纳米技术和微型机PPT课件

纳 米 技 术 和 微 型 机 (应 用 与 未 来 发 展 ） 庞 皓 文 2纳 米 技 术 ： 纳 米 技 术 （ nanotechnology） 是 用 单个 原 子 、 分 子 制 造 物 质 的 科 学 技 术 ， 研 究 结 构尺 寸 在 0 .1 至 1 0 0 纳 米 范 围 内 材 料 的 性 质 和 应 用 。纳米技术含义 3纳米技术的沿革 纳 米 技 术 的 灵 感 ， 来 自 于 已 故 物 理 学 家 理 查 德 费 曼 1 9 5 9 年 所 作 的 一 次 题为 在 底 部 还 有 很 大 空 间 的 演 讲 。 7 0 年 代 ， 科 学 家 开 始 从 不 同 角 度 提 出 有 关 纳 米 科 技 的 构 想 。 1 9 8 1 年 ， 科 学 家 发 明 研 究 纳 米 的 重 要 工 具 扫 描 隧 道 显 微 镜 。 1 9 9 0 年 ， IBM公 司 阿 尔 马 登 研 究 中 心 的 科 学 家 成 功 地 对 单 个 的 原 子 进 行 了重 排 ， 纳 米 技 术 取 得 一 项 关 键 突 破 。 1 9 9 9 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 ； 2 0 0 1 年 ， 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 。 4纳米技术的应用领域 纳 米 级 加 工 技 术 微 电 子 与 计 算 机 技 术 光 电 材 料 生 物 医 学 领 域 纳 米 陶 瓷 5纳米级加工技术纳 米 级 加 工 的 含 意 是 达 到 纳 米 级 精 度 的 加 工 技 术 。实 质 是 切 断 原 子 间 的 结 合 ， 实 现 原 子 或 分 子 的 去 除 。量 块 ， 金 刚 石 压 头 尖 端 这 些 精 密 部 件 的 制 造 公 差 带 少 于 5 -5 0 纳 米 。为 了 提 高 计 算 机 存 储 盘 存 储 容 量 ， 加 工 精 度 也 在 不 断 的 提 高 ， 现 在正 在 实 现 3 纳 米 的 表 面 光 洁 度 加 工 。 6 微电子与计算机技术2008年 2月 1日 ， 亚 利 桑 那 州 立 大 学 David K . Ferry提 出 利 用 纳米 线 连 接 电 路 建 立 三 维 堆 砌 芯 片 的 构 想 ， 将 大 大 提 高 计 算 机的 运 行 速 度 。 9 光电材料 纳 米 激 光 器 是 一 根 弯 曲 成 极 薄 面 包 圈 形 状 的光 子 导 线 ， 其 大 小 和 形 状 能 有 效 控 制 它 发 射出 的 光 子 的 量 子 行 为 ， 从 而 影 响 激 光 器 工 作 。 纳 米 激 光 器 工 作 时 只 需 约 1 0 0 mA电 流 。 1 0 生 物 医 学 领 域纳 米 泵 人 造 红 细 胞它 比 体 内 血 液 中 的 红 细 胞 要 多 携 带 200多 倍的 氧 气 。 1 1 纳 米 陶 瓷 传 统 陶 瓷 材 料 质 地 较 脆 ， 韧 性 、 强 度 较差 ， 因 而 应 用 受 较 大 限 制 。 纳 米 陶 瓷 是 在 陶 瓷 中 加 入 或 生 成 纳 米 级颗 粒 、 晶 须 、 晶 片 纤 维 等 ， 使 晶 粒 、 晶界 以 及 他 们 之 间 的 结 合 都 达 到 纳 米 水 平 ，使 材 料 的 强 度 、 韧 性 和 超 塑 性 大 幅 度 提高 。 1 2 纳 米 陶 瓷 纳米陶瓷节能灯纳米陶瓷刀 纳 米 陶 瓷 刀 优 点 ： 高 硬 度 ， 高 耐 磨 永 不 生 锈 抗 腐 蚀 无 毒 ， 环 保 不 留 异 味 1 3 纳 米 技 术 的 未 来 发 展l纳 米 科 技 在 众 多 领 域 的 应 用 前 景l1、 能 源 与 环 境 领 域发 展 绿 色 能 源 和 环 境 处 理 技 术 ， 减 少 污 染 或 恢 复 被破 坏 的 环 境 。利 用 孔 径 10到 100纳 米 的 有 序 纳 米 材 料 和 纳 米 薄 膜 材料 ， 可 去 除 水 中 小 于 200纳 米 和 空 气 中 小 于 20纳 米 的污 染 物 ；在 能 源 领 域 ， 纳 米 技 术 将 会 对 能 源 的 功 率 、 能 量 的存 储 以 及 能 量 的 增 长 产 生 显 著 影 响 。利 用 纳 米 的 合 成 和 组 合 方 法 ， 制 造 高 强 度 轻 质 材 料 ，提 高 运 输 效 率 ， 节 省 能 耗 ； 1 4 纳 米 技 术 的 未 来 发 展l2、 医 学 与 健 康 领 域用 纳 米 传 感 器 作 疾 病 的 早 期 诊 断 ， 如 纳 米 氧 化 物 ，造 影 技 能 在 肝 癌 诊 断 中 的 应 用 等 。l3 、 航 天 和 航 空 技 术 领 域把 航 天 器 件 、 航 空 器 件 做 成 纳 米 器 件 ， 可 极 大 地 减少 体 积 、 重 量 和 降 低 能 耗 ， 极 大 地 增 加 航 天 器 的 有 效载 荷 。l4、 国 家 安 全 领 域纳 米 科 技 给 未 来 战 争 将 带 来 巨 大 的 影 响 ， 包 括 数 据图 像 的 实 时 传 递 、 作 战 指 挥 、 导 弹 预 警 、 核 武 器 防 护 、微 型 侦 察 装 置 等 。 1 5 纳 米 技 术 的 未 来 发 展l美 国 专 家 预 测 纳 米 科 技 发 展 的 五 个 阶 段1、 第 一 阶 段 能 准 确 地 控 制 原 子 数 目 100个 以 下 的 纳 米 结 构 物 质 。2、 第 二 阶 段 生 产 纳 米 结 构 物 质 阶 段 。 纳 米 结 构 的 物 质 和 复 合 材 料 的 制 造 达 到 实 用 化 水 平 。3、 第 三 阶 段 大 量 制 造 复 杂 纳 米 结 构 物 质 成 为 可 能 。4、 第 四 阶 段 制 造 纳 米 计 算 机 成 为 现 实 。5、 第 五 阶 段 将 研 制 出 能 够 制 造 动 力 源 与 程 序 的 自 立 化 的 原 件 装 置 。