互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在徽泡中经成核，聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和接口性好，11一VI族半导体纳米粒子多用此......余下全文>>

三：纳米技术能运用在哪些方面。

纳米技术是用单个原 子、分子制造物质的科学技术,纳米材料从根本上改变了材料的结构,纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点,其相应发展起来的纳米技术被会认为是世纪最具有前途的科研领域。

目前其主要运用在:陶瓷领域、微电子学上、生物工程上、在光电领域、在化工领域、在医学上。

详细介绍如下：

1、纳米技术在陶瓷领域方面的应用

陶瓷材料作为材料 的三大支柱 之一,在日常生活及工业生产 中起着举 足轻重 的作用。但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到 了较大 的限制。随着纳米技术的广泛 应用,纳米陶瓷随之产生,希望 以此来克服陶瓷材料 的脆性,使陶瓷具有象金属一样 的柔韧性和 可加工性。英国材料学家指 出纳米 陶瓷是解决 陶瓷脆性 的战略途径。所谓纳米 陶瓷,是指显微结构 中的物相具有纳米级 尺度 的陶瓷材料、也就是说晶粒尺 寸、晶界宽度、

第二相分布、缺陷尺 寸等都是在 纳米 量级 的水平上。要制备纳米 陶瓷,这就需要解决粉体尺寸形貌和粒径分布的控制,团聚体的控制和分散。块体形态、缺陷、粗糙度 以及成分的控制。

2、纳米技术在微 电子学上 的应用

纳米电子学是纳米技术 的重要组成 部分,其主要思想是基于纳米粒子 的量子效应来设计并制备纳 米

量子器件,它包括纳米有 序无 序阵列体 系、纳米微粒 与微孔 固体组 装体 系、纳米超结构组装体 系。纳米 电子学 的最终 目标 是将集成 电路进一步减小,研制出由单原 子或单分 子构成 的在室 温能使用 的各种器件。目前,利用 纳米 电子学已经研制成功各种纳米器件。单 电子 晶体管,红、绿、蓝三基色可调谐 的纳米发光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成 的超微磁场探测器 已经问世。并且,具有奇特性能的碳纳米管的研制成功,为纳米 电子学 的发展起到了关键的作用。碳纳米管是 由石墨碳原 子层卷 曲而成,径 向尺层控制在以下。电子在碳纳米管的运 动在径 向上受 到限制,

表现 出典型 的量子 限制效应,而在轴 向上 则不受任何 限制。以碳 纳米管为模 子来制备一维

半导体量子材料,并不是凭空设想,清华大学 的范守善教授利用碳纳米管,将气相反应 限制在纳米管内进行,从 而生 长 出半导体纳米线。他们将一混合粉体置于石英 管 中的钳 祸底 部,加热并通人气体与在碳纳米管 中反应生 长 出封 纳米线,其径 向尺寸为一。另外,在年,他们还制备 出了纳米线。年该科研组与美 国斯坦福大学合作,在 国际上首次实现硅衬底上碳 纳米管阵列 的 自组织生长,它将大大推进碳纳米管在场发射平面显示方面 的应用。其独特 的电学性能使碳纳米管可用于大规模集成 电路,超导线材等领域。

3、纳米技术在生物工程上的应用

众所周知,分子是保持物质化学性质不变的最小单位。生物分子是很好 的信息处理材料、每一个生

物大分子本身就是一个微型处理器,分子在运动过程 中以可预测方式进行状 态变化,其原理类 似于计算机的逻辑开关,利用该特性并结合纳米技术,可 以此来设计量子计算机。美 国南加州大学 的博士等应用基于分子计算技术的生物实验方法，有效地解决了 目前计算机无法解决的问题一“哈密顿路径问题”,使人们对生物材料 的信息处理功能和生物分子的计算技术有 了进一步的认识虽然分子计算机目前只是处 于理想阶段,但科学家已经考虑应用几种生物分子制造计算机 的组件,其 中细菌视紫红 质最具前景。该生物材料具有特异的热、光、化学物理特性 和很好的稳定性,并且,其奇特 的光学循环特性 可用于储存信息,从而起 到代替 当今计算机信息处理 ......余下全文>>

四：有关纳米技术应用的报道

纳米技术在光电领域的应用纳米静电屏蔽材料，是纳米技术的另一重要应用

纳米技术在生物工程上的应用

五：纳米技术在科技生产和生活中的应用

纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新顶料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 7、纳米技术在农业中的应用

六：纳米技术在工业上的应用?

纳米技术(nanotechnology)，是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。在工业除尘技术研究领域，主要是利用纳米材料的尺寸效应，应用于空气中的固体粉尘净化，如柏美迪康工业除尘制剂生物纳膜。