普及纳米知识推动科技进步2.ppt
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1、普及纳米知识 推动科技进步,在工业革命以前,大部分人类生产、科研不需要用到毫米,“毛估估”的做法说明了我们对这个世界认知的粗浅。,以蒸汽机等机械发明为主要标志的第一次工业革命,将人类认知推向毫米层次。,天才相师 ,第二次工业革命,发明了电,从机械时代进入微电子时代,毫米不够用了,毫米的千分之一微米诞生了。随着科学技术的发展,微米层次的局限越来越明显,例如,电脑芯片虽然已越做越小,但即将达到材料的物理极限,只有进入另一个层次纳米层次,才会有更大的突破,比如将现在的笔记本电脑变得像手表一样小,或更小,可以把它固定在纺织品面料上。,正如牛顿力学只适用于低速的宏观物体,而高速运动,只能用相对论来解释;
2、在纳米层次,许多原来在宏观尺度上使用的规律、定理、方式、方法,都将不再适用,世界将从此是另一个模样。我们现在所熟悉的“原材料”将是小至纳米级的原子、分子。,那么什么是纳米呢?,1纳米=十亿分之一米,年,诺贝尔奖获得者、被认为继爱因斯坦之后最为睿智的理论物理学家理查得费因曼教授在加州理工大学发表了题为在底部还有很大空间的演讲。在费因曼看来,人类社会目前的生产方式,总是“从上而下”的,他提出:为什么我们不可以从单个分子、甚至原子开始出发,进行组装,达到我们的要求?物理学的规律不排除一个原子一个原子制造物品的可能。”,国际上公认0.1100nm为纳米尺度空间。,铅表面的原子世界,年,德国科学家发明了
3、纳米显微镜,即扫描隧道显微镜()人类从此可以直观地观察到单个原子了。,看得见原子只是第一步!第二步就是要能够操纵它。 年,美国加州实验室,将个氙原子排布成“”个字母,总面积只有几个平方纳米,人类第一次实现了操纵单个原子,纳米科技的序幕拉开了。,江苏省张家港高级中学倪洪祥,在扫描隧道显微镜下,科学家将48个铁原子排列在铜表面上,形成一个圆形围栏。,量子围栏,纳米齿轮,纳米铜具,纳米陶瓷,纳米轴承,世界上最小的键盘,1993年后,我国科学家先后操纵原子写出“XX”、“原子”、绘出XX国轮廓图。,纳米存储器,中国,我国纳米科技成果一览,1993年,中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“XX”
4、二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿。,1998年,XX大学XX小组成功地制造出直径为350纳米、长度达微米量级的氮化镓半导体一维纳米棒,使我国在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体。,1998年,XX国XX杂志上刊登了我国科学家的论文。我国科学家用非水热合成法,制备出金刚石纳米粉,被国际刊物誉为“稻草变黄金从四氯化碳制成金刚石。”,近年,XX国科学院物理研究所解思深研究员率领的科研小组,不仅合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管,创造了一项“3毫米的世界之最”,而且合成出世界上最细的碳纳米管。,1999年上半年,XXX大学电子学系教授XXX领导的研究组在世界
5、上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面,并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。,1999年,中科院金属研究所成会明博士合成出高质量的碳纳米材料,使我国新型储氢材料研究一举跃上世界先进水平。,不久前,中科院金属研究所卢柯博士率领的小组,在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能超塑延展性,纳米铜在室温下竟可延伸50多倍而“不折不挠”,被誉为“本领域的一次突破”。,先是纳米管,接着纳米线,现在留美的三位中国科学家又为纳米世界迎来一位新客人“纳米带”。这是世界上首次发现并合成出半导体氧化物的纳米级带状结构材料。,研究人员现在已经成功开发出氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化镉和氧化镓的“纳米带
6、”。并预测整个半导体金属氧化物都可能制造出“纳米带”。这项成果刊登在2001年4月8日出版的美国科学杂志上。,利用金属氧化物制造出10至15纳米厚、30至300纳米宽的新材料。这种材料有可能制造出价格便宜的超微感应器和元件。 “这是纳米技术中非常重要的一个研究领域。如果我们能够成功地开发出其应用方法,将可能引发纳米级感应器和功能设备的巨大进步,制造出能耗低敏感度高的产品。”,纳米技术在医学领域内的发展前景,纳米器件有可能成为未来保卫人类健康的一支忠实可靠的“卫队”。,(1)纳米生物传感器:用于监测、收集、播送体内细胞的健康状态和病变信息;,(2)纳米药物存储器(药泵):用于存储、运输指定存储的
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