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纳米技术

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纳米技术

纳米技术发展史

自动化(2)班0905075007 蔡长永

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。

[1]

关键字:发展纳米技术纳米材料21世纪

一.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。[2]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。[3]

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。

二.纳米技术的发展史

1. 纳米科技概念的提出与发展

最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼。1959年他在一次著名的讲演中提出:如果人类能够在原

子/分子的尺度上来加工材料、制备装置,我们将有许多激动

人心的新发现。他指出,我们需要新型的微型化仪器来操纵纳

米结构并测定其性质。那时,化学将变成根据人们的意愿逐个

地准确放置原子的问题。1974年,Taniguchi最早使用纳米技

术(nanotechnology)一词描述精细机械加工。20世纪70年代后

期,麻省理工学院德雷克斯勒教授提倡纳米科技的研究,但当

时多数主流科学家对此持怀疑态度。

纳米科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。80年代初发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器——扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等微观表征和操纵技术,它们对纳米科技的发展起到了积极的促进作用。与此同时,纳米尺度上的多学科交叉展现了巨大的生命力,迅速形成为一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩与第五届国际扫描隧道显微学会议同时举办《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世。一门崭新的科学技术——纳米科技从此得到科技界的广泛关注。

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年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想,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。

1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。

1991年,碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10倍,成为纳米技术研究的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。

1993年,继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后,中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。

1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。

1999年,巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。

到1999年,纳米技术逐步走向市场,全年纳米产品的营业额达到500亿美元。

2000-2010 年,各种纳米带、线等二维纳米物体以及纳米机器相继在实验室制备成功,对纳米物质的检测表征有了进一步的发展。或许在不久的将来我们用的电脑显示器只是你面

前的一片空气,所显示内容可以是大脑想象的图像,也可以是接收到的特定图像信息,国外科幻大片中的景象将不再是梦!

近年来,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心,把纳米技术列入新5年科技基本计划的研发重点;德国专门建立纳米技术研究网;美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心,美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元。

2. 纳米技术发展经历的五个阶段

据日本阿普莱德研究所提供的材料介绍,以研究分子机械而著称的美国风险企业宰贝克斯公司的一项预测认为,纳米技术的发展可能会经历以下五个阶段:

第一阶段的发展重点是要准确地控制原子数量在100个以下的纳米结构物质。这需要使用计算机设计/制造技术和现有工厂的设备和超精密电子装置。这个阶段的市场规模约为5亿美元。

第二个阶段是生产纳米结构物质。在这个阶段,纳米结构物质和纳米复合材料的制造将达到实用化水平。其中包括从有机碳酸钙中制取的有机纳米材料,其强度将达到无机单晶材料的3000倍。该阶段的市场规模在50亿至200亿美元之间。

在第三个阶段,大量制造复杂的纳米结构物质将成为可能。这要求有高级的计算机设计/制造系统、目标设计技术、计算机模拟技术和组装技术等。该阶段的市场规模可达100亿至1000亿美元。

纳米计算机将在第四个阶段中得以实现。这个阶段的市场规模将达到2000亿至1万亿美元。

在第五阶段里,科学家们将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置,市场规模将高达6万亿美元。

有人认为,虽然纳米技术每个阶段到来的时间有很大的不确定性,难以准确预测,但在2010年之前,纳米技术有可能发展到第三个阶段,超越“量子效应障碍”的技术将达到实用化水平。

3. 我国发展纳米技术和产业的对策

从电的发明到建电站,人类花费了200多年,从无线电的发现到成为产品,有36年,而从计算机到网络通讯只用了4年时间。如果发展纳米技术我们仍然是按步就班,就会丧失机会,现在不是大鱼吃小鱼,而是快鱼吃慢鱼。对此,发展纳米技术及其产业一定要把握以下几个原则。

1.必须以市场需求为导向。我们不能再做概念市场,做推理市场,不能凭兴趣做技术创新。技术找市场,成功率为30%,这样就赶不上现在的速度了。技术进入市场从一开始就要和经营相结合。经营是生产力,再好的技术不去经营、不进入市场照样会垮台,好的技术最后丧失了市场,这种失败的教训很多,因此,企业家从一开始就要介入,政府和企业家共同来努力是至关重要的,而市场成熟代替技术成熟是发展纳米技术的最佳方式。过去生产粉体找不到市场,是因为粉体不是最终产品,如果是某件产品需要粉体,做起来就要容易得多。

2.要做到三个结合。第一是纳米技术人员与传统领域科技人员相结合;第二是技术人员与企业家相结合;第三是企业家与政府相结合;做好了这三个结合,就有成功的可能。

3.企业要选择好发展目标。不能做单一材料或是单一性能材料的产品。研究方向要与产业相结合,要策划出一个行业的主体并且形成一个产业链条。

4.要充分发挥各生产要素的作用。技术进入市场,企业家是主力军,科技人员是先导。技术进入市场,技术好是根本,但技术好不一定得到市场的承认,这中间有很多操作过程。这里还包括资金运作、股份扩大等等。光靠技术卖钱是不行的。

5.要重视知识产权保护。知识产权、专利,特别是发明专利是企业的生命线,是企业潜力大小的标准,是竞争的本钱。在我国申请的专利,有46%是国内的,54%是外企的;在国内申请的专利中,83%是高校的。我们的大部分企业还没有申请专利的意识,在我国申请的纳米专利中,大部分是国外的。要提高企业申报专利的意识,还要申请国外的专利,在这方面,我们有过深刻的教训。

6.要加强团结协作。不仅在科学界,而且在企业界也要有团结协作精神,政府在其中要起协调作用。在省内,同行要扩大交流,要互相协调,小打小闹成不了气候,要共同对外。我们发展纳米技术及其产业首先要参与国际竞争,然后才参与各地区间的竞争。策划发展大的产业,更需要协作,更需要优势互补。

现在是中国发展纳米产业千载难逢的时期,立即行动起来还为时不晚,因为纳米时代是一个过程,要有几十年的努力。

三.纳米材料各领域的应用[4]

1.纳米技术在陶瓷领域方面的应用

陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,希望以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。英国材料学家Cahn指出纳

米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。

所谓纳米陶瓷,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度

的陶瓷材料,也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、

缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。要制备纳米陶瓷,这

就需要解决:粉体尺寸形貌和粒径分布的控制,团聚体的控

制和分散。块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制。

虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决,但其优良的

室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧性,使其在切削刀

具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用,并

在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替

代的作用,具有广阔的应用前景。

2.纳米技术在微电子学上的应用

纳米电子学是纳米技术的重要组成部分,其主要思想是基

于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米量子器件,它包括纳

米有序(无序)阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳

米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集成电路进一

步减小,研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种

器件。

目前,利用纳米电子学已经研制成功各种纳米器件。单电

子晶体管,红、绿、蓝三基色可调谐的纳米发光二极管以及利

用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁场探测器已经问世。并且,

具有奇特性能的碳纳米管的研制成功,为纳米电子学的发展起

到了关键的作用。

美国威斯康星大学已制造出可容纳单个电子的量子点。在一个针尖上可容纳这样的量子点几十亿个。利用量子点可制成体积小、耗能少的单电子器件,在微电子和光电子领域将获得广泛应用。此外,若能将几十亿个量子点连结起来,每个量子点的功能相当于大脑中的神经细胞,再结合MEMS(微电子机械系统)方法,它将为研制智能型微型电脑带来希望。

纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段,按照全新的理念来构造电子系统,并开发物质潜在的储存和处理信息的能力,实现信息采集和处理能力的革命性突破,纳米电子学将成为对世纪信息时代的核心。

3. 纳米技术在生物工程上的应用

众所周知,分子是保持物质化学性质不变的最小单位。生物分子是很好的信息处理材料,每一个生物大分子本身就是一个微型处理器,分子在运动过程中以可预测方式进行状态变化,其原理类似于计算机的逻辑开关,利用该特性并结合纳米技术,可以此来设计量子计算机。美国南加州大学的Adelman博士等应用基于DNA分子计算技术的生物实验方法,有效地解决了目前计算机无法解决的问题-"哈密顿路径问题",使人们对生物材料的信息处理功能和生物分子的计算技术有了进一步的认识。

虽然分子计算机目前只是处于理想阶段,但科学家已经考虑应用几种生物分子制造计算机的组件,其中细菌视紫红质最具前景。该生物材料具有特异

的热、光、化学物理特性和很好的稳定性,并且,其奇特的光

学循环特性可用于储存信息,从而起到代替当今计算机信息处

理和信息存储的作用。在整个光循环过程中,细菌视紫红质经

历几种不同的中间体过程,伴随相应的物质结构变化。Birge等

研究了细菌视紫红质分子潜在的并行处理机制和用作三维存储

器的潜能。通过调谐激光束,将信息并行地写入细菌视紫红质

立方体,并从立方体中读取信息,并且细菌视紫红质的三维存

储器可提供比二维光学存储器大得多的存储空间。

到目前为止,还没有出现商品化的分子计算机组件。科学

家们认为:要想提高集成度,制造微型计算机,关键在于寻找具有开关功能的微型器件。美国锡拉丘兹大学已经利用细菌视紫红质蛋白质制作出了光导"与"门,利用发光门制成蛋白质存储器。此外,他们还利用细菌视紫红质蛋白质研制模拟人脑联想能力的中心网络和联想式存储装置。

纳米计算机的问世,将会使当今的信息时代发生质的飞跃。它将突破传统极限,使单位体积物质的储存和信息处理的能力提高上百万倍,从而实现电子学上的又一次革命。

4.纳米技术在光电领域的应用

纳米技术的发展,使微电子和光电子的结合更加紧密,在光电信息传输、存贮、处理、运算和显示等方面,使光电器件的性能大大提高。将纳米技术用于现有雷达信息处理上,可使其能力提高10倍至几百倍,甚至可以将超高分辨率纳米孔径雷达放到卫星上进行高精度的对地侦察。但是要获取高分辨率图像,就必需先进的数字信息处理技术。科学家们发现,将光调制器和光探测器结合在一起的量子阱自电光效应器件,将为实现光学高速数学运算提供可能。

美国桑迪亚国家实验室的Paul等发现:纳米激光器的微小尺寸可以使光子被限制在少数几个状态上,而低音廊效应则使光子受到约束,直到所产生的光波累积起足够多的能量后透过此结构。其结果是激光器达到极高的工作效率,而能量阈则很低。纳米激光器实际上是一根弯曲成极薄面包圈的形状的光子导线,实验发现,纳米激光器的大小和形状能够有效控制它发射出的光子的量子行为,从而影响激光器的工作。研究还发现,纳米激光器工作时只需约100微安的电流。最近科学家们把光子导线缩小到只有五分之一立方微米体积内。在这一尺度上,此结构的光子状态数少于10个,接近了无能量运行所要求的条件,但是光子的数目还没有减少到这样的极限上。最近,麻省理工学院的研究人员把被激发的钡原子一个一个地送入激光器中,每个原子发射一个有用的光子,其效率之高,令人惊讶。

除了能提高效率以外,无能量阈纳米激光器的运行还可以得出速度极快的激光器。由于

只需要极少的能量就可以发射激光,这类装置可以实现瞬时开关。已经有一些激光器能够以快于每秒钟200亿次的速度开关,适合用于光纤通信。由于纳米技术的迅速发展,这种无能量阈纳米激光器的实现将指日可待。

5.纳米技术在化工领域的应用[5]

纳米粒子作为光催化剂,有着许多优点。首先是粒径小,比表面积大,光催化效率高。另外,纳米粒子生成的电子、空穴在到达表面之前,大部分不会重新结合。因此,电子、空穴能够到达表面的数量多,则化学反应活性高。其次,纳米粒子分散在介质中往往具有透明性,容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移、质子转移、半导体能级结构与表面态密度的影响。目前,工业上利用纳米二氧化钛-三氧化二铁作光催化剂,用于废水处理(含SO32-或Cr2O72-体系),已经取得了很好的效果。

纳米静电屏蔽材料,是纳米技术的另一重要应用。以往的静电屏蔽材料一般都是由树脂掺加碳黑喷涂而成,但性能并不是特别理想。为了改善静电屏蔽材料的性能,日本松下公司研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料。利用具有半导体特性的纳米氧化物粒子如Fe2O3 、TiO2 、ZnO等做成涂料,由于具有较高的导电特性,因而能起到静电屏蔽作用。

研究人员发现,可以利用纳米碳管其独特的孔状结构,大的比表面(每克纳米碳管的表面积高达几百平方米)、较高的机械强度做成纳米反应器,该反应器能够使化学反应局限于一个很小的范围内进行。在纳米反应器中,反应物在分子水平上有一定的取向和有序排列,但同时限制了反应物分子和反应中间体的运动。这种取向、排列和限制作用将影响和决定反应的方向和速度。科学家们利用纳米尺度的分子筛作反应器,在烯烃的光敏氧化作用中,将底物分子置于反应器的孔腔中,敏化剂在溶液中,这样就只生成单重态的氧化产物。用金属醇化合物和羧酸反应,可合成具有一定孔径的大环化合物。

6.纳米技术在医学上的应用

随着纳米技术的发展,在医学上该技术也开始崭露头脚。研究人员发现,生物体内的RNA蛋白质复合体,其线度在15~20nm之间,并且生物体内的多种病毒,也是纳米粒子。10nm以下的粒子比血液中的红血球还要小,因而可以在血管中自由流动。如果将超微粒子注入到血液中,输送到人体的各个部位,作为监测和诊断疾病的手段。科研人员已经成功利用纳米SiO2微粒进行了细胞分离,用金的纳米粒子进行定位病变治疗,以减少副作用等。另外,利用纳米颗粒作为载体的病毒诱导物已经取得了突破性进展,现在已用于临床动物实验,估计不久的将来即可服务于人类。

研究纳米技术在生命医学上的应用,可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系,获取生命信息。科学家们设想利用纳米技术制造出分子机器人,在血液中循环,对身体各部位进行检测、诊断,并实施特殊治疗,疏通脑血管中的血栓,清除心脏动脉脂肪沉积物,甚至可以用其吞噬病毒,杀死癌细胞。这样,在不久的将来,被视为当今疑难病症的爱滋病、高血压、癌症等都将迎刃而解,从而将使医学研究发生一次革命。

7.纳米技术在其它方面的应用

利用先进的纳米技术,在不久的将来,可制成含有纳米电脑的可人-机对话并具有自我复制能力的纳米装置,它能在几秒钟内完成数十亿个操作动作。在军事方面,利用昆虫作平台,把分子机器人植入昆虫的神经系统中控制昆虫飞向敌方收集情报,使目标丧失功能。

利用纳米技术还可制成各种分子传感器和探测器。利用纳米羟基磷酸钙为原料,可制作人的牙齿、关节等仿生纳米材料。将药物储存在碳纳米管中,并通过一定的机制来激发药剂的释放,则可控药剂有希望变为现实。另外,还可利用碳纳米管来制作储氢材料,用作燃料汽车的燃料"储备箱"。利用纳米颗粒膜的巨磁阻效应研制高灵敏度的磁传感器;利用具有强红外吸收能力的纳米复合体系来制备红外隐身材料,都是很具有应用前景的技术开发领域。四.总结

20世纪是人类发展史上取得最辉煌科技成果的一百年。在最后十年逐渐出现了人们对纳米科技的关注和研究热情。因为纳米科技是科学发展的新领域,有丰富的理论内容和重要的应用前景,因此为科学家、国际大公司和发达国家政府所重视。尤其是在20世纪的最后一年春季,当时的美国总统克林顿发表了优先资助纳米科技的讲话,增加4.97亿美元,强调注重人才培养。目标是为了美国未来的科技地位和经济实力。一石激起千层浪,接着日本、英国、德国、法国,以及荷兰、瑞士等国政府都纷纷宣布拨出专款,组建机构,发展纳米科技。我国科学家、媒体、企业家和政府也关注纳米科技的发展。在这个21世纪初,在全世界范围内出现了纳米科技热。[6] 作为微观工程学,纳米技术就是要将原子和分子组装成具有特定功能的纳米量级结构。有人预言,纳米技术引起的世界性技术革命和产业革命,将会比历史上任何一次世界性技术革命对社会经济、政治、国防等领域产生的影响更为巨大。纳米技术具有广阔的应用前景,它对信息、生物工程、医学、光学、材料科学等领域都将产生深远的影响:有人曾把纳米技术、信息技术和生物技术看作21世纪的三大关键技术。因此,21世纪也将是纳米世纪。作为21世纪前沿战略科技领域的纳米技术,正在或者将要对社会各个层面产生不可估量的影响。它向人们昭示:一个科学技术发展的新时代即将来临。

[3]《纳米材料》施利毅等编,华东理工大学出版社

[4]《纳米材料及应用技术》许并社等编,化学工业出版社

[5]《纳米化工产品生产技术》童忠良主编,化学工业出版社

[6] 《纳米科技》杨志伊编,机械工业出版社

纳米技术发展史

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,

浅谈纳米技术及其应用

浅谈纳米技术及其应用 1 概述 1.1 引言 纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(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)结合的产物。纳米技术兴起于20世纪80年代,随着它的逐步发展和完善,人类将必然在认识和改造自然方面进入一个前所未有的新阶段。 1.2 纳米技术的发展 最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼教授[1]。1959年他在一次题为《在底部还有很大空间》的演讲中提出:物理学的规律不排除用单个原子制造物品的可能。也就是说,人类能够用最小的机器制造更小的机器。直至达到分子或原子状态,最后可以直接按意愿操纵原子并制造产品。这正是关于纳米技术最早的构想。 20世纪70年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想。美国康奈尔大学Granqvist和Buhrman[2]利用气相凝集的手段制备出纳米颗粒,提出了纳米晶体材料的概念,成为纳米材料的创始者。之后,麻省理工学院教授德雷克斯勒[3]积极提倡纳米科技的研究并成立了纳米科技研究小组。 纳米科技的迅速发展是在20世纪80年代末、90年代初。1981年发明了可以直接观察和操纵微观粒子的重要仪器——扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM),为纳米科技的发展起到了积极的促进作用。1984年德国学者格莱特[4]把粒径6nm的金属粉末压成纳米块,经研究其内部结构,指出了它界面奇异结构和特异功能。1987年,美国实验室用同样的方法制备了纳米TiO 多晶体。 2

分会场十三微纳米光子学

分会场十三:微纳米光子学 主席:吴一辉(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 李铁(中国科学院上海微系统与信息技术研究所) 特邀报告1:半导体太赫兹光频梳 黎华,中国科学院上海微系统与信息技术研究所,博士生导师,研究 员。2009年博士毕业于中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 然后分别在德国慕尼黑工业大学、日本东京大学、法国巴黎七大材料 与量子现象实验室开展博士后研究工作,2015年回国工作,2016年 获得中国科学院“百人计划”A类择优支持。主要研究方向为太赫兹 量子级联激光器及其光频梳、锁模激光器、太赫兹成像及高分辨光谱 技术等。在Advanced Science、Optica、Applied Physics Letters、Optics Express等期刊上发表50余篇论文,曾获“2015中国中国电子学会优秀科技工作者”,“上海市自然科学二等奖”(排名第三)、德国“洪堡”学者奖学金、日本JSPS奖学金等。担任科技部973计划课题负责人、国家自然科学基金面上项目(2项)负责人、KJW 项目(2项)负责人等。 报告摘要: 太赫兹(THz)波(频率范围:0.1-10 THz; 1 THz=1012 Hz)位于红外光和微波之间,在国防安全、生物医疗、空间等领域具有潜在应用。由于缺乏高效THz辐射源和探测器,THz波还没有被完全认知,所以其被称为THz间隙(“terahertz gap”)。在1-5 THz 频率范围内,基于半导体电泵浦的光子学器件THz量子级联激光器(quantum cascade laser, QCL)在输出功率和效率方面比电子学和差频器件高,是关键的THz辐射源器件。本报告主要介绍我们在高性能THz核心器件以及半导体光频梳方面的研究进展。在高性能核心器件方面,我们突破分子束外延生长和半导体工艺技术,研制出高功率(1.2 W)、低发散角(2.4°)、宽频率范围THz QCL器件并实现THz高速探测和多色成像。基于高性能半导体THz QCL器件,成功实现THz QCL光频梳以及双光梳。克服传统THz光谱仪在测量时间和光谱分辨率方面的缺陷,开发出基于THz QCL双光梳的紧凑型高分辨实时光谱检测系统,为将来实现新一代THz光谱仪奠定基础。

中国职业技术教育学会对课题申报的要求

中国职业技术教育学会对课题申报的要求 一、课题申报面向全国,择优立项 凡我国职业教育工作者和热心于职业教育改革发展的各界人士,均可按本办法的有关规定申报课题。 二、申报课题的相关材料。 1.《中国职业技术教育学会科研规划项目课题申报办法》; 2.《中国职业技术教育学会科研规划项目课题指南(2008-2009年度)》; 3.《中国职业技术教育学会科研规划项目课题申报表》。 以上材料均可通过中国职业技术教育学会科研规划项目工作小组办公室(以下简称“规划项目办”,设在上海市教科院职成教研究所)网站下载,网址:https://www.doczj.com/doc/dd15789475.html,。 三、申报人条件。 1.一般需具有中级及以上专业技术职称。 2.能够承担实质性研究任务,负责课题的组织与实施。 3.每位申报人只能申报一个课题。 四、选题要求。 选题主要以《中国职业技术教育学会科研规划项目课题指南(2008-2009年度)》为依据。该《指南》的作用在于为申报提示选题方向和研究范围,申报者可结合实际自行设计课题名称和研究内容。对《指南》未涉及到的课题,只要申报者认为具有理论和实践价值的也可申报。

五、申报表填写要求。 1.每个课题只限报一名负责人,申报表须由所在单位签署意见并加盖公章。 2.本年度立项课题均为自筹经费项目。 3.课题完成时限为2010年4月30日。 4.本年度立项课题的最终成果主件应为研究报告或论文;如有其他成果,仅作为课题附件。最终成果仅为文集、教材、丛书的,将不予立项。 5.申报人须使用从“规划项目办”网站下载的原规格申报表(包括按原规格复印的),不得使用自行印制或更改的申报表。 六、申报程序和受理单位。 1、各省区市职教学会可按10项左右申报,2008-2009年度原则上按申报数的三分之一确定立项数量,立项总数为150项左右。 2.各省区市职教学会根据以下原则,对申报材料进行初审: (1)申报人资质及其申报表合格; (2)选题能结合当地经济社会发展和职业教育改革发展实际; (3)申报人科研诚信度及学术水平; (4)择优立项。 3.各省区市职教学会完成初审后,需将以下材料集中报送规划项目办:

关于纳米技术的文章(6篇)(2)

纳米科技及其发展 通过利用课余时间在图书馆查阅沈海军教授编着的《纳米科技概论》和任红轩博士编着的《纳米科技发展宏观战略》这两本书,再加上一些个人的总结和思考,我对纳米科技有了更加深入的理解,对于其未来发展也有一些个人的看法和想法。 纳米科技是20世纪80年代发展起来的科学技术,它是继信息技术和生物技术之后,又一深刻影响社会发展的重大技术。它一经产生,就迅速渗入到各个学科,形成新的科技增长点。21世纪前20年,是发展纳米技术的关键时期,纳米技术将成为第5次推动社会经济各领域快速发展的主导技术之一。当前,纳米技术为全世界日益关注,这已不容置疑。只有认识它、发展它,并实现它的产业化,才有可能在未来经济竞争的格局中占据有利地位。随着纳米科技的深入发展,向其他科学和技术一样,纳米科技的发展进程也出现了许多社会问题,值得我们深入地思考和解决。 关于纳米科技的运用,其实关乎到我们生活中的方方面面。(1)??????军事国防领域:纳米卫星以及相关的纳米传感器可以灵敏地“感觉” 水流、水温、水压等极细微的环境变化,并及时反馈给中央控制系统,最低限度地降低噪声、节约能源,其高科技成分的体现还在于它能根据水波的变化提前“察觉”来袭的敌方鱼雷,使潜艇及时做规避机动。这其中有些 优势恐怕是当今世界其他的侦查设备所望尘莫及的。 (2)??????环境保护领域:在燃煤中加入纳米级助燃催化剂,可帮助煤充分燃烧,提高能源利用率,防止有害气体产生。同时,纳米的净水装置也将为我们 的生活提供非常大的便利,新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力,是 普通净水剂的10~20倍。 (3)??????医学生物领域:遗传学领域中,通过纳米技术先将DNA染色体全部分解为单个基因,然后根据需要进行组装,转基因整合成功率几乎可达 100%。种种事实表明,纳米技术运用于医学遗传领域将有助于化解许多目前的问题,从而为人类做出巨大的贡献。

统编版语文四年级下册7.《纳米技术就在我们身边》教学设计

7.纳米技术就在我们身边 【课文简析】 《纳米技术就在我们身边》是中国科学院院士刘忠范的作品。刘忠范曾任中国微米纳米学会常务理事,第二届亚洲纳米科技大会执行主席等,他的团队主要从事纳米碳材料、纳米化学等研究,是国际上具有代表性的纳米碳材料研究团队之一。因为对纳米技术有着非常精深的研究,所以这样一篇纳米技术的文章在刘院士笔下写得深入浅出,既清楚地介绍了纳米技术以及它的应用,又极具可读性,一点儿也不枯燥。 《纳米技术就在我们身边》是一篇科普类型的说明文。这篇课文科技含量极高,学生了解甚微。作者首先从纳米说起,介绍了什么是纳米和纳米技术。紧接着,作者通过举例子、列数字、作比较等说明方法,清楚地告诉读者,纳米技术就在我们身边,纳米技术可以让人类更加健康,纳米技术将给人类生活带来深刻的变化。全文篇幅不长,却让读者一下子就对纳米技术有了比较清晰的了解。教师在教学过程中还要注意结合本单元阅读要素“阅读时能提出不懂的问题,并试着解决”,引导学生学会借助资料,同时联系上下文、结合生活经验来解决问题的方法,去解决问题。 【学情分析】 在学习四年级上册第二单元的时候,学生就已经学习了“提问”的方法。如:根据课文内容提问、根据课文写法提问、根据生活提问。因此,四年级的学生已掌握了一定的“提问方法”,并具备一定的“提出问题”的能力,在学习本课时着重培养学生运用学过的“提问方法”进行提问,并尝试解决。让学生掌握解决问题的方法。并且,学生对于不曾接触过的事物有着旺盛的好奇心,要学会利用学生的好奇心激发他们学习这篇科技含量极高的课文的学习兴趣。 【学习目标】 1.会认“乒、乓、拥”等12个生字,会写“纳、拥、箱”等15个生字,掌握多音字“率”。能够把“碳纳米管天梯”等科技术语读正确。 2.在读课文的过程中能够提住不懂的问题,并在交流中梳理问题,尝试着结合课文内容、查找资料解答问题。 3.初步学习列数字、作比较、举例子等说明方法,并尝试着运用。 4.了解纳米相关知识,以及纳米技术在生活中的应用。通过学习,激发学生热爱科学的情感和学习科学的兴趣,培养正确的科学观点。 【学习重、难点】 学习重点: 1.会认“乒、乓、拥”等12个生字,会写“纳、拥、箱”等15个生字,掌握多音字“率”。能够把“碳纳米管天梯”等科技术语读正确。 2.了解纳米相关知识,以及纳米技术在生活中的应用。通过学习,激发学生热爱科学的

生活中的纳米技术的认识和感想

生活中的纳米技术的感想 熊靖雯 法学1402班U201416553 ·初印象 对纳米这个词的第一印象大概是初中物理课堂时老师说到质子与分子时偶然的提到,于是这个概念就随着那句“一件纳米衣服可以穿几年不洗不换”深刻的印在我的脑海里。 而现在纳米这个概念对于人们来说似乎不在那么陌生了,我们在生活的各个领域甚至有时会偶尔不经意发现它的存在。 但归根结底我对纳米的了解其实也不过是这是种很小的度量单位,可以应用于各种材料制作方面。于是本学期的公选课我选了这门生活中的纳米技术,希望可以更进一步了解这种神奇而实用的技术,了解它应用的一些基本原理,了解它具体可以影响与改变我们生活中的什么。 ·初接触 像初中物理老师提及的一样,纳米技术在纺织服装领域有着广泛的应用。通过简单的了解,我知道了除了可以利用纳米技术制作防水防灰尘的衣服,还可以利用纳米技术改变衣服材质增加衣物的舒适感,或者加入纳米物质使衣物有效的避免散发汗臭味等不良气味,还可以应用于军队士兵的服装上。使用这种纳米技术做出的衣物可以有效的吸收电磁波,增强士兵在战场上的隐蔽能力保护士兵的安全,在未来的战场上有很广的前景。 其中让我觉得最神奇的是科学家利用纳米技术发明了第一批有机发光体材料,这种材料的应用性很灵活而且很神奇,能制造的像叶子一样薄,也可以用作当背景屏幕,还可以在上面展览画作,甚至制作成衣服后可以在上面放电影。这不禁让我想起了小时候看的天线宝宝,原来觉得神奇的事情其实已经随着科学技术的发展变成现实了啊。 总的来说,纳米科技在纺织服装上的应用主要是利用其小分子的特性,通过加工处理改变原有衣物材料的质地或性能,增加一些新的功能。或改变产品的外观效果使其防缩防皱,或改变产品的质地增加着装的舒适度与人体的贴合性,或强化产品的抗污清洁能力,或增加一些护体或保健的功能,比如防紫外线等。 像上面说的一样,纳米材料的应用不仅是高科技或者军用领域,现在也正在广泛的进入民用领域,提高我们的生活水平,给生活带来极大的便利。科技与人们的生活越来越不可分离的,人们生活的需要使纳米这种物质的应用更亲民化,也是这种看起来神秘的物质变得有些可爱了。 随着生产力的发展,人们的生活水平日益提高,对生活质量的要求也越来越高。纳米技术的出现使人们在改善衣服的材质上有了新的突破方面。我们又在自然中寻找制作材料,到自己加工改造制作材料,到可以应用纳米技术自己创造出新的材料。不得不说纳米技术在生活中的应用,不仅反映着生产力发展水平的提高,人类智慧的应用,也间接反映了社会心理。我们在追求美学的同时,也更在注重对自身的保护。 但是这些新材料在衣物上的应用给人们带来前所未有的新体验或舒适感的同时。其实也存在着问题。纳米材料是否对人类健康全然没有损害还有待考证,所有的纳米材料应用的无毒性也还有待进一步研究。在纳米材料的安全性上我们还是应该予以重视,要有效的避免这种新材料的应用对人们的害处反而大于其益处。

中国十大纳米人

中国十大纳米人 中国十大纳米人 名:出生于:1938星:五星 贡献:第一个将纳米概念引入中国的人:坠落的星座:悲伤之星 单位:合肥固体物理研究所 点评:张先生是第一个将纳米概念真正引入中国的本土科学家。20世纪90年代初,他作为该分支机构的主席,应邀参与纳米材料结构和光电性能的研究。他受到了广泛的关注,并得到了水稻材料的创始人格雷特尔教授的称赞。何和穆教授合著的《纳米材料》和《纳米材料与纳米结构》是我国仅有的两部综合性纳米教材,引导许多青年学生和科技工作者走向纳米领域。近年来,他致力于水稻材料的产业化,为水稻材料和纳米技术的推广做出了巨大贡献。中国的发展非常重要。他是第一位名副其实的中国纳米专家。可悲的是,尽管他是纳米的第一个成员,但他仍然不是院士。这是对中国当前院士制度的极大讽刺。缺点是他从未能组织一个强大的团队。近年来,他的工作深度不够,也没有杰出的弟子。由于年龄的关系,会逐渐退出舞台。小名:钱一泰出生于1941年恒星:五星 贡献:溶剂热合成发展的发明者之一:夏暮星座:幸运星单位:科技大学点评:钱先生是溶剂热合成的发明者之一,是国际上溶剂热合成大米材料的专家20世纪90年代后期合成金刚石和立方氮化镓的工作受到广泛关注。借此,东风成为中国第一位纳米院士,这是一颗幸运星。把他放在第二位也是理所应当的。不足之处在于他缺乏人情味。他的

弟子们成群结队地走了出来,对他严厉的策略感到敬畏,一个接一个地离开了。近几年来,工作的深度不够,但仍能靠搬家和吃老本维持。由于他的院士身份,他将活跃大约10年。但是,很难控制中国纳米政策 第三名:1965年出生的卢柯明星:五星 贡献:方正开发非晶结晶法制备大米材料:前景星座:天王星单位:沈阳金属研究所 评语:鲁先生是非晶结晶法的创造者,非晶结晶法是国际公认的三种大米材料制备技术之一。自从他出道以来,他一直在纳米研究的国际前沿工作,他的研究方向从头到尾都非常具体,因此他有很大的深度。近年来发表在《科学与公共图书馆》上的作品引起了国际反响。它不仅在学术上是一流的,而且其组织能力也是一流的。虽然它的信徒并不出名,但他们做得非常扎实,有很强的凝聚力。他在个人交往方面也很突出,与许多学者有着密切的联系。在年轻的时候,他就已经是一名国际专家,也是中国最年轻的学者之一。也许 是他长期提拔官员的缺点。我想知道他还要在科学研究的第一线工作多久。中国未来的第一纳米! 第四名:范寿山出生:1947星:四星 贡献:碳纳米管实用化发展的本土推动者之一:平原星座:逍遥星单位:清华大学点评:范进入纳米材料领域比较晚,工作主要集中在碳纳米管相关项目上发表在《科学与自然》上的作品有一定的影响力。突出的贡献是最近做了大量的工作来促进纳米材料的应用。许多人肯定听

纳 米 技 术 专 题

纳米技术专题——综述 一门前途无量的新兴技术-纳米技术 前言 提到从九十年代初起,纳米技术(Nanotechnology)得到迅速发展,显示出勃勃生机。它是信息技术、生命科学技术和许多其它技术能够进一步发展的共同基础,将对人类未来产生深远的影响,并且孕育着巨大的商机。 提到本文将根据收集到的国内外资料,对纳米技术进行介绍,以飧读者。 一、纳米技术的由来和发展 提到提到纳米技术,首先要了解纳米这一长度单位。一纳米是十亿分之一米,或千分之一微米。直观上讲,人的头发直径一般为20-50微米,单个细菌用显微镜测出直径为5微米,而1纳米大体上相当于4个原子的直径。传统的特性理论和设备操作的模型和材料是基于临界范围普遍大于100纳米的假设,当材料的颗粒缩小到只有几纳米到几十纳米时,材料的性质发生了意想不到的变化。由于组成纳米材料的超微粒尺度,其界面原子数量比例极大,一般占总原子数的40%-50%左右,使材料本身具有宏观量子隧道、表面和界面等效应,从而具有许多与传统材料不同的物理、化学性质,这些性质不能被传统的模式和理论所解释。 提到纳米技术就是研究结构尺寸在0.1至100纳米(有些资料为1至100纳米)范围内材料的性质和应用。它的本质是一种可以在分子水平上,一个原子、一个原子地来创造具有全新分子形态的结构的手段,使人类能在原子和分子水平上操纵物质;它的目标是通过在原子、分子水平上控制结构来发现这些特性,学会有效的生产和运用相应的工具,合成这些纳米结构,最终直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。 提到因而,各个不同学科的科学家潜心研制和分析纳米结构,试图发现单个分子、原子在纳米级范围内不能被传统的模式和理论所解释的现象以及众多分子下这些现象的发展,他们的工作奠定了纳米技术的基础,推动了纳米技术的发展。 提到让我们简单回顾一下它的历史: 提到1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼在美国加州理工学院召开的美国物理学会年会上预言:如果人们可以在更小尺度上制备并控制材料的性质,将会打开一个崭新的世界。这一预言被科学界视为纳米材料萌芽的标志。 提到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。70年代美国康奈尔大学格兰维斯特和布赫曼利用气相凝集的手段制备纳米颗粒,开始了人工合成纳米材料。 提到1982年,研究纳米的重要工具-扫描隧道显微镜被发明。

《中国职业技术教育》投稿指南

《中国职业技术教育》投稿指南 《中国职业技术教育》杂志以贯彻党和国家的教育方针、落实职业教育的法规政策、服务整个职业教育战线为己任,主要面向全国各级职教行政部门和科研机构、行业企业、各级各类职业学校以及社会职教培训机构的领导、干部和教师,为其提供多方面的信息与服务。 《中国职业技术教育》杂志自创办发行以来,一直奉行面向基层、服务基层、读者第一的方针,不断改进采编质量,提高文章可读性。因此,深受职教各界的好评,已成为职教战线各级领导、干部和教师的良师益友,且读者层不断扩大,发行量始终保持在近5万份。 根据广大读者的要求,经新闻出版总署批准,从2003年开始《中国职业技术教育》杂志将由半月刊改为旬刊、大16开本,页码不变。每月1日出版教学版,11日出版综合版,21日出版培训版。目的是为一线工作的广大教师与科研人员提供更广阔的舞台,进一步推动教育教学改革的深入发展。 《中国职业技术教育》杂志编辑部欢迎作者投稿。为使作者来稿符合规范要求,特敬告如下: 一、基本要求 1.来稿要反映与职业技术教育相关的学术研究的前沿问题,职业教育改革与发展中的重点、难点和热点问题,以及教育与教学改革与实践的最新成果。 2.来稿须保证作品的真实性、合法性、准确性,并不侵犯他人或其他机构的权益。 3.来稿要论点明确、重点突出、论据充分,要有必要的事实、数据或典型案例,有较强的说服力,有借鉴或推广价值。 4.来稿务必包括作者简介、摘要、关键词和参考文献,字数一般应在2000~5000字。 (1)作者简介:包括姓名(出生年-)、性别(民族--汉族可省略)、籍贯、职称、学位、简历以及研究方向(任选)。例:乌兰娜(1968-),女(蒙古族),内蒙古达拉特旗人,内蒙古大学历史系副教授,博士,1994年赴美国哈佛大学研修,主要从事蒙古学研究。 (2)摘要:篇幅应在100-300字(英文摘要应与中文摘要相对应)。 (3)关键词:一般每篇文章可选3-8个关键词。多个关键词之间应以分号分隔。例:关键词:手势语言;原始礼仪;中国文化 (4)参考文献:参考文献按在正文中出现的先后次序列表于文后,各类参考文献条目的编排格式及示例如下: a. 专著、论文集、学位论文、报告 [序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识].出版地:出版者,出版年.起止页码(任选). 例: [1]刘国钧,陈绍业,王凤翥.图书馆目录[M].北京:高等教育出版社,1957.15-18. b. 期刊文章 [序号]主要责任者.文献题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码. 例: [2]黄淑华,黄贞姬.古汉语词表现的语义特征[J].延边大学学报(哲学社会科学版),1995,(3):150-153.

纳米粉体材料行业分析报告行业基本情况.doc

报告概要 行业评级:纳米粉体新材料行业推荐 行业内重点公司推荐:广东羚光 行业分析师:袁熠 执业证编号:S123011470019 电话:(021)64318677 Email:YuanYi@https://www.doczj.com/doc/dd15789475.html, 纳米粉体材料行业分析报告 一、行业基本情况 1、行业主管部门及监管体制 公司属于金属制品制造业,行业主管部门是国家发展与改革委员会、工业和信息化部及其各地分支机构,主要负责产业政策的制定并监督、检查其执行情况;研究制定行业发展规划,指导行业结构调整、行业体制改革、技术进步和技术改造等工作。 中国微米纳米技术学会(CHINESE SOCIETY OF MICRO-NANO TECH-NOLOGY ,英文缩写为CSMNT )是全国范围纳米行业的自律性管理 组织,其主要筹办各种学术活动,包括组织各种学术会、展览会、战略研讨会、 国际交流等等,为我国微米纳米技术的计划与规划、关键技术联合攻关、技术交流、人才培养、科学普及发挥重要作用,为国内外各界微米纳米技术研究人员和 单位的交流、科研成果的转化和产业化提供交流平台。 江苏省新材料产业协会是江苏省内的新材料行业自律性组织,协会由全省新材料产业领域的企事业单位、大专院校、科研机构以及其他相关经济组织自愿组成,是实行行业服务和自律管理的全省性、行业性、非盈利性的社会组织。主要 开展新材料产业全面调查,研究发展趋势,参与制定新材料产业规划和产品技术、质量行业标准,构建综合服务平台,促进产业体制和技术创新,促进新材料企业

持续发展,为江苏省新材料产业发展提供助力。 目前,国家发展与改革委员会、工业和信息化部对行业的管理仅限于宏观管理、政策性引导,行业协会进行指导性管理,公司自主从事业务发展、内部管理 和生产经营。纳米材料行业市场化程度较高,主要表现在市场主体和交易方式上, 政策壁垒已经完全消除,企业可以自由进入,产品价格由市场供求关系决定,国家不干预企业产品定价,行业运作已经充分市场化。 2、行业主管法律法规 (1)主要法律法规 行业相关法规: 序号法律法规名称发布单位 1 《中华人民共和国产品质量法》全国人大 2 《中华人民共和国标准化法》全国人大 3 《中华人民共和国计量法》全国人大 4 《中华人民共和国计量法实施细则》国家计量局 (2)国家标准 国家质检总局与国家标准委联合发布的与纳米材料有关的国家标准,主要有:序号行业标准名称编号 1 纳米材料术语GB/T 19619-2004 2 纳米粉末粒度分布的测定X 射线小角散射法GB/T 13221-2004 3 气体吸附BET 法测定固态物质比表面积GB/T19587-2004 4 纳米镍粉GB/T 19588-2004 5 纳米氧化锌GB/T 19589-2004 6 超微细碳酸钙GB/T 19590-2004 7 纳米二氧化钛GB/T 19591-2004 3、行业主要产业政策 公司处于前沿技术细分行业,公司产品主要运用于片式元件(电容器、电感器和电阻器)、新能源等领域,公司产品的应用领域符合国家的产业政策,属于 国家鼓励发展行业,影响本行业发展的法律法规及政策主要有: 2016 年6 月江苏省政府发布的《江苏省国民经济和社会发展“十三五”规划

世界纳米科技发展态势和特点

世界纳米科技发展态势和特点 科学界普遍认为,纳米技术是21 世纪经济增长的一台主要的发动机,其作用可使微电子学在20 世纪后半叶对世界的影响相形见绌,纳米技术将给医学、制造业、材料和信息通信等行业带来革命性的变革。因此,近几年来,纳米科技受到了世界各国尤其是发达国家的极大青睐,并引发了越来越激烈的竞争。1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义,世界各国(地区)纷纷将纳米技术的研发作为21 世纪技术创新的主要驱动器,相继制定了发展战略和计划,以指导和推进本国纳米科技的发展。目前,世界上已有50 多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。(1)发达国家和地区雄心勃勃为了抢占纳米科技的先机,美国早在2000 年就率先制定了国家级的纳米技术计划(NNI),其宗旨是整合联邦各机构的力量,加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003 年11 月,美国国会又通过了《21 世纪纳米技术研究开发法案》,这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划,从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为 4 大重点研发领域,并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源(人才、资金、设备)的落实。之后,日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针,积极推进从基础性到实用性的研发,同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。 欧盟在2002—2007 年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域,有13 亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略,目前,已确定了促进欧洲纳米技术发展的5 个关键措施:增加研发投入,形成势头;加强研发基础设施;从质和量方面扩大人才资源;重视工业创新,将知识转化为产品和服务;考虑社会因素,趋利避险。另外,包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。(2)新兴工业化经济体瞄准先机意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响,韩国、中国台湾等新兴工业化经济体,为了保持竞争优势,也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001 年制定了《促进纳米技术 10 年计划》,2002 年颁布了新的《促进纳米技术开发法》,随后的 2003 年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术 3 个主要技术领域,以提升前沿技术和基础技术的水平;到 2010 年10 年计划结束时,韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平,进入世界前5 位的行列。中国台湾自1999 年开始,相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》,这些计划以人才和核心设施建设为基础,以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标,意在引领台湾知识经济的发展,建立产业竞争优势。(3)发展中大国奋力赶超综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头,也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府

部编语文四年级下册7 《纳米技术就在我们身边》【教案】

7纳米技术就在我们身边 ?教学目标 1.认识“乒、乓”等11个生字,读准1个多音字,会写“纳、拥”等15个字,正确读写“纳米、无能为力”等16个词语。 2.正确、流利地朗读课文,读准文中的科技术语,将不懂的问题提出来。 3.能结合课文内容和查找的资料理解“纳米技术就在我们身边”等句子的含义。 ?教学重难点 1.正确、流利地朗读课文,将不懂的问题提出来。 2.理解“纳米技术就在我们身边”等句子的含义。 ?教学策略 1.字词教学 学生可以用以前学过的方法自学大部分的字。“率”字是多音字,在“死亡率”这个词中读“l ǜ”;“康”字被包部分的下半部分不要写错;“蔬”字笔画较多,要重点指导。 2.阅读理解 主要让学生分成四人小组合作探究,采取“读—画—议—悟”的方式,自读自悟,学会自己分析作者用了哪些说明方法,介绍纳米技术造福人类具体表现在哪些方面。 3.语言运用 学习课文中列数字、举例子、作比较等说明方法,并能将这些方法运用到自己的作文中。 ?教学准备 1.预习提纲:完成《状元大课堂·好学案》对应课文预习作业。 2.准备资料:多媒体课件。 ?教学课时2课时 第1课时 ?课时目标 1.认识“乒、乓”等11个生字,读准1个多音字,会写“纳、拥”等15个字,正确读写“纳米、无能为力”等16个词语。

2.能正确、流利地朗读课文,读准课文中出现的科技术语,整体感知课文。 ?教学过程 板块一视频导入,激发兴趣 1.课前谈话。 (1)师导入:这节课先请大家观看一段影片。 (2)师播放视频。(课件出示:《西游记》中孙悟空变成一只小虫,趁铁扇公主喝茶时进入了铁扇公主肚子的片段) (3)生交流观后感受。(感受影片故事的神奇) 2.导入新课。 (1)师述:在科学技术高度发达的今天,还有比这更神奇的事物。 (2)课件出示医用纳米机器人工作时的图片。 (3)简介图片,导入新课。 师:这是一张医用纳米机器人工作时的图片,它可以清理人体血管垃圾,可以将人脑与云脑连接,可以送药、手术……这样微小而具有神奇功能的机器人,就是用纳米材料和纳米技术制造的纳米机器人。今天让我们共同走进《纳米技术就在我们身边》。 (4)板书课题:纳米技术就在我们身边。 3.读题质疑。 (1)生齐读课题。 (2)师引导:读了课题后,你有什么疑问?你最想知道什么? (3)预设:什么是纳米?什么是纳米技术?纳米的新奇特性具体体现在哪些方面? 【设计意图】用视频、图片导入新课,能很快集中学生的注意力,调节课堂气氛,激发学生学习的兴趣,让学生从课题中质疑,养成边读书边思考的习惯,引起阅读期待。 板块二学习字词,整体感知 1.初读课文。 (1)师:究竟什么是纳米?它的新奇特性体现在哪些方面呢?快快走进课文去看看吧。 (2)课件出示阅读要求。 课件出示: 自由读课文,要求读准字音,读通句子。

我谈纳米科技

我谈纳米科技(金融一班,林紫馨,1021034) 经过一个学期纳米科学的学习,我对纳米产生了浓厚的兴趣,也对纳米科学有了一定的了解,提起纳米技术,人们可能以为遥不可及,其实不然。纳米技术正在悄悄渗透到老百姓衣、食、住、行各个领域。首先我们要知道什么是纳米科学。纳米(nm),又称毫微米,如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,具体地说,一纳米等于十亿分之一米的长度,形象地比喻,一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。这就是纳米长度的概念。自从扫描隧道显微镜发明后,世界上便诞生了一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿学科,这就是“纳米科技”。 在王老师的课上,他向我们娓娓道来纳米的来源以及给我们带来的影响。课后我也查阅了一些资料。国家纳米材料科学首席专家张立指出,纳米科技将对人类产生深远的影响,甚至改变人们的思维方式和生活方式。纳米技术将在21世纪对我们的社会、经济以及国家安全产生重大影响。“纳米技术计划”是继人类基因组计划之后,美国提出的又一项重大科研计划。 作为经济学院的学生,我了解到,据统计,全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,我国7条纳米材料的生产线已投入生产或正在开发之中。这意味着纳米有着巨大的潜在商机。并且全球以美国为首,紧接着日本(12.76%)、德国(11.28%)、中国(10.64%)和法国(7.89%)紧随其后为世界5大纳米大国。 既然它如此的受人瞩目,那么我们就来看看纳米这个神奇的世界是如何改变世界的。 化纤布料制成的衣服虽然艳丽但因摩擦容易产生静电,而在生产时加入少量的金属纳米微粒,就可以摆脱烦人的静电现象。冰箱、洗衣机等一些电器时间长了容易产生细菌,而采用了纳米材料,新设计的冰箱、洗衣机既可以抗菌,又可以除味杀菌。紫外线对人体的害处极大,有的纳米微粒却可以吸收紫外线对人体有害的部分,市场上的许多化妆品正是因为加入了纳米微粒而具备了防紫外线的功能。传统的涂料耐洗刷性差,时间不长,墙壁就会变得斑驳陆离,纳米技术运用之后,涂料的技术指标大大提高,外墙涂料的耐洗刷性将提高十多倍。是什么魔法让纳米技术这样神通广大呢?魔法自然是没有的,其原因在于,当物质被“粉碎”到纳米级细小,制成的“纳米材料”不仅光、电、热、磁特性发生变化,而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新特性,从而给人们生活带来突破性变化。 以前的电视、音响等家电外表一般都是黑色的,被称为黑色家电,这是因为家电外壳材料中必须加入碳黑进行静电屏蔽。而利用纳米技术,人们已研制出可屏蔽静电的纳米涂料,通过控制纳米微粒的种类,进而可控制涂料颜色,使黑色家电变成彩色家电。 纳米技术将给医学带来变革。纳米级粒子会使药物在人体内的传输更为方便 在电子信息领域,纳米技术应用广泛。可从硬盘上读取信息的纳米级磁读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米级存储器芯片都已投入生产。纳米电子学使量子元件代替微电子器件,“深蓝”、“银河”等巨型计算机就能装入口袋,“亚洲一号”通信卫星可只有鸽子大小。可以预见,未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快,效率将更高。 纳米科技运用于国防建设,同样可以大显神通。把纳米微粒加入到陶瓷中,可以使脆硬的陶瓷韧性增强,新一代坦克的装甲材料便是这种陶瓷与钢材的混合体。 如此种种都是神奇的纳米给人类带来的变化,我们也可以听到一些反对的声音说纳米技术也有其一些潜在危险性,大致可以分为三个方面:人类健康和环境的潜在危害,对社会安全的威胁,对伦理道德的挑战。 对于这些我想说纳米技术在刚开始的阶段一定会有其本身的不利因素,我们应该具有前瞻性,在医学,电子技术,国防技术快达到瓶颈的阶段,希望纳米技术可以注入一股新的活力,给人类社会带来新的气息。同时我也可喜的看到国家正在加大这方面的投入。

纳米制造技术的详细介绍和应用的详细资料概述

纳米制造技术的详细介绍和应用的详细资料概述 史铁林,教育部“微纳制造与纳米测量技术”创新团队负责人、中国振动工程学会常务理事、中国振动工程学会动态信号分析专业委员会主任委员、中国振动工程学会故障诊断专业委员会副主任委员、中国微米纳米技术学会理事。他先后获多项中国青年科技奖、全国优秀博士后、湖北省五四青年奖章、中国机械工程学会杰出青年科技奖和首批“新世纪百千万人才工程”国家级人选等荣誉称号。他发表学术论文250余篇,其中SCI收录150多篇,申请国家发明专利80多项,授权50多项。 问:纳米技术、信息技术和生物技术并列为21世纪的三大科技,而纳米制造则是支撑它们走向应用的基础。那么,纳米制造是如何定义的?其主要特征是什么? 史铁林:美国科学基金会将纳米制造定义为构建适用于跨尺度集成的、可提供具有特定功能的产品和服务的纳米尺度的结构、特征、器件和系统的制造过程。纳米制造已远远超出常规制造的理论和技术范畴,相关技术的发展将依赖于新的科学原理和理论基础,依赖于多学科交叉融合。纳米制造从牛顿力学、宏观统计分析和工程经验为主要特征的传统制造技术走向基于现代多学科综合交叉集成的先进制造科学与技术。其主要特征在于:(1)制造对象与过程涉及跨尺度;(2)制造过程中界面/表面效益占主导作用;(3)制造过程中原子/分子行为及量子效应影响显著;(4)制造装备中微扰动影响显著。 问:纳米制造的关键结构从尺度上主要体现为结合微米与纳米的跨尺度制造和纳米范畴的纳尺度制造,请介绍一下这两种关键结构的特点,以及您的团队在该领域取得的成果。史铁林:跨尺度集成制造是将不同尺度的结构组合、加工形成多尺度整体的过程。微纳集成结构可以根据它们的结构特性分为无序分级结构、一维纳米分支结构、层叠分级结构、几何形状可控分级结构和纳米悬浮分级结构等。微纳集成结构可以有不同的形状、尺寸、层数等几何特征,其关键的一点是要实现纳结构在微结构上的定点、可控集成。稳定的微纳集成结构不仅能为研究纳米材料的光、电等方面的性能提供方便,还可能为功能微/纳米电子器件的研制打下基础。在微纳结构的集成过程中,微结构界面的各种因素都会对纳米结构集成效果带来较大影响,因此研究微环境对纳结构形成的影响机理,实现微环境的

纳米技术生活中的应用

《生活中的纳米技术》 纳米技术听起来似乎晦涩难懂。但于我们的生活随处不在,无所不在。纳米技术在科学上的定义则是能操作细小到0.1~100nm物件的一类新发展的高技术。生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。 虽然纳米技术从产生构想到实现并运用于我们的生活历史短暂,但发展快速。 70年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想,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,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。 1991年,碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10倍,成为纳米技术研究的热点,诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。1993年,继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后,中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“ 中国”二字,标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。1999年,巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。 到1999年,纳米技术逐步走向市场,全年基于纳米产品的营业额达到500亿美元; 近年来,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。 当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料。 也许你觉得纳米技术离你很远,但它已经悄悄地确确实实地来到了你生活中,纳米技术在生活中应用相当广泛,日本的8mm摄像机的生产,抗菌除臭冰箱、洗衣机、高性能彩打墨粉等,都是采用的纳米技术,如果在分散的纳米分子材料上经过特殊处理,再运用到纤维物体

职业教育类核心期刊都有哪些

职业教育是指让受教育者获得某种职业或生产劳动所需要的职业知识、技能和职业道德的 教育。目的是培养应用型人才和具有一定文化水平和专业知识技能的社会主义劳动者,社会 主义建设者,与普通教育和成人教育相比较,职业教育侧重于实践技能和实际工作能力的培养。那么职业教育类核心期刊都有哪些呢? 《》(月刊)创办于1985年,是由江西科技师范学院主办,受教育部职成司指导、面向全 国公开发行的职业技术教育综合性刊物。本刊坚持刊物的专业性、理论性、指导性定位,坚 持为职教事业服务、为广大职教工作者服务的宗旨,注重科学性、先导性、开放性、言论性 和可读性,杂志发行覆盖面已遍及全国31个省(市、区),是我国具影响的职教刊物之一。 《教育与职业》是全国教育类,以繁荣教育科学研究,倡导教育理论和实践创新,服 务教育学学科建设及教育改革和发展为办刊宗旨。杂志现为旬刊,上旬刊为全彩色印刷,主 要刊登有关教育与职业方面综合内容,中、下旬刊内文为黑白印刷,主要刊登教育研究学术 论文。栏目设置有研究与探索、教育管理、师资建设、德育研究、成人教育、课程与教学、 交流平台。 《》(旬刊)创刊于1993年,是由中华人民共和国教育部主管,教育部职业技术教育中 心研究所、中国职业技术教育学会和高等教育出版社共同主办的一份综合性中文期刊,集政 策指导性、学术理论性和应用服务于一身,是教育部指导全国职业教育工作的重要舆论工具,是服务各级各类职业教育机构的主要阵地。 《职业技术教育》(旬刊)创刊于1980年,由吉林工程技术师范学院主办,宣传国家职 业技术教育的方针政策,开展教学理论研究,介绍教学改革新鲜经验,为职教教师和教学工 作者提供理论与方法借鉴。栏目设置有教改视点、综合研究、高等教育、中等教育、成人教育、社区教育、教育技术、德育。 《》(月刊)创刊于2003年,是由辽宁省民办教育协会主办,以职业教育、成人教育、 民办教育机构及学校和培训部门的管理者、教师、教科研人员为主要读者对象的综合性学术 期刊。以宣传党和国家关于职业教育、成人教育、民办教育等方面的方针、政策、以及交流、推广和介绍本领域国内外的教科研成果和先进经验为宗旨;以引导和推动本领域的教育管理、 教育研究工作为已任。

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