(51) 阅读 (33248)

纳米技术 编辑

词条创建者 匿名用户

纳米技术

编辑

纳米技术纳米材料技术的缩写,是指在规模为(1纳米= 10 -9  米区域即)原子分子上,自由地控制技术,以这种规模开发新材料,或以这种规模开发设备。

纳米技术的范围非常广泛,包括各种技术,例如使用称为分子自组装的全新方法制造半导体器件,以及开发称为纳米级纳米材料的新材料。

该新材料的静止部分和计算机的阶段到已施加到该处理器的程度,但纳米尺寸的由该技术未来的机器人和去处理,在添加到具有自增殖能力建筑物被用于有望成为可能。它被认为是将在21世纪大发展的领域。

纳米技术

关于纳米技术的未来也有争论。虽然各种各样的出生纳米技术有用的新材料和器件的预期,对环境和人体的影响也备受关注。人们还担心对全球经济的影响以及纳米机器变得不可控制的危险。因此,关于是否有必要制定有关纳米技术的特殊规定的争论仍在继续。

纳米技术的目的

编辑

在纳米水平上控制材料有几个优点。例如,当前在计算机等中使用的电子电路的晶体管的尺寸约为数十纳米,但是如果可以减小到1/10,则计算机将变得更小并且是必要的。可以抑制电力和热量的产生。类似地,预期存储设备等将更小并且功能更多。

另外,当将物质制成几纳米大小时,会出现一种称为量子效应的特殊现象。例如,在最近的电子设备中使用的,通过电子的限制使能级离散的尺寸和出现隧道效应的距离在纳米范围内。除电子材料外,还尝试开发医疗应用,例如药物输送系统

纳米技术研究领域

编辑

纳米材料

纳米材料的领域包括研究和材料开发领域,当它变成纳米独特的性能产生

  • 胶体和表面化学是碳纳米管,如富勒烯,各种纳米粒子和纳米棒等,在纳米技术提供了宝贵的各种材料。快离子运输是可能的纳米材料Nanoionikusu和纳米电子学与被相关联。
  • 纳米级材料用于各种目的。当前商业化的许多纳米技术与纳米级材料有关。
  • 研究正在将纳米材料应用于医学(纳米医学
  • 纳米级材料的太阳能电池也被使用,从常规硅正在竞争的太阳能电池和成本。
  • 半导体纳米颗粒的应用已经开发用于下一代显示器,照明,太阳能电池,生物成像等。

自下而上的方法

在自下而上的方法中,复杂的组件是由较小的组件组​​装而成的。

  • DNA纳米技术利用Watson-Crick 碱基配对的特异性从DNA和其他核酸构建清晰的结构
  • 来自“经典” 化学合成领域的研究也正在以明确的方式设计分子(例如双肽[16])。
  • 分子自组装是超分子化学的概念,特别是分子识别的目的,以允许单一分子组分的应用是自动本身有益的结构。

自上而下的方法

自上而下的方法试图从较大的设备制造较小的设备。

  • 微处理器制造而发展的半导体工程技术使形成100nm以下的结构成为可能,并达到了纳米技术的水平。巨磁阻使用硬盘原子层沉积法是通过(ALD)制成,它可以说是纳米技术之一。彼得·格林贝格和阿尔贝·费尔发现巨磁自旋电子学,2007年他对领域的贡献获得诺贝尔物理学奖被授予了
  • 半导体工程技术也已经应用于制造称为NEMS(纳米电子机械系统)的设备。那些比NEMS稍大一些的被称为MEMS。
  • 使用原子力显微镜的尖端(例如“笔尖”)将分子材料放置在固体表面上的技术称为浸笔光刻。包括这种技术的技术被称为纳米光刻
  • 聚焦的离子束可以精细地切割固体表面,此时可以通过注入适当的气体来排列材料。例如,通常使用这种技术进行透射电子显微镜和小于100 nm的微观结构分析。

功能方法

编辑

功能性方法是首先具有必要功能并尝试通过某种方式创建它们的研究。

  • 分子电子学旨在开发具有有用电子特性的分子。这样的分子被施加作为纳米电子器件的单分子份。例如,轮烷
  • 使用化学合成的技术Nanocar如合成的分子马达研究,使已进行

生物工程学方法

  • 在生物工程或仿生技术中,我们正在研究模仿自然界中的生物方法和系统,并在设计工程系统和技术时使用它们。例如,我们正在研究体内矿物质形成的系统。
  • 生物纳米技术是生物材料的研究应用纳米技术。

工具和技术

编辑

原子力显微镜(AFM)和扫描隧道显微镜(STM)是纳米技术的两种早期扫描探针。其他扫描探针显微镜包括由Marvin Minsky在1961年设计的扫描共聚焦显微镜和在1970年代由Calvin Kuwait等人开发的扫描超声显微镜(SAM)开发的显微镜。可以观察到的结构。扫描探针(探针)的尖端还可以通过操纵纳米结构来按预期操作原子和分子,这被称为“位置组装”。但是,它们是需要大量努力和技巧的技术。当前,最成熟的纳米级加工技术是纳米光刻,并且存在诸如光刻,X射线光刻,浸笔纳米光刻,电子束光刻纳米压印光刻等技术。光刻技术是一种自上而下的加工技术,可以在大型材料上绘制纳米级图案。

作为一组的纳米技术的另一种技术,如纳米线制造的半导体制造,深UV光刻,电子束光刻中使用,聚焦离子束加工,纳米压印光刻,原子层沉积,分子气相沉积,二有一种使用嵌段共聚物的分子自组装方法。但是,这些不是由于对纳米技术的研究而由纳米技术生产的,但是从那时起,它们中的大多数自然是在科学技术的发展中诞生的。

在自上而下的研究中,目的通常很明确,许多研究主题是硅和其他半导体。自上而下的方法已逐渐生产出预期的更小的器件。扫描探针显微镜已成为纳米材料评估和合成的重要工具。原子力显微镜和扫描隧道显微镜可用于观察材料的表面并在其中移动原子。如果将这些显微镜的探针头的设计更改为特殊的探针,则可以将结构刻在样品表面上,或者可以辅助自组装。还可以使用扫描探针显微镜在样品表面移动原子。目前,这些技术既耗时又昂贵,不适合批量生产,但适用于实验室级的原型制作。

相反,自下而上的方法是尝试通过结合原子和分子逐步建立大结构的尝试。技术包括化学合成,自组装和“位置组装”。作为评估自组装单分子层的合适工具,存在双偏振干涉测量法。另一种自下而上的技术是分子束外延(MBE)。贝尔实验室的研究人员 John R. Arthur,Alfred Y. Cho和Art C. Gossard从1960年代末到1970年xxx发并实施了MBE设备作为研究工具。MBE 帮助发现了分数量子霍尔效应,该效应是1998年诺贝尔物理学奖的主题。使用MBE,可以以原子尺寸精度形成原子层,并且可以组装复杂的结构。MBE不仅在半导体研究中广泛应用,而且在自旋电子学中也得到广泛应用。的物理吸附现象,纳米尺寸的材料可逆再次受到关注作为控制的方法。

纳米技术的用法

编辑

新兴纳米技术项目估计,截至2008年8月21日,已有800多种纳米技术产品商业化,并表示新产品每三到四周出现在市场。该项目发布了在线出售给公众的所有产品的列表。它们中的大多数仅限于使用“xxx代”无源纳米材料,例如防晒霜化妆品和某些食品中使用的二氧化钛,胶粘片中使用的碳同素异形体,食品包装和包含用于服装消毒剂和家用电器,防晒霜,化妆品,表面涂料,油漆,用于户外家具外涂层的氧化锌,用作燃料催化剂的氧化铈等的银微粒。

美国国家科学基金会还积极资助了纳米技术研究,并由该领域的研究员David Berube资助了研究。结果总结本书是纳米炒作:在背后的真相纳米技术巴兹是 。根据它的说法,我们所谓的“纳米技术”实际上实际上只是对材料科学的翻新,从而创造了“仅生产和销售纳米管,纳米线等的纳米技术产业”。他们中只有少数能够生存。” 需要操纵和放置纳米级组件的应用仍处于研究阶段。尽管这是一项名为“纳米”的技术,但它远非由此产生的创新分子的生产。贝鲁德(Berude)警告说,“纳米气泡”一词可能会(或已经)形成,并且“纳米技术”一词的使用太容易了

纳米技术的监管

编辑

在纳米技术对健康的影响的讨论中,也取得了断言,应更有力地调节纳米技术。同样重要的是关于谁负责监管纳米技术的讨论。一般毒性,但在法律上,从某些方面的限制,显然还有差距透露是否在本国法律可调节的纳米技术。在“纳米技术监督:下一届政府的议程” ,前EPA副秘书J. Clarence(Terry)Davies提出了下一任总统明确监管的路线图,它描述了克服当前监视缺陷的短期和长期步骤。

伍德罗·威尔逊中心新兴纳米技术项目的首席科学顾问安德鲁·梅纳德(Andrew Maynard)在健康和安全方面的研究预算很低,因此纳米技术对健康的影响和对安全性的理解指出,已经成为目前的限制。因此,一些研究人员,即使纳米技术的发展受到抑制预防原则应严格执行权利要求

根据英国皇家学会的报告,在产品的处置,破坏和再循环过程中,存在纳米颗粒和纳米管扩散的风险,并说:“生产者的责任是xxx程度地减少对健康和环境的影响。应该采取整个产品生命周期的措施。”


内容由匿名用户提供,本内容不代表vibaike.com立场,内容投诉举报请联系vibaike.com客服。如若转载,请注明出处:https://vibaike.com/102616/

发表评论

登录后才能评论

词条目录
  1. 纳米技术
  2. 纳米技术的目的
  3. 纳米技术研究领域
  4. 纳米材料
  5. 自下而上的方法
  6. 自上而下的方法
  7. 功能方法
  8. 生物工程学方法
  9. 工具和技术
  10. 纳米技术的用法
  11. 纳米技术的监管

轻触这里

关闭目录

目录