第一篇：納米科學與技術

作為一名化工人，我這學期選修了課程《納米科學與技術》，很榮幸在課堂展示環(huán)節(jié)擔任過評委，我也是我們小組的組長和主講人，我想談一談自己學習這個課程的一些感受，包括準備展示材料過程和作為評委的一些收獲和體會。從學生的角度寫這些東西，希望能給以后修這門課程的同學一些借鑒和收獲。

首先，我第一次修這樣一門課程，講述科研前沿，而又有這樣一個與眾不同的結課方式，很新穎，我也很喜歡。親身去參與這個過程，真的能夠學到很多。

作為一個評委，我仔仔細細看了所有小組的展示，并按照我的判斷給出了相應的分數(shù)。26組，盡管有些小組內(nèi)容有些重復，但總體來說還是五花八門的，從存儲、發(fā)電，醫(yī)學醫(yī)藥，食品安全，納米催化，到隱身防爆，等等等等，納米材料無處不在。從評委的角度，對每組的印象各有不同，總體來說，我覺得要注意以下幾點：

1，要選擇一個良好的主講人，這是每一組人給評委和老師的第一印象，不僅要口齒流

利，還要對你們的展示內(nèi)容滾瓜爛熟。

2，展示的主題切入點盡量要小，不要落入泛泛而談的境地。內(nèi)容要圓滿，從結構、原

理、研究前沿、優(yōu)缺點到實際應用等等，盡量將所選主題很完整的展現(xiàn)出來。一定不要選擇那些大而空的主題，在臺上對著ppt和講稿講那些自己都看不懂的東西。3，ppt做的要中規(guī)中矩，可以添加一些動畫效果等來渲染你的內(nèi)容，但是千萬不要讓

ppt效果淹沒了你的內(nèi)容，讓別人印象深刻的只剩下了ppt而對內(nèi)容完全沒了印象。當然，還有一個問題需要注意，就是ppt顏色搭配以及字體顏色，要讓大家看的清楚，看著舒服。

4，準備工作要做好，比如要使用黑板就要提前擦好并準備好你用的粉筆等等（我就煩

了這個錯誤）.還有需要給評委和老師的文檔材料一定要提前打印好。

作為我們小組的組長，在組織我們小組準備的過程和展示過程中，我覺得要注意以下幾點：

1，在組隊之時就要考慮好每個人的專長，做到人盡其用，每個人都有任務。可以跨班

組隊，這樣更能擴大范圍尋找好隊友。

2，在定題之前要查閱足夠的相關前沿期刊和網(wǎng)站，擴大選擇范圍才能選到好主題，避

免被重復和落入俗套假大空。

3，主題內(nèi)容切入點一定要小。我們組就出現(xiàn)了這個錯誤。我們?yōu)g覽了近十年納米科學

與技術應用前沿的進展，找到了納米電路、納米電池、納米管泵和發(fā)電機、納米存儲等四個非常好的話題，原理明了簡單，應用研究又熱門，而又與我們的生活息息相關。我們小組五人商討很久之后才狠心砍掉了兩個，留下了納米管泵和發(fā)電機、納米存儲兩個話題。但是最后戰(zhàn)士的時候由于內(nèi)容太多而使得整個展示過程顯得很緊張很快，反而沒有選擇其中一個來集中展示來的輕松而且效果好。

4，組內(nèi)分工合作要明確，這樣工作做起來才能事半功倍。最終展示材料做好以后每個

人都要詳細推敲一遍去更改和完善。正式展示之前，要模擬展示幾次，控制好時間和速度，這樣上臺之后能達到更好的效果。

最后，很感謝老師一學期來的授課教導，我收獲很多。也希望以后選這個課的學弟學妹能夠獲得更大的成長！

第二篇：納米材料與技術論文

石墨烯在橡膠中的應用

摘要：石墨烯具有較強的力學性能和導電/導熱性質，為發(fā)展多功能聚合物納米材料提供了新的方向。本文簡單介紹了石墨烯的制備及其功能化,并重點介紹了石墨烯/橡膠納米復合材料的3種主要制備方法，同時分析了石墨烯/橡膠納米復合材料的發(fā)展前景和存在問題.關鍵詞：石墨烯 納米復合材料 制備引言

橡膠在室溫下具有獨特的高彈性，其作為一種重要的戰(zhàn)略性物資，泛應用于國民經(jīng)濟"高新技術和國防軍工等領域。然而，未補強的橡膠存在強度低，模量低，耐磨差，抗疲勞差等缺陷。因此絕大數(shù)橡膠都需要補強，同時隨著橡膠制品的多元化，在滿足最基本的物理機械性能強度的同時，需要具有功能性的納米填料/橡膠復合材料。石墨烯是一種有著優(yōu)異性能的二維納米填料，將石墨烯與聚合物復合是發(fā)揮其性能的重要途徑，石墨烯/橡膠納米復合材料對橡膠的力學機械性能、電學性能、導熱性能和氣體阻隔性能等都有很大提升，因此得到了廣泛關注。石墨烯的制備及其衍生物的功能化 2.1 石墨烯的制備

本文重點介紹利用氧化石墨烯（GO）的還原來制備石墨烯，該方法制備的石墨烯不能完全消除含氧官能團，還存在結構缺陷和導電性差等缺點，但是相比于其他方法，其宏量和廉價制備的特點更為突出。2.2 氧化石墨烯的還原

目前，氧化石墨烯的還原一般分為熱還原與化學還原兩種方法。熱還原是指 GO在高溫下脫除表面的含氧基團并釋放大量氣體，從而還 原并剝離GO.化學還原法是指利用具有還原性的物質對GO進行脫氧還原。2.3 石墨烯的功能化

對于氧化石墨烯還原之后的石墨烯，可以用非共價鍵改性，通過工業(yè)用燃料，熒光增白劑，表面活性劑高效穩(wěn)定石墨烯。

2.4 橡膠/石墨烯復合材料的結構，性能的檢測

利用紅外光譜儀測定復合物的紅外光譜圖;用X射線衍射儀（XRD)測定復合物的衍射譜圖;用發(fā)射掃描電鏡(SEM)分析復合物的形貌；用電子萬能試驗機測試式樣力學性能。3 橡膠/石墨烯橡膠納米復合物的制備方法

目前制備石墨烯/橡膠復合材料的制備方法主要有三種，即膠乳共混法，溶液共混法，機械混煉法。3.1 膠乳共混法 利用超聲輻照膠乳和原位還原法(ULMR)制備石墨烯均勻分散的石墨烯/NB復合材料的方法，解決了石墨烯在橡膠基體中的分散和剝離問題，橡膠復合材料的力學性能大幅度提高[1].通過膠乳混合-靜態(tài)熱壓和硫化方法制備了具有石墨烯導電網(wǎng)絡的石墨烯/NR納米復合材料[2].黃光速等通過膠乳法分別制備了石墨烯/NR和石墨烯/丁苯橡膠(SBR)復合材料，并研究了材料的硫化機理[3].Kim等[4]通過膠乳法制備了石墨烯/SBR復合材料，發(fā)現(xiàn)橡膠材料的熱穩(wěn)定性和導電性能得到了顯著提升.Schopp等[5]通過膠乳法制備了常規(guī)和新型碳系填料(炭黑,碳納米管,石墨烯)填充的SBR復合材料，發(fā)現(xiàn)不同填料類型、填充量、填料分散方法對復合材料性能的有影響，其中，石墨烯對SBR復合材料的力學性能、電性能以及氣體阻隔性能的提高最為顯著.3.2 溶液共混法

Lian等[6]通過溶液共混法制備了石墨烯/丁基橡膠(IR)復合材料,橡膠機械性能得到顯著的提升.Sadasiviuni等[7]用馬來酸酐接枝丁基橡膠(MA-g-HR)，通過溶液法制備得到了石墨烯/MA-g-HR納米復合材料.Bai等[8]利用超聲將氧化石墨烯分散到二甲基甲酰胺，將丁腈橡膠(NBR)溶于四氫呋喃，然后將氧化石墨烯分散液加到橡膠溶液中，再經(jīng)超聲、分散、干燥、雙輥混煉和熱壓硫化得到了氧化石墨烯/NBR復合材料.3.3 機械混煉法

Mahmoud等[9]最早通過機械混煉法制備了石墨烯/NBR復合材料，并研究了石墨烯對材料的循環(huán)疲勞的影響.Al-solamy等[10]先利用雙輥開煉機對復合橡膠進行機械混煉，然后將復合橡膠模壓成面積為1cm2、高1cm的圓柱體，最后熱壓、硫化得到石墨烯/NBR復合材料,并研究了復合材料的導電性能，提出了導電橡膠納米復合材料壓阻效應的微觀結構模型.Das等通過機械共混法分別制備了石墨烯、膨脹石墨(EG)、CNTs、EG/CNTs雜化填充SBR納米復合材料，并對4種復合材料的電性能和力學性能做了對比.Dao等[11]通過鋁三仲丁醇在DMF水溶液中處理石墨烯制備出氧化鋁涂覆氧化石墨烯納米片復合填料.3.4 其他方法。

Castro等[12]采用氣相沉積法在聚苯胺/乙丙橡膠復合導電橡膠中趁機石墨烯的方法制備了新型有機電導材料；Cheng等[13]以金屬鎳泡沫為模版，通過CVD法制備了三維石墨烯泡沫，再將二甲基硅橡膠澆筑到石墨烯泡沫中制備石墨烯/合成橡膠復合材料；Zhan等[14]報道了將化學還原的石墨烯自組裝到NR膠乳粒子表面，在不經(jīng)過開練配合的情況下直接靜態(tài)熱壓硫化，制備了具有石墨烯“隔離”網(wǎng)絡結構的NR復合材料（NRLGES）；Wang等[15]在玻璃基板上通過層-層的靜電組裝制備了聚乙烯亞胺/羧基丁腈橡膠多層膜材料.4結論與展望

石墨烯具有優(yōu)異的物理和電特性，作為橡膠納米填料，具有非常高的增強效率和效果，同好似還可以賦予橡膠材料其他特性如導電性，導熱性，改善其機械性能和氣體阻隔性能等，對橡膠制品的高性能化和功能化具有特別的意義。

石墨烯/橡膠復合材料的制備方法的核心問題是在集體中均勻有效的分散與分布石墨烯填料。目前常用的復合方法有：膠乳共混、溶液共混和機械混煉，一般采用溶液共混和膠乳共混制備的復合材料中石墨烯分散均勻，因此復合材料具有更優(yōu)異的性能。GO表面的含氧基團能有效增強與極性橡膠的界面作用；還原石墨烯比表面積大且存在“褶皺”結構，因此其與大多數(shù)非極性橡膠如NR，SBR等有較強的界面結合。通過石墨烯的表面修飾可以進一步提高街面作用和石墨烯分散，從而提高復合材料性能，總的來說，石墨烯可以有效的增加各種橡膠基材的導電性，導熱性，機械強度和氣體阻隔性。

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第三篇：納米加工技術

納米加工技術及其應用

江蘇科技大學機械學院

學號：139020021

姓名：原旭全

納米尺度的研究作為一門技術,是80年代剛剛興起的.它所研究的對象是一般研究機構很難涉獵的即非宏觀又非微觀的中間領域,有人稱之為介觀領域.所謂納米技術通常指納米級(0.1nm~l00nm)的材料、設計、制造、測量、控制和產(chǎn)品的技術.納米技術主要包括納米級精度和表面形貌的測量;納米級表層物理、化學、機械性能的檢測;納米級精度的加工和納米級表層的加工一一原子和分子的去除、搬遷和重組;納米材料;納米級微傳感器和控制技術;微型和超微型機械;微型和超微型機電系統(tǒng);納米生物學等;納米加工技術是納米技術的一個組成部分.納米加工的含義是達到納米級精度(包括納米級尺寸精度,納米級形位精度和納米級表面質量)的加工技術.其原理使用極尖的探針對被測表面掃描(探針和被側表面不接觸),借助納米級的三維位移控制系統(tǒng)測量該表面的三維微觀立體形貌.材料制造技術.著名的諾貝爾獎獲得者Feyneman在20世紀60年代曾預言:如果我們對物體微小規(guī)模上的排列加以某種控制的話,我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性,就會看到材料的性能產(chǎn)生豐富的變化.他說的材料即現(xiàn)在的納米材料.納米材料是由納米級的超微粒子經(jīng)壓實和燒結而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般為l一100nm.它包括體積份數(shù)近似相等的兩部分:一是直徑為幾個或幾十個納米的粒子;二是粒子間的界面.納米材料的兩個重要特征是納米晶粒和由此產(chǎn)生的高濃度晶界.這導致材料的力學性能、磁性、介電性、超導性、光學乃至熱力學性能的改變.如:納米陶瓷由脆性變?yōu)?00%的延展性,甚至出現(xiàn)超塑性.納米金屬居然有導體變成絕緣體.金屬納米粒子摻雜到化纖制品或紙張中,可大大降低靜電作用.納米Tiq按一定比例加入到化妝品中,可有效遮蔽紫外線.當前納米材料制造方法主要有:氣相法、液相法、放電爆炸法、機械法等.l)氣相法:1熱分解法:金屬撥基化合物在惰性介質(N2或潔凈油)中熱分解,或在H沖激光分解.此方法粒度易控制,適于大規(guī)模生產(chǎn).現(xiàn)在用于Ni、Fe、W、M。等金屬,最細顆?？蛇_3一10nm.o真空

蒸發(fā)法:金屬在真空中加熱蒸發(fā)后沉積于一轉動圓的流動油面上;可用真空蒸餾使顆粒濃縮.此法平均顆粒度小于10nm.2)液相法:1沉積法:采用各種可溶性的化合物經(jīng)混合,反應生成不溶解的氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽或有機鹽等沉淀.把過濾后的沉淀物熱分解獲得高強超純細粉.采用此工藝制備出均質的玻璃和陶瓷.由于該法可制備超細(10nm一100nm)、化學組成及形貌均勻的多種單一或復合氧化物粉料.已成為一種重要的超細粉的制備方法.3)放電爆炸法:金屬細絲在充滿惰性氣體的圓筒內(nèi)瞬間通人大電流而爆炸.此法可制造Mo.W等難熔金屬的超細顆粒(25一350nm),但不能連續(xù)操作.4)機械法:利用單質粉末在攪拌球磨(AttritorMill)過程中顆粒與顆粒間和顆粒與球之間的強烈、頻繁的碰撞粉碎.近幾年大量采用攪拌磨,即利用被攪拌棍攪拌的研磨介質之間的研磨,將粉料粉碎粉碎效率比球磨機或振動磨都高.(3)三束加工技術:可用于刻蝕、打孔、切割、焊接、表面處理等.l)電子束加工技術:電子束加工時,被加速的電子將其能量轉化成熱能,以便除去穿透層表面的原子,因此不易得到高精度.但電子束可以聚焦成很小的束斑(巾0.1林m)照射敏感材料.用電子刻蝕,可加工出0.1林m線條寬度.而在制造集成電路中實際應用.2)離子束加工技術:因離子直徑為0.Inm數(shù)量級.故可直接將工件表面的原子碰撞出去達到加工的目的.用聚焦的離子束進行刻蝕,可得到精確的形狀和納米級的線條寬度.3)激光束加工技術:激光束中的粒子是光子,光子雖沒有靜止質量,但有較高的能量密度.激光束加工常用YAG激光器認封.06林m)和Cq激光器位一10.63林m).激光束加工不是用光能直接撞擊去掉表面原子,而是光能使材料熔化、汽化后去掉原子.(4)LIGA(Lithographie,Galvanoforming,Abforming)技術.這是最新發(fā)展的光刻、電鑄和模鑄的復合微細加工技術.它采用深度同步輻射X射線光刻,可以制造最大高度為1000林m、高寬比為200的立體結構,加工精度可達0.1林m.刻出的圖形側壁陡峭,表面

光滑.加工微型器件可批量復制,加工成本低.目前,在LIGA工藝中再加入犧牲層的方法,使加工出的微器件一部分可脫離母體而能轉動或移動.這在制造微型電動機或其他驅動器時極為有用.LIGA技術對微型機械是非常有用的工藝方法.1與常規(guī)精加工的比較

納米級加工中.工件表面的原子和分子是直接加工的對象.即需切斷原子間的結合.納米加工實際已到了加工的極限.而常規(guī)的精加工欲控制切斷原子間的結合是無能為力的,其局限性在于: l)高精度加工工件時,切削量應盡量小而常規(guī)的切削和磨削加工,要達到納米級切除量,切削刀具的刀刃鈍圓半徑必須是納米級,研磨磨料也必須是超細微粉.目前對納米級刃口半徑還無法直接測量.2)工藝系統(tǒng)的誤差復映到工件,工藝系統(tǒng)的受力/熱變形、振動、工件裝夾等都將影響工件精度.3)即使檢測手段和補償原理正確,加工誤差的補償也是有限的.4)加工過程中存在不穩(wěn)定因素.如切削熱,環(huán)境變化及振動等.由此可見.傳統(tǒng)的切削/磨削方法,一方面由于加工方法的局限或由于加工機床精度所限,顯示出在納米加工領域應用裕度不足.另一方面,由于科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,加工技術的極限不斷受到挑戰(zhàn).有研究表明,磨削可獲得o.35nm的表面粗糙度,但對如何實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的納米機加工以及觀察研究材料微加工過程力學性能則始終受到實驗手段的限制.因此納米機加工必須尋求新的途徑即直接用光子、電子、離子等基本粒子進行加工.例如,用電子束光刻加工超大規(guī)模集成電路.2.微納米加工技術的分類

自人類發(fā)明工具以來,加工是人類生產(chǎn)活動的主要內(nèi)容之一.所謂加工是運用各種工具將原材料改造成為具有某種用途的形狀.一提到加工,人們自然會聯(lián)想到機械加工.機械加工是將某種原材料經(jīng)過切削或模壓形成最基本的部件,然后將多個基本部件裝配成一個復雜的系統(tǒng).某些機械加工也可以稱為微納米加工.因為就其加工精度而言,某些現(xiàn)代磨削或拋光加工的精度可以達到微米或納米量級.但本文所討論的微納米加工技術是指加工形成的部件或結構本身的尺寸在微米或納米量級.微納米加工技術是一項涵蓋門類廣泛并且不斷發(fā)展中的技術.在2004年國際微納米工程年會上,曾有人總結出多達60種微納米加工方法.可見實現(xiàn)微納米結構與器件的方法是多樣的.本文不可能將所有微納米加工技術一一介紹.對這些加工技術的詳細介紹目前已有專著出版.筆者在此僅將已開發(fā)出的微納米加工技術歸納為三種類型作概括性的介紹

（1）平面工藝

以平面工藝為基礎的微納米加工是與傳統(tǒng)機械加工概念完全不同的加工技術.圖1描繪了平面工藝的基本步驟.平面工藝依賴于光刻(lithography)技術.首先將一層光敏物質感光,通過顯影使感光層受到輻射的部分或未受到輻射的部分留在基底材料表面,它代表了設計的圖案.然后通過材料沉積或腐蝕將感光層的圖案轉移到基底材料表面.通過多層曝光,腐蝕或沉積,復雜的微納米結構可以從基底材料上構筑起來.這些圖案的曝光可以通過光學掩投影實現(xiàn),也可以通過直接掃描激光束,電子束或離子束實現(xiàn).腐蝕技術包括化學液體濕法腐蝕和各種等離子體干法刻蝕.材料沉積技術包括熱蒸發(fā)沉積,化學氣相沉積或電鑄沉積.圖1平面工藝的基本過程:在硅片上涂光刻膠、曝光、顯影,然后把膠 的圖形通過刻蝕或沉積轉移到其他材料

（2）探針工藝

探針工藝可以說是傳統(tǒng)機械加工的延伸,這里各種微納米尺寸的探針取代了傳統(tǒng)的機械切削工具.微納米探針不僅包括諸如掃描隧道顯微探針,原子力顯微探針等固態(tài)形式的探針,還包括聚焦離子束,激光束,原子束和火花放電微探針等非固態(tài)形式的探針.原子力探針或掃描隧道電子探針一方面可以直接操縱原子的排列,同時也可以直接在基底材料表面形成納米量級的氧化層結構或產(chǎn)生電子曝光作用.這些固體微探針還可以通過液體輸運方法將高分子材料傳遞到固體表面,形成納米量級的單分子層點陣或圖形.非固態(tài)微探針如聚焦離子束,可以通過聚焦得到小于10nm的束直徑,由聚焦離子束濺射刻蝕或化學氣體輔助沉積可以直接在各種材料表面形成微納米結構.聚焦激光束已經(jīng)廣泛應用于傳統(tǒng)加工工業(yè),作為切割或焊接工具.高度聚焦的激光束也可以直接剝蝕形成微納米結構,例如近年來出現(xiàn)的飛秒激光加工技術.利用激光對某些有機化合物的光固化作用也可以直接形成三維立體微納米結構.只要加工的工具足夠小,即使傳統(tǒng)機械加工技術也有可能制作微米量級的結構.例如,利用聚焦離子束的微加工能力可以制造尖端小于10Lm的高速鋼銑刀.這種微型銑刀可以加工小于100Lm的溝槽或臺階結構.探針工藝與平面工藝的最大區(qū)別是,探針工藝只能以順序方式加工微納米結構.而平面工藝是以平行方式加工,即大量微結構同時形成.因此平面工藝是一種適合于大生產(chǎn)的工藝.但探針工藝是直接加工材料,而不是像平面工藝那樣通過曝光光刻膠間接加工.3納米級加工的關鍵技術

(l)測量技術

納米級測量技術包括納米級精度的尺寸和位移的測量、納米級表面形貌的測量.納米級測量技術主要有兩個發(fā)展方向:1)光干涉測量技術:可用于長度、位移、表面顯微形貌的精確測量.用此原理測量的方法有雙頻激光干涉測量、光外差干涉測量、X射線干涉測量等.2)掃描探針顯微測量技術:主要用于測量表面微觀形貌.用此原理的測量方法有掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)等.(5)掃描隧道顯微加工技術(sTM).掃描隧道顯微加工技術是納米加工技術中的最新發(fā)展,可實現(xiàn)原子、分子的搬遷、去除、增添和排列重組,可實現(xiàn)極限的精加工或原子級的精加工.近年來這方面發(fā)展迅速,取得多項重要成果.1990年美國Eigler等人,在低溫和超真空環(huán)境中,用STM將鎳表面吸附的xe(氛)原子逐一搬遷,最終以35個Xe原子排成IBM3個字母,每個字母高snm.Xe原子間最短距離約為Inm,以后他們又實現(xiàn)了原子的搬遷排列.在鉑單晶的表面上,將吸附的一氧化碳分子用sTM搬遷排列起來,構成一個身高snm的世界上最小人的圖樣.此“一氧化碳小人”的分子間距僅為0.snm.將STM用于納米級光刻加工時,它具有極細的光斑直徑,可以達原子級,可得到10nm寬的線條圖案.4微型機械和微型機電系統(tǒng)

(l)微型機械.現(xiàn)在微型機械的研究已達到較高水平,已能制造多種微型零件和微型機構.已研制成功的三維微型機械構件有微齒輪、微彈簧、微連桿、微軸承等.微執(zhí)行器是比較復雜、難度大的微型器件,研制成功的有微閥、微泵、微開關、微電動機等.(2)微型機電系統(tǒng).MEMS是在微電子工藝基礎上發(fā)展起來的多學科交叉的前沿研究領域.是納米加工技術走向實用化,能產(chǎn)生經(jīng)濟效益的主要領域.比如:l)微型機器人是一個非常復雜的機電系統(tǒng).美國正在研制的無人駕駛飛機僅有蜻蜓大小,并計劃進一步縮小成蚊子機器人,用于收集情報和竊聽.醫(yī)用超微型機器人是最有發(fā)展前途的應用領域.它可進入人的血管,從主動脈管壁上刮去堆積的脂肪,疏通患腦血栓病人阻塞的血管.日本制定了采用機器人外科醫(yī)生的計劃,并正在開發(fā)能在人體血管中穿行、用于發(fā)現(xiàn)并殺死癌細胞的超微型機器人.2)微型慣性儀表:慣性儀表是航空、航天、航海中指示方向的導航儀器,由于要求體積小、重量輕、精度高、工作可靠.因此是微型機電系統(tǒng)應用的理想領域.現(xiàn)在國外已有微型加速度幾何微型陀螺儀的商品生產(chǎn),體積和重量都很小,但尚需提高精度.由于MEMs的發(fā)展已初具基礎,微型器件的發(fā)展也已達到一定水平,同時有微電子工業(yè)制造集成電路的經(jīng)驗可借鑒,各產(chǎn)業(yè)部門又有使用MEMS的要求,因此現(xiàn)在MEMS的發(fā)展條件已具備.4.微納米加工技術發(fā)展趨勢

微納米加工技術是一項不斷發(fā)展中的技術.新技術取代老技術,先進技術取代落后技術是客觀發(fā)展規(guī)律.加工技術本身從來都只是手段,其目的是服務于科學研究或工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn).因此新的科研課題或新的工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)會不斷對加工技術提出新的要求.新的加工技術將會不斷出現(xiàn).5.參考文獻

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第四篇：納米材料與技術專業(yè)解讀：這個專業(yè)學什么

納米材料與技術專業(yè)解讀：這個專業(yè)學什么

美國國家科學基金會的納米技術高級顧問米哈伊爾?羅科預言：“由于納米技術的出現(xiàn)，在今后30年中，人類文明所經(jīng)歷的變化將會比剛剛過去的整個20世紀都要多得多?！?/p>

納米到底有多小?納米材料與技術到底是個怎樣的專業(yè)?這一新興技術可以運用在哪些領域?它的主修課程有哪些?有哪些院校開設?發(fā)展前景如何?

一、專業(yè)解析

什么是納米材料與技術?

想要了解納米材料與技術，首先要弄清楚“納米”是什么。納米是長度單位，1納米是1米的十億分之一，大約相當于1根頭發(fā)的八萬分之一。別看它身材小，但作用很大。因為納米正好介于以原子、分子為代表的微觀世界和以人類活動空間為代表的宏觀世界的中間地帶，而且納米材料還帶有“特異功能”，具有奇異的化學物理特性。

例如，有些納米材料十分結實，強度比普通金屬高十幾倍，同時彈性又堪比橡膠，人們幻想有一天會使用這樣的納米鋼材制造出汽車、飛機或輪船，使它們的重量減少到原來的1/10；而有的納米材料輕而柔軟，又非常強韌，密度是鋼的1/6，而強度卻是鋼的l00倍，做防彈背心再好不過;還有的納米材料可以吸收太陽光中的光能，直接作為電源使用。

納米雖然微小，但是它構建的世界卻是神奇而宏大的。納米技術就是利用納米材料的奇妙性能，制造具有特定功能的零部件和產(chǎn)品的技術。一些權威專家預測，未來納米技術將在生物醫(yī)學、航空航天、能源和環(huán)境等領域“大顯身手”。

這個專業(yè)學什么?

在2012年最新頒布的普通高等學校本科專業(yè)目錄中，納米材料與技術專業(yè)屬于工學門類中的材料類二級學科，標準學制4年，畢業(yè)后授予工學學士學位。

納米材料與技術專業(yè)的學習內(nèi)容大體包括公共課程和專業(yè)課程兩部分。公共課程主要是數(shù)學、物理、化學、英語等。從大二起，學生會接觸到部分材料類、納米的專業(yè)知識。專業(yè)課程主要包括材料現(xiàn)代研究方法、材料化學基礎、材料物理性能、材料力學性能、量子統(tǒng)計、材料表面與界定、納米結構與性能、低維材料物理與技術基礎、磁性材料等。作為一個新興專業(yè)，很多院校還會根據(jù)各自的培養(yǎng)特點設置有針對性的專業(yè)課程，專門制定適合本校該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。

二、專業(yè)與就業(yè)

身材雖小領域寬廣

有學者曾預言，本世紀經(jīng)濟發(fā)展的三大支柱產(chǎn)業(yè)是信息科學技術、生命科學技術和納米科學技術。而納米技術又是信息和生命科學技術進一步發(fā)展的堅固基石。未來的納米技術和納米材料將向新材料、微電子、計算機、醫(yī)學、航天、航空、環(huán)境、能源、生物技術和農(nóng)業(yè)等諸多領域滲透。

以目前納米科技整體發(fā)展狀況而言，歐、美、日已大力發(fā)展多年，而我國的納米科技研究尚處在起步階段，無論是科研水平或市場契合度，與歐、美、日均有一定差距。但是差距大也意味著潛力大、空間大，一旦納米技術進入日常生活，該專業(yè)人才的需求量肯定會急劇上升。

納米材料與技術專業(yè)的畢業(yè)生具有扎實的材料科學以及與納米材料相關的數(shù)學、物理、化學、微電子、計算機應用等方面的基礎知識和技能。適應于高科技發(fā)展需要，可從事材料領域高科技研究和高新技術應用等工作。

畢業(yè)生主要在相關的科研機構、高等院校從事科學研究、教學工作，或者在電子信息、新能源、航空航天、儀器儀表、生物醫(yī)藥等高科技企業(yè)從事新材料研制、新產(chǎn)品開發(fā)及新技術工藝研究等高科技含量的工作。

納米技術雖然在科研領域比較熱門，但產(chǎn)業(yè)化程度不高。目前，該專業(yè)畢業(yè)生最理想的就業(yè)方向以研究單位和高校居多，也有很多人選擇進一步深造，進入國內(nèi)外著名高校攻讀碩士、博士。

三、報考指南

目前，我國有北京航空航天大學、北京科技大學、南京理工大學、大連理工大學、蘇州大學等5所院校獲批開設納米材料與技術專業(yè)，并從2011年起開始首次招生。

方向不同找準目標

已開設納米材料與技術專業(yè)的院校都是在該領域領先的佼佼者。各校都有自己的培養(yǎng)方向和優(yōu)勢特色?？忌稍趫罂紩r根據(jù)自己的興趣愛好和各校培養(yǎng)方向認真選擇。例如：北京航空航天大學的材料科學與工程學院的實力在全國同等專業(yè)類型中排名第八，在納米機械和納米涂層方面非常有優(yōu)勢。

北京科技大學的納米材料與技術專業(yè)著重進行各種納米材料制備、納米結構及性能表征、納米材料應用等基礎科學及應用技術方面的研究。南京理工大學人

才培養(yǎng)的特點是能夠滿足微電子和光電子材料與器件、新型功能材料、高性能結構材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領域中的用人需求。大連理工大學的納米材料與技術專業(yè)屬于化工與環(huán)境生命學部的化工與制藥類專業(yè)之一，培養(yǎng)的人才適于綜合解決納米材料工業(yè)化生產(chǎn)中的技術問題。

三、報考看清專業(yè)名稱

目前，教育部審批設置的高等學校戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)本科專業(yè)中與新材料相關的，除了納米材料與技術專業(yè)，還有功能材料、光電子材料與器件專業(yè)等。它們同屬于工學中的材料大類。但在報考過程中還是要看清楚專業(yè)目錄中各院校具體招生的名稱，以免發(fā)生錯漏。

如北京航空航天大學納米材料與技術專業(yè)屬于材料科學與工程學院，招生時按材料科學與工程專業(yè)大類招生。大連理工大學的納米材料與技術專業(yè)屬于化工與制藥類，招生時按化工與制藥大類招生。其他院校的都是以納米材料與技術專業(yè)名稱來招生的。

報考納米材料與技術專業(yè)的學生最好在數(shù)學、物理、化學等科目有很好的基礎，學習時更占優(yōu)勢。

資料參考：gaokao.zgjhjy.com/Html/kh/201406/65407.shtml

第五篇：科學與技術

論科學與技術的關系

摘 要：科學與技術是推動人類社會發(fā)展的兩大力量.正確認識和處理它們之間的關系,往往關系一個民族、國家的榮辱興衰,無論是社會更迭,跨時代的王朝更替,它們都扮演著非常重要的角色.隨著現(xiàn)代科學技術發(fā)展,科學和技術的相互依賴、相互促進的關系日益明顯,出現(xiàn)了科學技術一體化的新特點和新趨勢。本文從區(qū)分科學與技術的界限出發(fā),梳理兩者在歷史上的演進關系,并結合所學專業(yè)對科學與技術的關系進行初步的討論。

關鍵詞：科學；技術；關系

恩格斯曾指出,“人類可以通過改變自然來使自然界為自己的目的服務,來支配自然界,但我們每走一步都要記住,人類統(tǒng)治自然界決不是站在自然界之外的”。當代科學與技術的發(fā)展日趨一體化,呈現(xiàn)出科學技術化和技術科學化的態(tài)勢。為了生存、發(fā)展,人類必須與環(huán)境進行斗

爭.會制造工具,是人類形成的標志,也是人類發(fā)明技術、使用技術的開始.自此,科學與技術就推動人類向著文明不斷前進,同時也給人類提出了一個嚴肅問題,如何處理科學與技術的關系?科學與技術的涵義

1.1 科學與技術的詞源

“科學”一詞是英文“Ｓｃｉｅｎｃｅ”翻譯過來的外來名詞.清末,“Ｓｃｉｅｎｃｅ”曾被譯為“格致”.明治維新時期,日本學者把“Ｓｃｉｅｎｃｅ”譯為“科學”.康有為首先把日文漢字“科學”

直接引入中文.嚴復翻譯《天演論》和《原富》兩本書時,也把“Ｓｃｉｅｎｃｅ”譯為“科學”,20世紀初“科學”一詞開始在中國流行起來.“技術”一詞的希臘文詞根是“Ｔｅｃｈ”,原意是指個人的技能或技藝.早期,指個人的手藝、技巧,家庭世代相傳的制作方法和配方,后隨著科學的不斷發(fā)展,技術的涵蓋力大大增強.1.2 科學與技術的涵義

什么是科學,古往今來眾說紛紜至今也尚無定論?！翱茖W”可解釋為“知識”、“學問”?？档抡J為按照一定原則整理好的知識體系就是科學;按照馬克思的觀點,科學就是一般社會生產(chǎn)力;斯諾概括了科學的氣質,即實證精神,精確分析,無國界,民主精神以及革命精神。根據(jù)不同的研究對象,可將科學分為自然科學、社會科學和思維科學等類別,馬克思科學技術思想主要是從自然科學的角度對科學進行考量和分析。

簡言之,科學就是發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)自然界原本存在而未被人所發(fā)現(xiàn)的這樣或那樣的聯(lián)系。人的好奇心促使著人們不斷地去探索未知世界,豐富科學內(nèi)容。

技術的含義隨著人類實踐的發(fā)展也在不斷發(fā)展變化,不一樣的歷史賦予技術不一樣的內(nèi)涵。在古代,人們對技術的理解側重于勞動者的技能;到了近代,“技術”又被定義為生產(chǎn)勞動手段的體系。技術泛指根據(jù)自然科學原理生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,為某一實際目的而協(xié)同組成的各種工具、設備、技術和工藝體系.科學與技術的關系

我們經(jīng)常把科學和技術相提并論,但是在歷史上的大部分時期,兩者幾乎毫無關系,它們有著各自的起源和傳統(tǒng)。科學與技術發(fā)生聯(lián)系始于工業(yè)革命之后,而由科學發(fā)展出來的技術,則到了19世紀末才出現(xiàn)。

2.1 科學與技術完全分離時期

技術的萌芽或雛形出現(xiàn)于人類從漁獵文明向農(nóng)業(yè)文明轉變過程中。自然科學的出現(xiàn)則要晚的多,因為它作為人類社會的高級意識形態(tài)必須具備一定的條件才能產(chǎn)生。人類在遠古時期對自然界的一些樸素直觀認識還不屬于真正的科學,直到古希臘時期才形成科學的雛形。但是因為沒有專職的科學家,從事科學研究的人由當時的“哲學家”兼任,例如柏拉圖和亞里斯多德等,因此古希臘時期只是科學的史前階段。早期的科學與技術互不相關,一是因為從事科學研究的是上層的哲學家,而從事技術工作的則是身份較低的工匠,兩個階層沒有密切的交往;二是從事科學研究的人們不僅不提倡,甚至反對將科學知識用于實用技術。在整個古希臘時代,盡管希臘人在工程和軍事方面取得了很多成就,但柏拉圖和亞里斯多德抵制應用的偏見一直統(tǒng)治著人們的思想,限制了科學和技術的交流。

2.2 科學與技術開始建立關系時期

近代科學革命以哥白尼的“日心學說”為開端,以伽利略和牛頓的經(jīng)典物理學體系的構建為標志,全面超越了古希臘時代的科學成就。此外,技術革新對自然科學的發(fā)展也有推動作用,技術不僅為自然科學研究提供了先進的實驗設備,更為自然科學研究提供了許多社會生產(chǎn)活動中迫切需要解決的重大問題,如航海、采礦和軍事技術等。正如恩

格斯所言:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進”。

18世紀的工業(yè)發(fā)展要求更大的技術進步解決一系列生產(chǎn)技術問題,但是單靠對現(xiàn)存技術的修改已無法滿足這個要求,因此需要進一步求助于科學,依靠科學為技術提供新的“技術原理”,打開“技術黑箱”,從而啟發(fā)新技術的發(fā)明,使技術過程的理論得以優(yōu)化。技術結束了與科學長期分離的狀態(tài),自覺向科學靠近。這種模式不同于歷史上的經(jīng)驗技術,開始打上科學的烙印,適應了技術自身進一步發(fā)展的要求。

2.3 科學與技術相互促進時期

科學與技術的關系是從19世紀中葉之后才日趨密切,共同構成了現(xiàn)代所謂的“大科學”,并呈現(xiàn)出科學、技術與生產(chǎn)三位一體的趨勢。第二次技術革命以來,科學與技術的關系從兩方面

得到了根本改變:一是隨著技術越來越多的建立在科學的基礎上,科學能提供大量的技術;另一個重要卻不引人注意的變化是技術發(fā)展已成為科學研究的重要源泉。這已不是伽利略時代困擾科學的儀器設備問題,而是基礎科學探索中的許多結構和過程只能利用技術成就來揭示;在某些情況下,科學“只能存在于”技術當中。因此,越來越多的科學已成為派生“技術”。一個典型案例就是,工作于“第二次技術革命”時代的巴斯德,由他奠定的微生物學,既是基礎科學研究,又是應用技術。到第三次科技革命之時，這個技術體系有個明顯不同于以往的新特點,就是它們不僅更依賴于科學知識,而且科學向技術轉化的周期也愈來愈短。

2.4 科學與技術一體化

20世紀80年代興起了以生命科學與技術、信息科學與技術、納米科學與技術、環(huán)境科學與技術、能源科學與技術等領域為主的高科技,通常是指建立在最新科學成就基礎上的技術,甚至可以說它同時包含有基于科學的技術和關于技術的科學這雙重含義,蘊涵著當代科學和技術之間相互滲透、相互轉化的新關系?？傮w來說,高科技既是技術,又是科學,既有明確的應用目的,也具有基本的認識職能;能把應用導向的基礎研究與基礎理論背景的應用研究密切結合;基于科學的技術和關于技術的科學同時并存,科學的技術化和技術的科學化同步發(fā)展;高科技的發(fā)展形成了科學和技術之間相互作用、相互結合、相互滲透、相互轉化的新關系,導致形成統(tǒng)一的現(xiàn)代科學技術革命整體。當然,高科技并沒有消解科學和技術之間的界限與區(qū)別,而是開辟了科學和技術之間全新互動關系的新時代?？茖W的技術化和技術的科學化發(fā)展趨勢,使科學進步與技術進步互為前提,互相推動,促進了科學技術連續(xù)體的形成。地理學與科技的關系

由于地理學研究的是地球表面的地理環(huán)境產(chǎn)生、形成、發(fā)展的演變規(guī)律，數(shù)千年來人類為了探尋這一規(guī)律，曾經(jīng)顯示了自己的聰明才智，創(chuàng)造了一系列的特有研究方法。歸納起來，大致上包括觀察、分析、表述。肉眼觀察，描述歸納，文學式表述，這是萌芽時期和初創(chuàng)時期的地理學研究方法；到了近代的形成時期，地理學的觀察引入了儀器，無論在廣度，還是深度，都較僅憑肉眼的觀察有了質的進步，加之交

通運輸?shù)陌l(fā)展與進步，地理學家的觀察范圍，受距離遠近的約束已漸趨減小，未被地理學家直接觀察的地方越來越少。在分析中已能做到定性，因果關系、發(fā)生學原理都在廣泛應用，規(guī)律的可能性探查也日益完善；不僅如此，定量分析也已開始引入，在某些領域，如氣候學、水文地理學、工業(yè)、交通運輸、城市等地理學分支中，有的已建立了數(shù)理系統(tǒng)。在表述中，歸納法已成為引以自豪的表現(xiàn)方法，無數(shù)的地理學家所觀察到的許許多多的現(xiàn)象，被歸納成要素的規(guī)律和地域的規(guī)律，使人類對其賴以生存的地球表面的環(huán)境，有了認識、了解，在利用和改造方面也能在尊重自然規(guī)律的條件下，更能發(fā)揮主觀能動性?？傊?，社會的發(fā)展，科學的進步，使地理學研究的方法和手段得到相應的改善；而方法和手段的革新，則標志著認識的飛躍和學科水平的提高。

4科學與技術關系的啟示

總而言之,科學與技術是人類生存發(fā)展的基石和社會向前發(fā)展的不竭動力,現(xiàn)代科學與技術的密切結合,一方面使得各自獲得前所未有的發(fā)展速度,引起新的革命;另一方面,科學革命與技術革命相互交融,統(tǒng)一發(fā)展,不僅前次革命與后次革命的界限不清,而且科學革命與技術革命的分界也難以辨識,因而人們統(tǒng)稱為現(xiàn)代科學革命或當代科學革命?？茖W技術的一體化對科學與技術的研究方式及發(fā)展速度、價值取向產(chǎn)生了深刻的影響。合理地處理它們之間的關系,是關乎一個民族社會發(fā)展的重要問題。