纳米材料（参考）.ppt

5．生物技术 在纳米尺度上按照预定的对称性和排列制备具有生物活性的蛋白质、核糖核酸等； 在纳米材料和器件中植入生物材料使其兼具生物功能和其他功能； 生物仿生化学药品和生物可降解材料； 动植物的基因改善和治疗，测定DNA的基因芯片等。 6．航天和航空 纳米器件在航空航天领域的应用，不仅是增加有效载荷，更重要的是使耗能指标成指数倍的降低。这方面的研究内容还包括：研制低能耗、抗辐照、高性能计算机；微型航天器用纳米集成的测试、控制电子设备；抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料。 间谍卫星 7．国家安全 拥有纳米技术知识产权和广泛应用这些技术的国家，将在国家经济安全和国防安全方面处于有利地位。 先进的纳米电子器件在信息控制方面的应用； 通过纳米机械学，微小机器人的应用将提高部队的灵活性和增加战斗的有效性； 用纳米和微米机械设备控制，国家核防卫系统的性能将大幅度提高； 通过纳米材料技术的应用，可使武器装备的耐腐蚀、吸波性和隐蔽性大大提高，可用于舰船、潜艇和战斗机等。 五、我国纳米科技的 研究水平 1995年，德国科技部对各国在纳米技术方面的相对领先程度的分析中，我国在纳米材料方面与法国同列第五等级，前四个等级为 日本、德国、美国、英国和北欧。 * 所以这种新发明的纳米秤是世界上最为敏感和最小的衡器。可以预见，这种纳米秤可以用来测量大生物分子和生物医学颗粒的质量。例如，在医学领域可以称出如癌症、艾滋等疾病中不同病毒的质量，由此区分病毒种类，来发现新的病毒。它将是人类向微观世界进军的有力武器。 纳米科技及其新应用 主讲人：高倩文 目 录 一、纳米和纳米科技的概念 二、纳米材料的奇异性能 三、纳米技术潜在应用 四、纳米科技前景的展望 五、我国纳米科技的研究水平 一、纳米和纳米科技的概念 纳米结构？ 纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下（1-100nm）的微小结构。 纳米技术？ 在纳米尺寸上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术。纳米技术本质上是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。 什么是纳米科技？ 创造和制备优异性能的纳米材料 设计、制备各种纳米器件和装置 探测分析纳米区域的性质和现象 纳米科技的科学意义 （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。 再次，从人类未来发展的角度看，可持续发展将是人类社会进步的唯一选择。纳米科技推动产品的微型化、高性能化和与环境友好化，这将极大节约资源和能源，减少人类对其过分依赖，并促进生态环境的改善。这将在新的层次上为可持续发展的理论变为现实提供物质和技术保证。 (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. 二、 纳米材料的奇异性能 纳米金属的熔点比普通金属低几百度； 气体在纳米材料中的扩散速度比在普通材料中快几千倍； 纳米磁性材料的磁记录密度可比普通的磁性材料提高１０倍； 纳米复合材料对光的反射度极低，但对电磁波的吸收性能极强，是隐形技术的突破； 纳米材料颗粒与生物细胞结合力很强。 用作发光二极管、激光二极管，实现光电集成。 中科大功能纳米材料研究室 1. 纳米硅发光 奇异性能实例 2. 碳纳米管多种优异性能 碳纳米管是由碳原子按一定规则排列形成的空心笼状管式结构，其直径不超过几十纳米（一纳米为十亿分之一米）。导电性强、场发射性能优良、强度是钢的100倍、韧度高等，是一种用途广泛的新材料。 莫斯科大学的研究人员为了弄清纳米管的受压强度，将少量纳米管置于29Kpa的水压下（相当于水下18000千米深的压力）做实验。不料未加到预定压力的1/3，纳米管就被压扁了。他们马上卸去压力，它却像弹簧一样立即恢复了原来形状。应用：科学家得到启发，发明了用碳纳米管制成像纸一样薄的弹簧，用作汽车或火车的减震装置，可大大减轻车辆的重量。 用碳纳米管制成像纸一样薄的弹簧 纳米管做成的“纳米秤” 更令人惊奇的是，最近美国、中国、法国和巴西科学家用精密的电子显微镜测量纳米管在电流中出现的摆频率时，发现可以测出纳米管上极小微粒引起的变化，从而发明了能称量亿亿分之二百克的单个病毒的“纳米秤”。这种世界上