《生活中的纳米技术》
纳米技术听起来似乎晦涩难懂。但于我们的生活随处不在,无所不在。纳米技术在科学上的定义则是能操作细小到0.1~100nm物件的一类新发展的高技术。生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。
虽然纳米技术从产生构想到实现并运用于我们的生活历史短暂,但发展快速。
70年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想,1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。
1991年,碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10倍,成为纳米技术研究的热点,诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。1993年,继1989年
美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后,中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“ 中国”二字,标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。1999年,巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。
到1999年,纳米技术逐步走向市场,全年基于纳米产品的营业额达到500亿美元; 近年来,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。
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。
也许你觉得纳米技术离你很远,但它已经悄悄地确确实实地来到了你生活中,纳米技术在生活中应用相当广泛,日本的8mm摄像机的生产,抗菌除臭冰箱、洗衣机、高性能彩打墨粉等,都是采用的纳米技术,如果在分散的纳米分子材料上经过特殊处理,再运用到纤维物体上,那么衣服就可以不粘油、不粘水,由于纳米分子非常非常小,它不会影响纤维物体的透气性和清洗效果。生活中最常见纳米技术
纳米技术用在医学上,专家们把磁性纳米复合高分子微粒用于细胞分离,或者把非常细小磁性纳米微粒,放入一种液体中,然后让病人喝下后,对人身体的病灶部位进行,并且通过操纵,可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集进行有目标的,在不破坏正常细胞的情况下,可以把癌细胞等分离出来,也可以制成靶向药物控释纳米微粒载体(俗称“生物导弹”),用于脑栓塞等疾病,同时也可用纳米技术生产出纳米探针(微型机器人)深入体内疾病或清理体内垃圾等。如果在火箭燃料中加入不到1%的纳米铝粉,就可将燃烧能力提高一倍,纳米技术如果应用在陶瓷上,可使陶瓷具有超塑性,大大增强了陶瓷的韧性,不怕摔,不怕碎,陶瓷坚固无比。另外,还能用纳米技术识别化学和生物传感器材料。令科学家高兴的是,纳米钛与树脂化合后生成的多种全新涂料,具有多种同类产品无法相比的优越性,在海水中浸泡10年不损,并具有神奇的自我修复能力和自洁性,纳米
钛还作为唯一对人植物神经、味觉没有任何影响的金属,其用途广泛。有科学家设想,把纳米技术和基因技术组合起来运用,有可能给人类带来异想不到的惊喜。
纳米技术带动纳米经济的发展已经昭示着十分美好的前景,谁都想捷足先登,早日拿到“纳米技术”应用的“准生证”和“产权证”。因此,世界抢占纳米技术的热潮一浪高过一浪。
现在世纪纳米技术和纳米材料,正向新材料、微电子、计算机、医学、航天、航空、环境、能源、生物技术和农业等诸多领域渗透,世界各国正你追我赶,抢占制高点,其发展速度越来越快,正对世界和各国产业结构产生前所未有的冲击,到2000年底,全球纳米技术的年产值已达到500亿美元,到2010年,年产值将超过3000亿美元,相信在不远的将来,纳米技术在进一步广泛应用后,将会给21世纪的人类又带来一次工业革命,同时也创造若干就业机会。
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徐淑雅201100647
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