納米技術（納米科技nanotechnology） 納米技術其實就是一種用單個原子、分子制造物質的技術。 從迄今為止的研究狀況看，關于納米技術分為三種概念。第一種，是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念，可以使組合分子的機器實用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術未取得重大進展。 第二種概念把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結構的技術。這種納米級的加工技術，也使半導體微型化即將達到極限。現有技術即便發展下去，從理論上講終將會達到限度。這是因為，如果把電路的線幅變小，將使構成電路的絕緣膜的為得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發熱和晃動等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型的納米技術。 第三種概念是從生物的角度出發而提出的。本來，生物在細胞和生物膜內就存在納米級的結構。 所謂納米技術，是指在0.1~100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中，發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子，顯著地表現出許多新的特性，而利用這些特性制造具有特定功能設備的技術，就稱為納米技術。 納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。 納米科技現在已經包括納米生物學、納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米化學等學科。從包括微電子等在內的微米科技到納米科技，人類正越來越向微觀世界深入，人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學家錢學森也曾指出，納米左右和納米以下的結構是下一階段科技發展的一個重點，會是一次技術革命，從而將引起21世紀又一次產業革命。 雖然距離應用階段還有較長的距離要走，但是由于納米科技所孕育的極為廣闊的應用前景，美國、日本、英國等發達國家都對納米科技給予高度重視，紛紛制定研究計劃，進行相關研究。

納米技術的應用　　納米技術目前已成功用于許多領域，包括醫學、藥學、化學及生物檢測、制造業、光學以及國防等等。本詞條為納米技術應用的總綱，包括如下領域： 　　1、納米技術在新材料中的應用 　　2、納米技術在微電子、電力等領域中的應用 　　3、納米技術在制造業中的應用 　　4、納米技術在生物、醫藥學中的應用 　　5、納米技術在化學、環境監測中的應用 　　6、納米技術在能源、交通等領域的應用 　　7、納米技術在農業中的應用 　　8、 納米技術在日常生活中的應用 衣　　在紡織和化纖制品中添加納米微粒，可以除味殺菌。化纖布雖然結實，但有煩人的靜電現象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現象。 食　　利用納米材料，冰箱可以抗菌。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經面世。利用納米粉末，可以使廢水徹底變清水，完全達到飲用標準。納米食品色香味俱全，還有益健康。 住　　納米技術的運用，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，還可以吸收對人體有害的紫外線。 　　行　 　　納米材料可以提高和改進交通工具的性能指標。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發動機部件的理想材料，能大大提高發動機效率、工作壽命和可靠性。納米衛星可以隨時向駕駛人員提供交通信息，幫助其安全駕駛。 醫　　利用納米技術制成的微型藥物輸送器，可攜帶一定劑量的藥物，在體外電磁信號的引導下準確到達病灶部位，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器人，其體積小于紅細胞，通過向病人血管中注射，能疏通腦血管的血栓。清除心臟動脈的脂肪和沉淀物，還可“嚼碎”泌尿系統的結石等。納米技術將是健康生活的好幫手。 　　納米技術應用前景十分廣闊，經濟效益十分巨大，美國權威機構預測，2010年納米技術市場估計達到14400億美元，納米技術未來的應用將遠遠超過計算機工業。納米復合、塑膠、橡膠和纖維的改性，納米功能涂層材料的設計和應用，將給傳統產生和產品注入新的高科技含量。專家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設備等領域，將免不了一場因納米而引發的“材料革命”現在我國以納米材料和納米技術注冊的公司有近100個，建立了10多條納米材料和納米技術的生產線。納米布料、服裝已批量生產，象電腦工作裝、無靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問世。加入納米技術的新型油漆，不僅耐洗刷的性能提高了十幾倍，而且無毒無害無異味。納米技術正在改善著、提高著人們的生活質量。 納米技術 - 基本概念納米技術 納米科學與技術，有時簡稱為納米技術，是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。 1981年掃描隧道顯微鏡發明后，誕生了一門以0.1到100納米長度為研究分子世界，它的最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產品。因此，納米技術其實就是一種用單個原子、分子射程物質的技術。 納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。納米科學與技術主要包括：納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學等 。納米材料的制備和研究是整個納米科技的基礎。其中，納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎，而納米電子學是納米技術最重要的內容。 從迄今為止的研究來看，關于納米技術分為三種概念： 第一種，是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念，可以使組合分子的機器實用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術還未取得重大進展。 第二種概念把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結構的技術。這種納米級的加工技術，也使半導體微型化即將達到極限。現有技術即使發展下去，從理論上講終將會達到限度，這是因為，如果把電路的線幅逐漸變小，將使構成電路的絕緣膜變得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發熱和晃動等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型的納米技術。 第三種概念是從生物的角度出發而提出的。本來，生物在細胞和生物膜內就存在納米級的結構。DNA分子計算機、細胞生物計算機的開發，成為納米生物技術的重要內容。納米技術 - 發展歷史納米技術的靈感，來自于已故物理學家理查德·費曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。這位當時在加州理工大學任教的教授向同事們提出了一個新的想法。從石器時代開始，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術，都與一次性地削去或者融合數以億計的原子以便把物質做成有用的形態有關。費曼質認為，物理學的規律不排除一個原子一個原子地制造物品的可能性。 著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德· 費曼預言，人類可以用小的機器制作更小的機器，最后將變成根據人類意愿，逐個地排列原子，制造產品，這是關于納米技術最早的夢想； 20世紀70年代，科學家開始從不同角度提出有關納米科技的構想，1974年，科學家唐尼古奇最早使用納米技術一詞描述精密機械加工； 1982年，科學家發明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，為我們揭示一個可見的原子、分子世界，對納米科技發展產生了積極促進作用； 1990年7月，第一屆國際納米科學技術會議在美國巴爾的摩舉辦，標志著納米科學技術的正式誕生； 1990年，IBM公司阿爾馬登研究中心的科學家成功地對單個的原子進行了重排，納米技術取得一項關鍵突破。他們使用一種稱為掃描探針的設備慢慢地把35個原子移動到各自的位置，組成了IBM三個字母。這證明費曼是正確的。使用分子束外延長生長技術，科學家們學會了制造極薄的特殊晶體薄膜的方法，每次可只造出一層分子。1991年，碳納米管被人類發現，它的質量是相同體積鋼的六分之一，強度卻是鋼的10倍，成為納米技術研究的熱點，諾貝爾化學獎得主斯莫利教授認為，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導線、超微開關以及納米級電子線路等； 1993年，繼1989年美國斯坦福大學搬走原子團“寫”下斯坦福大學英文、1990年美國國際商用機器公司在鎳表面用36個氙原子排出“IBM”之后，中國科學院北京真空物理實驗室自如地操縱原子成功寫出“ 中國”二字，標志著中國開始在國際納米科技領域占有一席之地； 1997年，美國科學家首次成功地用單電子移動單電子，利用這種技術可望在20年后研制成功速度和存貯容量比現在提高成千上萬倍的量子計算機； 1999年，巴西和美國科學家在進行納米碳管實驗時發明了世界上最小的“秤”，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當于一個病毒的重量；此后不久，德國科學家研制出能稱量單個原子重量的秤，打破了美國和巴西科學家聯合創造的紀錄； 到1999年，納米技術逐步走向市場，全年基于納米產品的營業額達到500億美元； 2000年以來，一些國家紛紛制定相關戰略或者計劃，投入巨資搶占納米技術戰略高地。日本設立納米材料研究中心，把納米技術列入新5年科技基本計劃的研發重點；德國專門建立納米技術研究網；美國將納米計劃視為下一次工業革命的核心，美國政府部門將納米科技基礎研究方面的投資從1997年的1.16億美元增加到2001年的4.97億美元。納米技術 - 技術分支1993年，第一屆國際納米技術大會(INTC)在美國召開，將納米技術劃分為6大分支：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工技術和納米計量學。 　納米動力學 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。采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。 理論上講：可以使微電機和檢測技術達到納米數量級。 納米生物學和納米藥物學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，檢測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。 納米生物學發展到一定技術時，可以用納米材料制成具有識別能力的納米生物細胞，并可以吸收癌細胞的生物醫藥，注入人體內，可以用于定向殺癌細胞。 納米電子學納米電子學，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。納米技術 - 研究應用原子力顯微鏡——納米測量技術主要包括：納米級測量技術；納米級表層物理力學性能的檢測技術；納米級加工技術；納米粒子的制備技術；納米材料；納米生物學技術；納米組裝技術等。 1、納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬分之一毫米。 2、納米技術帶動了技術革命。 3、利用納米技術制作的藥物可以阻斷毛細血管，“餓死”癌細胞。 4、如果在衛星上用納米集成器件，衛星將更小，更容易發射。 5、納米技術是多科學綜合，有些目標需要長時間的努力才會實現。 6、納米技術和信息科學技術、生命科學技術是當前的科學發展主流，它們的發展將使人類社會、生存環境和科學技術本身變得更美好。污水處理與傳統的水處理方法相比，納米凈水處理占地小，人力和能源消耗少，這使它有可能成為幫助發展中國家乃至全球緩解已經來臨的水危機的一個重要途徑。[1] 2012年4月，英國曼切斯特大學納米技術專家稱，他們將通過新型納米材料從廁所廢水中提取生物燃料，并將其凈化成飲用水。這項新發明得到比爾-蓋茨與梅琳達-蓋茨基金會贊助，預計可以解決發展中國家數百萬人用水難的問題[2]。測量技術納米級測量技術包括：納米級精度的尺寸和位移的測量，納米級表面形貌的測量。納米級測量技術主要有兩個發展方向。一是光干涉測量技術，它是利用光的干涉條紋來提高測量的分辨率，其測量方法有：雙頻激光干涉測量法、光外差干涉測量法、X射線干涉測量法、F一P標準工具測量法等，可用于長度和位移的精確測量，也可用于表面顯微形貌的測量。二是掃描探針顯微測量技術(STM)，其基本原理是基于量子力學的隧道效應，它的原理是用極尖的探針(或類似的方法)對被測表面進行掃描(探針和被測表面實際并不接觸)，借助納米級的三維位移定位控制系統測出該表面的三維微觀立體形貌。主要用于測量表面的微觀形貌和尺寸。用這原理的測量方法有：掃描隧道顯微鏡(STM)、原子顯微鏡(AFM)等。 衰層物理力學性能的檢測各種材料的極薄表層的物理、化學、力學性能和材料內部的性能常有很大差異。而正是這極薄的表面材料在摩擦磨損、物理、化學、機械行為中起著主導作用。反映在現在“信息時代”的新型“智能型”材料的出現，如計算機磁盤、光盤等，要求表層小但有優良的電、磁、光性能，而且要求有良好的潤滑性、摩擦小、耐磨損、抗化學腐蝕、組織穩定和優良的力學性能。因此，世界各國都非常重視材料的納米級表層的物理、化學、機械性能及其檢測方法的研究。納米級表層物理力學性能的檢測方法主要是表層微力學探針檢側法，它是用納米壓痕的原理檢測其力學性能的。其基本原理是利用金剛石針尖用極小的力在試件表面壓出納米級或微米級壓痕，根據壓痕的大小測出試件表層的顯徽力學性能，即連續記錄探針針尖加載逐步壓入和卸載逐步退出試件表層的全過程的壓痕深度變化。因其中包含試件表層的彈形，塑性變形、姍變、變形速率等多種信息，通過這些信息測出表層材料的多項力學性能。材料技術一、納米結晶材料（nanocrystalline materials） 當物質的微結構微小化時，表面原子與內部材料原子的個數比例顯著上升，界面之原子行為對物質性質便有決定性影響。例如納米金屬結晶顆粒，展現出較佳之強度、硬度、磁特性、表面催化性等；而具納米結晶之陶瓷材料相較于一般陶瓷材料，則具較高之延展性、較不易脆裂之特性。 二、納米粉體（nanoparticles）納米粉體是納米材料中種類最繁多且應用最廣泛之一類。最常見的陶瓷納米粉體（ceramic nanoparticles）可再分為兩類： 金屬氧化物如TiO2、ZnO等；硅酸鹽類，通常為納米尺度的黏土薄片。它們的應用包括：（一）復合材料：納米粉體最大之應用之一，在于納米高分子復合材料之開發。由于無機分散相表面積與高分子間之作用力，使復合材料的剛性大幅提升，透氣性、熱膨脹性下降，耐化學腐蝕，及保有透明性等的優點，可廣泛應用于一般民生工業，如家電器材、汽車零組件、輸送導管等耐磨結構材料上；在包裝材料上的應用，如保鮮膜、飲料瓶，則可利用其耐熱性、高阻氣性及透明等優點。Caly/Nylon復合材料，由于分散均勻，只要添加3%～4％，即可將Nylon的熔點從70℃提升至150℃，且加工性非常良好。 （二）涂布：納米粉體涂布具增強表面硬度、抗磨、透明等特性，已應用于建材及太陽眼鏡鏡片上，Kodak正發展以納米粉體涂布制造防刮之X射線底片。此外，亦有利用納米粉體涂布光學、耐腐蝕、絕熱特性的應用開發。磁性納米粉體涂布則可應用于資料儲存方面。 （三）醫學與藥物：經表面修飾之納米粉體可應用于藥物輸送、納米銀微粒具有抗菌功效、氧化鋅則具殺霉作用。TiO2與ZnO對UV吸收有相當好之功效，可應用于防曬油等美容產品。 （四）其他：納米粉體的高表面積，可利用工業上的催化反應；用于燃料電池上，可增加其反應速率，提高效能。此外，納米顏料的開發、使用金屬納米粉體印制電子電路、及磁性納米粉體于半導體與醫學核磁共振影像上的使用，均為納米粉體的應用范圍。 三、納米孔隙材料（nanoporous materials） 此類材料指孔隙尺寸小于100納米的孔隙材料，包括自然界中早已存在的生物膜與沸石，其高表面積（通常高達約102 m2 /g），使之具高催化及吸附效應。納米孔隙材料可由溶膠－凝膠法、微影蝕刻、離子束等方法制得；納米孔隙薄膜經鍍膜處理，可得納米細管結構。 納米孔隙材料可用開發改良催化劑，應用于石化工業等。利用孔隙結構，在薄膜過濾系統純化／分離、藥物輸送植入裝置、基因定序、醫學檢測等，納米孔隙材料均有相當大的應用潛能。氣膠為質輕的良好絕熱材料；納米孔隙薄膜可作為半導體業中低介電材料；納米多孔硅特殊的發光性質，可作為固態鐳射的材料；納米多孔碳則具高電容特性，可應用于如手提電腦、移動電話，乃至電動車等電池的開發。 四、納米纖維與納米纜線（nanofibers， nanowires） 納米纖維在此指相對較短的纖維，包括碳纖絲（carbon fibrils）、人造高分子纖維、及氧化鋁纖維等；電紡（electrospinning）是制造人造高分子納米纖維之方法，可結合納米微粒或納米管等材料于纖維中。工研院化學工業研究所正開發之電紡納米纖維，其尺度約為人發的1/100。 納米纜線則傾向為無機材質，包括金屬、半導體（如硅、鍺），及一些有機高分子，主要應用于電子工程。其制造主要有三個方式： （一）微影蝕刻或拓印。 （二）化學成長。 （三）自組裝成長。 納米纜線的電子傳遞行為并不遵循古典電學，例如其電阻為一定值并不隨長度改變；應用于建構復雜之電路系統時，須挑戰的困難點在于纜線間的連接性。 納米纖維可用于復合材料與表面涂布，達補強作用。Hyperion Catalysis International正開發利用納米碳纖絲，制造導電塑膠及薄膜，可應用在汽車的靜電涂料或電器設備的靜電消除；與傳統導電塑膠材料比較，達同樣導電效果所需添加之碳纖絲量較低，且材料表面亦較平滑。 電紡納米纖維具強度提升與高表面積等特性，適合作為納米粉體于催化應用上之反應床。納米纖維可制成抗化學品、防水透氣、防污等特殊性能布料，在紡織服裝業上有廣大的市場；Nano-Tex公司已有開發之商業化產品問世。納米纖維可用為過濾材料及醫學組織工程之支架材料；在藥物輸送的媒介、傳感器、納米電機等領域，亦具應用潛力。 五、納米碳管 納米碳管（carbon nanotube，CNT）是在1991年由日本NEC公司Sumio Iijima，在以穿透式電子顯微鏡觀察碳的團簇（cluster）時意外發現，為石墨平面卷曲而成之管狀材料，有單層（single-walled）與多重層（multi-walled）兩種結構。納米碳管的制程方式包括電弧放電、鐳射蒸發／剝離、化學氣相沉積法、氣相成長、電解及火焰生成法等。納米碳管具許多特殊性質，如高張力強度（tensile strength ，閱100Gpa）、優良的熱導性、及室溫超導性，其導電性則隨不同的卷曲方式而變，可為納米導線或是納米半導體；研究并顯示納米碳管可吸附氫氣，唯其機制與吸附效能目前仍無定論。 納米生物學 鞭毛馬達納米生物學是以納米尺度研究細胞內部各種細胞器的結構和功能。研究細胞內部，細胞內外之間以及整個生物體的物質、能量和信息交換。納米生物學的研究集中在下列方面。 一、遺傳物質DNA的研究 這方面的研究在形貌觀察、特性研究和基因改造三個方面有不少進展。二、腦功能的研究 工作目標是弄清人類的記憶、思維，語言和學習這些高級神經功能和人腦的信息處理功能。三、仿生學的研究 這是納米生物學的熱門研究內容。是納米技術中有希望獲得突破性巨大成果的部分。世界上最小的馬達是一種生物馬達——鞭毛馬達。能像螺旋槳那樣旋轉驅動鞭毛旋轉。該馬達通常由10種以上的蛋白質群體組成，其構造如同人工馬達。由相當的定子、轉子、軸承、萬向接頭等組成。它的直徑只有30nm，轉速可以高達15r/min，可在1μs內進行右轉或左轉的相互切換。利用外部電場可實現加速或減速。轉動的動力源，是細菌內支撐馬達的薄膜內外的氮氧離子濃度差。實驗證明。細菌體內外的電位差也可驅動鞭毛馬達。現在人們正在探索設計一種能用電位差馭動的人工鞭毛馬達驅動器。 納米技術 - 潛在危害納米技術的潛在危害可以廣義地劃分為下面幾個方面：健康問題納米顆粒進入人體有四種途徑：吸入，吞咽，從皮膚吸收或在醫療過程中被有意地注入（或由植入體釋放）。一旦進入人體，它們具有高度的可移動性。在一些個例中，它們甚至能穿越血腦屏障。 納米粒子在器官中的行為仍然是需要研究的一個大課題。基本上，納米顆粒的行為取決于它們的大小，形狀和同周圍組織的相互作用活動性。它們可能引起噬菌細胞（吞咽并消滅外來物質的細胞）的“過載”，從而引發防御性的發燒和降低機體免疫力。它們可能因為無法降解或降解緩慢，而在器官里集聚。還有一個顧慮是它們同人體中一些生物過程發生反應的潛在危險。由于極大的表面積，暴露在組織和液體中的納米粒子會立即吸附它們遇到的大分子。這樣會影響到例如酶和其他蛋白的調整機制。 環境問題主要的擔心在納米顆粒可造成的危害上。 社會風險納米技術的使用也存在社會學風險。在儀器的層面，也包括在軍事領域使用納米技術的可能性。

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