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纳米技术发展史

【摘要】纳米技术是21世纪科技发展的制高点，是新工业革命的主

导技术，它将引起一场各个领域生产方式的变革，也将改变未来人们

的生活方式和工作方式，使得我们有必要认识一下纳米技术的发展

史。纳米技术的发展史是一个很长的过程，同时也是一个广泛应用的

过程。

【关键词】发展纳米技术纳米材料

纳米技术基本概念

纳米技术是以纳米科学为基础，研究结构尺度在0.1～100nm范围内

材料的性质及其应用，制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手

段。纳米技术以物理、化学的微观研究理论为

基础，以当代精密仪器和先进的分析技术为手

段，是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物

理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微

电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物。在纳米领

域，各传统学科之间的界限变得模糊，各学科高度交叉和融合。

纳米技术包含下列四个主要方面：

1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100

纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。

这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的

特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，

而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。

过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中

间领域，而这个领域实际上大量存在于

自然界，只是以前没有认识到这个尺度

范围的性能。第一个真正认识到它的性

能并引用纳米概念的是日本科学家，他

们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性

能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就

失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如

此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单

磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式

把这类材料命名为纳米材料。2、纳米动力学，主要是微机械和微

电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和

执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是

一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的

深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于

制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相

应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进

入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。3、纳米生物学

和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒

子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂

和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可

用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，

即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺

度（即超微粒子），则可溶于水。

4、纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/

电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电

子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度

要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。纳

米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。

纳米技术的发展史

1959年著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，

人类可以用小的机器制做更小的机器，最后将变成

根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是

关于纳米技术最早的梦想。

20世纪70年科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想，

代1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描

述精密机械加工

1982年科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微

镜，揭示了一个可见的原子、分子世界，对纳米科

技发展产生了积极的促进作用。