納米科學(xué)技術(shù)納米技術(shù)的應(yīng)用

納米科學(xué)技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域

納米技術(shù)已成功用于許多領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)及生物檢測(cè)、制造業(yè)、光學(xué)以及國(guó)防等等。本詞條為納米技術(shù)應(yīng)用的總綱，包括如下領(lǐng)域：

1、納米技術(shù)在新材料中的應(yīng)用

2、納米技術(shù)在微電子、電力等領(lǐng)域中的應(yīng)用

3、納米技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用

4、納米技術(shù)在生物、醫(yī)藥學(xué)中的應(yīng)用

5、納米技術(shù)在化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

6、納米技術(shù)在能源、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用

7、納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

8、 納米技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用

納米科學(xué)技術(shù)日常生活

衣 在紡織和化纖制品中添納米微粒，可以除味殺菌?；w布挺括結(jié)實(shí)，但有煩人的靜電現(xiàn)象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現(xiàn)象。

食 利用納米材料，冰箱可以抗菌。納米材料做的無(wú)菌餐具、無(wú)菌食品包裝用品已經(jīng)面世。利用納米粉末，可以使廢水徹底變清水，完全達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，納米食品色香味俱全，還有益健康。

住 納米技術(shù)的運(yùn)用，使墻面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，根本不用擦洗。含有納米微粒的建筑材料，還可以吸收對(duì)人體有害的紫外線(xiàn)。

行 納米材料可以提高和改進(jìn)交通工具的性能指標(biāo)。納米陶瓷有望成為汽車(chē)、輪船、飛機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)部件的理想材料，能大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率、工作壽命和可靠性。納米球潤(rùn)滑添加劑可以在機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)加入，起到節(jié)省燃油、修復(fù)磨損表面、增強(qiáng)機(jī)車(chē)動(dòng)力、降低噪音、減少污染物排放、保護(hù)環(huán)境的作用。納米衛(wèi)星可以隨時(shí)向駕駛?cè)藛T提供交通信息，幫助其安全駕駛。

醫(yī) 利用納米技術(shù)制成的微型藥物輸送器，可攜帶一定劑量的藥物，在體外電磁信號(hào)的引導(dǎo)下準(zhǔn)確到達(dá)病灶部位，有效地起到治療作用，并減輕藥物的不良的反映。用納米制造成的微型機(jī)器人，其體積小于紅細(xì)胞，通過(guò)向病人血管中注射，能疏通腦血管的血栓。清除心臟動(dòng)脈的脂肪和沉淀物，還可“嚼碎”泌尿系統(tǒng)的結(jié)石等。納米技術(shù)將是健康生活的好幫手。

納米科學(xué)技術(shù)具體應(yīng)用簡(jiǎn)介

納米抗血栓中藥

用親脂型二元納米協(xié)同界面包覆的中藥成分將使人類(lèi)健康的頭號(hào)威脅——心腦血管疾病得到更加有效的治療，并將使中國(guó)文明的重要組成部分——中藥走向世界。因?yàn)檫@樣的納米中藥將具有普通中藥數(shù)百萬(wàn)倍的物理活性（治療效果），可以暢通無(wú)阻地到達(dá)因脂肪堆積而造成的血管栓塞和組織病變部位，并因親和而與脂肪溶合，同時(shí)釋放出治療的有效成分，從而使藥物的靶向性提高數(shù)百萬(wàn)倍。

納米孔膜

利用二元協(xié)同納米界面技術(shù)平臺(tái)制備的納米孔膜，將徹底解決油漆、涂料的潮解脫落問(wèn)題，并可方便地大規(guī)模生產(chǎn)帶有呼吸作用的納米防水涂料和帶有反滲析作用的納米超濾膜，這將給人類(lèi)的日常生活，甚至給海水淡化技術(shù)帶來(lái)革命性變化，從根本上解決人類(lèi)日益嚴(yán)重的缺水問(wèn)題。

納米修復(fù)材料

利用納米技術(shù)還可以新原理和新結(jié)構(gòu)在納米層次上構(gòu)筑特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作生物材料和仿生材料，并能在材料破壞過(guò)程中進(jìn)行納米級(jí)的損傷診斷和修復(fù)。例如，納米球是一種以多元合金為原料的納米級(jí)尺度的球狀原子團(tuán)簇，能夠吸附在受損的摩擦表面，形成新的超高硬度、極低摩擦系數(shù)、抗磨損、耐腐蝕的保護(hù)膜，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑、修復(fù)和保護(hù)作用，實(shí)驗(yàn)顯示其摩擦阻力僅為普通潤(rùn)滑劑的1/3。同時(shí)，納米球潤(rùn)滑劑在潤(rùn)滑和修復(fù)的同時(shí)，提高了機(jī)械密封型，控制燃料和空氣比重，燃料燃燒更充分，增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，減少不完全燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的多種有害氣體污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的目的。納米材料在儀器、化妝品、醫(yī)藥、印刷、造紙、電子、通信、交通、建筑及軍事等方面都得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

納米自潔表面處理和涂料

如果將透明、疏油、疏水的納米材料顆粒組合在大樓表面或瓷磚、玻璃上，大樓就不會(huì)被空氣中的油污弄臟，瓷磚和玻璃也因不會(huì)沾上水蒸氣而永遠(yuǎn)透明。任何粘在表面上的物質(zhì)，經(jīng)陽(yáng)光的照射，都會(huì)在納米涂料的催化作用下，變成可以蒸發(fā)的氣體或者容易被擦掉的物質(zhì)，建筑物不再總是臟乎乎的，家庭里的衛(wèi)浴設(shè)備也不必每天清洗了。將這種納米顆粒放到織物纖維中去，做成的衣服不會(huì)沾上灰塵，省去不少洗衣服的麻煩。氧化物納米顆粒最大的本領(lǐng)是在電場(chǎng)作用下或在光的照射下迅速改變顏色。平常人們戴的變色鏡的變色速度較慢，用納米材料做成的變色鏡就不一樣了，變色速度很快，用它做士兵的防護(hù)激光鏡是再好不過(guò)了。

新型納米光源和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器

用納米氧化物材料做成廣告板，在電、光的作用下，會(huì)變得更加絢麗多彩。半導(dǎo)體納米材料的最大用處是可以發(fā)出各種顏色的光，可以做成超小型激光光源，它還可以吸收太陽(yáng)光中的光能，把它們直接變成電能。這種技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)，太陽(yáng)能汽車(chē)、太陽(yáng)能住宅就會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，到那時(shí)，人們居住的環(huán)境將更加美麗，空氣更加清新。

納米傳感器

半導(dǎo)體納米材料做成的各種傳感器可靈敏地檢測(cè)溫度、濕度和大氣成分的變化，這在汽車(chē)尾氣和大氣環(huán)境保護(hù)上已得到應(yīng)用。納米傳感系統(tǒng)能進(jìn)行病癥的早期診斷，利用納米材料還能制作耐用且人體友好的人工組織和器官、復(fù)明和復(fù)聰器件，提高病人的生活質(zhì)量。

納米導(dǎo)向藥物和皮膚護(hù)理保健品

如果在人體外部加以導(dǎo)向，可利用納米藥物阻斷毛細(xì)血管來(lái)餓死癌細(xì)胞，藥物治療的效果會(huì)大大提高。納米顆粒還可以用于人體的細(xì)胞分離或細(xì)胞染色，也可以用來(lái)攜帶DNA進(jìn)行基因缺陷治療。如果把納米藥物做成膏藥貼在患處，藥物可以通過(guò)皮膚直接被吸收，而無(wú)須針管注射，少去了注射的感染。把不容易被人體吸收的藥物或食品，如維生素等做成納米粉或納米粉的懸浮液，這種就極易被人體吸收。

納米技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊，經(jīng)濟(jì)效益十分巨大，美國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2010年納米技術(shù)市場(chǎng)估計(jì)達(dá)到14400億美元，納米技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)計(jì)算機(jī)工業(yè)。納米復(fù)合、塑膠、橡膠和纖維的改性，納米功能涂層材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，將給傳統(tǒng)產(chǎn)生和產(chǎn)品注入新的高科技含量。專(zhuān)家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車(chē)、軍事裝備、通訊設(shè)備等領(lǐng)域，將免不了一場(chǎng)因納米而引發(fā)的“材料革命”我國(guó)以納米材料和納米技術(shù)注冊(cè)的公司有近100個(gè)，建立了10多條納米材料和納米技術(shù)的生產(chǎn)線(xiàn)。納米布料、服裝已批量生產(chǎn)，象電腦工作裝、無(wú)靜電服、防紫外線(xiàn)服等納米服裝都已問(wèn)世。加入納米技術(shù)的新型油漆，不僅耐洗刷性提高了十幾倍，而且無(wú)毒無(wú)害無(wú)異味。納米技術(shù)正在改善著、提高著人們的生活質(zhì)量。

納米電子元器件

納米加工技術(shù)可以使不同材質(zhì)的材料集成在一起，它具有芯片的功能，又可以探測(cè)到電磁波、光波（包括可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)等）信號(hào)，同時(shí)還能執(zhí)行電腦的指令。如果將這一集成器件安裝在衛(wèi)星上，可以使衛(wèi)星的重量大大減小。當(dāng)前人們已經(jīng)在考慮用“小鳥(niǎo)”衛(wèi)星部分地代替現(xiàn)有的衛(wèi)星系統(tǒng)。如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，“小鳥(niǎo)”衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射，成本也更低。

納米碳管的應(yīng)用

各國(guó)科學(xué)家正在努力研究的碳納米管是一種非常獨(dú)特的材料。它是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的，外部直徑只有幾到幾十個(gè)納米。

這樣的材料很輕，但是很結(jié)實(shí)。它的密度是鋼的1/6而強(qiáng)度卻是鋼的100倍。用這樣輕而柔軟、又非常結(jié)實(shí)的材料做防彈背心是最好不過(guò)的了。如果用碳納米管做繩索，是唯一可以從月球上掛到地球表面，而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球到月球的電梯，人們到月球定居就很容易了。納米管的細(xì)尖極易發(fā)射電子，用于做電子槍?zhuān)梢灾瞥蓭桌迕缀竦谋趻焓诫娨暺粒@是電視制造業(yè)新的方向。

納米材料超高物理活性應(yīng)用

想像一下只包含幾百個(gè)或幾千個(gè)原子、分子的“納米顆?！保凑找话愕慕?jīng)驗(yàn)，原子與原子之間的距離為0.2納米左右，由此可以估計(jì)出在尺寸為1納米的立方體“顆?！敝?，每一邊上只能排列5個(gè)原子，總體可容納125個(gè)原子，但是其中有98個(gè)原子在表面上。我們知道，表面上的原子只受到來(lái)自?xún)?nèi)部一側(cè)的原子的作用。因此，它們很容易與外界的氣體、流體甚至固體的原子發(fā)生反應(yīng)，也就是說(shuō)十分活潑。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果將金屬銅或鋁做成幾個(gè)納米的顆粒，一遇到空氣就會(huì)燃燒、發(fā)生爆炸。有人認(rèn)為用納米顆粒的粉體做成火箭的固體燃料將會(huì)有更大的推力，可以用做新型火箭的固體燃料，也可用做烈性炸藥。另外，用納米金屬顆粒粉體做催化劑，可加快化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，大大提高化工合成的出產(chǎn)率。

納米高強(qiáng)度材料

如果把金屬納米材料顆粒粉體制成塊狀金屬材料，它會(huì)變得十分結(jié)實(shí)，強(qiáng)度比一般金屬高十幾倍，同時(shí)又可以像橡膠一樣富于彈性。人們幻想在下一個(gè)世紀(jì)，總有一天會(huì)制造出如此神奇性質(zhì)的納米鋼材和納米鋁材。用這種材料制造汽車(chē)、飛機(jī)或輪船，會(huì)使它們的重量減少到1/10。到那時(shí)，一輛摩托車(chē)的重量會(huì)變成只有20～30千克。人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫奶沾刹牧暇哂杏捕嗟奶攸c(diǎn)。硬是指它可以當(dāng)做刀具用來(lái)切削金屬，脆是指它經(jīng)不住沖擊。陶瓷的另一個(gè)長(zhǎng)處是耐高溫，在10000℃的高溫下也不變形。用納米陶瓷粉制成的陶瓷已經(jīng)表現(xiàn)出一定的塑性。這個(gè)問(wèn)題一旦被徹底解決，會(huì)在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上大顯身手，徹底甩掉發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在更高的溫度下，汽車(chē)將跑得更快、飛機(jī)會(huì)飛得更高。

納米單電子元器件

把自由運(yùn)動(dòng)的電子囚禁在一個(gè)小的納米顆粒內(nèi)，或者在一根非常細(xì)的短金屬線(xiàn)內(nèi)，線(xiàn)的寬度只有幾個(gè)納米，就會(huì)發(fā)生十分奇妙的事情。由于顆粒內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)受到限制，原來(lái)可以在費(fèi)米動(dòng)量以下連續(xù)具有任意動(dòng)量的電子狀態(tài)，變成只能具有某一動(dòng)量值，也就是電子動(dòng)量或能量被量子化了。自由電子能量量子化的最直接結(jié)果表現(xiàn)為，在金屬顆粒的兩端加上電壓，當(dāng)電壓合適時(shí)，金屬顆粒導(dǎo)電；而電壓不合適時(shí)，金屬顆粒不導(dǎo)電。這樣一來(lái)，原來(lái)在宏觀世界內(nèi)奉為經(jīng)典的歐姆定律在納米世界就不再成立了。還有一種奇怪的現(xiàn)象，當(dāng)金屬納米顆粒從外電路得到一個(gè)額外的電子時(shí)，金屬顆粒具有了負(fù)電性，它的庫(kù)侖力足以排斥下一個(gè)電子從外電路進(jìn)入金屬顆粒內(nèi)，這就切斷了電流的連續(xù)性，這使人們聯(lián)想到是否可以發(fā)明用一個(gè)電子來(lái)控制的電子器件，所謂單電子器件。單電子器件的尺寸很小，一旦實(shí)現(xiàn)，把它們集成起來(lái)做成電腦芯片，電腦的容量和計(jì)算速度將提高上百萬(wàn)倍。

納米激光器和高密度信息存儲(chǔ)器

實(shí)際上，被囚禁的電子并不那么“老實(shí)”。按照量子力學(xué)的規(guī)律，有時(shí)它可以穿過(guò)“監(jiān)獄”的“墻壁”逃逸出來(lái)，這種現(xiàn)象一方面預(yù)示著在新一代芯片中的邏輯單元將不用連線(xiàn)而相關(guān)聯(lián)，因而需要新的設(shè)計(jì)才能使單電子器件變成集成電路;另一方面也會(huì)使芯片的動(dòng)作不可控制。歸根結(jié)底，在這一情況下電子應(yīng)被看成是“波”而不是一個(gè)粒子。所以盡管電子器件已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里得以實(shí)現(xiàn)，但是真要用在工業(yè)上還需要時(shí)間。被囚禁在小尺寸內(nèi)的電子的另一種貢獻(xiàn)，是會(huì)使材料發(fā)出很強(qiáng)的光?！傲孔狱c(diǎn)列激光器”或“級(jí)聯(lián)激光器”的尺寸極小，但發(fā)光的強(qiáng)度很高，用很低的電壓就可以驅(qū)動(dòng)它們發(fā)出藍(lán)光或綠光，用來(lái)讀寫(xiě)光盤(pán)可使光盤(pán)的存儲(chǔ)密度提高好幾倍。如果用“囚禁”原子的小顆粒量子點(diǎn)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，制成量子磁盤(pán)，存儲(chǔ)度可提高成千上萬(wàn)倍，會(huì)給信息存儲(chǔ)技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)革命。

納米機(jī)器人的研發(fā)

納米機(jī)器人根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型，設(shè)計(jì)制造可對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”，也稱(chēng)分子機(jī)器人；而納米機(jī)器人的研發(fā)已成為當(dāng)今科技的前沿?zé)狳c(diǎn)。

目前，不少?lài)?guó)家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米機(jī)器人這種新科技的戰(zhàn)略高地?！稒C(jī)器人時(shí)代》月刊日前指出：納米機(jī)器人潛在用途十分廣泛，其中特別重要的就是應(yīng)用于醫(yī)療和軍事領(lǐng)域。

每一種新科技的出現(xiàn)，似乎都包涵著無(wú)限可能。用不了多久，個(gè)頭只有分子大小的神奇納米機(jī)器人將源源不斷地進(jìn)入人類(lèi)的日常生活。中國(guó)著名學(xué)者周海中教授在1990年發(fā)表的《論機(jī)器人》一文中就預(yù)言：到21世紀(jì)中葉，納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟?lèi)的勞動(dòng)和生活方式。

納米科技(英文：Nanotechnology)是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)，其目的在于研究于納米尺寸時(shí)，物質(zhì)和設(shè)備的設(shè)計(jì)方法、組成、特性以及應(yīng)用。納米科技是許多如生物、物理、化學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域在技術(shù)上的次級(jí)分類(lèi)，美國(guó)的國(guó)家納米科技啟動(dòng)計(jì)劃(National Nanotechnology Initiative)將其定義為“1至100納米尺寸間的物體，其中能有重大應(yīng)用的獨(dú)特現(xiàn)象的了解與操縱。”

納米科技是尖端科技，卻早就存在身旁。舉例來(lái)說(shuō)，荷葉表面的細(xì)致結(jié)構(gòu)和粗糙度大小都在納米尺度的范圍內(nèi)，所以不易吸附污泥灰塵。這種荷葉表面納米化結(jié)構(gòu)，自我清潔的物理現(xiàn)象，就被稱(chēng)作荷葉效應(yīng)(lotus effect)。

納米科技是學(xué)習(xí)納米尺度下的現(xiàn)象以及物質(zhì)的掌控，尤其是現(xiàn)存科技在納米時(shí)的延伸。納米科技的世界為原子、分子、高分子、量子點(diǎn)和高分子集合，并且被表面效應(yīng)所掌控，如范德瓦耳斯力、氫鍵、電荷、離子鍵、共價(jià)鍵、疏水性、親水性和量子穿隧效應(yīng)等，而慣性和湍流等巨觀效應(yīng)則小得可以被忽略掉。舉個(gè)例子，當(dāng)表面積對(duì)體積的比例劇烈地增大時(shí)，開(kāi)起了如催化學(xué)等以表面為主的科學(xué)新的可能性。

微小性的持續(xù)探究以使得新的工具誕生，如原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡等。結(jié)合如電子束微影之類(lèi)的精確程序，這些設(shè)備將使我們可以精密地運(yùn)作并生成納米結(jié)構(gòu)。納米材質(zhì)，不論是由上至下制成(將塊材縮至納米尺度，主要方法是從塊材開(kāi)始通過(guò)切割、蝕刻、研磨等辦法得到盡可能小的形狀（比如超精度加工，難度在于得到的微小結(jié)構(gòu)必須精確）。

或由下至上制成(由一顆顆原子或分子來(lái)組成較大的結(jié)構(gòu)，主要辦法有化學(xué)合成，自組裝(self assembly)和定點(diǎn)組裝(positional assembly)。難度在于宏觀上要達(dá)到高效穩(wěn)定的質(zhì)量，都不只是進(jìn)一步的微小化而已。物體內(nèi)電子的能量量子化也開(kāi)始對(duì)材質(zhì)的性質(zhì)有影響，稱(chēng)為量子尺度效應(yīng)，描述物質(zhì)內(nèi)電子在尺度劇減后的物理性質(zhì)。

這一效應(yīng)不是因?yàn)槌叨扔删抻^變成微觀而產(chǎn)生的，但它確實(shí)在納米尺度時(shí)占了很重要的地位。物質(zhì)在納米尺度時(shí)，會(huì)和它們?cè)诰抻^時(shí)有很大的不同，例如：不透明的物質(zhì)會(huì)變成透明的(銅)、惰性的物質(zhì)變成可以當(dāng)催化劑(鉑)、穩(wěn)定的物質(zhì)變得易燃(鋁)、固體在室溫下變成了液體(金)、絕緣體變成了導(dǎo)體(硅)。

納米科技的神奇來(lái)自于其在納米尺度下所擁有的量子和表面現(xiàn)象，并因此可能可以有許多重要的應(yīng)用和制造許多有趣的材質(zhì)。

納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)

納米科學(xué)與技術(shù)主要包括：納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)等 。

納米科學(xué)技術(shù)納米科技

納米科學(xué)技術(shù)是在0.1nm~100nm尺度空間內(nèi)，研究電子，原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律與特性的高技術(shù)學(xué)科。納米科學(xué)技術(shù)涵蓋納米物理學(xué)，納米電子學(xué)，納米材料學(xué)，納米機(jī)械學(xué)，納米制造學(xué)，納米顯微學(xué)，納米計(jì)量學(xué)，納米化學(xué)，納米生物學(xué)，納米醫(yī)學(xué)。納米科學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代物理學(xué)與先進(jìn)工程技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上誕生的，是基礎(chǔ)研究與應(yīng)用探索緊密聯(lián)系的新興高尖端科學(xué)技術(shù)。

納米科學(xué)技術(shù)納米加工技術(shù)

為了納米科學(xué)研究及其成果的應(yīng)用，首先要能按照人們的意愿在納米尺度上對(duì)材料進(jìn)行自由地剪裁和安排，這一技術(shù)被稱(chēng)為納米加工技術(shù)。實(shí)際上，一方面納米加工技術(shù)是納米材料應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，另一方面納米加工技術(shù)中也包含了許多人們尚未認(rèn)識(shí)清楚的納米科學(xué)問(wèn)題。比如說(shuō)，在一個(gè)粗細(xì)為幾納米的孔或線(xiàn)里，原子的擴(kuò)散就與宏觀世界里的擴(kuò)散大不一樣。一般而言，原子運(yùn)動(dòng)的自由程為幾個(gè)微米。在這個(gè)長(zhǎng)度上，原子發(fā)生碰撞、進(jìn)行熱擴(kuò)散的作用可忽略不計(jì)?？墒窃诩{米孔或線(xiàn)內(nèi)，原子的擴(kuò)散主要是靠與孔壁的碰撞來(lái)完成的。再舉一個(gè)例子，一般認(rèn)為物體之間相互運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力主要來(lái)源于物體表面的不平整性，即物體表面越光滑，它們之間的摩擦力越小。在納米世界里，材料表面很小，相互之間距離很近，以至于兩塊材料表面上的原子會(huì)發(fā)生化學(xué)鍵合而產(chǎn)生對(duì)相互運(yùn)動(dòng)的阻力。因此，在納米世界內(nèi)，所有的加工技術(shù)都必須在原子尺寸的層面上考慮。2100433B

納米技術(shù)是一門(mén)交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年，國(guó)際納米科技指導(dǎo)委員會(huì)將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等6個(gè)分支學(xué)科。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

納米科技是90年代初迅速發(fā)展起來(lái)的新興科技，其最終目標(biāo)是人類(lèi)按照自己的意識(shí)直接操縱單個(gè)原子、分子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。納米科技以空前的分辨率為我們揭示了一個(gè)可見(jiàn)的原子、分子世界。這表明，人類(lèi)正越來(lái)越向微觀世界深入，人們認(rèn)識(shí)、改造微觀世界的水平提高了前所未有的高度。有資料顯示，2010年，納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的第二大產(chǎn)業(yè)。

納米科技nanotechnology）

納米技術(shù)其實(shí)就是一種用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。

從迄今為止的研究狀況看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念。第一種，是1986年美國(guó)科學(xué)家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機(jī)器》一書(shū)中提出的分子納米技術(shù)。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機(jī)器實(shí)用化，從而可以任意組合所有種類(lèi)的分子，可以制造出任何種類(lèi)的分子結(jié)構(gòu)。這種概念的納米技術(shù)未取得重大進(jìn)展。

第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過(guò)納米精度的“加工”來(lái)人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級(jí)的加工技術(shù)，也使半導(dǎo)體微型化即將達(dá)到極限?，F(xiàn)有技術(shù)即便發(fā)展下去，從理論上講終將會(huì)達(dá)到限度。這是因?yàn)椋绻央娐返木€(xiàn)幅變小，將使構(gòu)成電路的絕緣膜的為得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動(dòng)等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，研究人員正在研究新型的納米技術(shù)。

第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來(lái)，生物在細(xì)胞和生物膜內(nèi)就存在納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。

納米科技包括納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米化學(xué)等學(xué)科。從包括微電子等在內(nèi)的微米科技到納米科技，人類(lèi)正越來(lái)越向微觀世界深入，人們認(rèn)識(shí)、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森也曾指出，納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，會(huì)是一次技術(shù)革命，從而將引起21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命。

雖然距離應(yīng)用階段還有較長(zhǎng)的距離要走，但是由于納米科技所孕育的極為廣闊的應(yīng)用前景，美國(guó)、日本、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)納米科技給予高度重視，紛紛制定研究計(jì)劃，進(jìn)行相關(guān)研究