科學家創造納米真空管

㈠ 納米的成果

9月27日，中國科學院化學所的專家宣布研製成功新型納米材料———超雙疏性界面材料。這種材料具有超疏水性及超疏油性，製成紡織品，不用洗滌，不染油污；用於建築物表面，防霧、防霜，更免去了人工清洗。專家稱：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」。 隨著科學家的一次次努力，「納米」這個幾年前對我們還十分生疏的字眼，眼下卻頻頻出現在我們的視線。 納米是一個長度單位，1納米等於十億分之一米，20納米相當於1根頭發絲的三千分之一。90年代起，各國科學家紛紛投入一場「納米戰」：在0.10至100納米尺度的空間內，研究電子、原子和分子運動規律和特性。
中國當然不甘人後，1993年，中國科學院北京真空物理實驗室操縱原子成功寫出「中國」二字，標志著我國開始在國際納米科技領域佔有一席之地，並居於國際科技前沿。
1998年，清華大學范守善小組在國際上首次把氮化鎵製成一維納米晶體。同年，我國科學家成功制備出金剛石納米粉，被國際刊物譽為：「稻草變黃金———從四氯化碳製成金剛石。」
1999年，北京大學教授薛增泉領導的研究組在世界上首次將單壁碳納米管組裝豎立在金屬表面，並組裝出世界上最細且性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針。
中科院成會明博士領導的研究組合成出高質量的碳納米材料，被認定為迄今為止「儲氫納米碳管研究」領域最令人信服的結果。
中科院物理所研究員解思深領導的研究組研製出世界上最細的碳納米管———直徑0.5納米，已十分接近碳納米管的理論極限值0.4納米。這個研究小組，還成功地合成出世界上最長的碳納米管，創造了「3毫米的世界之最」。
在主題為「納米」的爭奪戰中，中國人頻頻露臉，尤其在碳納米管合成以及高密度信息存儲等領域，中國實力不容小覷。科學界的努力，使「納米」不再是冷冰冰的科學詞，它走出實驗室，滲透到百姓的衣食住行中，居室環境日益講究環保。傳統的塗料耐洗刷性差，時間不長，牆壁就會變得斑駁陸離。現在有了加入納米技術的新型油漆，不但耐洗刷性提高了十多倍，而且有機揮發物極低，無毒無害無異味，有效解決了建築物密封性增強所帶來的有害氣體不能盡快排出的問題。
人體長期受電磁波、紫外線照射，會導致各種發病率增多或影響正常生育。現在，加入納米技術的高效防輻射服裝———高科技電腦工作裝和孕婦裝問世了。科技人員將納米大小的抗輻射物質摻入到纖維中，製成了可阻隔95%以上紫外線或電磁波輻射的「納米服裝」，而且不揮發、不溶水，持久保持防輻射能力。同樣，化纖布料製成的衣服因摩擦容易產生靜電，在生產時加入少量的金屬納米微粒，就可以擺脫煩人的靜電現象。白色污染也遭遇到「納米」的有力挑戰。科學家將可降解的澱粉和不可降解的塑料通過特殊研製的設備粉碎至「納米級」後，進行物理結合。用這種新型原料，可生產出100%降解的農用地膜、一次性餐具、各種包裝袋等類似產品。農用地膜經4至5年的大田實驗表明：70到90天內，澱粉完全降解為水和二氧化碳，塑料則變成對土壤和空氣無害的細小顆粒，並在17個月內同樣完全降解為水和二氧化碳。專家評價說，這是徹底解決白色污染的實質性突破。
從電視廣播、書刊報章、互聯網路，我們一點點認識了「納米」，「納米」也悄悄改變著我們。納米精確新聞 1959年理論物理學家理查·費伊曼在加州理工學院發表演講，提出，組裝原子或分子是可能的。
1981年，科學家發明研究納米的重要工具———掃描隧道顯微鏡，原子、分子世界從此可見。
1990年，首屆國際納米科技會議在美國巴爾的摩舉辦，納米技術形式誕生。
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，強度卻是鐵的10倍，成為納米技術研究的熱點。
繼1989年美國斯坦福大學搬走原子團「寫」下斯坦福大學英文名字，1999年美國國際商用機器公司在鎳表面用36個氙原子排出「IBM」之後，中國科學院北京真空物理實驗室操縱原子成功寫出「中國」二字。
1997年，美國科學家首次成功地用單電子移動單電子，這種技術可用於研製速度和存儲容量比現在提高成千上萬倍的量子計算機。同年，美國紐約大學科學發現，DNA可用於建造納米層次上的機械裝置。
1999年，巴西和美國科學家在進行碳納米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，即相當於一個病毒的重量；此後不久，德國科學家研製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。同年，美國科學家在單個分子上實現有機開關，證實在分子水平上可以發展電子和計算裝置。 納米花邊新聞傾聽細菌游弋
美國加利福尼亞州Pasadena市的噴氣飛機推進器實驗室目前正在研製一種被稱為「納米麥克風」的微型擴音器，據《商業周刊》報道，這種微型感測器可以使科學家傾聽到正在游弋的單個細菌的聲音，以及細胞體液流動的聲音。這種人造納米麥克風由細微的碳管製成，正是因為構成物體積細小和靈敏度極高，這種麥克風才能夠在受到非常小的壓力作用下作出反應，使得對其進行監測的研究人員獲得相關的聲音信息。
利用這種新產品，科學家將可以對其他星球上是否存在生命進行探測，可以探測到生物體內單個細胞的生長發育。這一儀器研製項目已獲得美國航空航天局（NASA）的批准，而且NASA還向上述實驗室提供了必要的技術支持。

㈡ 納米技術是誰發明的

1959年，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製做更小的機器，最後將變成根據人類意願，逐個地排列原子，製造產品，這是關於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，揭示了一個可見的原子、分子世界，對納米科技發展產生了積極的促進作用。

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。

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，也將被廣泛用於超微導線、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」下斯坦福大學英文名字、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」之後，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，標志著我國開始在國際納米科技領域佔有一席之地。

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年後研製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，即相當於一個病毒的重量；此後不久，德國科學家研製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，全年納米產品的營業額達到500億美元。

近年來，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。

㈢ 納米技術是什麼時候開始的

ke..com/view/3585.htm
可以去網路看下。
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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 發明後，誕生了一門以0.1到100納米長度為研究 分子 世利 用 納 米 技 術 將 氙 原 子 排 成 I B M 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 。這七個相對獨立又相互滲透的學科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表徵這三個研究領域。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。
納米技術的靈感，來自於已故物理學家 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晶元的所有技術，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。范曼質問道，為什麼我們不可以從另外一個角度出發，從單個的分子甚至原子開始進行組裝，以達到我們的要求？他說：「至少依我看來， 物理學 的規律不排除一個原子一個原子地製造物品的可能性。」 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。這證明範曼是正確的，二個字母加起來還沒有3個納米長。不久，科學家不僅能夠操縱單個的原子，而且還能夠「噴塗原子」。使用分子束外延長生長技術，科學家們學會了製造極薄的特殊晶體薄膜的方法，每次只造出一層分子。目前，製造 計算機 硬碟 讀寫頭使用的就是這項技術。理 查 德 · 費 曼 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製作更小的機器，最後將變成根據人類意願，逐個地排列原子，製造產品，這是關於納米技術最早的夢想； 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； 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，也將被廣泛用於超微導線、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」之後，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佔有一席之地； 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年後研製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，即相當於一個病毒的重量；此後不久，德國科學家研製出能稱量單個 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，全年基於納米產品的營業額達到500億美元； 近年來，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。

㈣ 美國《科學雜志》評出了2001年十大科技成就，名列榜首的是納米電子學，其中美國的IBM公司科學家製造了第

A、碳納復米管是由碳制原子組成的單質，只有一種元素，不屬於化合物，故A錯誤；
B、碳單質在常溫下的化學性質穩定，所以納米碳管的化學性質穩定，故B正確；
C、納米碳管導電的過程中沒有新物質生成，屬於物理變化，故C錯誤；
D、碳納米管是管狀結構，金剛石是立體網狀結構，兩者結構不同；由於碳原子的排列方式不同，性質也不完全相同，故D錯誤；
故選：B．

㈤ 納米材料的製作是哪個國家最先發展起來的

納米技術的靈感，來自於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晶元的所有技術，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。范曼質問道，為什麼我們不可以從另外一個角度出發，從單個的分子甚至原子開始進行組裝，以達到我們的要求?他說：「至少依我看來，物理學的規律不排除一個原子一個原子地製造物品的可能性。」
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。這證明範曼是正確的，二個字母加起來還沒有3個納米長。不久，科學家不僅能夠操縱單個的原子，而且還能夠「噴塗原子」。使用分子束外延長生長技術，科學家們學會了製造極薄的特殊晶體薄膜的方法，每次只造出一層分子。目前，製造計算機硬碟讀寫頭使用的就是這項技術。
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製作更小的機器，最後將變成根據人類意願，逐個地排列原子，製造產品，這是關於納米技術最早的夢想;
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;
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，也將被廣泛用於超微導線、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」之後，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佔有一席之地;
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年後研製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，即相當於一個病毒的重量;此後不久，德國科學家研製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，全年基於納米產品的營業額達到500億美元;
近年來，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。
2003年，納米技術在基礎研究和應用研究方面都取得了突破性進展。如：美國利用超高密度晶格和電路製作新方法，獲得高密度的鉑納米線；日本用單層碳納米管與有機熔鹽製成高度導電的聚合物納米管復合材料等。

㈥ 納米技術是誰發現的

已故美國物理學家，加州理工學院教授查理·范曼 資料來源： 要理解納米技術的真正涵義還須從納米技術思想的起源開始。納米技術的靈感來自於已故美國物理學家查理·范曼的演講，他在1959年向加州理工學院的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晶元的所有技術，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。范曼質問道，為什麼我們不可以從另外一個角度出發，從單個的分子甚至原子開始進行組裝，以達到我們的要求呢?實際上這一靈感來自於大自然從單個分子，甚至單個原子創造物質的啟示。如果把人體分解成組成它的基本單元，我們獲得的將是一小桶的氧、氫和氮，一小堆碳、鈣和鹽，微量的硫、磷、鐵和鎂，以及微不足道的20種或更多的其他化學元素。它們的總價值可以說是微不足道的。然而，大自然就是採用它們自己的、科學家們稱之為納米工程的方法，把這些廉價的、豐富的、無生命單元轉成具有自生成、自維持、自修復、自意識能力的生靈，可以行走、扭動、游泳，具有嗅覺和視覺，甚至可以思想和做夢，其價值無與倫比。因此，納米技術就是向大自然學習，力圖在納米尺度精確操縱原子或分子來製造產品的技術，統稱為「由底向上」或「由小到大」的加工技術。
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㈦ 科學家是怎樣對納米進行研究的

納米技術如今成了科學研究領域的熱門，成為世界許多國家科學家競相研究的領域。神奇的納米技術真可以說是引發了人類科技領域的一場革命，那麼是什麼點燃了這場革命的導火索呢?這里還不得不提到明星分子——巴基球。

瑞典皇家科學院把1996年諾貝爾化學獎授予美國賴斯大學教授羅伯特·柯爾和理查德·斯莫利以及英國薩塞克斯大學教授哈羅德·克羅托，以表彰他們在1985年發現的碳的球狀結構。皇家科學院的新聞公報說，三位學者在1985年一次太空碳分子實驗中偶然發現了碳元素的新結構——富勒式結陶，由60個以上的碳原子組成空心籠狀，其中由60個碳原子組成的分子，即碳60，形狀酷似足球，人們給它取了一個名字叫巴基球，用來表示。巴基球的直徑只有0.7納米，算得上是真正的納米顆粒。

科學家們多年夢寐以求，希望製造一種有洞的分子來容納或者傳遞不同的原子、離子，巴基球正好圓了這一夢想。目前，科學家們正嘗試打開「球門」，把原子、離子摻雜其中，使之成為能製取若干新型物質的分子容器。三位諾貝爾獎獲得者的這一發現開創了化學研究的新領域，對宇宙化學、超導材料、材料化學、材料物理，甚至醫學的研究有重大意義。目前新發表的化學論文中很大一部分都涉及這一課題。

但納米技術的真正倡導者是一位並不很出名的工程師埃里克·德雷克斯勒。德雷克斯勒在20世紀70年代中期還是麻省理工學院的一名大學生，他在科技圖書館里讀到遺傳工程的內容時產生了靈感。那時的生物學家們還在研究如何控制構成DNA鏈的分子。德雷克斯勒想，為什麼不能用原子建造無機機器呢?直到後來他才知道，費曼幾乎在20年前就已經提出了類似的看法。這種想法讓德雷克斯勒著迷，他想：為什麼不建造有自行復制能力的機器呢?一台機器會變成兩台，兩台變成四台，然後再變成八台……這樣無窮地變下去，給那些能把簡單的原料加工成特定製品的機器加上這個功能，會給飢餓的人生產無窮數量的食物，或者為無家可歸的人建造無數的房屋，它們還可以在人的血管里游弋並修復細胞，從而可以防止疾病和衰老。人類有朝一日可以消遣放鬆一下，而納米機器人則可以像科幻小說作家描寫的那樣，承擔世界上所有的工作。然而當時多數主流科學家對此的反應是：一派胡言!但巴基球的誕生使研究人員開始著手做這件事。

詹姆斯·金澤夫斯基是IBM公司設在瑞士的蘇黎世研究實驗室的物理學家。他和同事一起擺弄的一台隧道掃描顯微鏡有極其纖細的探頭，能像盲人閱讀盲文那樣透過物質表面記錄原子的存在。他們不但用35個氙原子拼出了IBM三個英文字母，而且他和他的幾個同事還想用一台隧道掃描顯微鏡(STM)和一些巴基球製作一個能計算的機器。1996年11月他們推出了世界上第一台分子算盤。該算盤很簡單，只是10個巴基球沿銅質表面上的一條細微的溝排成一列。為了計算，金澤夫斯基用隧道掃描顯微鏡的探頭把巴基球拖來拖去，細溝實際上是銅表面啟然出現的微小台階，它們使金澤夫斯基可在室溫下演算。

理論上金澤夫斯基的算盤儲存信息的容量是常規電子計算機存儲器的10億倍。盡管在應用上它還很煩瑣，但它顯示了科學家在處理十分微小的物體方面已經非常熟練。這個工作可能是邁向製造出分子般大小的機器的第一步，移動單個分子或原子的技術是開發下一代電子元件的關鍵。

說到巴基球，一定要談到它的兄弟巴基管。巴基管是碳分子材料，與巴基球有著不同的形狀、相似的性質，其大小處於納米級水平上，所以又稱為納米管。它們的強度比鋼高100倍，但重量只有鋼的1/6。它們非常微小，5萬個並排起來才有人的一根頭發絲那麼寬。巴基球和納米管都是在碳氣化成單個的原子後，在真空或惰性氣體中凝聚而自然形成的，這些碳原子凝聚結合時會組合成各種幾何圖形。巴基球是五邊形和六邊形的混合組合，不同的混合產生不同的形狀。然而，典型的納米管完全是由六邊形組成的，每一圈由十個六邊形組成，當然也有其他的結構。巴基球和巴基管具有多種性質，科研人員一直在研究它們在激光、超導領域以及醫葯領域的應用前景，並取得了不少成果。

法國和美國科學家發現，利用單層碳片做成的單層納米碳管具有規則的結構和可預見的活動規律，這種極其細微的管子可用於許多領域，包括從未來的電子裝置到超強材料。

人類發現一種新物質，就要研究它的性質和功能，人們發現巴基球具有很多意想不到的神奇性質。

先是日本岡崎國立共同研究機構分子科學研究所於1993年合成了含有C60分子的新超導體。這種新超導體由鈉、氮的化合物和C60組成。據合成這種新超導體的岡崎國立共同研究機構主任井口洋夫等人介紹，他們先將氮化鈉和C60粉末按一定比例混合，然後將其置於真空中，再在370℃的溫度下燒結約20分鍾，便合成了新的超導體。為防止這種混合物在大氣中會與水蒸氣發生反應，所以將其置於真空中。井口洋夫說，含C60的新超導體在零下258℃表現出很好的超導性能。

美國紐約州立大學布法羅分校由華裔科學家組成的一個研究小組發現，巴基球在摻入氯化碘雜質後，可在絕對溫度60度，即零下213℃時產生超導現象。在該校物理系教授高亦涵、博士後研究助理宋立維以及機械航空工程系教授鍾端玲、研究生符立德的這一發現之前，超導巴基球的臨界溫度約為零下243℃。摻入氯化碘的巴基球還具有對於未來實際應用十分有利的空氣穩定性。研究小組稱，新發現的超導巴基球在置於空氣中40天之後，依然可以探測到超導特性，而這是以前發現的超導巴基球並不具備的性質。

法國和俄羅斯科學家利用巴基球研製成一種新的材料，其硬度至少和金剛石相當，並能在金剛石表面刮擦起痕。據英國《新科學家》雜志報道，法國巴黎全國科學研究中心的物理化學家亨里·斯茲瓦赫同莫斯科高壓物理學研究所的科學家，在高壓條件下使由60個碳原子構成的碳球晶體化而製成了這種超強聚合物材料。斯茲瓦赫說，他們原來是打算利用CQ製造金剛石，沒想到結果獲得的是另一種更堅硬的物質。他們利用的是俄方高壓物理研究所的機器，機器的中心是兩個錐形金剛石，他們把C60材料置於其中一個金剛石的表面上，然後施以大約20個千兆帕斯卡的高壓(大約相當於20000個大氣壓)。在這同時，旋轉這兩個錐形金剛石，以產生一種壓力。法國科學家介紹說，當碳球材料在12個千兆帕斯卡壓力作用下時就開始向新材料轉變，但是施加更大的壓力之後這個轉變過程才全部完成。

人們還對巴基球在葯物方面的應用作了研究。日本京都大學、東京大學等相繼發現球形碳原子「C60」能抑制癌細胞增殖、促進細胞分化，有望成為治療癌症的新葯。京都大學生物醫療工程研究中心發現，將球形碳原子注入白鼠的癌細胞後，在光的照射下就能產生破壞癌細胞的活性酶，可有效地抑制癌細胞的增殖。東京大學和日本厚生省國立衛生研究所也分別在試管實驗中發現，球形碳原子的化合物同其他抗癌葯物同時使用，能夠提高醫療效果、促進細胞分化。

美國科學家則發現，C60具有保護腦細胞的作用，可望用它製造治療中風等疾病的葯物。美國華盛頓大學醫學院的一個科研小組把它進行了改造，使其能溶於水，再將它的水溶液注入老鼠體內，結果發現該水溶液能吸收可引起機體功能退化的自由基，並能夠防止腦細胞因缺少氧和葡萄糖而解體。研究人員解釋說，C60是一種中空的大型無機分子，因而能吸引機體內的一些有害分子。

除了對巴基球本身進行研究之外，人們還對許多其他類似巴基球的分子進行了研究。日本國立材料和化學研究所同日產公司合作，通過計算機模擬，得出了有可能用60個氮原子合成類似巴基球結構的N60分子的結論。計算機模擬的結果顯示，N60分子與C60分子會有相似的結構，但穩定性較差。具體合成過程中，或許需要對氮氣進行冷凍或加壓，然後運用高強度激光照射，由此產生的分子團可能會具有強烈的揮發性，在受熱情況下瞬間恢復氣體狀態，並釋放出大量的能量。參與研究的科學家設想，利用這些性質，N60分子可能會成為具有商業化應用潛力的炸葯或火箭燃料。計算機模擬也表明，N60分子如果用作火箭燃料，產生的動力會比目前火箭中使用的液態燃料高出10％。

巴基球研究可能對解開宇宙形成之謎提供答案。美國科學家在隕石中發現了巴基球。這一成果證實了最早在實驗室中發現並合成的球狀結構碳分子在自然界中同樣存在，它是繼金剛石和石墨後人們發現的碳的第三種同素異形體。這塊名為「阿連德」的隕石1969年落於墨西哥境內。美國夏威夷大學和美國宇航局的科學家在研究中首先用酸對隕石碎片樣品進行了脫硫處理，然後將這些殘渣放人有機溶劑，最終分離出球狀碳元素，他們在英國《自然》雜志上詳細介紹了有關的研究過程。科學家早先在隕石坑周圍的沉積物中就曾發現過球狀碳，但科學家們在「阿連德」隕石中發現的球狀碳不僅包含大量C60和C70，而且還有從C100到C400等一系列原子數更高的碳分子結構，據悉，在自然界發現原子數如此之高的球狀碳分子尚屬首次。科學家們指出，「阿連德」隕石中存在球狀碳，這對研究該隕石形成時期，太陽系中原始星雲和塵埃物質的狀況將有所幫助；另外，新發現也意味著在研究地球早期形成歷史時，可能應考慮該種特殊結構碳分子所起的作用。因為空心籠狀的這些碳分子具有較強的吸附氣體能力，攜帶球狀碳的隕石落到地球後，不僅可為地球帶來碳元素，而且也有可能對地球大氣構成產生相當大的影響。

科學家還用巴基球搞起了藝術晶。在1998年世界盃足球賽期間，德國化學家突發奇想，在分子水平上製造了一座「大力神」金杯復製品。這一微型金杯最終被慷慨地贈與冠軍得主法國隊。微型「大力神」杯由單分子製成，高僅為3納米，還不到高36厘米的真正「大力神」杯的億分之一。作為國際足球界最高榮譽的象徵，「大力神」金杯圖案由兩個大力神背對背高舉雙臂，背托一個地球而構成的。德國埃朗根-紐倫堡大學化學家赫希及其學生在研究中發現，一些具有特殊形狀的分子，可成為在微觀尺度上製造「大力神」杯復製品的理想材料。赫希等利用被稱為「巴基球」的C60分子來模擬「大力神」杯中的地球圖案，「巴基球」分子結構呈空心籠狀，酷似微型足球。而微型「大力神」金杯底座則由一種杯狀分子製成。赫希認為，這一特殊的結構很可能在科學上也能找到用途。他介紹說，光照射至「巴基球」分子後，會產生單電子而進入製造底座的杯狀分子。如果能俘獲這一單電子並將其引入電通路，那麼分子「大力神」杯有可能用來製造新型太陽能電池。

巴基球如此神奇，可是要想製造它們就不那麼容易了，迄今為止這種神奇的小球的價格還是遠遠超過了黃金。這就為科學家們提出了新的挑戰，促使他們尋找新的製造方法。盡管還不知道新方法將是一個什麼樣的過程，但是科學家們相信一定會找到這種新方法的。如果真能在工廠里大量生產，那也將是令人震驚的，如果你考慮到它的無數用途，其中包括用作其他分子之間的「分子導線」(用來製造新一代小型化學感測器)、用作能「感覺」物體表面單個原子結構的納米探頭的頂端(用來測試超純硅晶元的質量)以及用作理想的結晶基。

在對巴基球熱火朝天的研究中，中國科學家也不甘落後。他們採用計算的方法對巴基球的分子結構進行了精確的計算，得到的數據對實驗非常有價值。

近年來，我國科學家在C60的制備與分離技術方面也取得重大進展。中國科技大學設計建成的合肥國家同步輻射實驗室的光譜實驗站在C60真空紫外吸收光譜的研究中取得令人鼓的成果。對C60的研究是國際上繼「超導熱」之後的又一熱門課題，這個實驗站獲得的階段性成果在國內外均是首創性的。復旦大學、上海原子核研究所等單位組成的C60課題攻關組，自行設計並建立的這套C60制備裝置，其含量穩定在15％左右，最高可達18％，日生產能力為30至35克。他們對分離方法做了重大改進，用新工藝可分離得到純度99.5％以上在的C60。

巴基球奇妙的結構和神奇的性質激發了科學家們的靈感，使他們不斷地感知到微觀世界的奧妙，種種奇思妙想也同時應運而生，神奇的納米世界的大門終究會被我們人類一點一點地打開。

㈧ 納米技術的認識

理論含義

編輯

納米技術(nanotechnology），也稱毫微技術，是研究結構尺寸在1納米至100納米范圍內材料的性質和應用的一種技術。1981年掃描隧道顯微鏡發明後，誕生了一門以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[2]。因此，納米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物質的技術。

從迄今為止的研究來看，關於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，可以製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。

納米雨衣傘是雨傘與雨衣的結合體，納米雨傘收傘有三折傘和直桿傘的收傘形態（簡單說，收傘時有長短兩種選擇）。納米雨衣可由納米雨傘轉變而成，納米雨衣又不同於一般的雨衣，因為納米雨衣可以保證從頭到腳絕對不濕。因為納米材料，所以這雨傘可以一甩即干，雨傘轉變為雨衣後，這雨衣也只需穿著時輕輕一跳也即可全乾。

防水材料

2014年8月4日，澳大利亞運用新發明的布料，製成一款具有開創性的T恤衫，不管人們怎樣嘗試著浸濕它，此T恤都能保持良好的防水性能。

這件叫做「騎士」(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉質的。雖然表面看起來平淡無奇，但是其布料運用「疏水」納米技術應用編織而成，使得這件T恤能夠有效防止大部分液體和污漬的浸入。這種T恤可以用機器清洗，其防水功能最多可承受80次清洗。它的布料有天然自凈功能，任何附著在上的污漬都能用水擦洗或沖干凈。

和其他含有化學物質的防水應用不同，T恤仿照的是荷葉的自然疏水特點。此布料的發明對於餐館和咖啡廳來說可能具有革命性的影響。此外，這種布料還可以運用在醫療行業或醫院等地。

潛在危害

編輯

和生物技術一樣，納米科技也有很多環境和安全問題（比如尺寸小是否會避開生物的自然防禦系統，還有是否能生物降解、毒性副作用如何等等）。

社會危害

納米顆粒的危害

納米材料（包含有納米顆粒的材料）本身的存在並不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性，特別是他們的移動性和增強的反應性。只有某些納米粒子的某些方面對生物或環境有害，我們才面臨一個真的危害[7]。

要討論納米材料對健康和環境的影響，我們必須區分兩類納米結構：

納米尺寸的粒子被組裝在一個基體、材料或器件上的納米合成物、納米表面結構或納米組份（電子，光學感測器等），又稱為固定納米粒子。

「自由」納米粒子，不管在生產的某些步驟中存還是直接使用單獨的納米粒子。

這些自由納米粒子可能是納米尺寸的單元素，化合物，或是復雜的混合物，比如在一種元素上鍍上另外一張物質的「鍍膜」納米粒子或叫做「核殼」納米粒子。

現代，公認的觀點是，雖然我們需要關注有固定納米粒子的材料，自由納米粒子是最緊迫關心的。

因為，納米粒子同它們日常的對應物實在是區別太大了，它們的有害效應不能從已知毒性推演而來。這樣討論自由納米粒子的健康和環境影響具有很重要的意義。

更加復雜的是，當我們討論納米粒子的時候，我們必須知道含有的納米粒子的粉末或液體幾乎從來不會單分散化，而是具有一定范圍內許多不同尺寸。這會使實驗分析更加復雜，因為大的納米粒子可能和小的有不同的性質。而且，納米粒子具有聚合的趨勢，而聚合的納米粒子具有同單個納米粒子不同的行為。

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的注入（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於它們的大小，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（吞咽並消滅外來物質的細胞）的「過載」，從而引發防禦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。由於極大的表面積，暴露在組織和液體中的納米粒子會立即吸附他們遇到的大分子。這樣會影響到例如酶和其他蛋白的調整機制。

環境問題

主要擔心納米顆粒可能會造成未知的危害。

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。（例如，在MIT士兵納米技術研究所[1]研究的裝備士兵的植入體或其他手段，同時還有通過納米探測器增強的監視手段。

在結構層面，納米技術的批評家們指出納米技術打開了一個由產權和公司控制的新世界。他們指出，就象生物技術的操控基因的能力伴隨著生命的專利化一樣，納米技術操控分子的技術帶來的是物質的專利化。過去的幾年裡，獲得納米尺度的專利像一股淘金熱。2003年，超過800納米相關的專利權獲得批准，這個數字每年都在增長。大公司已經壟斷了納米尺度發明與發現的廣泛的專利。例如，NEC和IBM這兩家大公司持有碳納米管這一納米科技基石之一的基礎專利。碳納米管具有廣泛的運用，並被看好對從電子和計算機、到強化材料、到葯物釋放和診斷的許多工業領域都有關鍵的作用。碳納米管很可能成為取代傳統原材料的主要工業交易材料。但是，當它們的用途擴張時，任何想要製造或出售碳納米管的人，不管應用是什麼，都要先向NEC或者IBM購買許可證。

㈨ 納米技術出現的重大意義是什麼

納米技術的含義-1

. 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，而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術，就稱為納米技術。
. 納米技術與微電子技術的主要區別是：納米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現設備特定的功能，是利用電子的波動性來工作的；而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能，是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發納米技術的目的，就是要實現對整個微觀世界的有效控制。
. 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。1993年，國際納米科技指導委員會將納米技術劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。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。

納米技術的含義-2

納米技術（納米科技nanotechnology）
納米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物質的技術。
從迄今為止的研究狀況看，關於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，可以製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，而利用這些特性製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，但是由於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。