1纳米科技及其应用.ppt

第十四章 纳米科技与纳米材料  ——小尺寸中的大世界 纳米科技发展将对人类未来生活的影响 ①未来美国国会图书馆的所有藏书可以收录在一块方糖大小的存储介质中； ②人类重要疾病的早期诊断技术大大地发展，例如可以诊断出人体内早期的几个癌细胞。 4.1 纳米医学与纳米生物学 纳米医学的未来 研制可以直接插入活细胞内进行探测的纳米级微型探测器。 基因治疗 研制在血液和细胞介质中工作的纳米医用机器人。 4.2 纳米科技应用于建筑与纺织业 莲花叶子表面的自我洁净 应 用 4.3 纳米军事悄然崛起 造个战士像蚂蚁— 仿甲虫外形制造的微型机器人 代号为“卫兵”的安全门 采用G-Lam纳米材料制成； 防护能力：比SAG炮塔还强，可以在15英尺的距离承受比利時P90轻机枪的20发连续射击。 * * 信息技术 生物技术 纳米技术 对人类未来 将产生巨大影响的三T技术 一 纳米（nm） Nano-来源于拉丁语中的一个词头，是非常小、渺小的意思；在国际单位制中通常表示为10-9量级。 纳米（nanometer，nm）是一个长度单位，lnm＝10-9m，等于十亿分之一（10-9）米，即等于10?。lnm的长度约相当于3～5个原子紧密地排列在一起所具有的长度。 二 纳米科技的基本含义 在纳米尺寸（1～100nm）范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新的物质。 纳米材料、纳米加工制造技术以及纳米测量表征技术构成为纳米科技发展的三个非常重要的支撑技术。 三 纳米科技的支撑技术 四 纳米科技的应用领域 生物学与纳米医学 建筑业 化工与纺织业 军事 环境保护 体育 农业 “纳米牛”—世界上最小的牛 日本科学家使用激光技术，用合成树脂制成了迄今为止世界上最小的牛。 大小相当于红血球，体长只有10微米，高7微米 。 重大科学意义 为什么要雕塑出一个牛呢？这是因为牛有很尖的尖角，周身既有平滑部分，又有弯度很大的部分，对制作技术提出了挑战，能完美造出“纳米牛”，也就能造出各样的纳米机器。 一名参与本研究的华裔科学家孙洪波(译音)颇有诗情地说：“我们希望，这个牛能拉着装有药物的车，在血管中运动”。 DNA分子拉成的DNA图像 通过纳米操纵技术，用单个ＤＮＡ分子长链书写的； 每个字母长仅３００nm、宽２００nm。 完成过程 人类ＤＮＡ分子链长达１米，缠结如线团，紧紧裹在细胞核内。 应用原子力显微镜等纳米显微术，将单个ＤＮＡ链完整地拉直，再对分子链进行切割、弯曲、修剪，终于“写”出“ＤＮＡ”三个字母。 生物大分子纳米成像与操纵方面的巨大进步。 中科院上海原子核研究所与德国莎莱大学合作完成的。 纳米技术将带给医学一场前所未有的技术革命，它将大幅度提高人类健康和保健的水平，使人们能够真正做到延年益寿。 出水芙蓉 原 理 莲花的叶面表面的结构与粗糙度为微米至纳米尺寸的大小。 在尺寸上远大于该结构的灰尘、雨水等降落在叶面上时，只能和叶面上凸状物形成点的接触。 液滴在自身的表面张力作用下形成球状，藉由液滴在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面。 白毛浮绿水 原 理 鹅毛和鸭毛的排列非常整齐，且毛与毛之间的隙缝极小，小到纳米尺寸，所以水分子无法穿透层层的鹅毛和鸭毛。 这种结构极其通气。 所以鹅与鸭得以在水中保持身体的干燥 。 杉杉纳米西服 鄂尔多斯“三不沾”纳米羊绒衫 油不沾、水不沾、污不沾 ? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????? ???????????????????????????????????? ???????????????????????????????????? 美国的“悍马” 防护能力出众。采用 “全球纳米空间”公司研制的G-lam纳米纤维材料，因此能“刀枪不入”。比普通防弹合成材料的拉伸力强，在遭到反复枪击后不容易起皱，防弹效果大大提高。 重量轻。只有90Kg左右。能快速旋转，反应速度快，使炮手机动灵活。 可以进行现场修复或改装。 在摄氏290度的高温条件下能正常工作。完全可以满足在中东地区执勤的需要。 SAG炮塔刀枪不入 *