科技發展日新月異,出現了克隆,納米技術```````你還了解哪些新技術?簡要介紹.
作者:訪客發布時間:2021-08-29分類:催化劑及助劑瀏覽:80
納米是一種幾何尺寸的量度單位,長度僅為一米的十億分之一,略等于45個原子排列起來的尺度,一根頭發絲的直徑就有七八萬納米。
在這一尺度范圍內對原子、分子進行操縱和加工的技術稱為納米技術。開發納米技術,就是要生產出能夠在分子水平上治療疾病的手術工具、比人體細胞還小的計算機和具有防污染能力的超高效微型機床等。
科學家們已為我們勾勒了一幅若干年后的藍圖:超強輕型新型材料有可能使太空旅行變得便宜而且容易,甚至像一些作家預測的那樣利用納米技術在火星上制造出大氣。如果新的納米醫學能夠在細胞老化時一個分子一個分子地制造出新的細胞,從而把人們的壽命無限地延長,那么就有必要向太空移民。納米技術已經創造出足夠多的小奇跡,這至少能讓一些科學泰斗們相信這些宏偉的想法也會實現。
納米是長度單位,原稱毫微米,就是10-9(10億分之一米)。納米科學與技術,有時簡稱為納米技術,是研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用。
從具體的物質說來,人們往往用細如發絲來形容纖細的東西,其實人的頭發一般直徑為20-50微米,并不細。單個細菌用肉眼看不出來,用顯微鏡測出直徑為5微米,也不算細。極而言之,1納米大體上相當于4個原子的直徑。
納米技術包含下列四個主要方面:
第一方面是納米材料,包括制備和表征。在納米尺度下,物質中電子的放性(量子力學學性質)和原子的相互作用將受到尺度大小的影響,如能得到納米尺度的結構,就可能控制材料的基本性質如熔點、磁性、電容甚至顏色。而不改變物質的化學成份。用超微粒子燒成的陶瓷硬度可以更高,但不艙裂:無機的超微粒子灰分在加入橡膠后,將粘在聚合物分子的端點上,所做成的輪胎將大大減小磨損和處長壽命。
第二方面是納米動力學,主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械系統(MEMS),用于有傳動機械的微型傳感器和執行器、光纖通訊系統,特種電子設備、醫療和診斷儀器等。MEMS用的是一種類似于集成電器設計和制造的新工藝。特點是部件很小,刻蝕的深度往往要求數十至數百微米,而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動機,用于超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度,但有很大的潛在科學價值和經濟價值。
第三方面是納米生物學和納米藥物學,如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗,磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜,DNA的精細結構等。有了納米技術,還可用自組裝方法在細胞內放入零件或組件使構成新的材料。新的藥物,即使是微米粒子的細粉,也大約有半數不溶于水;但如粒子為納米尺度(即超微粒子),則可溶于水。
第四方面是納米電子學,包括基于量子效應的納米電子器件、納米結構的光/電性質、納米電子材料的表征,以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。更小是指響應速度要快。更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度。
納米技術是建設者的最后疆界,它的影響將是巨大的
在1998年的四月,總統科學技術顧問,Neal Lane 博士評論到,如果有人問我哪個科學和工程領域將會對未來產生突破性的影響,我會說該個啟動計劃建立一個名為納米科技。大挑戰機構,資助進行跨學科研究和教育的隊伍,包括為長遠目標而建立的中心和網絡。一些潛在的可能實現的突破包括: 把整個美國國會圖書館的資料壓縮到一塊像方糖一樣大小的設備中,這通過提高單位表面儲存能力1000倍使大存儲電子設備儲存能力擴大到幾兆兆字節的水平來實現。
由自小到大的方法制造材料和產品,即從一個原子、一個分子開始制造它們。這種方法將節約原材料和降低污染。
生產出比鋼強度大10倍,而重量只有其幾分之一的材料來制造各種更輕便,更省燃料的陸上、水上和航空用的交通工具。
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運用基因和藥物傳送納米級的MRI對照劑來發現癌細胞或定位人體組織器官
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