什么是纳米技术呢

2025-04-2012:13:43百科知识0

纳米技术,其涉及在大约1至100纳米的微小尺度上开展的科学、工程和技术活动,堪称科技领域中的微观艺术。纳米科学及纳米技术的应用,犹如探索微观世界的奥秘,为化学、生物学、物理学、材料科学和工程学等众多领域注入了新的活力。

回溯历史长河,纳米科学及技术的思想与概念可远溯至1959年。当时,理查德·费曼在加州理工学院的物理学会会议上,发表了一场名为“底部蕴藏无尽可能”的演讲。在那场演讲中,费曼描绘了科学家如何能够操控单个原子与分子的远大前景。多年后,随着诺里奥·田中教授对超精细加工技术的探索,纳米技术这一术语得以诞生。直至1981年,随着扫描隧道显微镜的发明,人们终于能够“看见”单个原子,现代纳米技术才真正崭露头角。

纳米科学和纳米技术的基本理解

想象纳米技术的微小尺度颇具挑战性。一纳米,即为十亿分之一米的尺度,相当于10^-9米。这微小的尺度如何理解呢?以下是一些类比说明:

一英寸之中竟包含了25,400,000个纳米。

一张报纸的厚度大约是100,000个纳米。

在尺寸对比上,如果纳米尺度下的物质如同大理石般大小,那么一米的尺度则相当于地球的巨大体积。

纳米科学和纳米技术所追求的,是掌握观察和控制单个原子及分子的能力。从宏观到微观,地球上的一切均由原子构成——我们所食用的食物、所穿着的衣物、所居住的建筑乃至我们自身的身体。

却无法察觉这些微小的原子与分子。在以往的科学课程中常用的显微镜也无法洞察这个尺度。但自上世纪八十年代初开始,专为纳米级观察而发明的显微镜逐步问世。

一学家们拥有了如扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等先进工具,便开启了纳米技术的新纪元。

尽管现代意义上的纳米科学与技术颇为年轻,但纳米材料的使用历史却可以追溯几个世纪之久。中世纪彩色玻璃窗中的金银颗粒便是古代人们无意中运用了纳米材料的典型案例。那些创造出绚烂色彩的艺术师们或许并不清楚,他们所使用的方法已经导致材料成分的改变。