人们是怎么发现纳米的
纳米技术的灵感来自于已故美国物理学家查理·范曼的演讲,他在1959年向加州理工学院的同事们提出了一个新的想法 。从石器时代开始 , 人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术 , 都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关 。
实际上这一灵感来自于大自然从单个分子,甚至单个原子创造物质的启示 。如果把人体分解成组成它的基本单元 , 我们获得的将是一小桶的氧、氢和氮,一小堆碳、钙和盐,微量的硫、磷、铁和镁,以及微不足道的20种或更多的其他化学元素 。它们的总价值可以说是微不足道的 。然而 , 大自然就是采用它们自己的、科学家们称之为纳米工程的方法,把这些廉价的、丰富的、无生命单元转成具有自生成、自维持、自修复、自意识能力的生灵 , 可以行走、扭动、游泳,具有嗅觉和视觉,甚至可以思想和做梦,其价值无与伦比 。因此,纳米技术就是向大自然学习,力图在纳米尺度精确操纵原子或分子来制造产品的技术,统称为“由底向上”或“由小到大”的加工技术 。
科学家是怎么发现纳米技术的所谓纳米科学,是人们研究纳米尺度,即100纳米至0.1纳米这个微观范围内的物质所具有的特异现象和功能的科学;而纳米技术则是指在纳米科学的基础上制造新材料、研究新工艺的方法和手段 。其实,从比较准确的意义上来讲,纳米科技诞生的时期应该还要早一些 。纳米抑菌贴1984年 , 德国著名学者格莱特利用现代技术把一块6纳米的铁晶体压制成纳米块,并详细研究了它的内部结构,结果发现它比普通钢铁的强度要高12倍,硬度要高2~3个数量级 。而且这种纳米金属在低温下甚至会失去传导能力 , 并且随着尺寸的缩小 , 纳米材料的熔点也会随之降低 。
格莱特的研究实际上只是开了一个头,从而导致了科学家们对物质在纳米量级内物理性能变化和应用的广泛研究 。一般来讲,纳米颗粒的尺寸通常不超过10个纳米 。在这个量级内,物质颗粒的大小意味着它已经很接近一个原子的大小了 。在这种状态下 , 物质的性能和结构的变化已经是非连续性的了 。就是说 , 量子效应开始发生作用 。因此,用纳米颗粒最后制成的材料与普通材料相比,在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大不同,由此会产生许多完全不同的功用 。

文章插图
按目前的研究状况 , 纳术科技一般分为纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学和纳米制造学、纳米光学等,这其中的每一门学科又都具有跨学科性质 , 是集研究与应用于一体的边缘学科与综合体系 。很显然,纳米科学技术是一门以物理、化学两门基础学科的微观研究理论为基础 , 以先进的解析技术和工艺手段为前提的内容广泛的多学科综合体 。它既不是某一学科的延伸和发展,也不是某一工艺技术革新的产物或转化 。
它是基础理论学科和当代高新技术紧密结合的产物 。尽管目前科学界在纳米科学技术领域已经取得了一系列重要的进展,并开发出了不少纳米材料和器件,但从严格的意义上讲,纳米科学技术在20世纪,仅是刚刚露出尖尖角的小荷 , 它的灿烂和美丽将是属于21世纪的 。因而,这门学科的诞生可以说是20世纪的科学家们献给21世纪的一份珍贵的礼物 。
纳米科技是在什么发明后诞生的一纳米等于10亿分之一米,自从扫描隧道显微镜发明以后世界上便诞生了以0.1纳米至 。100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学这就是纳米技术 。
纳米技术是谁发明的1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言 , 人类可以用小的机器制做更小的机器 , 最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造产品,这是关于纳米技术最早的梦想 。
20世纪70年代 , 科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想,1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工 。
1982年,科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜,揭示了一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极的促进作用 。
1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生 。
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