纳米的发展及其应用教材分析.ppt

一、纳米的定义 二、纳米科技的意义 三、纳米技术的具体应用 四、纳米技术的发展前景 全世界的科学家都知道纳米技 术对科技发展的重要性，所以世界 各国都不惜重金发展纳米技术，力 图抢占纳米科技领域的战略高地。 我国于1991年召开纳米科技发展战 略研讨会，制定了发展战略对策。 二十多年来，我国纳米材料和纳米 结构研究取得了引人注目的成就。 目前，我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家，充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。 二、纳米科技的意义 （1）纳米科技将促使人类认知的革命 首先，纳米科技的科学意义体 现在：纳米尺度下的物质世界及其 特性，是人类较为陌生的领域，也 是一片新的研究疆土。 其次，由于纳米科技是对人类 认知领域新疆域的开拓，人类将面 临对新理论和新发现重新学习和理 解的任务。 (2) 纳米科技将引发一场新的工业革命 纳米技术是80年代初迅速发展起来的前沿学科，它使人们认识、改造微观世界的水平提高到了一个新的高度。纳米技术将用于下一代的微电子器件即纳米电子器件，使未来的电脑、电视机、卫星、机器人等的体积变得越来越小。  三、 纳米技术的具体应用 纳米“无机膜” 必威体育精装版的纳米实验室成果将使已有两千多年历史的秦兵马俑告别霉菌侵扰，从而“青春永葆”。西北大学纳米材料研究所的必威体育精装版研究发现：利用溶胶与凝胶相结合的方法把新研制成的纳米材料制成一种透明的胶体，涂在文物的表面，可以形成一种“无机膜”，使文物完全与外界隔离，有利于文物的长期保护。这种纳米材料可以吸收紫外线，保护文物的颜色不变，材质不腐坏，还可以有效地排除虫菌对文物的侵蚀。在文物的周围涂上这种纳米材料，还有利于降低空气中有害气体的含量。同时，新型纳米“无机膜”除了可以对陶质文物进行有效保护以外，还可以用于丝绸和书画等文物的保护。 “蚊子导弹” 利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹，可以起到神奇的战斗效能。纳米导弹直接受电波遥控，可以神不知鬼不觉地潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮．坦克、飞机、指挥部和弹药库。 “蚂蚁士兵” 这是一种通过声波控制的微型机器人。这些机器人比蚂蚁还要小，但具有惊人的破坏力。它们可以通过各种途径钻进敌方武器装备中，长期潜伏下来。一旦启用，这些“纳米士兵”就会各显神通，有的专门破坏敌方电子设备，使其短路、毁坏；有的充当爆破手，用特 种炸药引爆目标；有的施放 各种化学制剂，使敌方金属 变脆、油料凝结或使敌方人 员神经麻痹、失去战斗力。 它既能被飞机、火炮和步兵武器投放，也可以人工放置在敌军信息系统和武器系统附近，大批“机器苍蝇”可在某地区形成高效侦察监视网，大大提高战场信息获取量。如果再在它们身上安装某种极小的弹头，“苍蝇”无疑会变成“马蜂”。 “机器苍蝇” Teleoperated or autonomous “麻雀卫星” 质量不足10千克，各种部件全 部用纳米材料制造，一枚小型 火箭一次就可以发射数百颗。 若在太阳同步轨道上等间隔地 部署648颗功能不同的“麻雀卫 星”，就可以保证在任何时刻对 地球上任何一点进行连续监视， 即使少数失灵，整个卫星网络 的工作也不会受影响。 纳米生物学的产生是与扫描探针显微镜 （SPM）的发明和在生命科学中的应用分不开的。生命过程是已知的物理、化学过程中最复杂的过程。纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标的。 4.纳米生物学 生物学家在纳米生物学领域提出了许多富有挑战性的新观念，如生物器件。它的特点是象遗传基因分子那样具有自我复制功能。这样一来，可以利用纳米加工技术，按照分子设计的方法合成、复制成各种用途的生命零件，利用生物零件可以组装具有生物智能、运算速度更快的生物计算机；具有特定功能的 纳米生物机器人；生物零件与无机材 料或晶体材料结合可以制成具有生命 功能的纳米电路等。 右图为科学家幻想的人体中的血红细胞和人造细胞在一起的情景。人体中红血球的重要功能之一是向身体的各个部分输送氧分子，如果身体的某些部分缺氧，那部分就会感到疲劳。画中的蓝色小球（纳米人造细胞）称为呼吸者，它们不仅具有比红血球携带氧分子多数百倍的功能，而且本身装有纳米计算机、纳米泵，可以根据需要将氧释放，同时将无用的二氧化碳带走。 由于纳米机器人可以小到在人的血管中自由的游动，对于象