第一篇：納米技術(shù)及其應(yīng)用作業(yè)

納米技術(shù)及其應(yīng)用的結(jié)課作業(yè)

學(xué)院：理工學(xué)院班級(jí)：機(jī)械L126班姓名：韓東學(xué)號(hào)：12L0551192

一、簡(jiǎn)述納米技術(shù)的兩種特性（表面效應(yīng)與小尺寸效應(yīng)），并且舉例子（至少500字）

1、表面效應(yīng)：

球形顆粒的表面積與直徑的平方成正比，其體積與直徑的立方成正比，故其比表面積（表面積/體積）與直徑成反比。隨著顆粒直徑變小，比表面積將會(huì)顯著增大，說明表面原子所占的百分?jǐn)?shù)將會(huì)顯著地增加。對(duì)直徑大于 0.1微米的顆粒表面效應(yīng)可忽略不計(jì)，當(dāng)尺寸小于 0.1微米時(shí)，其表面原子百分?jǐn)?shù)激劇增長(zhǎng)，甚至1克超微顆粒表面積的總和可高達(dá)100平方米，這時(shí)的表面效應(yīng)將不容忽略。

超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的，若用高倍率電子顯微鏡對(duì)金屬超微顆粒（直徑為 2*10^-3微米）進(jìn)行電視攝像，實(shí)時(shí)觀察發(fā)現(xiàn)這些顆粒沒有固定的形態(tài)，隨著時(shí)間的變化會(huì)自動(dòng)形成各種形狀（如立方八面體，十面體，二十面體多李晶等），它既不同于一般固體，又不同于液體，是一種準(zhǔn)固體。在電子顯微鏡的電子束照射下，表面原子仿佛進(jìn)入了“沸騰”狀態(tài)，尺寸大于10納米后才看不到這種顆粒結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，這時(shí)微顆粒具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會(huì)迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意識(shí)地控制氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩(wěn)定化。利用表面活性，金屬超微顆?？赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎┖唾A氣材料以及低熔點(diǎn)材料。

例子：高效催化劑

2小尺寸效應(yīng)：

隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會(huì)引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對(duì)超微顆粒而言，尺寸變小，同時(shí)其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。

例子：電腦的cpu

二、納米技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用（至少500字）

1、超雙疏納米防污劑

超雙疏納米防污劑 型號(hào)：VK-F01 超雙疏納米防污劑 “二元協(xié)同納米界面技術(shù)”理論是引入仿生學(xué)原理。研究荷葉“出淤泥而不染”“滴水成珠、拒水防污”的表面微觀結(jié)構(gòu)，對(duì)紡織面料的纖維表面在納米尺度進(jìn)行界面修飾、聚合和改性，使其表現(xiàn)出超常的納米界面物性，并形成納米 結(jié)構(gòu)特有的四大效應(yīng)。棉、毛、麻、絲、化纖等各種材質(zhì)的紡織面料經(jīng)過納米防水防油防污劑界面技術(shù)處理，可賦于防水透氣、拒污易洗新功能。如同荷葉效果，同時(shí)仍保持原面料的質(zhì)地、手感、風(fēng)格和牢度。精紡毛織面料經(jīng)過納米防水防油防污劑界面技術(shù)處理，可解決頭疼的縮率； 處理后的棉、毛、蛋絲產(chǎn)品抗皺性能大幅提高，機(jī)可洗的實(shí)現(xiàn)解除您的洗衣愁。超雙疏技術(shù)的納米防水防油防污劑面料同時(shí)具有防油、防水、防塵、柔軟、透氣、環(huán)保、快干等功能； 納米防水防油防污劑具有防水、防油、防污、抗菌、增強(qiáng)纖維的功能。經(jīng)其整理后的織物可保持原有的手感、透氣性、色澤、穿著舒適性等特點(diǎn)，并具有一般烴類及有機(jī)硅類、整理劑所不具備的防油性。此外，含還具有用量小、功效高、耐久性強(qiáng)且符合環(huán)保要求的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了迅速的普及和推廣。納米界面超雙疏技術(shù)處理以后，由于其超雙疏特性，使織物更具快干功能。面料具有環(huán)保無污染、無毒的特性。防水最高達(dá)到6級(jí)以上，防油最高達(dá)到6級(jí)（國(guó)家毛紡檢測(cè)中心）。使用方法： 1.施涂前應(yīng)使被涂面清潔、干燥。應(yīng)清除灰塵，并用水沖洗干凈，干燥備用。如為玻璃、瓷磚、金屬表面，應(yīng)用玻璃清洗劑或洗滌劑水溶液清洗干凈。塑料表面可用洗滌劑清洗，必要時(shí)用有機(jī)溶劑（如醇類、酮類 等）清洗。2.建議使用高性能霧化良好之高品質(zhì)噴頭，噴涂距離30~40cm為宜，這樣可噴涂均勻，并節(jié)省涂料，耗量約為50-100m2/L以上。3.一般噴涂一遍即可，如要提高效能可噴兩遍，但間隔時(shí)間應(yīng)在50min以上。4.噴涂后晾干即可。在150-180℃熱處理30-50秒大大有利于提高涂層強(qiáng)度和效果。小型物品可用熱吹風(fēng)機(jī)。雖然本品無毒，但還是建議施工時(shí)穿戴好防護(hù)用品

2、在生物工程上的應(yīng)用

雖然分子計(jì)算機(jī)目前只是處于理想階段，但科學(xué)家已經(jīng)考慮應(yīng)用幾種生物分子制造計(jì)算機(jī)的組件，其中細(xì)菌視紫紅質(zhì)最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學(xué)物理特性和很好的穩(wěn)定性，并且，其奇特的光學(xué)循環(huán)特性可用于儲(chǔ)存信息，從而起到代替當(dāng)今計(jì)算機(jī)信息處理和信息存儲(chǔ)的作用，它將使單位體積物質(zhì)的儲(chǔ)存和信息處理能力提高上百萬倍。在光電領(lǐng)域的應(yīng)用納米技術(shù)的發(fā)展，使微電子和光電子的結(jié)合更加緊密，在光電信息傳輸、存貯、處理、運(yùn)算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。將納米技術(shù)用于現(xiàn)有雷達(dá)信息處理上，可使其能力提高10倍至幾百倍，甚至可以將超高分辨率納米孔徑雷達(dá)放到衛(wèi)星上進(jìn)行高精度的對(duì)地偵察。最近，麻省理工學(xué)院的研究人員把被激發(fā)的鋇原子一個(gè)一個(gè)地送入激光器中，每個(gè)原子發(fā)射一個(gè)有用的光子，其效率之高，令人驚訝。在化工領(lǐng)域的應(yīng)用將納米TiO2粉體按一定比例加入到化妝品中，則可以有效地遮蔽紫外線。將金屬納米粒子摻雜到化纖制品或紙張中，可以大大降低靜電作用。利用納米微粒構(gòu)成的海綿體狀的輕燒結(jié)體，可用于氣體同位素、混合稀有氣體及有機(jī)化合物等的分離和濃縮。納米微粒還可用作導(dǎo)電涂料，用作印刷油墨，制作固體潤(rùn)滑劑等。研究人員還發(fā)現(xiàn)，可以利用納米碳管其獨(dú)特的孔狀結(jié)構(gòu)，大的比表面（每克納米碳管的表面積高達(dá)幾百平方米）、較高的機(jī)械強(qiáng)度做成納米反應(yīng)器，該反應(yīng)器能夠使化學(xué)反應(yīng)局限于一個(gè)很小的范圍內(nèi)進(jìn)行。

三、談?wù)勀銓?duì)納米技術(shù)或者納米材料的認(rèn)識(shí)（至少300字）

從尺寸大小來說，通常產(chǎn)生物理化學(xué)性質(zhì)顯著變化的細(xì)小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=100厘米，1厘米=10000微米，1微米=1000納米，1納米=10埃），即100納米以下。因此，顆粒尺寸在1～100納米的微粒稱為超微粒材料，也是一種納米材料。

納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料簡(jiǎn)稱為納米材料，是指其結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1納米～100納米范圍之間。由于它的尺寸已經(jīng)接近電子的相干長(zhǎng)度，它的性質(zhì)因?yàn)閺?qiáng)相干所帶來的自組織使得性質(zhì)發(fā)生很大變化。并且，其尺度已接近光的波長(zhǎng)，加上其具有大表面的特殊效應(yīng)，因此其所表現(xiàn)的特性，例如熔點(diǎn)、磁性、光學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性等等，往往不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)。

納米技術(shù)的廣義范圍可包括納米材料技術(shù)及納米加工技術(shù)、納米測(cè)量技術(shù)、納米應(yīng)用技術(shù)等方面。其中納米材料技術(shù)著重于納米功能性材料的生產(chǎn)（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測(cè)技術(shù)（化學(xué)組成、微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、物、化、電、磁、熱及光學(xué)等性能）。納米加工技術(shù)包含精密加工技術(shù)（能量束加工等）及掃描探針技術(shù)。

第二篇：納米技術(shù)及其應(yīng)用論文

納米技術(shù)及其在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用

摘要：主要介紹了納米技術(shù)的內(nèi)涵、主要內(nèi)容及納米技術(shù)在微機(jī)械和包裝、食品

或總稱為微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），用于有傳動(dòng)機(jī)械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng)，特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等。MEMS使用的是一種類似于集成電器設(shè)計(jì)和制造的新工藝。特點(diǎn)是部件很小，蝕的深度往往要求數(shù)十至數(shù)百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動(dòng)機(jī)，用于超快速離心機(jī)或陀螺儀等。在研究方面還要相應(yīng)地檢測(cè)準(zhǔn)原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進(jìn)入納米尺度，但有很大的潛在科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（3）納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)，如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定DNA的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間相互作用的試驗(yàn)，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，DNA的精細(xì)結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細(xì)胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。新的藥物，即使是微米粒子的細(xì)粉，也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

（4）納米電子學(xué)包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光／電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢(shì)要求器件和系統(tǒng)更小、更快、更冷?！案臁笔侵疙憫?yīng)速度要快。“更冷”是指單個(gè)器件的功耗要小。但是“更小”并非沒有限度。

3．納米技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用

3．1納米技術(shù)在微機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著納米技術(shù)應(yīng)用途徑的不斷拓寬，微機(jī)械的開發(fā)在全世界方興未艾。例如，進(jìn)入人體的醫(yī)療機(jī)械和管道自動(dòng)檢測(cè)裝置所需的微型齒輪、電機(jī)、傳感器和控制電路等。制造這些具有特定功能的納米產(chǎn)品，其技術(shù)路線可分為兩種：一是通過微加工和固態(tài)技術(shù)，不斷將產(chǎn)品微型化；二是以原子、分子為基本單元，根據(jù)人們的意愿進(jìn)行設(shè)計(jì)和組裝，從而構(gòu)筑成具有特定功能的產(chǎn)品。3．1．1采用微加工技術(shù)制造納米機(jī)械

（1）微細(xì)加工。日本發(fā)那科公司開發(fā)的能進(jìn)行車、銑、磨和電火花加工的多功能微型精密加工車床（FANUCROBO nano Ui 型），可實(shí)現(xiàn)5軸控制，數(shù)控系統(tǒng)最小設(shè)定單位是1nm（10－3μm）。該機(jī)床設(shè)有編碼器半閉環(huán)控制，還有激光全息式直線移動(dòng)的全閉環(huán)控制。編碼器與電機(jī)直聯(lián)，具有每周6 400萬個(gè)脈沖的分辨率，每個(gè)脈沖相當(dāng)于坐標(biāo)軸移動(dòng)0．2 nm，編碼器反饋單位為1／3 nm，故跟蹤誤差在±1／3 nm以內(nèi)。直線分辨率為1 nm，跟蹤誤差在±3 nm以內(nèi)。CNC裝置采用FANUC－16i，實(shí)現(xiàn)AInano輪廓控制。并用FANUCSERVOMOTORαi伺服電機(jī)裝上高分辨率檢測(cè)裝置及αi系列伺服放大器，實(shí)現(xiàn)了微細(xì)加工。

（2）微型機(jī)器人。在工業(yè)制造領(lǐng)域，微型機(jī)器人可以適應(yīng)精密微細(xì)操作，尤其在電子元器件的制造方面。美國(guó)邁特公司的研究人員最近設(shè)計(jì)出一種用于組裝納米制造系統(tǒng)的微型機(jī)器人，這種機(jī)器人的長(zhǎng)度約為5mm。研究人員稱，假設(shè)能利用納米制造技術(shù)使這種機(jī)器人的體積不斷縮小，其最終的體積不會(huì)超過灰塵的微粒。日本三菱公司也開發(fā)了一種微型工業(yè)機(jī)器人，該機(jī)器人采用了5節(jié)閉式連桿機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)手臂的輕量化與高剛性，其動(dòng)作速度及精度完全可以趕上專用機(jī)器人。往復(fù)上下方向25 mm，水平方向100 mm的拾取動(dòng)作，所需時(shí)間縮短到0．28 s。另外，通過采用閉式連桿機(jī)構(gòu)與高剛性減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)了比以往機(jī)器人高10％的位置重復(fù)精度（±5 nm），可適用于精密微細(xì)操作。我國(guó)在微型機(jī)器人的研制方面也取得了可喜的成績(jī)。據(jù)媒體報(bào)道，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的機(jī)器人，其操作精度達(dá)到了納米級(jí)，可以應(yīng)用于分子生物學(xué)基因操作，能夠?qū)?xì)胞和染色體進(jìn)行“手術(shù)”，并能在微電子、精密加工等精度要求較高的領(lǐng)域一顯身手。（3）微型電機(jī)。美國(guó)俄亥俄州克利夫西

卡塞大學(xué)已建立了一所納米級(jí)微型電機(jī)實(shí)驗(yàn)室，專門研究納米技術(shù)及其超微機(jī)電系統(tǒng)。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校研制的微型電動(dòng)機(jī)，小到只能在顯微鏡下才能看得見。德國(guó)汽車零件制造商博士公司正在研制納米技術(shù)傳感器，這種傳感器將為人們提供關(guān)于汽車上每個(gè)零部件在三維空間中運(yùn)動(dòng)的精確信息。當(dāng)微型傳感器探測(cè)到速度驟減時(shí)，就會(huì)自動(dòng)釋放安全氣囊。3．1．2采用自組裝技術(shù)制造納米機(jī)械

（1）生物器件。以分子自組裝為基礎(chǔ)制造的生物分子器件是一種完全拋棄以硅半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的電子器件。將一種蛋白質(zhì)選作生物芯片，利用蛋白質(zhì)可制成各種生物分子器件，如開關(guān)器件、邏輯電路、存儲(chǔ)器、傳感器以及蛋白質(zhì)集成電路等。美國(guó)密歇根韋思大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物分子信息小組，利用細(xì)菌視紫紅質(zhì)（簡(jiǎn)稱BR蛋白質(zhì)）和發(fā)光染料分子研制具有電子功能的蛋白質(zhì)分子集成膜，這是一種可使分子周圍的勢(shì)場(chǎng)得到控制的新型邏輯元件。美國(guó)錫拉丘茲大學(xué)也利用BR蛋白質(zhì)研制模擬人腦聯(lián)想能力的中心網(wǎng)絡(luò)和聯(lián)想式存儲(chǔ)裝置。

（2）納米分子電動(dòng)機(jī)。美國(guó)IBM公司瑞士蘇黎士實(shí)驗(yàn)室與瑞士巴塞爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)DNA能夠被用來彎曲直徑不及頭發(fā)絲的五十分之一的硅原子構(gòu)成的“懸臂”。上下彎曲，頂端則粘有單股DNA鏈。DNA自然形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，雙鏈被分開后，它們會(huì)力圖重新組合。當(dāng)研究人員將帶有單股DNA鏈的“懸臂”置于含有與之對(duì)應(yīng)的單股DNA鏈的溶液中，這兩個(gè)鏈就會(huì)自動(dòng)配對(duì)結(jié)合在一起，小“懸臂”在這種力的作用下開始彎曲。研究人員利用這種生物力學(xué)技術(shù)制造帶有納米級(jí)閥門的微型膠囊（納米分子電動(dòng)機(jī)）。通過控制這種驅(qū)動(dòng)力來控制閥門的開合，可以將精確劑量的藥物傳送到身體的需要部位來達(dá)到治療的目的。3．2納米技術(shù)在包裝機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用

采用納米材科技術(shù)對(duì)包裝機(jī)關(guān)鍵零部件（如軸承、齒輪、彈簧等）進(jìn)行金屬表面納米粉涂層處理，可以提高設(shè)備的耐磨性、硬度和壽命。碳納米管還具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較高的熱導(dǎo)率。由于具有非常大的長(zhǎng)度—直徑比，可以制造出任何復(fù)雜形狀的零件，是復(fù)合材料理想的增強(qiáng)纖維。目前，用價(jià)格低廉的納米塑料制成的齒輪、陶瓷軸承、納米陶瓷蚊輥、電雕輥等印刷包裝機(jī)械零件已 走進(jìn)企業(yè)，開始代替金屬材料?，F(xiàn)代膠印機(jī)上應(yīng)用著很多傳感器．如控制飛達(dá)紙堆的自動(dòng)升降、氣泵供氣時(shí)間檢測(cè)、合壓時(shí)間檢測(cè)、空張檢測(cè)、墨量控制等。納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強(qiáng)度及較強(qiáng)的韌性可用于制造刀具、包裝和食品機(jī)械的密封環(huán)、軸承等以提高其耐磨性和耐蝕性，也可用于制作輸送機(jī)械和沸騰干燥床關(guān)健部件的表面涂層。3．3納米技術(shù)在食品機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用

納米SiC、Si3N4在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收作用，可用作紅外吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纖維。納米Si3N4非晶塊具有從黃光到近紅外光的選擇性吸收，也可用于特殊窗口材料，以納米SiO2做成的光纖對(duì)600 nm以上波長(zhǎng)光的傳輸損耗小于10 dB／km，以納米SiO2和納米TiO2制成的微米級(jí)厚的多層干涉膜，透光性好而反射紅外線能力強(qiáng)，與傳統(tǒng)的鹵素?zé)粝啾?，可?jié)省15％的電能。經(jīng)研究證明，將30～40 nm的TiO2分散到樹脂中制成薄膜，成為對(duì)400 nm波長(zhǎng)以下的光有強(qiáng)烈吸收能力的紫外線吸收材料，可作為食品殺菌袋和保鮮袋最佳原料。納米SiO2光催化降解有機(jī)物水處理技術(shù)無二次污染，除凈度高，其優(yōu)點(diǎn)是：①具有很大的比表面積，可將有機(jī)物最大限度地吸附在其表面；②具有更強(qiáng)的紫外線吸收能力，因而具有更強(qiáng)的光催化降解能力，可快速將吸附在其表面的有機(jī)物分解掉。這為污水處理量較大的食品企業(yè)提供了有力的技術(shù)支持。介孔固體和介孔復(fù)合體是近年來納米材料科學(xué)領(lǐng)域較引人注目的研究對(duì)象，由于這種材料較高的孔隙率（孔洞尺寸為2～50 nm）和較高的比表面，因而在吸附、過濾和催化等方面有良好的應(yīng)用前景。對(duì)純凈水、軟飲料等膜過濾和殺菌設(shè)備又提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。橡膠和塑料是包裝和食品機(jī)械應(yīng)用較多的原材料。但通常的橡膠是靠加入炭黑來提高其強(qiáng)度、耐磨性和抗老化性，制品為黑色，不適宜用在食品機(jī)械上。納米材料的問世使這一問題迎刃而解。新的納米改性橡膠各項(xiàng)指標(biāo)均有大幅度提高，尤其抗老化性能提高3倍，使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上，且色彩艷麗，保色效果優(yōu)異。普通塑料產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、價(jià)格低，但性能遜于工程塑料，而工程塑料雖性能優(yōu)越，但價(jià)格高，限制了它在包裝和食品機(jī)械上的大范圍應(yīng)用。用納米材料對(duì)普通塑料聚丙烯進(jìn)行改性，達(dá)到工程塑料尼龍－6的性能指標(biāo)，且工藝性能好、成本低，可大量采用。

4．納米技術(shù)在機(jī)械行業(yè)中的發(fā)展前景

（1）機(jī)械及汽車工業(yè)的滑配原件如：軸承、滑軌上應(yīng)用納米陶瓷鍍膜能產(chǎn)生超底的磨擦界面，大大減低磨損并能提高負(fù)載。（2）塑膠流道的低粘應(yīng)用：例如T型模、拉絲模、套筒和熱膠道，可有效減少積料碳化的產(chǎn)生幾率。（3）射出成型時(shí)發(fā)生的粘模、包封短射、鏡面霧化及拖痕均具有革命性的改善，尤其是在滑塊及頂針上所展現(xiàn)的干式潤(rùn)滑，更是任何金屬所無法表現(xiàn)的優(yōu)異性。（4）IC封裝膠、橡膠及發(fā)泡塑料由于具有極高的粘著性，因此必須借助大量脫模劑來幫助脫模，納米陶瓷的荷葉效應(yīng)可減少脫模劑的使用及模具清理時(shí)間。

（5）納米陶瓷的低摩擦、低沾粘特性使塑膠在模具內(nèi)的流動(dòng)大幅提升，特別是高精度模具例如薄光板、塑膠鏡片、汽車聚光燈罩等模具應(yīng)用后對(duì)產(chǎn)品的不良率上均有明顯的改善。

5．結(jié)語(yǔ)

綜上所述，納米技術(shù)是近十多年來逐步發(fā)展起來的一門前沿性與綜合性交叉的新學(xué)科，是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的迅猛發(fā)展將引發(fā)21世紀(jì)新的工業(yè)革命。美國(guó)商業(yè)通訊公司研究報(bào)告稱，未五年，用于橡膠產(chǎn)品和油墨生產(chǎn)的碳黑填充料將繼續(xù)高居納米材料需求榜首。今后幾年，全球納米材料的需求將以2．7％年增長(zhǎng)速度增長(zhǎng)，到2010年將達(dá)到1 030萬t，所以納米包裝具有較大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α＿^去，我國(guó)機(jī)械包裝工業(yè)的一些先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)，大多是依靠進(jìn)口。納米技術(shù)的出現(xiàn)，將對(duì)我國(guó)機(jī)械包裝行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新帶來新的發(fā)展機(jī)遇。相信在不遠(yuǎn)的將來，納米技術(shù)將廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，它給機(jī)械業(yè)帶來的變化將是巨大的。參考文獻(xiàn)

1向春禮．納米科技及其發(fā)展前景［J］．新材料產(chǎn)業(yè)，2001（4）2王新林．金屬功能材料的幾個(gè)最新發(fā)展動(dòng)向［J］．新材料產(chǎn)業(yè)，2001（4）3唐蘇亞．納米技術(shù)在微機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］．微電機(jī)，2002 4萬乃建．21世紀(jì)數(shù)控技術(shù)新面貌［J］．機(jī)械制造，2001（20）

第三篇：納米技術(shù)與應(yīng)用論文

納米技術(shù)與應(yīng)用

Nano technology and application 學(xué)號(hào)：2012093207 金月

Student number: 2012093207 Jinyue

摘要：納米技術(shù)是20世紀(jì)80年代末期誕生并迅速崛起的新技術(shù),它的基本涵義是在納米尺寸范圍內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子,創(chuàng)造新物質(zhì)。納米(nm)是一個(gè)長(zhǎng)度單位,納米體系(通常界定為1～100nm的范圍)就在其中。這一體系既不完全適合于描述宏觀領(lǐng)域的牛頓經(jīng)典力學(xué)規(guī)律,又不完全適合于描述微觀領(lǐng)域的量子力學(xué)規(guī)律,它表現(xiàn)出了許多獨(dú)特的性能,需要用全新的理論、方法和表征手段在納米尺寸范圍內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然,這就是納米科技。納米科技主要包括:納米物理、納米化學(xué)、納米材料、納米生物納米電子等分支學(xué)科,它們之間既相互獨(dú)立,又相互聯(lián)系。目前,各個(gè)分支領(lǐng)域都取得了令人矚目的成果,納米科技正處于重大突破的前期。關(guān)鍵詞：新技術(shù) 納米科技應(yīng)用

Abstract: nanotechnology is born in the late 1980 s and rapid rise of the new technology, its basic meaning is within the scope of nano-sized understanding and reforming nature, through direct manipulation and arrangement of atoms, molecules, create new material.Nanometers(nm)is a unit length, nanometer system(usually defined as the range of 1 ~ 100 nm)among them.This system is not completely suitable for describe the macroscopic field of Newton's law of classical mechanics, and not entirely suited to describe the microscopic quantum mechanics in the field of law, it shows many unique properties, need to use new theories, methods and characterization methods in the nanometer size within the scope of understanding and reforming nature, this is the nano science and technology.Nano science and technology mainly includes: physics, chemistry, nano material, nano biological nanometer electronic branch, between them, is mutually independent and contact each other.At present, have made remarkable achievements in various subfields, nano science and technology is a major breakthrough in the early.Key words: new technology nanotechnology applications

中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)最先開展納米科技研究的國(guó)家之一。20世紀(jì)80年代中期，中國(guó)開始資助納米材料研究和納米技術(shù)儀器裝備研制，目前中國(guó)的納米科技基礎(chǔ)研究已在國(guó)際上占有一席之地。1982年發(fā)明的掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope，STM）和1986年發(fā)明的原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)是納米測(cè)量表征上的一個(gè)里程碑，標(biāo)志著納米科技從概念階段，進(jìn)入到實(shí)質(zhì)性研究階段納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米科學(xué)與技術(shù)主要包括：納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)等。這七個(gè)相對(duì)獨(dú)立又相互滲透的學(xué)科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測(cè)與表征這三個(gè)研究領(lǐng)域。納米材料的制備和研究是整個(gè)納米科技的基礎(chǔ)。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

納米技術(shù)的靈感，來自于已故物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。這位當(dāng)時(shí)在加州理工大學(xué)任教的教授向同事們提出了一個(gè)新的想法。從石器時(shí)代開始，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術(shù)，都與一次性地削去或者融合數(shù)以億計(jì)的原子以便把物質(zhì)做成有用的形態(tài)有關(guān)。范曼質(zhì)問道，為什么我們不可以從另外一個(gè)角度出發(fā)，從單個(gè)的分子甚至原子開始進(jìn)行組裝，以達(dá)到我們的要求？他說：“至少依我看來，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子的制造物品的可能性?！?1990年，IBM公司阿爾馬登研究中心的科學(xué)家成功地對(duì)單個(gè)的原子進(jìn)行了重排，納米技術(shù)取得一項(xiàng)關(guān)鍵突破。他們使用一種稱為掃描探針的設(shè)備慢慢地把35個(gè)原子移動(dòng)到各自的位置，組成了IBM三個(gè)字母。這證明范曼是正確的，二個(gè)字母加起來還沒有3個(gè)納米長(zhǎng)。不久，科學(xué)家不僅能夠操縱單個(gè)的原子，而且還能夠“噴涂原子”。使用分子束外延長(zhǎng)生長(zhǎng)技術(shù)，科學(xué)家們學(xué)會(huì)了制造極薄的特殊晶體薄膜的方法，每次只造出一層分子。目前，制造計(jì)算機(jī)硬盤讀寫頭使用的就是這項(xiàng)技術(shù)。納米技術(shù)是在納米尺度內(nèi)，通過對(duì)物質(zhì)反應(yīng)、傳輸和轉(zhuǎn)變的控制來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造新的材料、器件和充分利用它們的特殊的性能，并且探索在納米尺度內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的新現(xiàn)象和新規(guī)律。由于納米正好處于原子、分子為代表的微觀世界和以人類活動(dòng)空間為代表的宏觀世界的中間地帶，被稱為納米世界，也是物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)以及信息科學(xué)發(fā)展的新領(lǐng)地。納米材料中包含了若干個(gè)原子、分子，使得人們可以在原子層面上進(jìn)行材料和器件的設(shè)計(jì)和制備。幾十個(gè)原子、分子或成千個(gè)原子、分子“組合”在一起時(shí)，表現(xiàn)出既不同于單個(gè)原子、分子的性質(zhì)，也不同于大塊物體的性質(zhì)，這種“組合”被稱為“超分子”或“人工分子”?！俺肿印钡男再|(zhì)，如它的熔點(diǎn)、磁性、電容性、導(dǎo)電性、發(fā)光性和顏色及水溶性都有重大變化。當(dāng)“超分子”繼續(xù)長(zhǎng)大或以通常的方式聚集成大塊材料時(shí)，奇特的性質(zhì)又會(huì)失去。通俗來說，納米材料一方面可以被當(dāng)作一種“超分子”，充分地展現(xiàn)出量子效應(yīng)；而另一方面它也可以被當(dāng)作一種非常小的“宏觀物質(zhì)”，以至于表現(xiàn)出前所未有的特性。同時(shí)，許多化學(xué)和生物反應(yīng)的過程也發(fā)生在納米尺度的層面上，因此探測(cè)納米尺度內(nèi)物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的變化，將加深對(duì)生命科學(xué)的理解。對(duì)由數(shù)量不多的電子、原子或分子組成的體系中新規(guī)律的認(rèn)識(shí)和如何操縱或組合他們，是當(dāng)今納米科學(xué)技術(shù)的主要問題之一。當(dāng)前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)等方面。納米科技發(fā)展中，納米材料是它的前導(dǎo)，因?yàn)榧{米材料集中體現(xiàn)了小尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高集成度和強(qiáng)相互作用以及高比表面積等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，其中最應(yīng)該指出的是納米材料是將量子力學(xué)效應(yīng)工程化或技術(shù)化的最好場(chǎng)合之一，可能會(huì)產(chǎn)生全新的物理、化學(xué)現(xiàn)象。

現(xiàn)在可以用物理、化學(xué)及生物學(xué)的方法制備出只包含幾百個(gè)或兒千個(gè)原子、分子的 “顆?！?。這些“顆?！钡某叽缰挥袔讉€(gè)納米，它們很容易與外界的氣體、流體甚至固體的原子發(fā)生反應(yīng)，也就是說十分活潑。實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)如果將金屬銅或鋁做成幾個(gè)納米的顆粒，一遇到空氣就會(huì)燃燒，發(fā)生爆炸。有人認(rèn)為用納米顆粒的粉體做成火箭的固體燃料將會(huì)有更大的推力。另外，用納米金屬顆粒粉體做催化劑，可加快化學(xué)反應(yīng)過程，大大地提高化工合成的產(chǎn)率。

如果把金屬納米材料顆粒粉體制成塊狀金屬材料，它會(huì)變得十分結(jié)實(shí)，強(qiáng)度比普通金屬高十幾倍，同時(shí)又可以像橡膠一樣富于彈性。人們幻想有一天會(huì)使用這樣的納米鋼材或納米鋁材制造出汽車、飛機(jī)或輪船，使它們的重量減少到原來的1/10。不僅如此，汽車或飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)由具有塑性的納米陶瓷材料制成，可在更高的溫度下運(yùn)作，汽車跑得更快，飛機(jī)飛得更高。

對(duì)于納米技術(shù)研發(fā)，歐洲對(duì)美國(guó)當(dāng)仁不讓。納米技術(shù)是歐盟前兩個(gè)計(jì)劃的重點(diǎn)，在第六個(gè)框架計(jì)劃中，納米技術(shù)又是一個(gè)最優(yōu)先領(lǐng)域，研發(fā)經(jīng)費(fèi)為13億歐元。納米技術(shù)也處在歐盟另兩個(gè)優(yōu)先領(lǐng)域生命科學(xué)和信息社會(huì)技術(shù)的核心地位。歐洲納米商業(yè)聯(lián)合會(huì)稱，如果把歐盟成員國(guó)的投資計(jì)算在內(nèi)，歐洲2002年的納米技術(shù)的投資應(yīng)是美國(guó)的兩倍。歐盟有86個(gè)國(guó)內(nèi)和國(guó)際研究網(wǎng)絡(luò)致力于納米技術(shù)的研究，參加網(wǎng)絡(luò)的有2000多個(gè)，其中有許多機(jī)構(gòu)得到了國(guó)家的資助。德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)等都有完備的納米技術(shù)研究計(jì)劃。

通信技術(shù)是現(xiàn)代信息社會(huì)的重要技術(shù)支撐，在人們的社會(huì)生活中發(fā)揮著重要的、不可替代的作用。納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展從材料、器件、信息傳輸、信息處理、信息顯示、終端通信產(chǎn)品等多個(gè)方面為未來通。通信科學(xué)技術(shù)的發(fā)展展示了全新的技術(shù)，正引領(lǐng)未來通信科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是納米科技對(duì)未來的電子信息技術(shù)將產(chǎn)生十分重要的促進(jìn)作用。納米材料為光纜提供了新的技術(shù)，近來，一些廠商已開發(fā)出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜，利用了納米材料所具有的許多優(yōu)異性能，對(duì)光纜的抗機(jī)械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長(zhǎng)光纜的使用壽命，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

采用納米科技制造技術(shù)制備的量子點(diǎn)激光器能夠用于量子加密技術(shù)。目前，許多金融機(jī)構(gòu)、政府部門和一些國(guó)防項(xiàng)目承包商都采用了量子加密技術(shù)。量子保密通信通過了信息傳輸過程中的安全性，在未來10年會(huì)有比較大的發(fā)展。利用納米制造技術(shù)制造的光子晶體光纖能用于未來全新光孤子光通信系統(tǒng) 參考文獻(xiàn)：

趙玉芳，楊伯君，張茹，納米技術(shù)在光通信中的應(yīng)用[J].光通信技術(shù)，2007，2，55-56.;周治平、郜定山、汪毅等，硅基集成電子器件的新進(jìn)展[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2007，2（44）,31-38 周治平、郜定山、汪毅等，硅基集成電子器件的新進(jìn)展[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2007，2（44）,31-38 曾祥基.新科技革命的特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)[J].成都大學(xué)學(xué)報(bào),2000(3)周兆英，王中林，林立偉．微系統(tǒng)和納米技術(shù)．科學(xué)出版社，2007

第四篇：關(guān)于納米技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

關(guān)于納米技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

【論文關(guān)鍵詞】：納米科學(xué) 納米技術(shù) 納米管

【論文摘要】：討論納米科學(xué)和技術(shù)在新時(shí)期里發(fā)展所面對(duì)的困難和挑戰(zhàn)。一系列新的方法將被討論。我們還將討論倘若這些困難能夠被克服我們可能會(huì)有的收獲。

納米科學(xué)和技術(shù)所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結(jié)構(gòu)的制備和表征。在這個(gè)領(lǐng)域的研究舉世矚目。無論是從基礎(chǔ)研究（探索基于非經(jīng)典效應(yīng)的新物理現(xiàn)象）的觀念出發(fā)，還是從應(yīng)用（受因結(jié)構(gòu)減少空間維度而帶來的優(yōu)點(diǎn)以及因應(yīng)半導(dǎo)體器件特征尺寸持續(xù)減小而需要這兩個(gè)方面的因素驅(qū)使）的角度來看，納米結(jié)構(gòu)都是令人極其感興趣的。

1.納米結(jié)構(gòu)的制備

有兩種制備納米結(jié)構(gòu)的基本方法：build-up和 build-down。所謂build-up方法就是將已預(yù)制好的納米部件（納米團(tuán)簇、納米線以及納米管）組裝起來；而build-down 方法就是將納米結(jié)構(gòu)直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個(gè)基本步驟：1）納米部件的制備；2）納米部件的整理和篩選；3）納米部件組裝成器件（這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等）；“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制，而且它的制造機(jī)理與現(xiàn)代工業(yè)裝置相匹配，換句話說，它是利用廣泛已知的各種外延技術(shù)如分子束外延(MBE)、化學(xué)氣相淀積（MOVCD）等來進(jìn)行器件制造的傳統(tǒng)方法?！癇uild-down”方法的缺點(diǎn)是較高的成本。

很清楚納米科學(xué)的首次浪潮發(fā)生在過去的十年中。在這段時(shí)期，研究者已經(jīng)證明了納米結(jié)構(gòu)的許多嶄新的性質(zhì)。學(xué)者們更進(jìn)一步征明可以用“build-down”或者“build-up” 方法來進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)制造。這些成果向我們展示，如果納米結(jié)構(gòu)能夠大量且廉價(jià)地被制造出來，我們必將收獲更多的成果。

2.納米結(jié)構(gòu)尺寸、成份、位序以及密度的控制

為了充分發(fā)揮量子點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)之處，我們必須能夠控制量子點(diǎn)的位置、大小、成份已及密度。其中一個(gè)可行的方法是將量子點(diǎn)生長(zhǎng)在已經(jīng)預(yù)刻有圖形的襯底上。由于量子點(diǎn)的橫向尺寸要處在10-20納米范圍（或者更小才能避免高激發(fā)態(tài)子能級(jí)效應(yīng)，如對(duì)于GaN材料量子點(diǎn)的橫向尺寸要小于8納米）才能實(shí)現(xiàn)室溫工作的光電子器件，在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。對(duì)于單電子晶體管來說，如果它們能在室溫下工作，則要求量子點(diǎn)的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過了傳統(tǒng)光刻所能達(dá)到的精度極限。有幾項(xiàng)技術(shù)可望用于如此的襯底圖形制作。

⑴ 電子束光刻通?？梢杂脕碇谱魈卣鞒叨刃≈?0納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來最小化電子散射問題，那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來。

⑵ 聚焦離子束光刻是一種機(jī)制上類似于電子束光刻的技術(shù)。

⑶ 掃描微探針術(shù)可以用來劃刻或者氧化襯底表面，甚至可以用來操縱單個(gè)原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強(qiáng)的氧化機(jī)制的。

⑷ 多孔膜作為淀積掩版的技術(shù)。多孔膜能用多種光刻術(shù)再加腐蝕來制備，它也可以用簡(jiǎn)單的陽(yáng)極氧化方法來制備。

⑸ 倍塞（diblock）共聚物圖形制作術(shù)是一種基于不同聚合物的混合物能夠產(chǎn)生可控及可重復(fù)的相分離機(jī)制的技術(shù)。

⑹ 與倍塞共聚物圖形制作術(shù)緊密相關(guān)的一項(xiàng)技術(shù)是納米球珠光刻術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的基本思路是將在旋轉(zhuǎn)涂敷的球珠膜中形成的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。

⑺ 將圖形從母體版轉(zhuǎn)移到襯底上的其他光刻技術(shù)。幾種所謂“軟光刻“方法，比如復(fù)制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開發(fā)。

3.納米制造所面對(duì)的困難和挑戰(zhàn)

隨著器件持續(xù)微型化的趨勢(shì)的發(fā)展，普通光刻技術(shù)的精度將很快達(dá)到它的由光的衍射定律以及材料物理性質(zhì)所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版，以及修正光學(xué)近鄰干擾效應(yīng)等措施，特征尺寸小至80 nm的圖形已能用普通光刻技術(shù)制備出。然而不大可能用普通光刻技術(shù)再進(jìn)一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV 的光刻技術(shù)仍在研發(fā)之中，可是發(fā)展這些技術(shù)遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來看，雖然也有一些具挑戰(zhàn)性的問題需要解決，特別是需要克服電子束散射以及相關(guān)聯(lián)的近鄰干擾效應(yīng)問題，但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術(shù)。掃描微探針技術(shù)提供了能分辨單個(gè)原子或分子的無可匹敵的精度，可是此項(xiàng)技術(shù)卻有固有的慢速度，目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達(dá)到可以接受的刻寫速度。

對(duì)一個(gè)理想的納米刻寫技術(shù)而言，它的運(yùn)行和維修成本應(yīng)該低，它應(yīng)具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結(jié)構(gòu)的能力，還應(yīng)有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結(jié)構(gòu)的功能。此外，它也應(yīng)能夠做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而時(shí)至今日，仍然沒有任何一項(xiàng)能制作亞100 nm圖形的單項(xiàng)技術(shù)能同時(shí)滿足上述所有條件。現(xiàn)在還難說是否上述技術(shù)中的一種或者它們的某種組合會(huì)取代傳統(tǒng)的光刻技術(shù)。究竟是現(xiàn)有刻寫技術(shù)的組合還是一種全新的技術(shù)會(huì)成為最終的納米刻寫技術(shù)還有待于觀察。

4.展望

目前，已有不少納米尺度圖形刻制技術(shù)，它們僅有的短處要么是刻寫速度慢要么是刻寫復(fù)雜圖形的能力有限。這些技術(shù)可以用來制造簡(jiǎn)單的納米原型器件，這將能使我們研究這些器件的性質(zhì)以及探討優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)以便進(jìn)一步地改善它們的性能。必須發(fā)展新的表征技術(shù)，這不單是為了器件表征，也是為了能使我們擁有一個(gè)對(duì)器件制造過程中的必要工藝如版對(duì)準(zhǔn)的能進(jìn)行監(jiān)控的手段。隨著器件尺度的持續(xù)縮小，對(duì)制造技術(shù)的要求會(huì)更苛刻，理所當(dāng)然地對(duì)評(píng)判方法的要求也變得更嚴(yán)格。隨著光學(xué)有源區(qū)尺寸的縮小，嶄新的光學(xué)現(xiàn)象很有可能被發(fā)現(xiàn)，這可能導(dǎo)致發(fā)明新的光電子器件。然而，不象電子工業(yè)發(fā)展那樣需要尋找MOS晶體管的替代品，光電子工業(yè)并沒有如此的立時(shí)尖銳問題需要迫切解決。納米探測(cè)器和納米傳感器是一個(gè)全新的領(lǐng)域，目前還難以預(yù)測(cè)它的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)。然而，基于對(duì)嶄新診斷技術(shù)的預(yù)期需要，我們有理由相信這將是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域。總括起來，在所有三個(gè)主要領(lǐng)域里應(yīng)用納米結(jié)構(gòu)所要求的共同點(diǎn)是對(duì)納米結(jié)構(gòu)的尺寸、材料純度、位序以及成份的精確控制。一旦這個(gè)問題能夠解決，就會(huì)有大量的嶄新器件誕生和被研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 王淼, 李振華, 魯陽(yáng), 齊仲甫, 李文鑄.納米材料應(yīng)用技術(shù)的新進(jìn)展[J].材料科學(xué)與工程,2000.[2] 吳晶.電噴霧法一步制備含鍵合相納米微球的研究[D].天津大學(xué), 2006.[3] 張喜梅, 陳玲, 李琳, 郭祀遠(yuǎn).納米材料制備研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向[J].現(xiàn)代化工，2000.[4] 朱雪琴.納米技術(shù)的研究及其應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝, 1996.[5] 張晨利.碳納米管的等效彈性參量和屈曲行為分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D].上海交通大學(xué)，2007.On the application of nanotechnology and Prospect

[Paper Keywords]: Nanoscience Nanotechnology nanotubes

[Abstract]: Discussion nanoscience and technology development in the new era where the difficulties and challenges.A series of new methods will be discussed.We will also discuss these difficulties can be overcome if we might have a harvest.Nanoscience and technology is involved in having a size range of 1-100 nanometers Preparation and Characterization of the structure.Research in this area has attracted worldwide attention.Either from basic research(based on non-classical effects explore new physical phenomena)concept, or from the application(by reducing the dimension of space due to structural advantages brought about as a result of the semiconductor device feature sizes continue to be reduced and need these two aspects factors driven)perspective, nano structures are very great interest.1.Nanostructures

There are two basic methods of preparation of nanostructures : build-up and build-down.The so-called build-up method is to have preformed nm member(nanoclusters , nanowires and nanotubes)assembled;the build-down method is to nanostructures directly deposited on the substrate.The former method is composed of three basic steps: 1)Preparation of nanometer member;2)nano-finishing and screening member;3)nano-components into the device(which can include different steps , such as fixed electric contact of the substrate and deposition plot , etc.);“Build-down” approach provides excellent control of material purity , and its mechanism of modern industrial equipment manufacturing match , in other words , it is the most widely known use of the various epitaxial techniques such as molecular beam epitaxy(MBE), chemical vapor deposition(MOVCD)like the conventional method for device fabrication.“Build-down” approach is that higher costs.Nanoscience is clear first wave occurred in the past decade.During this period, researchers have proven many new nanostructured nature.Zheng Ming scholars can further “build-down” or “build-up” approach to nanostructure fabrication.These results show us that if a large number of nano-structures can be produced at low cost , we will certainly gain more results.2.Nanostructure size , composition , rank , and density control

In order to give full play the advantages of quantum dots of the Department, we must be able to control the quantum dot location, size , composition and density have been.One possible approach is to grow in quantum dots has been pre-engraved pattern on the substrate.Because the lateral quantum dot size to the nanometer range in 10-20(or smaller in order to avoid highly excited states sublevels effects, such as quantum dots for GaN materials lateral dimensions less than 8 nm)can be achieved optoelectronic devices operating at room temperature , etched on the substrate so that a small graphical challenging technical problems.For the single-electron transistor , if they can work at room temperature , the diameter of the quantum dots is required to be small in the range 1-5 nm.These tiny scale requires more than the traditional lithographic limits the achievable accuracy.Several techniques could be used for such a substrate graphics production.⑴ electron beam lithography can often be used to make features as small as 50 nanometers scale graphics.If special film can be used as a substrate to minimize electron scattering problem, that feature sizes as small as 2 nm graphics can be produced.⑵ focused ion beam lithography is a mechanism similar to electron beam lithography technology.⑶ scanning microprobe technique can be used to scribe or oxidation of the substrate surface and can even be used to manipulate individual atoms and molecules.The most common method is based on material under the action of the probe into the highly localized enhanced oxidation mechanism.⑷ version porous membrane as a deposition mask technology.A variety of porous film can be prepared by photolithography plus etching , it can be used simply prepared by anodic oxidation method.⑸ X plug(diblock)copolymers graphic production technique is based on a mixture of different polymers to produce controlled and reproducible technique of phase separation mechanism.⑹ and double stuffed copolymer graphics production technique is closely related to a technology nanospheres pearl engraved surgery.The basic idea of this technique is to rotate the coated beads in the formed film pattern transfer onto the substrate.⑺ the graphic version transferred from the mother to the substrate other lithography.Several so-called “soft lithography ” approach , such as copying casting method, micro-contact printing method, solvent-assisted molding method and embossed with a hard template method has been developed to explore..nanometer manufacturing difficulties and challenges faced by

Continuing miniaturization of devices along with the trend of development, the general accuracy of lithography will soon reach its laws by the diffraction of light and physical properties of materials are determined by fundamental physical limits.By using deep UV and phase shift version, and amendments to the optical interference effect neighbors and other measures, feature sizes as small as 80 nm graphics have been able to prepare ordinary lithography.However unlikely an ordinary lithography further significantly reduced in size.Using X-ray and EUV lithography technology is still being developed , but the development of these technologies and the photoresist stencil encountered many difficulties on the preparation.At present , although there are some challenging problems to be solved , in particular the need to overcome the electron beam scattering and interference effects associated with the neighbor , but the projection electron beam lithography seems to be a promising technique.Scanning microprobe technique provides can distinguish individual atoms or molecules unmatched precision , but there are inherent in the technology slow speed , it is unclear cantilever array by giving it to install it can achieve an acceptable the carved speed.Carved on an ideal nano technology, its operation and maintenance costs should be low, it should be prepared with reliable high density small in size but the capacity nanostructures, there should be non-plane patterning capabilities and Preparation function of three-dimensional structure.Furthermore, it should also be able to operate in parallel for high-speed, and lower density of defects introduced.Today, however, still no one can produce a single sub-100 nm graphics technology can satisfy all the conditions above.Now the above technique is difficult to say whether one or a combination of them will replace a conventional photolithographic techniques.What is the combination of existing technologies or carved a new technology will become the ultimate nano-carved technology remains to be seen.Looking At present

There are many graphic nanoscale lithography techniques , their only weaknesses are either slow either carved carved complex graphics capabilities are limited.These techniques can be used to make a simple prototype device nm , which will enable us to study and explore the nature of these devices in order to optimize the device structure to further improve their performance.New characterization techniques must be developed , not only for device characterization , but also to enable us to have a manufacturing process of the device as a necessary process can be monitored aligned version means.As devices continue to shrink scale of manufacturing technology requirements will be more demanding , of course, on the evaluation method requirements are becoming more stringent.With the reduced size of the optical active region , a new optical phenomena are likely to be found , which may lead to the invention of new optoelectronic devices.However , unlike the electronics industry as the need to find alternatives to the MOS transistors , optoelectronics industry is not so acute problem needs to be urgently addressed immediately.Nm detector and nano sensor is a new field, it is still difficult to predict the further development trend.However, based on the anticipated needs of new diagnostic techniques , we have reason to believe this will be a rapidly developing field.In sum , in all three main areas of application of nano-structures required in common is the size of nano-structure , material purity , rank and composition of precise control.Once this problem can be solved , there will be a lot of new birth and the device being studied.References

[1] Wang Miao, Li Zhenhua, Lu Yang, Qi Zhongfu, Li cast Nanomaterials Applied Technology Progress [J].Materials Science and Engineering, 2000.[2] Wu Jing.Electrospray ionization method step preparation containing bonded phase nanospheres study [D].Tianjin University, 2006.[3] Zhang Ximei, Chen Ling, Li Lin, Guo Siyuan nano materials research Status and Development direction [J].modern Chemical Industry, 2000.[4] Zhu Xueqin nanotechnology and Its Application [J].new technology & New Process, 1996.[5] Zhangchen Li nanotube equivalent elastic buckling behavior parameters and molecular dynamics simulation [D].Shanghai Jiaotong University, 2007.

第五篇：納米技術(shù)

納米技術(shù)

朗讀課文，把課文中的科技術(shù)語(yǔ)讀正確。讀了課文，你有什么不懂得問題？提出來和同學(xué)交流。

科學(xué)術(shù)語(yǔ)：除臭技術(shù)

微觀對(duì)象

納米緩釋技術(shù)

長(zhǎng)度度單位??納米自清潔技術(shù)

碳納米管

納米管儲(chǔ)氫氣??納米吸波技術(shù)??探測(cè)雷達(dá)波

問題1：

為什么說納米材料是人丁興旺的大家族？

回答：

因?yàn)榧{米材料成員眾多，有各種各樣的類型，而且隨著納米材料研究的不斷深入，納米材料家族的成員將會(huì)更多。

問題2：“生病的時(shí)候，需要吃藥?，F(xiàn)在吃一次藥最多管一兩天，未來的納米緩釋技術(shù)，能夠讓藥物效力緩慢地釋放出來，服一次藥可以管一周，甚至一個(gè)月?！边@里用的是什么說明方法？

回答：

這里用的是比較的說明方法。

“納米技術(shù)就在我們身邊”“納米技術(shù)可以讓人更加健康”，選擇其中一句話，結(jié)合課文內(nèi)容和查找的資料，說說你的理解。

納米技術(shù)可以讓人們更加健康：①利用極其靈敏的納米探測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)疾病的早期檢測(cè)和預(yù)防。未來的納米機(jī)器人甚至可以通過血管直達(dá)病灶，殺死癌細(xì)胞。②生病的時(shí)候，需要吃藥?，F(xiàn)在吃一次藥最多管一兩天，未來的納米釋放技術(shù)，能夠讓藥物效力緩慢地釋放出來，服一次藥可以管一周，甚至一個(gè)月。③因?yàn)榧{米材料體積小、活性強(qiáng)，用納米材料制成的藥物可以準(zhǔn)確地殺死病變細(xì)胞，不會(huì)對(duì)健康細(xì)胞產(chǎn)生影響，這是常規(guī)要素所不能實(shí)現(xiàn)的。

如果讓你利用納米技術(shù)，你會(huì)把它運(yùn)用到生活中那些地方？發(fā)揮想象說一說。

我會(huì)把納米技術(shù)運(yùn)用到學(xué)習(xí)上。用納米材料制成的書包不但可以折疊，攜帶方便，而且具有縮放功能，不用時(shí)，它能和書包里的文具一起縮小，只有一塊橡皮擦那么大，我們甚至可以將它揣在衣兜里，要使用時(shí)，它便自動(dòng)變回原來的大小，它還能自動(dòng)整理書包里的所有文具，使書包里面隨時(shí)都整整齊齊。用納米材料制成的鋼筆，能監(jiān)督我們保持正確的寫字姿勢(shì)，還能在我們做作業(yè)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)提醒我，而且，由于里面的墨水使用了納米緩釋技術(shù)，所以，可以用上好幾年不用加墨或換墨管。