神奇的纳米 课文

　　神奇的纳米技术

　　纳米又叫超微米,就字面上的意思来说,只是一种尺度,它和我们所熟悉的米（m）、毫米（mm）、微米（μm）一样是长度计量单位.1纳米等于10的负九次方米,也就是说,l纳米只有10亿分之一米,百万分之一毫米,和千分之一微米.1纳米,大约是3－4个原子排列在一起的长度；是人头发的万分之一.而所谓的纳米技术,就是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在迅速崛起的用原子和分子创制新物质（纳米材料）和制造纳米级微型机械的技术.纳米技术是现代科学（量子力学,分子生物学等）和现代技术（微电子技术,计算机技术,高分辨显微技术,核分析技术等）结合的产物.纳米技术其实就是一种用单个原子,分子制造的物质的技术.纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术.纳米技术正从根本上改变今后材料和器件的制造与生产方式.将来可以从原子和分子开始制造材料和产品.越来越多的材料和产品将是从小到大制造而成的.也就是说从原子、分子开始,到纳米结构粉末、纤维和其它小结构组件,再到材料和产品.

　　纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级的超细材料,它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为1－100纳米.当粒子的尺寸减小到纳米量级,将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性.比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉,其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移.按照这一原理,可以通过控制晶粒尺寸来得到不同能隙的硫化镉,这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新的用途.我们知道物质的种类是有限的,微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的,但通过控制制备条件,可以得到带隙和发光性质不同的材料.也就是说,通过纳米技术得到了全新的材料.纳米颗粒往往具有很大的比表面积,每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千平方米,这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂,在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景.对纳米体材料,我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括.“更轻”是指借助于纳米材料和技术,我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件,减小器件的体积,使其更轻盈.第一台计算机需要三间房子来存放,正是借助与微米级的半导体制造技术,才实现了其小型化,并普及了计算机.无论从能量和资源利用来看,这种“小型化”的效益都是十分惊人的.“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能.“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等),对纳米陶瓷来说,纳米化可望解决陶瓷的脆性问题,并可能表现出与金属等材料类似的塑性.

　　比如说,专家们已研制的一种非常新奇的纳米表面涂料.这种涂料既疏水又避油,同时还具有防菌和抗辐射功能.其用途非常广泛,可以用于建筑、汽车工业、纺织品和包装材料等.如：将这种材料涂于建筑的玻璃、陶瓷上,它极强的疏水性可使任何油质、水、灰尘等都不能存留于表面,保持用玻璃和陶瓷的挂面的建筑长期一尘不染,将来的高楼大厦将不再为外表的洁净而烦恼.厨房的四周表面如用上这种涂料,厨房卫生将不再成为家庭主妇的一大难题.但是,神奇的纳米材料并不比普通材料贵多少.据报道北京新建一些建筑已涂上纳米涂料,其价格比一般涂料贵10％,但寿命是一般涂料的3倍,且具有防腐蚀和自我清洁功能.

　　由于纳米涂料具有防水(墨水、酱油等)、防油、防辐射、防病菌、防霉、防化学品的污染等功能,因此,涂上这种涂料的布料是一种理想的保健布料.据报道纳米领带和纳米服装已问市,局部用上纳米技术和纳米材料的洗衣机、冰箱已投放市场.

　　纳米技术和纳米材料的出现,将给制造业带来深远的影响.首先,纳米技术将引发当今最具竞争性的计算机领域的一场革命,因为,到目前为止,计算机一直是通过把越来越多的电子元件组装在越来越小的区域内以提高计算机的功能,然而人们预计这种方法在今后20年就要达到微型化的物理极限,而用来替代的将是纳米技术和纳米材料.由于纳米技术和纳米材料的特殊功能,计算机芯片的尺寸不仅可以大大缩小,而且其灵敏度和计算能力可成几百倍,几千倍地提高.专家说,纳米技术存储信息的最终物理极限,将是在单个原子上存储大量数据,届时,人们就可以在一个手表大小的电脑设备上存储一个人的全部生活历史.其次,纳米材料和纳米技术将引发一场医疗机械的革命.科学家一直致力于制造如米粒大小,甚至在高倍显微镜下才可以看到的机器人,但受传统工艺和材料的影响,效果一直不太理想.现在,随着纳米技术和纳米材料的出现,人们将可以研制出钻进人的血管中,打通血栓,甚至可以到心血管中切除病变部分的超微型机器人；可以注入到血液中,输送到人体的各个部位,作为监测和诊断疾病以及把药物直接送到病灶上达到治疗目的的超微型机器人.最后,纳米技术和纳米材料将生发出许多神奇的机器人.如制造用于精密仪器内的焊接和排除故障以及用在极其危险的情况下代替人的工作的超微型机器人；研制出附在书上的超微型吸尘器,把书上和桌上的灰尘吸干净.未来的战场上,“蚊子”导弹、“苍蝇”飞机、“蚂蚁”士兵以及“尘埃”窃听器等微型武器将大显身手.要制造这种机器人,其马达是核心部件.而美国的伯克利大学和康奈尔大学已分别研制出细如头发丝大小的分子马达.因此,超微型机器人的问世已为期不远了.

　　神奇的纳米技术已经走进人们的生活,并且将会将我们的生活变得越来越好.

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