第一篇：納米技術及其應用作業

納米技術及其應用的結課作業

學院：理工學院班級：機械L126班姓名：韓東學號：12L0551192

一、簡述納米技術的兩種特性（表面效應與小尺寸效應），并且舉例子（至少500字）

1、表面效應：

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，比表面積將會顯著增大，說明表面原子所占的百分數將會顯著地增加。對直徑大于 0.1微米的顆粒表面效應可忽略不計，當尺寸小于 0.1微米時，其表面原子百分數激劇增長，甚至1克超微顆粒表面積的總和可高達100平方米，這時的表面效應將不容忽略。

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金屬超微顆粒（直徑為 2*10^-3微米）進行電視攝像，實時觀察發現這些顆粒沒有固定的形態，隨著時間的變化會自動形成各種形狀（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，是一種準固體。在電子顯微鏡的電子束照射下，表面原子仿佛進入了“沸騰”狀態，尺寸大于10納米后才看不到這種顆粒結構的不穩定性，這時微顆粒具有穩定的結構狀態。超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意識地控制氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩定化。利用表面活性，金屬超微顆粒可望成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點材料。

例子：高效催化劑

2小尺寸效應：

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

例子：電腦的cpu

二、納米技術在現實生活中的應用（至少500字）

1、超雙疏納米防污劑

超雙疏納米防污劑 型號：VK-F01 超雙疏納米防污劑 “二元協同納米界面技術”理論是引入仿生學原理。研究荷葉“出淤泥而不染”“滴水成珠、拒水防污”的表面微觀結構，對紡織面料的纖維表面在納米尺度進行界面修飾、聚合和改性，使其表現出超常的納米界面物性，并形成納米 結構特有的四大效應。棉、毛、麻、絲、化纖等各種材質的紡織面料經過納米防水防油防污劑界面技術處理，可賦于防水透氣、拒污易洗新功能。如同荷葉效果，同時仍保持原面料的質地、手感、風格和牢度。精紡毛織面料經過納米防水防油防污劑界面技術處理，可解決頭疼的縮率； 處理后的棉、毛、蛋絲產品抗皺性能大幅提高，機可洗的實現解除您的洗衣愁。超雙疏技術的納米防水防油防污劑面料同時具有防油、防水、防塵、柔軟、透氣、環保、快干等功能； 納米防水防油防污劑具有防水、防油、防污、抗菌、增強纖維的功能。經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，并具有一般烴類及有機硅類、整理劑所不具備的防油性。此外，含還具有用量小、功效高、耐久性強且符合環保要求的優點，因此得到了迅速的普及和推廣。納米界面超雙疏技術處理以后，由于其超雙疏特性，使織物更具快干功能。面料具有環保無污染、無毒的特性。防水最高達到6級以上，防油最高達到6級（國家毛紡檢測中心）。使用方法： 1.施涂前應使被涂面清潔、干燥。應清除灰塵，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，必要時用有機溶劑（如醇類、酮類 等）清洗。2.建議使用高性能霧化良好之高品質噴頭，噴涂距離30~40cm為宜，這樣可噴涂均勻，并節省涂料，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，但間隔時間應在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度和效果。小型物品可用熱吹風機。雖然本品無毒，但還是建議施工時穿戴好防護用品

2、在生物工程上的應用

雖然分子計算機目前只是處于理想階段，但科學家已經考慮應用幾種生物分子制造計算機的組件，其中細菌視紫紅質最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學物理特性和很好的穩定性，并且，其奇特的光學循環特性可用于儲存信息，從而起到代替當今計算機信息處理和信息存儲的作用，它將使單位體積物質的儲存和信息處理能力提高上百萬倍。在光電領域的應用納米技術的發展，使微電子和光電子的結合更加緊密，在光電信息傳輸、存貯、處理、運算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。將納米技術用于現有雷達信息處理上，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放到衛星上進行高精度的對地偵察。最近，麻省理工學院的研究人員把被激發的鋇原子一個一個地送入激光器中，每個原子發射一個有用的光子，其效率之高，令人驚訝。在化工領域的應用將納米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。利用納米微粒構成的海綿體狀的輕燒結體，可用于氣體同位素、混合稀有氣體及有機化合物等的分離和濃縮。納米微粒還可用作導電涂料，用作印刷油墨，制作固體潤滑劑等。研究人員還發現，可以利用納米碳管其獨特的孔狀結構，大的比表面（每克納米碳管的表面積高達幾百平方米）、較高的機械強度做成納米反應器，該反應器能夠使化學反應局限于一個很小的范圍內進行。

三、談談你對納米技術或者納米材料的認識（至少300字）

從尺寸大小來說，通常產生物理化學性質顯著變化的細小微粒的尺寸在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。

納米級結構材料簡稱為納米材料，是指其結構單元的尺寸介于1納米～100納米范圍之間。由于它的尺寸已經接近電子的相干長度，它的性質因為強相干所帶來的自組織使得性質發生很大變化。并且，其尺度已接近光的波長，加上其具有大表面的特殊效應，因此其所表現的特性，例如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等等，往往不同于該物質在整體狀態時所表現的性質。

納米技術的廣義范圍可包括納米材料技術及納米加工技術、納米測量技術、納米應用技術等方面。其中納米材料技術著重于納米功能性材料的生產（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測技術（化學組成、微結構、表面形態、物、化、電、磁、熱及光學等性能）。納米加工技術包含精密加工技術（能量束加工等）及掃描探針技術。

第二篇：納米技術及其應用論文

納米技術及其在機械工業中的應用

摘要：主要介紹了納米技術的內涵、主要內容及納米技術在微機械和包裝、食品

或總稱為微型電動機械系統（MEMS），用于有傳動機械的微型傳感器和執行器、光纖通訊系統，特種電子設備、醫療和診斷儀器等。MEMS使用的是一種類似于集成電器設計和制造的新工藝。特點是部件很小，蝕的深度往往要求數十至數百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動機，用于超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度，但有很大的潛在科學價值和經濟價值。

（3）納米生物學和納米藥物學，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，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，DNA的精細結構等。有了納米技術，還可用自組裝方法在細胞內放入零件或組件使構成新的材料。新的藥物，即使是微米粒子的細粉，也大約有半數不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

（4）納米電子學包括基于量子效應的納米電子器件、納米結構的光／電性質、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。“更快”是指響應速度要快。“更冷”是指單個器件的功耗要小。但是“更小”并非沒有限度。

3．納米技術在機械工業中的應用

3．1納米技術在微機械領域中的應用

隨著納米技術應用途徑的不斷拓寬，微機械的開發在全世界方興未艾。例如，進入人體的醫療機械和管道自動檢測裝置所需的微型齒輪、電機、傳感器和控制電路等。制造這些具有特定功能的納米產品，其技術路線可分為兩種：一是通過微加工和固態技術，不斷將產品微型化；二是以原子、分子為基本單元，根據人們的意愿進行設計和組裝，從而構筑成具有特定功能的產品。3．1．1采用微加工技術制造納米機械

（1）微細加工。日本發那科公司開發的能進行車、銑、磨和電火花加工的多功能微型精密加工車床（FANUCROBO nano Ui 型），可實現5軸控制，數控系統最小設定單位是1nm（10－3μm）。該機床設有編碼器半閉環控制，還有激光全息式直線移動的全閉環控制。編碼器與電機直聯，具有每周6 400萬個脈沖的分辨率，每個脈沖相當于坐標軸移動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。直線分辨率為1 nm，跟蹤誤差在±3 nm以內。CNC裝置采用FANUC－16i，實現AInano輪廓控制。并用FANUCSERVOMOTORαi伺服電機裝上高分辨率檢測裝置及αi系列伺服放大器，實現了微細加工。

（2）微型機器人。在工業制造領域，微型機器人可以適應精密微細操作，尤其在電子元器件的制造方面。美國邁特公司的研究人員最近設計出一種用于組裝納米制造系統的微型機器人，這種機器人的長度約為5mm。研究人員稱，假設能利用納米制造技術使這種機器人的體積不斷縮小，其最終的體積不會超過灰塵的微粒。日本三菱公司也開發了一種微型工業機器人，該機器人采用了5節閉式連桿機構，以實現手臂的輕量化與高剛性，其動作速度及精度完全可以趕上專用機器人。往復上下方向25 mm，水平方向100 mm的拾取動作，所需時間縮短到0．28 s。另外，通過采用閉式連桿機構與高剛性減速機，實現了比以往機器人高10％的位置重復精度（±5 nm），可適用于精密微細操作。我國在微型機器人的研制方面也取得了可喜的成績。據媒體報道，由哈爾濱工業大學研制的機器人，其操作精度達到了納米級，可以應用于分子生物學基因操作，能夠對細胞和染色體進行“手術”，并能在微電子、精密加工等精度要求較高的領域一顯身手。（3）微型電機。美國俄亥俄州克利夫西

卡塞大學已建立了一所納米級微型電機實驗室，專門研究納米技術及其超微機電系統。美國加利福尼亞大學伯克利分校研制的微型電動機，小到只能在顯微鏡下才能看得見。德國汽車零件制造商博士公司正在研制納米技術傳感器，這種傳感器將為人們提供關于汽車上每個零部件在三維空間中運動的精確信息。當微型傳感器探測到速度驟減時，就會自動釋放安全氣囊。3．1．2采用自組裝技術制造納米機械

（1）生物器件。以分子自組裝為基礎制造的生物分子器件是一種完全拋棄以硅半導體為基礎的電子器件。將一種蛋白質選作生物芯片，利用蛋白質可制成各種生物分子器件，如開關器件、邏輯電路、存儲器、傳感器以及蛋白質集成電路等。美國密歇根韋思大學醫學院生物分子信息小組，利用細菌視紫紅質（簡稱BR蛋白質）和發光染料分子研制具有電子功能的蛋白質分子集成膜，這是一種可使分子周圍的勢場得到控制的新型邏輯元件。美國錫拉丘茲大學也利用BR蛋白質研制模擬人腦聯想能力的中心網絡和聯想式存儲裝置。

（2）納米分子電動機。美國IBM公司瑞士蘇黎士實驗室與瑞士巴塞爾大學的研究人員發現DNA能夠被用來彎曲直徑不及頭發絲的五十分之一的硅原子構成的“懸臂”。上下彎曲，頂端則粘有單股DNA鏈。DNA自然形成雙螺旋結構，雙鏈被分開后，它們會力圖重新組合。當研究人員將帶有單股DNA鏈的“懸臂”置于含有與之對應的單股DNA鏈的溶液中，這兩個鏈就會自動配對結合在一起，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技術制造帶有納米級閥門的微型膠囊（納米分子電動機）。通過控制這種驅動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到治療的目的。3．2納米技術在包裝機械領域中的應用

采用納米材科技術對包裝機關鍵零部件（如軸承、齒輪、彈簧等）進行金屬表面納米粉涂層處理，可以提高設備的耐磨性、硬度和壽命。碳納米管還具有較高的機械強度和較高的熱導率。由于具有非常大的長度—直徑比，可以制造出任何復雜形狀的零件，是復合材料理想的增強纖維。目前，用價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械零件已 走進企業，開始代替金屬材料。現代膠印機上應用著很多傳感器．如控制飛達紙堆的自動升降、氣泵供氣時間檢測、合壓時間檢測、空張檢測、墨量控制等。納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強度及較強的韌性可用于制造刀具、包裝和食品機械的密封環、軸承等以提高其耐磨性和耐蝕性，也可用于制作輸送機械和沸騰干燥床關健部件的表面涂層。3．3納米技術在食品機械領域中的應用

納米SiC、Si3N4在較寬的波長范圍內對紅外線有較強的吸收作用，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600 nm以上波長光的傳輸損耗小于10 dB／km，以納米SiO2和納米TiO2制成的微米級厚的多層干涉膜，透光性好而反射紅外線能力強，與傳統的鹵素燈相比，可節省15％的電能。經研究證明，將30～40 nm的TiO2分散到樹脂中制成薄膜，成為對400 nm波長以下的光有強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光催化降解有機物水處理技術無二次污染，除凈度高，其優點是：①具有很大的比表面積，可將有機物最大限度地吸附在其表面；②具有更強的紫外線吸收能力，因而具有更強的光催化降解能力，可快速將吸附在其表面的有機物分解掉。這為污水處理量較大的食品企業提供了有力的技術支持。介孔固體和介孔復合體是近年來納米材料科學領域較引人注目的研究對象，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用前景。對純凈水、軟飲料等膜過濾和殺菌設備又提供了一個廣闊的發展空間。橡膠和塑料是包裝和食品機械應用較多的原材料。但通常的橡膠是靠加入炭黑來提高其強度、耐磨性和抗老化性，制品為黑色，不適宜用在食品機械上。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指標均有大幅度提高，尤其抗老化性能提高3倍，使用壽命長達30年以上，且色彩艷麗，保色效果優異。普通塑料產量大、應用廣、價格低，但性能遜于工程塑料，而工程塑料雖性能優越，但價格高，限制了它在包裝和食品機械上的大范圍應用。用納米材料對普通塑料聚丙烯進行改性，達到工程塑料尼龍－6的性能指標，且工藝性能好、成本低，可大量采用。

4．納米技術在機械行業中的發展前景

（1）機械及汽車工業的滑配原件如：軸承、滑軌上應用納米陶瓷鍍膜能產生超底的磨擦界面，大大減低磨損并能提高負載。（2）塑膠流道的低粘應用：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生幾率。（3）射出成型時發生的粘模、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的干式潤滑，更是任何金屬所無法表現的優異性。（4）IC封裝膠、橡膠及發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可減少脫模劑的使用及模具清理時間。

（5）納米陶瓷的低摩擦、低沾粘特性使塑膠在模具內的流動大幅提升，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用后對產品的不良率上均有明顯的改善。

5．結語

綜上所述，納米技術是近十多年來逐步發展起來的一門前沿性與綜合性交叉的新學科，是現代科學和現代技術相結合的產物，它的迅猛發展將引發21世紀新的工業革命。美國商業通訊公司研究報告稱，未五年，用于橡膠產品和油墨生產的碳黑填充料將繼續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％年增長速度增長，到2010年將達到1 030萬t，所以納米包裝具有較大的市場發展潛力。過去，我國機械包裝工業的一些先進設備、先進技術，大多是依靠進口。納米技術的出現，將對我國機械包裝行業的技術創新帶來新的發展機遇。相信在不遠的將來，納米技術將廣泛應用于機械工業的各個領域，它給機械業帶來的變化將是巨大的。參考文獻

1向春禮．納米科技及其發展前景［J］．新材料產業，2001（4）2王新林．金屬功能材料的幾個最新發展動向［J］．新材料產業，2001（4）3唐蘇亞．納米技術在微機械領域中的應用［J］．微電機，2002 4萬乃建．21世紀數控技術新面貌［J］．機械制造，2001（20）

第三篇：納米技術與應用論文

納米技術與應用

Nano technology and application 學號：2012093207 金月

Student number: 2012093207 Jinyue

摘要：納米技術是20世紀80年代末期誕生并迅速崛起的新技術,它的基本涵義是在納米尺寸范圍內認識和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子,創造新物質。納米(nm)是一個長度單位,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域的牛頓經典力學規律,又不完全適合于描述微觀領域的量子力學規律,它表現出了許多獨特的性能,需要用全新的理論、方法和表征手段在納米尺寸范圍內認識和改造自然,這就是納米科技。納米科技主要包括:納米物理、納米化學、納米材料、納米生物納米電子等分支學科,它們之間既相互獨立,又相互聯系。目前,各個分支領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。關鍵詞：新技術 納米科技應用

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

中國是世界上少數幾個最先開展納米科技研究的國家之一。20世紀80年代中期，中國開始資助納米材料研究和納米技術儀器裝備研制，目前中國的納米科技基礎研究已在國際上占有一席之地。1982年發明的掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope，STM）和1986年發明的原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)是納米測量表征上的一個里程碑，標志著納米科技從概念階段，進入到實質性研究階段納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。納米科學與技術主要包括：納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學等。這七個相對獨立又相互滲透的學科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征這三個研究領域。納米材料的制備和研究是整個納米科技的基礎。其中，納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎，而納米電子學是納米技術最重要的內容。

納米技術的靈感，來自于已故物理學家理查德·費曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。這位當時在加州理工大學任教的教授向同事們提出了一個新的想法。從石器時代開始，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術，都與一次性地削去或者融合數以億計的原子以便把物質做成有用的形態有關。范曼質問道，為什么我們不可以從另外一個角度出發，從單個的分子甚至原子開始進行組裝，以達到我們的要求？他說：“至少依我看來，物理學的規律不排除一個原子一個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家成功地對單個的原子進行了重排，納米技術取得一項關鍵突破。他們使用一種稱為掃描探針的設備慢慢地把35個原子移動到各自的位置，組成了IBM三個字母。這證明范曼是正確的，二個字母加起來還沒有3個納米長。不久，科學家不僅能夠操縱單個的原子，而且還能夠“噴涂原子”。使用分子束外延長生長技術，科學家們學會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，制造計算機硬盤讀寫頭使用的就是這項技術。納米技術是在納米尺度內，通過對物質反應、傳輸和轉變的控制來實現創造新的材料、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物質運動的新現象和新規律。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、材料科學、生命科學以及信息科學發展的新領地。納米材料中包含了若干個原子、分子，使得人們可以在原子層面上進行材料和器件的設計和制備。幾十個原子、分子或成千個原子、分子“組合”在一起時，表現出既不同于單個原子、分子的性質，也不同于大塊物體的性質，這種“組合”被稱為“超分子”或“人工分子”。“超分子”的性質，如它的熔點、磁性、電容性、導電性、發光性和顏色及水溶性都有重大變化。當“超分子”繼續長大或以通常的方式聚集成大塊材料時，奇特的性質又會失去。通俗來說，納米材料一方面可以被當作一種“超分子”，充分地展現出量子效應；而另一方面它也可以被當作一種非常小的“宏觀物質”，以至于表現出前所未有的特性。同時，許多化學和生物反應的過程也發生在納米尺度的層面上，因此探測納米尺度內物理、化學和生物性質的變化，將加深對生命科學的理解。對由數量不多的電子、原子或分子組成的體系中新規律的認識和如何操縱或組合他們，是當今納米科學技術的主要問題之一。當前納米技術的研究和應用主要在材料和制備、微電子和計算機技術、醫學與健康、航天和航空、環境和能源、生物技術和農業等方面。納米科技發展中，納米材料是它的前導，因為納米材料集中體現了小尺寸、復雜結構、高集成度和強相互作用以及高比表面積等現代科學技術發展的特點，其中最應該指出的是納米材料是將量子力學效應工程化或技術化的最好場合之一，可能會產生全新的物理、化學現象。

現在可以用物理、化學及生物學的方法制備出只包含幾百個或兒千個原子、分子的 “顆粒”。這些“顆粒”的尺寸只有幾個納米，它們很容易與外界的氣體、流體甚至固體的原子發生反應，也就是說十分活潑。實驗上發現如果將金屬銅或鋁做成幾個納米的顆粒，一遇到空氣就會燃燒，發生爆炸。有人認為用納米顆粒的粉體做成火箭的固體燃料將會有更大的推力。另外，用納米金屬顆粒粉體做催化劑，可加快化學反應過程，大大地提高化工合成的產率。

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

對于納米技術研發，歐洲對美國當仁不讓。納米技術是歐盟前兩個計劃的重點，在第六個框架計劃中，納米技術又是一個最優先領域，研發經費為13億歐元。納米技術也處在歐盟另兩個優先領域生命科學和信息社會技術的核心地位。歐洲納米商業聯合會稱，如果把歐盟成員國的投資計算在內，歐洲2002年的納米技術的投資應是美國的兩倍。歐盟有86個國內和國際研究網絡致力于納米技術的研究，參加網絡的有2000多個，其中有許多機構得到了國家的資助。德國、法國和英國等都有完備的納米技術研究計劃。

通信技術是現代信息社會的重要技術支撐，在人們的社會生活中發揮著重要的、不可替代的作用。納米科學技術的發展從材料、器件、信息傳輸、信息處理、信息顯示、終端通信產品等多個方面為未來通。通信科學技術的發展展示了全新的技術，正引領未來通信科學技術的發展，特別是納米科技對未來的電子信息技術將產生十分重要的促進作用。納米材料為光纜提供了新的技術，近來，一些廠商已開發出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護套用聚乙烯（PE）及光纖護套管用納米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異性能，對光纜的抗機械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長光纜的使用壽命，提高了網絡的可靠性。

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

趙玉芳，楊伯君，張茹，納米技術在光通信中的應用[J].光通信技術，2007，2，55-56.;周治平、郜定山、汪毅等，硅基集成電子器件的新進展[J].激光與光電子學進展，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展[J].激光與光電子學進展，2007，2（44）,31-38 曾祥基.新科技革命的特點與經濟全球化趨勢[J].成都大學學報,2000(3)周兆英，王中林，林立偉．微系統和納米技術．科學出版社，2007

第四篇：關于納米技術的應用現狀及展望

關于納米技術的應用現狀及展望

【論文關鍵詞】：納米科學 納米技術 納米管

【論文摘要】：討論納米科學和技術在新時期里發展所面對的困難和挑戰。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有的收獲。

納米科學和技術所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結構的制備和表征。在這個領域的研究舉世矚目。無論是從基礎研究（探索基于非經典效應的新物理現象）的觀念出發，還是從應用（受因結構減少空間維度而帶來的優點以及因應半導體器件特征尺寸持續減小而需要這兩個方面的因素驅使）的角度來看，納米結構都是令人極其感興趣的。

1.納米結構的制備

有兩種制備納米結構的基本方法：build-up和 build-down。所謂build-up方法就是將已預制好的納米部件（納米團簇、納米線以及納米管）組裝起來；而build-down 方法就是將納米結構直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個基本步驟：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，而且它的制造機理與現代工業裝置相匹配，換句話說，它是利用廣泛已知的各種外延技術如分子束外延(MBE)、化學氣相淀積（MOVCD）等來進行器件制造的傳統方法。“Build-down”方法的缺點是較高的成本。

很清楚納米科學的首次浪潮發生在過去的十年中。在這段時期，研究者已經證明了納米結構的許多嶄新的性質。學者們更進一步征明可以用“build-down”或者“build-up” 方法來進行納米結構制造。這些成果向我們展示，如果納米結構能夠大量且廉價地被制造出來，我們必將收獲更多的成果。

2.納米結構尺寸、成份、位序以及密度的控制

為了充分發揮量子點的優勢之處，我們必須能夠控制量子點的位置、大小、成份已及密度。其中一個可行的方法是將量子點生長在已經預刻有圖形的襯底上。由于量子點的橫向尺寸要處在10-20納米范圍（或者更小才能避免高激發態子能級效應，如對于GaN材料量子點的橫向尺寸要小于8納米）才能實現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挑戰性的技術難題。對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光刻所能達到的精度極限。有幾項技術可望用于如此的襯底圖形制作。

⑴ 電子束光刻通常可以用來制作特征尺度小至50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制上類似于電子束光刻的技術。

⑶ 掃描微探針術可以用來劃刻或者氧化襯底表面，甚至可以用來操縱單個原子和分子。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的氧化機制的。

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

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

⑹ 與倍塞共聚物圖形制作術緊密相關的一項技術是納米球珠光刻術。此項技術的基本思路是將在旋轉涂敷的球珠膜中形成的圖形轉移到襯底上。

⑺ 將圖形從母體版轉移到襯底上的其他光刻技術。幾種所謂“軟光刻“方法，比如復制鑄模法、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。

3.納米制造所面對的困難和挑戰

隨著器件持續微型化的趨勢的發展，普通光刻技術的精度將很快達到它的由光的衍射定律以及材料物理性質所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版，以及修正光學近鄰干擾效應等措施，特征尺寸小至80 nm的圖形已能用普通光刻技術制備出。然而不大可能用普通光刻技術再進一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV 的光刻技術仍在研發之中，可是發展這些技術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性的問題需要解決，特別是需要克服電子束散射以及相關聯的近鄰干擾效應問題，但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術。掃描微探針技術提供了能分辨單個原子或分子的無可匹敵的精度，可是此項技術卻有固有的慢速度，目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達到可以接受的刻寫速度。

對一個理想的納米刻寫技術而言，它的運行和維修成本應該低，它應具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結構的能力，還應有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結構的功能。此外，它也應能夠做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而時至今日，仍然沒有任何一項能制作亞100 nm圖形的單項技術能同時滿足上述所有條件。現在還難說是否上述技術中的一種或者它們的某種組合會取代傳統的光刻技術。究竟是現有刻寫技術的組合還是一種全新的技術會成為最終的納米刻寫技術還有待于觀察。

4.展望

目前，已有不少納米尺度圖形刻制技術，它們僅有的短處要么是刻寫速度慢要么是刻寫復雜圖形的能力有限。這些技術可以用來制造簡單的納米原型器件，這將能使我們研究這些器件的性質以及探討優化器件結構以便進一步地改善它們的性能。必須發展新的表征技術，這不單是為了器件表征，也是為了能使我們擁有一個對器件制造過程中的必要工藝如版對準的能進行監控的手段。隨著器件尺度的持續縮小，對制造技術的要求會更苛刻，理所當然地對評判方法的要求也變得更嚴格。隨著光學有源區尺寸的縮小，嶄新的光學現象很有可能被發現，這可能導致發明新的光電子器件。然而，不象電子工業發展那樣需要尋找MOS晶體管的替代品，光電子工業并沒有如此的立時尖銳問題需要迫切解決。納米探測器和納米傳感器是一個全新的領域，目前還難以預測它的進一步發展趨勢。然而，基于對嶄新診斷技術的預期需要，我們有理由相信這將是一個快速發展的領域。總括起來，在所有三個主要領域里應用納米結構所要求的共同點是對納米結構的尺寸、材料純度、位序以及成份的精確控制。一旦這個問題能夠解決，就會有大量的嶄新器件誕生和被研究。

參考文獻

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[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

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第五篇：納米技術

納米技術

朗讀課文，把課文中的科技術語讀正確。讀了課文，你有什么不懂得問題？提出來和同學交流。

科學術語：除臭技術

微觀對象

納米緩釋技術

長度度單位??納米自清潔技術

碳納米管

納米管儲氫氣??納米吸波技術??探測雷達波

問題1：

為什么說納米材料是人丁興旺的大家族？

回答：

因為納米材料成員眾多，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更多。

問題2：“生病的時候，需要吃藥。現在吃一次藥最多管一兩天，未來的納米緩釋技術，能夠讓藥物效力緩慢地釋放出來，服一次藥可以管一周，甚至一個月。”這里用的是什么說明方法？

回答：

這里用的是比較的說明方法。

“納米技術就在我們身邊”“納米技術可以讓人更加健康”，選擇其中一句話，結合課文內容和查找的資料，說說你的理解。

納米技術可以讓人們更加健康：①利用極其靈敏的納米探測技術，可以實現疾病的早期檢測和預防。未來的納米機器人甚至可以通過血管直達病灶，殺死癌細胞。②生病的時候，需要吃藥。現在吃一次藥最多管一兩天，未來的納米釋放技術，能夠讓藥物效力緩慢地釋放出來，服一次藥可以管一周，甚至一個月。③因為納米材料體積小、活性強，用納米材料制成的藥物可以準確地殺死病變細胞，不會對健康細胞產生影響，這是常規要素所不能實現的。

如果讓你利用納米技術，你會把它運用到生活中那些地方？發揮想象說一說。

我會把納米技術運用到學習上。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，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，它便自動變回原來的大小，它還能自動整理書包里的所有文具，使書包里面隨時都整整齊齊。用納米材料制成的鋼筆，能監督我們保持正確的寫字姿勢，還能在我們做作業出現錯誤時提醒我，而且，由于里面的墨水使用了納米緩釋技術，所以，可以用上好幾年不用加墨或換墨管。