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納米材料是誰創造的

發布時間:2021-08-02 18:37:46

❶ 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。

❷ 納米科技是如何誕生的

進入20世紀尾聲的時候,隨著人類對物質微觀世界認識的不斷進步,一門新興的學科誕生了。1990年,在美國舉行了第一次納米科技大會,並且正式創辦了《納米技術雜志》,納米科學技術由此正式宣告「開宗立派」。

所謂納米科學,是人們研究納米尺度,即100納米至0.1納米這個微觀范圍內的物質所具有的特異現象和特異功能的科學;而納米技術則是指在納米科學的基礎上製造新材料、研究新工藝的方法和手段。雖然納米科技問世的時間不長,但是它帶來的沖擊卻是明顯的。越來越多的科學家相信,這項新興科學技術將帶來新的一輪技術革命,人們將憑借它進入一個奇妙的嶄新世界。

其實,從比較准確的意義上來講,納米科技誕生的時期應該還要早一些。

1984年,德國著名學者格萊特利用現代技術把一塊6納米的鐵晶體壓製成納米塊,並詳細研究了它的內部結構,結果發現它比普通鋼鐵的強度要高12倍,硬度要高2~3個數量級。而且這種納米金屬在低溫下甚至會失去傳導能力,並且隨著尺寸的縮小,納米材料的熔點也會隨之降低。

格萊特的研究實際上只是開了一個頭,從而卻導致了科學家們對物質在納米量級內物理性能變化和應用的廣泛研究。一般來講,納米顆粒的尺寸通常不超過10個納米。在這個量級內,物質顆粒的大小意味著它已經很接近一個原子的大小了。在這種狀態下,物質的性能和結構的變化已經是非連續性的了。就是說,量子效應開始發生作用。因此,用納米顆粒最後製成的材料與普通材料相比,在機械強度、磁、光、聲、熱等方面都有很大不同,由此會產生許多完全不同的功用。

很顯然,納米科學技術是一門以物理和化學這兩個基礎學科的微觀研究理論為基礎,以先進的解析技術和工藝手段為前提的內容廣泛的多學科綜合體。它既不是某一學科的延伸和發展,也不能說是某一工藝技術革新的產物或轉化。它是基礎理論學科和當代高新技術緊密結合的產物。納米科技的誕生還表明了這樣一種發展態勢,即在當今的科學技術領域里,基礎科學研究與應用技術發展的結合,已經呈現出一種越來越密不可分的趨勢,以至於在相當多的情況下,人們已經很難完全區分出研究和應用之間的差別。按目前的研究狀況,納米科技一般分為納米材料學、納米電子學、納米生物學和納米製造學、納米光學等等,這其中的每一門學科又都是跨學科,集研究與應用於一體的邊緣學科與綜合體系。

在上述這些學科中,納米材料學是納米科技領域比較成熟的組成部分,也是納米科技的發展基礎。在這方面,科學家們已經取得了一些重要進展。以陶瓷材料為例,普通陶瓷材料具有強度高而韌性差、熔點高而難以加工成形的特點;但利用納米技術加工成的納米陶瓷不僅保持了原有特性,還具有超塑性質,並可在較低溫度下加工成耐高溫的器件,從而大大拓寬了陶瓷材料在工業製造領域的應用范圍。在另一方面,納米電子學也被認為是微電子技術向縱深發展的必然結果。科學家們指出,開發具有納米量級解析度的工藝是取代現有集成電路生產工藝向微電子技術發展的方向;而納米電子器件的研究與開發,也為新一代電子計算機的發展奠定了基礎。基於這一點,西方國家對這一領域都投入了大量資金,許多大企業也紛紛躋身這一領域的研究開發。據了解,日本東芝公司已經率先取得了量子器件集成化的成果,並且大規模納米級的集成器件也正在研製之中。用納米器件製作機器人和納米信息處理系統,在分子生物研究及醫學研究領域,更是具有誘人的前景:將這些具有特殊功能的納米機器人注入人體血管內,可以有效地進行全身健康檢查和治療,使腦血栓、心肌梗塞等疾病將不再成為威脅人類生命的「殺手」。

不過,盡管目前科學界在納米科學技術領域已經取得了一系列重要的進展,並開發出了不少納米材料和器件,但從嚴格的意義上講,納米科學技術在20世紀,僅是剛剛露出其尖尖角的小荷,它的燦爛和美麗將是屬於21世紀的。因而,這門學科的誕生可以說是20世紀的科學家們獻給21世紀的一份珍貴的禮物。

❸ 納米科技是在什麼發明後誕生的

一納米等於10億分之一米,自從掃描隧道顯微鏡發明以後世界上便誕生了以0.1納米至。100納米這樣的尺度為研究對象的前沿科學這就是納米技術。

❹ 納米材料的發展歷程

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。

❺ 納米材料哪個國家發明的

日本人首先發現的。日、德、美、俄、中等國家都能製造納米材料

❻ 問:納米技術是什麼時候發明出來的

從迄今為止的研究善看,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徽加工技術的極限。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。

❼ 納米技術是誰發明的

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。

❽ 納米技術的由來是什麼

進入20世紀尾聲的時候,隨著人類對物質微觀世界認識的不斷進步,一門新興的學科誕生了。1990年,在美國舉行了第一次納米科技大會,並且正式創辦了《納米技術雜志》,納米科學技術由此正式宣告「開宗立派」。

所謂納米科學,是人們研究納米尺度,即100納米至0.1納米這個微觀范圍內的物質所具有的特異現象和特異功能的科學;而納米技術則是指在納米科學的基礎上製造新材料、研究新工藝的方法和手段。雖然納米科技問世的時間不長,但是它帶來的沖擊卻是明顯的。越來越多的科學家相信,這項新興科學技術將帶來新的一輪技術革命,人們將憑借它進入一個奇妙的嶄新世界。

其實,從比較准確的意義上來講,納米科技誕生的時期應該還要早一些。

1984年,德國著名學者格萊特利用現代技術把一塊6納米的鐵晶體壓製成納米塊,並詳細研究了它的內部結構,結果發現它比普通鋼鐵的強度要高12倍,硬度要高2~3個數量級。而且這種納米金屬在低溫下甚至會失去傳導能力,並且隨著尺寸的縮小,納米材料的熔點也會隨之降低。

格萊特的研究實際上只是開了一個頭,從而卻導致了科學家們對物質在納米量級內物理性能變化和應用的廣泛研究。一般來講,納米顆粒的尺寸通常不超過10個納米。在這個量級內,物質顆粒的大小意味著它已經很接近一個原子的大小了。在這種狀態下,物質的性能和結構的變化已經是非連續性的了。就是說,量子效應開始發生作用。因此,用納米顆粒最後製成的材料與普通材料相比,在機械強度、磁、光、聲、熱等方面都有很大不同,由此會產生許多完全不同的功用。

很顯然,納米科學技術是一門以物理和化學這兩個基礎學科的微觀研究理論為基礎,以先進的解析技術和工藝手段為前提的內容廣泛的多學科綜合體。它既不是某一學科的延伸和發展,也不能說是某一工藝技術革新的產物或轉化。它是基礎理論學科和當代高新技術緊密結合的產物。納米科技的誕生還表明了這樣一種發展態勢,即在當今的科學技術領域里,基礎科學研究與應用技術發展的結合,已經呈現出一種越來越密不可分的趨勢,以至於在相當多的情況下,人們已經很難完全區分出研究和應用之間的差別。按目前的研究狀況,納米科技一般分為納米材料學、納米電子學、納米生物學和納米製造學、納米光學等等,這其中的每一門學科又都是跨學科,集研究與應用於一體的邊緣學科與綜合體系。

在上述這些學科中,納米材料學是納米科技領域比較成熟的組成部分,也是納米科技的發展基礎。在這方面,科學家們已經取得了一些重要進展。以陶瓷材料為例,普通陶瓷材料具有強度高而韌性差、熔點高而難以加工成形的特點;但利用納米技術加工成的納米陶瓷不僅保持了原有特性,還具有超塑性質,並可在較低溫度下加工成耐高溫的器件,從而大大拓寬了陶瓷材料在工業製造領域的應用范圍。在另一方面,納米電子學也被認為是微電子技術向縱深發展的必然結果。科學家們指出,開發具有納米量級解析度的工藝是取代現有集成電路生產工藝向微電子技術發展的方向;而納米電子器件的研究與開發,也為新一代電子計算機的發展奠定了基礎。基於這一點,西方國家對這一領域都投入了大量資金,許多大企業也紛紛躋身這一領域的研究開發。據了解,日本東芝公司已經率先取得了量子器件集成化的成果,並且大規模納米級的集成器件也正在研製之中。用納米器件製作機器人和納米信息處理系統,在分子生物研究及醫學研究領域,更是具有誘人的前景:將這些具有特殊功能的納米機器人注入人體血管內,可以有效地進行全身健康檢查和治療,使腦血栓、心肌梗塞等疾病將不再成為威脅人類生命的「殺手」。

不過,盡管目前科學界在納米科學技術領域已經取得了一系列重要的進展,並開發出了不少納米材料和器件,但從嚴格的意義上講,納米科學技術在20世紀,僅是剛剛露出其尖尖角的小荷,它的燦爛和美麗將是屬於21世紀的。因而,這門學科的誕生可以說是20世紀的科學家們獻給21世紀的一份珍貴的禮物。

❾ 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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