微米和纳米科技材料

科技之光|纳米技术:处理肉眼看不见的微观世界

湖南日报·新湖南客户记者王明军音频周扬乐通讯员邓思嘉

简介

经过近五年的研究,中丹科学团队已经实现了纳米材料界面的原位精确原子能级调节。这一成果对于如何实现自下而上对材料、器件结构和功能的精确调节和设计具有重要意义。这项研究也于1959年1月29日由国际顶级杂志《科学》在线发布。著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼(Richard Feynman)预测,人类可以用小型机器制造更小的机器,并最终根据人类制造产品的愿望逐个排列原子。这是关于纳米技术的最早梦想

纳米,像毫米、厘米和米一样,是长度的单位。然而,1纳米真的很短,只有1米的1/1亿,几乎是头发直径的1/100000。将直径为1纳米的小球与乒乓球进行比较就像将士兵球与地球进行比较一样。因此,纳米技术正在处理肉眼看不见的微观世界

纳米“小”带来的不仅是无限的空间,还有奇异的性能。例如,金块的熔点为1064℃,而直径为2nm的金纳米粒子可以在327℃以下熔化;陶瓷是易碎的,而纳米陶瓷具有良好的韧性和延展性;在低温下,当粒径小于20 nm时,导电性好的银变成绝缘体…

随着纳米研究的深入,一门划时代的科学技术——纳米技术诞生了

纳米技术给现代工业带来了巨大的变化。超高速处理器和超大容量存储器是纳米技术在电子信息产业中应用的结果。由碳纳米管和石墨烯制成的晶体管具有高效率和低能耗的特点;美国科学家研制的防寒衣布中添加了一种纳米颗粒,可以探测并“捕捉”空气中漂浮的病毒和细菌;基因治疗、分子纳米药物载体等纳米技术为生物医学产业开辟了广阔的前景;纳米滤膜、纳米杀菌颗粒和纳米自洁材料已应用于环保和商品行业

此外,纳米技术具有小型化、高效化的特点,可大大降低能耗和环境污染,为解决日益严峻的环境、人口和健康问题带来新的希望。未来世界,纳米机器人甚至可以进入人体血管清理“垃圾”,预防高脂血症和脑血栓形成等疾病

随着人类在纳米和微米尺度操纵材料能力的提高和成像技术的进步,人们已经能够操纵微材料的表面,网络上精美的电子显微镜照片也令人眼花缭乱。一种称为“纳米艺术”的新艺术形式已经形成。作为纳米技术的一个非主流分支,这门艺术近年来迅速兴起,甚至形成了一个独立的科学和艺术学院。它的发展正在成为促进科技信息传播和公众与科学界交流的独特催化剂

外国研究人员使用电子束光刻系统,使用三个直径仅为0.9微米的硅球作为“雪球”然后堆成小雪人

(科学指导:湖南大学科学技术研究院刘仪征)

[编辑:王明军]

[来源:湖南日报·新湖南客户]

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