納米技術(shù)課件

納米技術(shù)演講人：劉歡歡1精選完整ppt課件內(nèi)容提要納米技術(shù)介紹納米技術(shù)的發(fā)展納米技術(shù)的應(yīng)用納米技術(shù)的前景2精選完整ppt課件納米技術(shù)簡介

納米是英文nano的譯名，是一種長度單位，原稱毫微米，就是10的-9次方米。納米結(jié)構(gòu)通常是指尺寸在100納米以下的微小結(jié)構(gòu)。納米科學(xué)與技術(shù)，有時(shí)簡稱為納米技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。

納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如納電子學(xué)、納米材科學(xué)、納機(jī)械學(xué)等。

3精選完整ppt課件納米技術(shù)發(fā)展史1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制做更小的機(jī)器，最后將變成根據(jù)人類意愿，逐個(gè)地排列原子，制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢(mèng)想。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家開始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想，1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工1982年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，揭示了一個(gè)可見的原子、分子世界，對(duì)納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用。

1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生。1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開關(guān)以及納米級(jí)電子線路等4精選完整ppt課件

1993年，繼1989年美國斯坦福大學(xué)搬走原子團(tuán)“寫”下斯坦福大學(xué)英文名字、1990年美國國際商用機(jī)器公司在鎳表面用36個(gè)氙原子排出“ＩＢＭ”之后，中國科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“中國”二字，標(biāo)志著我國開始在國際納米科技領(lǐng)域占有一席之地1997年，美國科學(xué)家首次成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在20年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬倍的量子計(jì)算機(jī)1999年，巴西和美國科學(xué)家在進(jìn)行納米碳管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)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(dāng)于一個(gè)病毒的重量；此后不久，德國科學(xué)家研制出能稱量單個(gè)原子重量的秤，打破了美國和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀(jì)錄。近年，近年來，一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心，把納米技術(shù)列入新５年科技基本計(jì)劃的研發(fā)重點(diǎn)；德國專門建立納米技術(shù)研究網(wǎng)；美國將納米計(jì)劃視為下一次工業(yè)革命的核心，美國政府部門將納米科技基礎(chǔ)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。

5精選完整ppt課件納米技術(shù)的發(fā)展階段以研究分子機(jī)械而著稱的美國風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)宰貝克斯公司的一項(xiàng)預(yù)測認(rèn)為，納米技術(shù)的發(fā)展可能會(huì)經(jīng)歷以下五個(gè)階段：第一階段的發(fā)展重點(diǎn)是要準(zhǔn)確地控制原子數(shù)量在100個(gè)以下的納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)。這需要使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)／制造技術(shù)和現(xiàn)有工廠的設(shè)備和超精密電子裝置。這個(gè)階段的市場規(guī)模約為5億美元。第二個(gè)階段是生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)。在這個(gè)階段，納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)和納米復(fù)合材料的制造將達(dá)到實(shí)用化水平。其中包括從有機(jī)碳酸鈣中制取的有機(jī)納米材料，其強(qiáng)度將達(dá)到無機(jī)單晶材料的3000倍。該階段的市場規(guī)模在50億至200億美元之間。在第三個(gè)階段，大量制造復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)將成為可能。這要求有高級(jí)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)／制造系統(tǒng)、目標(biāo)設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和組裝技術(shù)等。該階段的市場規(guī)?？蛇_(dá)100億至1000億美元。在第四個(gè)階段中納米計(jì)算機(jī)將得以實(shí)現(xiàn)。這個(gè)階段的市場規(guī)模將達(dá)到2000億至1萬億美元。在第五階段里，科學(xué)家們將研制出能夠制造動(dòng)力源與程序自律化的元件和裝置，市場規(guī)模將高達(dá)6萬億美元。6精選完整ppt課件主要有超細(xì)薄膜、碳納米管、納米陶瓷、金屬納米晶體和量子點(diǎn)線等。1)超細(xì)薄膜

超細(xì)薄膜的厚度通常只有1納米-5納米，甚至?xí)龀?個(gè)分子或1個(gè)原子的厚度。超細(xì)薄膜可以是有機(jī)物也可以是無機(jī)物，具有廣泛的用途。如沉淀在半導(dǎo)體上的納米單層，可用來制造太陽能電池，對(duì)開發(fā)新型清潔能源有重要意義；將幾層薄膜沉淀在不同材料上，可形成具有特殊磁特性的多層薄膜，是制造高密度磁盤的基本材料。5.納米技術(shù)的主要研究項(xiàng)目7精選完整ppt課件2)

碳納米管

碳納米管是由碳60分子經(jīng)加工形成的一種直徑只有幾納米的微型管，是納米材料研究的重點(diǎn)之一。與其它材料相比，碳納米管具有特殊的機(jī)械、電子和化學(xué)性能，可制成具有導(dǎo)體、半導(dǎo)體或絕緣體特性的高強(qiáng)度纖維，在傳感器、鋰離子電池、場發(fā)射顯示、增強(qiáng)復(fù)合材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景，因而受到工業(yè)界的普遍重視。目前，碳納米管雖仍處于研究階段，但許多研究成果已顯示出良好的應(yīng)用前景。8精選完整ppt課件3)陶瓷材料

陶瓷材料在通常情況下具有堅(jiān)硬、易碎的特點(diǎn)，但由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性，有的可大幅度彎曲而不斷裂，表現(xiàn)出金屬般的柔韌性和可加工性。9精選完整ppt課件納米技術(shù)的內(nèi)容納米技術(shù)包含下列四個(gè)主要方面：1、納米材料：當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在0.1—100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。

納米技術(shù)不同于微米技術(shù)。后者是利用光刻及腐蝕等技術(shù)，從宏觀尺度自上而下地進(jìn)行材料的制造，集中表現(xiàn)在集成電路的生產(chǎn)等方面。而納米技術(shù)則相反，其突出特點(diǎn)是基于自組裝這種自下而上的方式制造納米材料。當(dāng)然，納米材料的制造不完全依靠自組裝，為了保證批量生產(chǎn)的效率，也會(huì)同時(shí)運(yùn)用光刻技術(shù)。

過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)尺度范圍的性能。第一個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們?cè)?0世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，象鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料。

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⒉納米動(dòng)力學(xué)主要是微機(jī)械和微電機(jī)，或總稱為微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)（MEMS),用于有傳動(dòng)機(jī)械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng)，特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等.用的是一種類似于集成電器設(shè)計(jì)和制造的新工藝。特點(diǎn)是部件很小，刻蝕的深度往往要求數(shù)十至數(shù)百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動(dòng)機(jī)，用于超快速離心機(jī)或陀螺儀等。在研究方面還要相應(yīng)地檢測準(zhǔn)原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進(jìn)入納米尺度，但有很大的潛在科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

⒊納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗(yàn)，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精細(xì)結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細(xì)胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。新的藥物，即使是微米粒子的細(xì)粉，也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

⒋納米電子學(xué)包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢要求器件和系統(tǒng)更小、更快、更冷,更小,是指響應(yīng)速度要快。更冷是指單個(gè)器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度。納米技術(shù)是建設(shè)者的最后疆界，它的影響將是巨大的。

11精選完整ppt課件納米技術(shù)應(yīng)用

納米技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一門高新技術(shù)，目前已成功用于許多領(lǐng)域，現(xiàn)在主要講下面幾個(gè)方面：1、納米技術(shù)在生物、醫(yī)藥學(xué)中的應(yīng)用

醫(yī)藥使用納米技術(shù)能使藥品生產(chǎn)過程越來越精細(xì)，并在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品。納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便，用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體后可主動(dòng)搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測少量血液，就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。2、納米技術(shù)在家用中的應(yīng)用家電用納米材料制成的納米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用，可用處作電冰霜、空調(diào)外殼里的抗菌除味塑料。3、納米技術(shù)在電子計(jì)算機(jī)和電子工業(yè)中的應(yīng)用

可以從閱讀硬盤上讀卡機(jī)以及存儲(chǔ)容量為目前芯片上千倍的納米材料級(jí)存儲(chǔ)器芯片都已投入生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)在普遍采用納米材料后，可以縮小成為“掌上電腦”。

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5、納米技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)功能獨(dú)特的納米膜。這種膜能夠探測到由化學(xué)和生物制劑造成的污染，并能夠?qū)@些制劑進(jìn)行過濾，從而消除污染。

6、納米技術(shù)在紡織工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在合成纖維樹脂中添加納米SiO2、納米ZnO、納米SiO2復(fù)配粉體材料，經(jīng)抽絲、織布，可制成殺菌、防霉、除臭和抗紫外線輻射的內(nèi)衣和服裝，可用于制造抗菌內(nèi)衣、用品，可制得滿足國防工業(yè)要求的抗紫外線輻射的功能纖維。

7、納米技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用采用納米材料技術(shù)對(duì)機(jī)械關(guān)鍵零部件進(jìn)行金屬表面納米粉涂層處理，可以提高機(jī)械設(shè)備的耐磨性、硬度和使用壽命。13精選完整ppt課件中科院化學(xué)所的科技人員利用納米技術(shù)在石墨表面通過搬遷碳原子繪制出世界上最小的中國地圖應(yīng)用實(shí)例14精選完整ppt課件不用洗滌劑的納米服裝2002年，一批高科技服裝面料從實(shí)驗(yàn)室走上了展臺(tái)：不用洗滌劑也能清潔的衣物、可用做防水地圖的仿真絲面料等令人耳目一新視頻：納米布料15精選完整ppt課件具有易潔納米涂層的陶瓷視頻：納米表面16精選完整ppt課件摔不碎的納米陶瓷納米陶瓷17精選完整ppt課件強(qiáng)度比常規(guī)銅高5倍納米銅納米銅視頻：SPS復(fù)合材料改善鋼板的特性18精選完整ppt課件

納米機(jī)器人在清理血管中的有害堆積物。納米機(jī)器人小到可在人的血管中自由地游動(dòng)，對(duì)于腦血栓、動(dòng)脈硬化等病灶，可以很容易地予以清理而不用進(jìn)行危險(xiǎn)的開顱、開胸手術(shù)。由碳納米管制作的納米齒輪模型。齒輪上的原子清晰可見。碳納米管的強(qiáng)度高、重量輕，用它做成太空升降機(jī)的纜繩，即使纜繩的長度是從太空下垂到地面的距離，它也完全可以經(jīng)得住自身的重量。鈉米存儲(chǔ)器DNA開關(guān)19精選完整ppt課件

科學(xué)家幻想的人體中血紅細(xì)胞和人造細(xì)胞在一起的情景。體內(nèi)某些缺氧的部分會(huì)感到疲勞，紅血球的重要功能之一是向身體各部分輸送氧分子。藍(lán)色小球稱為呼吸者，它們具有比紅血球攜帶氧分子多數(shù)百倍的功能，且本身裝有納米計(jì)算機(jī)、納米泵，可以根據(jù)需要將氧釋放，同時(shí)將無用的二氧化碳帶走。畫家筆下的一種納米仿生術(shù)機(jī)器人。這種稱為游蕩者的納米仿生物可以為人體傳送藥物，進(jìn)行細(xì)胞修復(fù)等工作。20精選完整ppt課件納米技術(shù)鑄造“袖珍軍團(tuán)”隨著納米技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們能對(duì)逐個(gè)原子進(jìn)行加工，精度極高。利用這些技術(shù)加工出的納米齒輪、納米彈簧、納米噴嘴、納米軸承、微型傳感器、微型執(zhí)行機(jī)構(gòu)等零部件，能夠制成一系列新產(chǎn)品。據(jù)報(bào)道，日本已組裝出一種只有米粒大小的汽車；德國則研制出了長24毫米、高8毫米、重量只有400毫克的微型直升機(jī)；而美國研制的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，在微小的空間中能裝下1000臺(tái)。21精選完整ppt課件袖珍軍團(tuán)“袖珍軍團(tuán)”是指能像士兵那樣執(zhí)行各種軍事任務(wù)的超微型智能武器裝備，目前正在研制的主要是執(zhí)行偵察監(jiān)視任務(wù)、破壞敵方電腦網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)、武器火控和制導(dǎo)系統(tǒng)的“間諜草”、“機(jī)器蟲”、袖珍遙控飛行器、“螞蟻雄兵”和微型攻擊機(jī)器人等。22精選完整ppt課件納米蒼蠅作用非凡的“蒼蠅”這是一種蒼蠅樣大小的機(jī)器蟲，它既可用飛機(jī)、火炮和步兵武器投放，也可人工放置在敵信息系統(tǒng)和武器系統(tǒng)附近，大批機(jī)器“蒼蠅”可在一個(gè)地區(qū)形成高效偵察監(jiān)視網(wǎng)，大大提高戰(zhàn)場信息獲取的數(shù)量和質(zhì)量。如果再給“蒼蠅”安上某種極小的彈頭，它們就會(huì)變成“蜇人的黃蜂”。23精選完整ppt課件納米軍裝雖然美軍目前所穿的作戰(zhàn)服裝已經(jīng)具備較好的防彈、防水性能，但是缺點(diǎn)也很明顯，即重量太大，而且還需攜帶許多諸如夜視儀等其他裝備才能執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，這樣的軍裝既笨重又不透氣，穿起來十分難受，限制了美軍作戰(zhàn)能力的發(fā)揮。而納米軍裝恰恰可以解決這些問題。24精選完整ppt課件五大奇特功能輕巧：以覆蓋整套作戰(zhàn)服裝的防水層為例，其總重量只有0.45克，較之以前輕巧不少，而且透氣性能極佳。智能化：內(nèi)嵌在納米防彈頭盔內(nèi)的超微電腦具有防護(hù)、通信、指揮、分析以及全天候火力瞄準(zhǔn)等功能，軍服材料中使用的納米太陽能傳導(dǎo)電池可與超微存儲(chǔ)器相連，確保整個(gè)系統(tǒng)的能源供應(yīng)。防護(hù)功能：由于納米材料極高的強(qiáng)度和韌性，因此可以發(fā)揮防彈作用。此外，軍裝中的納米傳感器還可以感應(yīng)空氣中生化指標(biāo)的變化，當(dāng)有害氣體或物質(zhì)指標(biāo)突然升高時(shí)，軍裝會(huì)立即將頭盔和其他通氣部分的透氣口關(guān)閉，并釋放生化武器的解毒劑，起到預(yù)防效果。治療功能：該軍裝將使用一種特殊材料，能夠在接收到納米傳感器發(fā)出的信號(hào)后，按照不同的情況，改變材料的物理狀態(tài)。如果士兵意外受傷，這種材料可以當(dāng)作石膏使用；如果士兵需要休息，材料就可以變得松軟一些。此外，嵌在軍裝中的納米生化感應(yīng)裝置可以監(jiān)視士兵的心率、血壓、體內(nèi)及體表溫度等多項(xiàng)重要指標(biāo)，以及辨識(shí)體表流血部位，并使該部位周邊的軍服膨脹收縮，起到止血帶的作用。士兵傷情數(shù)據(jù)也會(huì)向戰(zhàn)地醫(yī)生的個(gè)人電腦系統(tǒng)發(fā)送，軍醫(yī)可遠(yuǎn)程操控軍服進(jìn)行簡單治療。隱身功能：這種軍服的特種纖維中將大量摻入利用納米技術(shù)制造的微型發(fā)光粒子，從而可