科学世界讲解课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,科学世界,欢迎光临科学世界,纳米技术,科学世界欢迎光临科学世界纳米技术,1,材料化学之纳米技术,机械工程学院,机械设计制造及其自动化系,机自6班 王庆周,学号：20062327,2007-04-08,材料化学之纳米技术,2,纳米瓷像|房永恒的美丽,纳米生物技术,纳米瓷像|房永恒的美丽纳米生物技术,3,大家是否还记得在科幻世界里那些随意消,逝变化的人吗?还记得在神话世界里,孙悟,空的七十二变吗?现在所有这一切都不是在,疯狂的科幻世界里,不是在神奇的神话里,而,是在离我们也许只有几年之遥的纳米时代！,那么什么是纳米?,什么是纳米技术?,大家想不想了解有关这方面的知识?,大家是否还记得在科幻世界里那些随意消,4,内容提要,纳米技术简介,纳米技术在世界各国,纳米,技术的相关知识,纳米技术在当代中国,内容提要纳米技术简介,5,1.1 纳米,1,纳米,(,nm):,1毫米(,mm),的百万分之一,纳米：又称毫微米，是一种长度计量单位，1纳米等于十亿分之一米。纳米技术：指的是0.1纳米到几百纳米的尺度范围内对原子、分子进行观察和加工的技术。纳米机器人：是在纳米尺寸上制造的微型机器人。,1.1 纳米1纳米(nm):1毫米(mm)的百万分之一,6,1.2 纳米技术,在纳米尺度上对物质和材料进行研究和处理的技术被称为纳米技术,1.2 纳米技术在纳米尺度上对物质和材料进行研究和处理的技术,7,1.3 纳米材料,纳米材料,:在纳米量级(,1100,nm),内调控物质结构制成的具有特异性能的新材料,四大特点,:,尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大,四大效应,:,小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应,1.3 纳米材料纳米材料:在纳米量级(1100nm)内调,8,1.4 进一步认识纳米,蛋白质、,DNA,、,RNA,、,病毒，都在,1100,nm,的范围,光合作用在,“,纳米车间”,进行,细胞中的一些结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞象一个“纳米工厂”,纳米结构是生命现象中基本的东西,1.4 进一步认识纳米蛋白质、DNA、RNA、病毒，都在1,9,1.5 纳米技术前景展望,钱学森(1991)：“我认为，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的重点，会是一次技术革命，从而将在21世纪又是一次产业革命。”,纳米技术将改变生产方式，导致生活方式变革，,带领我们进入崭新的21世纪。,1.5 纳米技术前景展望 钱学森(1991)：“我认为，纳米,10,2.1 国外纳米技术进展,1990,年，,IBM,公司用原子排出,“,IBM”,1991,年，,NEC,实验室观察到碳纳米管,合成了其它纳米管材料,2.1 国外纳米技术进展1990年，IBM公司用原子排出“I,11,2.1 国外纳米技术进展,实心的纳米棒、纳米线、量子线,2.1 国外纳米技术进展实心的纳米棒、纳米线、量子线,12,2.1 国外纳米技术进展,朗讯公司和牛津大学:纳米镊子,碳纳米管,“,秤,”,，称量一个病毒的重量,称量单个原子重量的,“,纳米秤”,2.1 国外纳米技术进展朗讯公司和牛津大学:纳米镊子,13,2.1 国外纳米技术进展,DNA,开关,2.1 国外纳米技术进展DNA开关,14,2.2 纳米技术在美国,2010年:80万纳米科技人才,GDP,1万亿美元,200万个就业机会,本世纪前,10,年几个关键领域之一,制定了“国家纳米技术倡议”,(,NNI):,纳米材料,纳米电子学、光电子学和磁学,纳米医学和生物学,2.2 纳米技术在美国2010年:80万纳米科技人才,GD,15,2.2 纳米技术在美国,军工:隐形飞机表面涂料、舰船表面纳米涂料,美国总统布什2003.12.3日签署了21世纪纳米技术研究开发法案，批准联邦政府在从2005财政年度开始的4年中共投入约37亿美元，用于促进纳米技术的研究开发,2.2 纳米技术在美国军工:隐形飞机表面涂料、舰船表面纳米,16,2.3 纳米技术在日本,1962年,久保(,Kubo):,久保理论,国会:21世纪前20年的立国之本,著名大企业:纳米实用化技术的计划,三菱化工建立了(富勒烯)纳米碳管生产线,自洁净玻璃、光催化净化水或空气,2.3 纳米技术在日本1962年,久保(Kubo):久保,17,2.4 纳米技术在其它国家,韩国,：全国纳米技术研究院、纳米显示技术,印度,：像抓软件产业那样抓纳米科技,德国,：把发展纳米技术定位在新能源、新环境，全面带动纳米技术在各个领域的发展,法国,：国家纳米科技中心、纳米产业基金,世界,都在迎接纳米时代的到来,2.4 纳米技术在其它国家韩国：全国纳米技术研究院、纳米显示,18,2.5 纳米技术在中国,1993,年，,中科院,操纵原子写字,2.5 纳米技术在中国1993年，中科院操纵原子写字,19,2.5 中国纳米技术进展,中科院物理所,制备出大面积碳纳米管阵列;合成了当时最长的纤维级碳纳米管,中国科技大学,:氮化镓粉体,清华大学,:氮化镓纳米棒,中国科技大学,:从四氯化碳制备出金刚石纳米粉，被誉为“稻草变黄金”,2.5 中国纳米技术进展中科院物理所制备出大面积碳纳米管阵列,20,2.5 中国纳米技术应用,中科院化冶所,“七五攻关”:纳米碳化硅,“八五863”:纳米阻燃剂,中科院化学所,纳米领带,超双疏性界面材料,防水、防油、防污、防褪色,纳米聚丙烯管材,高强度、抑菌功能,2.5 中国纳米技术应用中科院化冶所,21,2.5 纳米技术应用,全国范围,三百多,家纳米企业,以“纳米”注册的企业近百家,数十条纳米材料生产线,资金约百亿元,2.5 纳米技术应用全国范围,22,3.1 纳米技术与经济,材料人类文明的四大技术支柱之一,材料是人类物质文明的基础,材料支撑着其它新技术的前进,纳米材料是纳米技术的基础,纳米材料,是材料家族中的重要新成员,3.1 纳米技术与经济材料人类文明的四大技术支柱之一,23,3.2 纳米技术与经济,科学,发现新材料、提出新方法,知识创新,将“钱”转化为“知识”,技术,工业化制备纳米材料,清洁生产工艺,商品化技术,将“知识”转化为“钱”,3.2 纳米技术与经济科学,24,3.3 纳米材料制备综述,对纳米材料的要求,尺寸可控(小于 100,nm),成分可控,形貌可控,晶型可控,表面物理和化学特性可控,(表面改性和表面包覆),3.3 纳米材料制备综述对纳米材料的要求,25,3.4 纳米材料制备综述,化学法,物理法,3.4 纳米材料制备综述化学法,26,3.4.1 化学方法制备纳米材料,气相法,气溶胶法,激光法,等离子法,裂解法,氧化法,水解法,燃烧法,3.4.1 化学方法制备纳米材料气相法,27,3.4.1 化学方法制备纳米材料,液相法,化学沉淀法(均匀沉淀法,共沉淀法),水解法(醇盐,卤化物),溶胶,-,凝胶法,水热法,3.4.1 化学方法制备纳米材料液相法,28,3.4.2 物理方法制备纳米材料,气相法,惰性气体冷凝法,固相法,高能球磨法,搅拌磨法,震动磨法,3.4.2 物理方法制备纳米材料气相法,29,3.5 某纳米颗粒的制备,3.5 某纳米颗粒的制备,30,4 纳米科技与当代中国,近代中国的机遇与挑战,二百年回顾,蒸汽机技术、电气化技术、微电子技术的高潮都错过,IT,产业、网络通讯与西方差距不大,纳米技术使大家都面临着重新变革，相当于5千米赛跑，都才跑出500米，我们落后得不是很多，有的还不落后,4 纳米科技与当代中国 近代中国的机遇与挑战,31,4.1 纳米技术对竞争力的提升,能源领域,石油、煤等不可再生资源,环保领域,解决水污染的问题,解决空气污染的问题,微电子,纳米电子器件、纳米线、,纳米传感器,信息领域,光纤、发光器件,4.1 纳米技术对竞争力的提升能源领域,32,4.2 纳米技术对竞争力的提升,功能性涂料,、薄膜,防静电涂料,特殊视觉涂料,紫外线吸收涂层,耐磨,、防腐、耐高温、耐冲刷涂层,机械,纳米结构单元和纳米机械,结构陶瓷,增强、增韧、助烧结,4.2 纳米技术对竞争力的提升功能性涂料、薄膜,33,4.3 纳米技术对竞争力的提升,化学化工,催化剂,、助,催化剂,、阻燃,剂,镍催化氧化丙醛，当镍的粒径在,5,nm,以下，反应选择性发生急剧变化，生成酒精的转化率迅速增大,塑料和橡胶,制品成型剂,、,补强剂,、抗老化,剂,OA（,OFFICE AUTOMATION,）,领域,复印机和激光打印机的墨粉,喷墨打印机墨水,、高级,墨水,4.3 纳米技术对竞争力的提升化学化工,34,4.4 纳米技术对竞争力的提升,纳米药物,磁性纳米粒子药物,卫生保健品,防晒霜,纺织品,反射红外线型化纤,杀菌灭菌除臭型化纤,4.4 纳米技术对竞争力的提升纳米药物,35,4.5 提升国防科技,纳米探测系统,纳米材料提高武器打击,纳米材料提高防护能力,纳米机械系统制造的小型机器人,雷达隐身技术,美国:“超黑粉”,对雷达波的吸收率达,99,法国:,Co-Ni,纳米颗粒包覆绝缘层,4.5 提升国防科技纳米探测系统,36,感谢您的观看！,再见！,感谢您的观看！再见！,37,