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什么是纳米技术

纳米技术是一种利用单个原子和分子来制造物质的科学技术。它结合了现代科学(如混沌物理、量子力学、介观物理和分子生物学)和现代技术(如计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术),并引发了一系列新的科学技术,如纳电子学、纳米材料科学和纳机械学。

纳米技术的研究对象是尺寸在0.1至100纳米范围内的材料,其性质和应用。1981年,扫描隧道显微镜的发明为纳米技术的发展奠定了基础。利用纳米技术,科学家们已经能够将原子排成特定的图案,如IBM的标志,其最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,涉及现代科技的广阔领域。它主要包括纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学和纳米力学等。

纳米技术的发展历史可以追溯到1959年,物理学家理查德·费曼提出的一个新想法:从单个原子或分子开始进行组装,以达到我们的要求。1990年,IBM公司成功地对单个原子进行了重排,这是纳米技术的一个重要突破。此后,纳米技术的发展迅速,各国纷纷投入巨资进行研究。

纳米技术的研究和应用主要集中在材料和制备、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。纳米技术的发展将使人类社会、生存环境和科学技术本身变得更美好。

纳米技术的测量技术包括纳米级精度的尺寸和位移的测量,以及纳米级表面形貌的测量。纳米级加工技术是指达到纳米级精度的加工技术,如电子束光刻、离子刻蚀和扫描隧道显微技术。纳米粒子的制备方法很多,可分为物理方法和化学方法。

纳米生物学是研究细胞内部各种细胞器的结构和功能,以及细胞内外之间以及整个生物体的物质、能量和信息交换。纳米生物学的研究集中在遗传物质DNA的研究、脑功能的研究和仿生学的研究等方面。

纳米组装技术是通过机械、物理、化学或生物的方法,把原子、分子或者分子聚集体进行组装,形成有功能的结构单元。纳米结构自组装技术的发展,将会使纳米机械、纳米机电系统和纳米生物学产生突破性的飞跃。

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