納米材料概述PPT課件.ppt

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1、第一節 概述第二節 納米材料的結構與性能第三節 納米材料的制備方法第四節 納米材料與納米技術的應用第五節 發展與展望 1 第一節概述 一 納米科技的誕生二 納米技術與納米材料的概念三 納米材料的分類四 納米科技研究的重要性 2 一 納米科技誕生 1959年 著名物理學家 諾貝爾獎獲得者理查德 費曼在 在底部還有很大空間 的一次講演中指出 從石器時代開始 人類所有的技術革新都與把物質做成有用的形態有關 而從物理學的規律來看 不能排除從單個分子甚至原子出發而組裝制造物品的可能性 費曼憧憬說 如果有一天可以按人的意志安排一個個原子 將會產生怎樣的奇跡 他預言 人類可以用小的機器制作更小的機器 最后將

2、變成根據人類意愿 逐個地排列原子 制造 產品 這是關于納米技術最早的夢想 七十年代 科學家開始從不同角度提出有關納米科技的構想 費曼 納米科技之父 原子排成的 原子 字樣 3 納米技術的迅速發展是在20世紀80年代末 90年代初 1982年 科學家發明研究納米的重要工具 掃描隧道顯微鏡 使人類首次在大氣和常溫下看見原子 為我們揭示一個可見的原子 分子世界 對納米科技發展產生了積極促進作用 1990年7月 第一屆國際納米科學技術會議在美國巴爾的摩舉辦 標志著納米科學技術的正式誕生 4 1993年 繼1989年美國斯坦福大學搬走原子團 寫 下斯坦福大學英文名字 1990年美國國際商用機器公司在鎳表

3、面用36個氙原子排出 IBM 之后 中國科學院北京真空物理實驗室自如地操縱原子成功寫出 中國 二字 標志著我國開始在國際納米科技領域占有一席之地 5 原子 構成萬物的小小原子 究竟小到什么程度 中國古代有位叫公孫龍的說過 一尺之棰 日取其半 萬世不竭 如果確實有這樣的工具 能一直截下去的話 那么 一尺木棍每天截去一半 到第三天只剩八分之一尺 第十天只剩1千零二十四分之一尺 到第三十天 剩下十億分之一尺 這時木棍已經比纖維分子還小 到第三十二天 只剩下四十億分之一尺 相當于原子大小了 科學家發現 不同的原子 大小也不同 原子的直徑一般是一億分之一厘米 一個最小的細菌里面大約可以容納20億個原子

4、氫原子的直徑為1埃 化學家常常自豪地說 化學是一門在原子分子水平上研究物質的結構 性質 變化規律和應用的科學 但是真正 看見 原子和分子卻是20世紀80年代后期的事 距離道爾頓提出原子論的時間差不多有2個世紀 原子小于光的波長 單個原子對光是透明的 光學顯微鏡怎么改進都不可能看到原子 十個氫原子緊密排列 1nm顆粒 乒乓球 地球 6 怎樣看見和操縱原子 納米世界的眼和手 掃描隧道顯微鏡 STM 掃描隧道顯微鏡為我們揭示了一個可見的原子 分子世界 對納米科技的發展起到了巨大的推進作用 STM是20世紀80年代世界十大科技成就之一 7 掃描隧道顯微鏡 掃描隧道顯微鏡是80年代初期發展起來的新型顯微

5、儀器 能達到原子級的超高分辨率 掃描隧道顯微鏡不僅作為觀察物質表面結構的重要手段 而且可以作為在極其細微的尺度 即納米尺度 1nm 10 9m 上實現對物質表面精細加工的新奇工具 目前科學家已經可以隨心所欲地操縱某些原子 一門新興的學科 納米科學技術已經應運而生 8 20世紀80年代初期 IBM公司蘇黎世實驗室的兩位科學家G Binnig和H Roher發明了掃描隧道顯微鏡 這種新型顯微儀器的誕生 使人類能夠實時地觀測到原子在物質表面的排列狀態和與表面電子行為有關的物理化學性質 對表面科學 材料科學 生命科學以及微電子技術的研究有著重大意義和重要應用價值 為此這兩位科學家與電子顯微鏡的創制者E

6、Rrska教授一起榮獲1986年諾貝爾物理獎 9 掃描隧道顯微鏡 10 科學家使用STM觀測物質的納米結構 11 STM具有空間的高分辨率 橫向可達0 1nm 縱向可達0 01nm 能直接觀察到物質表面的原子結構 把人們帶到了微觀世界 它的基本原理是基于量子隧道效應和掃描 它是用一個極細的針尖 針尖頭部為單個原子 去接近樣品表面 當針尖和表面靠得很近時 1nm 針尖頭部原子和樣品表面原子的電子云發生重迭 若在針尖和樣品之間加上一個偏壓 電子便會通過針尖和樣品構成的勢壘而形成隧道電流 通過控制針尖與樣品表面間距的恒定并使針尖沿表面進行精確的三維移動 就可把表面的信息 表面形貌和表面電子態 記錄下

7、來 由于STM具有原子級的空間分辨率和廣泛的適用性 國際上掀起了研制和應用STM的熱潮 推動了納米科技的發展 12 STM針尖掃描隧道顯微鏡工作原理示意圖 13 納米算盤C60每10個一組 在銅表面形成世界上最小的算盤 硅表面 14 納米皇冠 15 16 StructureofSodiumChloride ImagesofNaClobtainedusingScanningTunnelingMicroscope 17 AFM彌補STM的局限有人發現利用探針針尖與表面之間的各種相互作用 可以用來分析高分辨率成像 1986年賓尼戈等人發明了利用激光檢測針尖與表面相互作用進行表面成像的分析儀器 該儀器

8、稱為原子力顯微鏡 ATM STM與ATM共同構成了現今稱之為掃描探針顯微鏡 SPM 的兩大主體技術 AFM又彌補了STM的局限 使被測試樣擴大到非導電領域 18 原子力顯微鏡 atomicforcemicroscope簡稱AFM 利用針尖與樣品表面原子間的微弱作用力來作為反饋信號 維持針尖 樣品間作用力恒定 同時針尖在樣品表面掃描 從而得知樣品表面的高低起伏 原子間作用力的檢測主要由光杠桿技術來實現 如果探針和樣品間有力的作用 懸臂將會彎曲 為檢測懸臂的微小彎曲量 位移 采用激光照射懸臂的尖端 四象限探測器就可檢測出懸臂的偏轉 通過電子學反饋系統使彎曲量保持一定 即控制掃描管Z軸使作用于針尖

9、樣品間的力保持一定 在掃描的同時 通過記錄反饋信號就可以得到樣品表面的形貌 19 目前除了隧道顯微鏡 STM 原子力顯微鏡 AFM 以外 還有近場光學顯微鏡 NSOM 側面力顯微鏡 IFM 磁力顯微鏡 MFM 極化力顯微鏡 SPFM 已有二十多個品種 但大量還處在實驗室的產品研發階段 由于它們都是用探針通過掃描系統來獲取圖像 因此這類顯微鏡統稱為掃描探針顯微鏡 SPM 20 二 納米技術與納米材料的概念 過去 人們只注意原子 分子或者宏觀物質 常常忽略納米這個中間領域 而這個領域大量存在于自然界 只是以前沒有認識到這個尺度范圍的性能 21 納米材料其實并不神密和新奇 自然界中廣泛存在著天然形成

10、的納米材料 如蛋白石 隕石碎片 動物的牙齒 海洋沉積物等就都是由納米微粒構成的 人工制備納米材料的實踐也已有1000年的歷史 中國古代利用蠟燭燃燒之煙霧制成碳黑作為墨的原料和著色的染料 就是最早的人工納米材料 另外 中國古代銅鏡表面的防銹層經檢驗也已證實為納米SnO2顆粒構成的薄膜 蜜蜂 海龜不迷路 體內用納米磁性微粒 相當于生物羅盤 二 納米技術與納米材料的概念納米就在我們身邊 22 納米 nm 實際上是一種長度單位 1納米僅等于十億分之一米 人的一根頭發絲的直徑相當于6萬個納米 納米小得可愛 卻威力無比 它可以對材料性質產生影響 并發生變化 使材料呈現出極強的活躍性 科學家們說 納米這個

11、小東西 將給人類生活帶來的震憾 會比被視為迄今為止影響現代生活方式最為重要的計算機技術更深刻 更廣泛 更持久 1m 1000mm1mm 1000 m1 m 1000nm 23 空間尺度的劃分 宇觀 Cosmoscopic 遙觀 Remotesensoscopic 宏觀 Macroscopic 顯微觀 Optico microscopic 介觀 Mesoscopic 或納米觀 Nanoscopic 1 100nm微觀 Microscopic 皮米觀 Picosopic 飛米觀 Fentoscopic 亞飛米觀 Subfentoscopic 24 1 納米技術納米科技是90年代初迅速發展起來的新的

12、前沿科研領域 它是指在1 100nm尺度內 研究電子 原子和分子運動規律 特性的高新技術學科 其最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子 分子 制造出具有特定功能的產品 注意 單純的某一納米材料若沒有特殊的結構和性能表現 還不能稱為納米技術 如香煙的煙灰粉末或自然土壤中存在的納米粉末 雖然它們也能夠達到一百個納米以內的尺度 但是 因為它們沒有特殊的結構和技術性能表現 所以這些材料還不能稱為納米技術 25 2 納米材料 納米材料又稱為超微顆粒材料 由納米粒子組成 一般是指尺寸在1 100nm間的粒子 是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域 納米材料可分為兩個層次 納米超微粒子與納米固體材料 納

13、米超微粒子是指粒子尺寸為1 100nm的超微粒子 納米固體是指由納米超微粒子制成的固體材料 而人們習慣于把組成或晶粒結構控制在100納米以下的長度尺寸稱為納米材料 26 三 納米材料的分類 1 按結構 零維納米材料 指空間三維尺度均在納米尺度以內的材料 如納米粒子 原子團簇等一維納米材料 有兩維處于納米尺度的材料 如納米線納米管二維納米材料 在三維空間有一維在納米尺度的材料 如超薄膜三維納米材料 納米固體材料 指由尺寸小于15nm的超微顆粒在高壓力下壓制成型 或再經一定熱處理工序后所生成的致密性固體材料 納米固體材料的主要特征是具有巨大的顆粒間界面 如5nm顆粒所構成的固體每立方厘米將含101

14、9個晶界 從而使得納米材料具有高韌性 27 掃描隧道顯微鏡下的納米團簇 28 納米顆粒型材料也稱納米粉末 一般指粒度在100nm以下的粉末或顆粒 由于尺寸小 比表面大和量子尺寸效應等原因 它具有不同于常規固體的新特性 29 用途 高密度磁記錄材料 吸波隱身材料 磁流體材料 防輻射材料 單晶硅和精密光學器件拋光材料 微芯片導熱基與布線材料 微電子封裝材料 光電子材料 電池電極材料 太陽能電池材料 高效催化劑 高效助燃劑 敏感元件 高韌性陶瓷材料 人體修復材料和抗癌制劑等 30 奇妙的碳納米管 1991年 日本科學家飯島澄男發現碳納米管 這是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀 纖維 內部是空的

15、 外部直徑只有幾到幾十納米 長度可達數微米甚至數毫米 這樣的材料很輕 但很結實 它的密度是鋼的1 6 而強度卻是鋼的100倍 如果用碳納米管做繩索 是惟一可以從月球上掛到地球表面 而不被自身重量所拉斷的繩索 31 碳納米管本身有非常完美的結構 意味著它有好的性能 它在一維方向上的強度可以超過鋼絲強度 它還有其他材料所不具備的性能 非常好的導電性能 導熱性能和電性能 32 碳納米管尺寸盡管只有頭發絲的十萬分之一 但它的導電率是銅的1萬倍 它的強度是鋼的100倍而重量只有鋼的六分之一 它像金剛石那樣硬 卻有柔韌性 可以拉伸 它的熔點是已知材料中最高的 納米碳管的細尖極易發射電子 用于做電子槍 可做

16、成幾厘米厚的壁掛式電視屏 這是電視制造業的發展方向 33 把碳納米管用作轉子的納米馬達 34 然而 碳納米管作為一種新型材料被發現至今已有十余年 卻尚未得到工業應用 超高的成本使國際市場90 高純度的碳納米管價格高達1000 2000美元 克 一般純度的碳納米管價格也在60美元 克 遠遠高出黃金的價格 我國清華 南風納米粉體產業化工程中心 一直致力于碳納米管在工業化生產上的科技攻關 是目前世界上已知生產規模最大的碳納米管生產基地 35 多孔納米線 36 納米膜材料納米薄膜是指尺寸在納米量級的晶粒 或顆粒 構成的薄膜以及每層厚度在納米量級的單層或多層膜 37 納米固體材料 納米固體材料通常指由尺

17、寸小于15納米的超微顆粒在高壓力下壓制成型 或再經一定熱處理工序后所生成的致密型固體材料 Fe B納米棒 38 39 納米材料分類 2 按組成可分為 金屬納米材料半導體納米材料有機和高分子納米材料復合納米材料 無機粒子與有機高分子復合材料 無機半導體的核殼結構 40 納米材料分類 3 按材料物性可分為 納米半導體納米磁性材料納米非線性光學材料納米鐵電體納米超導材料納米熱電材料 41 納米材料分類 4 按應用領域可分為 納米電子材料納米光電子材料納米生物醫藥材料納米敏感材料納米儲能材料 42 納米材料分類 5 按化學組分可分為 納米金屬納米晶體納米陶瓷納米玻璃納米高分子納米復合材料 43 四 納

18、米科技研究的重要性 納米科技與基因工程和智能科技一起被稱為 21世紀高科技三劍客 在21世紀初正式登上世界經濟舞臺 納米科技的興起 孕育了一個新的經濟模式 納米經濟的誕生 錢學森 1991 我認為 納米左右和納米以下的結構是下一階段科技發展的重點 會是一次技術革命 從而將在21世紀又是一次產業革命 44 納米科技研究的重要性 2004年1月12日 由中國科學院主辦的528名院士投票評選出來的2003世界十大科技新聞揭曉 其中 排名第一的新聞就是科學家研制出世界最小的納米電動機 二十一世紀納米技術將推動信息 醫學 自動化及能源科學的迅速發展 在未來的二十至三十年內 納米技術將在三個方面對人類社會

19、產生深刻的影響 一 社會生產途徑 二 人類生活方式 三 人們思維模式 45 所以 納米技術的出現 標志著人類社會在發展進程中正邁向一個新的臺階 46 傳統化學的研究對象通常包含著天文數字的原子或分子 例如 1克水包含了約3 346 1022個水分子 因此通常所測得的體系的各種物理化學性質都是大量粒子的平均行為 實際上 熱力學規律成立的前提條件就是由大量粒子組成的體系 那么 當研究對象變成納米尺度的物質 納米尺度的微觀世界 變成一個原子或一個分子時 是否還會遵循我們從課本上學到的傳統理論和規律呢 第二節 納米材料的特性納米尺度的物質與宏觀物質一樣嗎 47 第二節 納米材料的特性 水可能是我們最熟

20、悉的東西 我們每天都離不開水 我們知道油水是不相溶的 無論宏觀尺度上的水和微觀尺度上的水都是和油不相溶的 你沒有辦法把它混在一起 但是如果到了納米尺度上 也就是說在這個微觀世界里 它就能夠溶 并且溶得非常好 成為熱力學的穩定相 不管它溫度變化也好 振動也好 里頭加一點化學原料也好 它都能夠是穩定的 48 第二節 納米材料的特性 從通常的關于微觀和宏觀的觀點看 納米級這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統 是一種典型的介觀系統 當人們將宏觀物體細分成超微顆粒 納米級 后 它將顯示出許多奇異的特性 即它的光學 熱學 電學 磁學 力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同 49

21、納米材料的特性 1 表面效應2 小尺寸效應3 量子尺寸效應4 宏觀量子隧道效應 50 1 表面效應表面效應是指納米超微粒子的表面原子數與總原子數之比隨著納米粒子尺寸的減小而大幅度地增加 粒子的表面能及表面張力也隨著增加 從而引起納米粒子性能的變化 納米粒子的表面原子所處的晶體場環境及結合能與內部原子有所不同 存在許多懸空鍵 并具有不飽和性 因而極易與其他原子相結合而趨于穩定 所以 具有很高的化學活性 利用這一特性可制得具有高催化活性和產物選擇性的催化劑 51 粒子的大小與表面原子數的關系 52 表面效應 53 納米顆粒的表面效應 活性 超微顆粒的表面具有很高的活性 在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而

22、燃燒 如果將金屬銅或鋁做成幾個納米的顆粒 一遇到空氣就會產生激烈的燃燒 發生爆炸 如要防止自燃 可采用表面包覆或控制氧化速度 使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層 確保表面穩定化 用納米顆粒的粉體做成火箭的固體燃料將會有更大的推力 可以用作新型火箭的固體燃料 也可用作烈性炸藥 54 2 小尺寸效應 隨著顆粒尺寸的量變 在一定條件下會引起顆粒性質的質變 由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應 對超微顆粒而言 尺寸變小 同時其比表面積亦顯著增加 從而產生如下一系列新奇的性質 1 特殊的光學性質 2 特殊的熱學性質 3 特殊的磁學性質 4 特殊的力學性質超微顆粒的小尺寸效應還表現

23、在超導電性 介電性能 聲學特性以及化學性能等方面 55 小尺寸效應特殊的光學性質 顏色 特殊的光學性質 當黃金被細分到小于光波波長的尺寸時 即失去了原有的富貴光澤而呈黑色 事實上 所有的金屬在超微顆粒狀態時都呈現為黑色 尺寸越小 顏色越黑 銀白色的鉑變成鉑黑 由此可見 金屬超微顆粒對光的反射率很低 通?？傻陀? 大約幾微米的厚度就能完全消光 利用這個特性可以作為高效率的光熱 光電等轉換材料 可以高效率地將太陽能轉變為熱能 電能 也有可能應用于紅外敏感原件 紅外隱身技術等 56 小尺寸效應超微納米顆粒的不穩定性 超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的 若用高倍率電子顯微鏡對金超微顆粒 直徑2

24、nm 進行觀察 發現這些顆粒沒有固定的形態 隨著時間的變化會自動形成各種形狀 如立方八面體 十面體 二十面體等 它既不同于一般固體 有不同于液體 是一種準固體 在電子顯微鏡的電子束照射下 表面原子仿佛進入了沸騰狀態 尺寸大于10nm后才看不到這種顆粒結構的不穩定性 57 小尺寸效應納米微粒的熔點降低 納米微粒的熔點比常規粉體低得多 由于顆粒小 納米微粒的表面能高 表面原子數多 這些原子近鄰配位不全 納米微粒間是一種非共價相互作用 活性大 納米粒子熔化時所增加的內能小得多 這就使得納米微粒的熔點急劇下降 例如 大塊鉛的熔點為00K 而20nm球形鉛的熔點低于288K 金的熔點通常是 多攝氏度 而

25、晶粒尺度為 納米的金微粒 其熔點僅為普通金的一半 58 3 量子尺寸效應 微粒尺寸下降到一定值時 費米能級附近的電子能級由準連續能級變為分立能級 吸收光譜向短波方向移動 這種現象稱為量子尺寸效應 對于宏觀物體包含無限個原子 N 于是 0 即宏觀物體的能級間距幾乎為零 而納米微粒包含的原子數有限 N值很小 能級間距將發生分裂 這就導致納米微粒磁 光 聲 熱 電以及超導電性與宏觀特性不同 從而產生量子尺寸效應 例如 溫度為1K時 直徑小于14nm的銀納米顆粒會變成絕緣體 59 4 宏觀量子隧道效應 隧道效應是基本的量子現象之一 即當微觀粒子的總能量小于勢壘高度時 該粒子仍能穿越這一勢壘 近年來 人

26、們發現一些宏觀量如微顆粒的磁化強度 量子相干器件中的磁通量及電荷也具有隧道效應 他們可以穿越宏觀系統的勢阱而產生變化 故稱之為宏觀量子隧道效應 60 經典理論和量子理論的差別 61 第三節納米材料的制備技術 為了研究納米科學和應用納米科學的研究成果 首先要能按照人們的意愿在納米尺寸的世界中自由地剪裁 安排材料 這一技術被稱為納米加工技術 納米材料的制備科學在當前的納米技術研究中占據著極為關鍵的地位 人們一般將納米材料的制備方法劃分為物理方法和化學方法兩大類 62 納米材料的制備技術 實際上 一方面納米加工技術是納米科學的重要基礎 另一方面納米加工技術中包含了許多人們尚未認識清楚的納米科學問題

27、比如說 一般認為物體之間相互運動時的摩擦力主要來源于物體表面的不平整性 即物體表面越光滑 它們之間的摩擦力就越小 在納米世界里 材料表面很小 相互之間距離很近 以至于使兩塊材料表面上的原子會發生化學鍵合而產生對相互運動的阻力 因此 在納米世界內 所有的加工都必須在原子尺寸的層面上考慮 63 一 物理方法 1真空冷凝法用真空蒸發 加熱 高頻感應等方法使原料氣化或形成等粒子體 然后驟冷 其特點純度高 結晶組織好 粒度可控 但技術設備要求高 2物理粉碎法通過機械粉碎 電火花爆炸等方法得到納米粒子 其特點操作簡單 成本低 但產品純度低 顆粒分布不均勻 3機械球磨法采用球磨方法 控制適當的條件得到純元素

28、 合金或復合材料的納米粒子 其特點操作簡單 成本低 但產品純度低 顆粒分布不均勻 64 二 化學方法 1 化學沉淀法共沉淀法均勻沉淀法多元醇沉淀法沉淀轉化法2 化學還原法水溶液還原法多元醇還原法氣相還原法碳熱還原法3 溶膠 凝膠法溶膠 凝膠法廣泛應用于金屬氧化物納米粒子的制備 前驅物用金屬醇鹽或非醇鹽均可 方法實質是前驅物在一定條件下水解成溶膠 再制成凝膠 經干燥納米材料熱處理后制得所需納米粒子 溶膠 凝膠法可以大大降低合成溫度 用無機鹽作原料 價格相對便宜 65 4 水熱法水熱法是在高壓釜里的高溫 高壓反應環境中 采用水作為反應介質 使得通常難溶或不溶的物質溶解 反應還可進行重結晶 水熱技術

29、具有兩個特點 一是其相對低的溫度 二是在封閉容器中進行 避免了組分揮發 水熱條件下粉體的制備有水熱結晶法 水熱合成法 水熱分解法 水熱脫水法 水熱氧化法 水熱還原法等 近年來還發展出電化學熱法以及微波水熱合成法 前者將水熱法與電場相結合 而后者用微波加熱水熱反應體系 與一般濕化學法相比較 水熱法可直接得到分散且結晶良好的粉體 不需作高溫灼燒處理 避免了可能形成的粉體硬團聚 66 5 溶劑熱合成法用有機溶劑代替水作介質 采用類似水熱合成的原理制備納米微粉 非水溶劑代替水 不僅擴大了水熱技術的應用范圍 而且能夠實現通常條件下無法實現的反應 包括制備具有亞穩態結構的材料 苯由于其穩定的共軛結構 是溶

30、劑熱合成的優良溶劑 最近成功地發展成苯熱合成技術 溶劑加壓熱合成技術可以在相對低的溫度和壓力下制備出通常在極端條件下才能制得的 在超高壓下才能存在的亞穩相 67 6 微乳液法微乳液通常是由表面活性劑 助表面活性劑 通常為醇類 油類 通常為碳氫化合物 組成的透明的 各向同性的熱力學穩定體系 微乳液中 微小的 水池 為表面活性劑和助表面活性劑所構成的單分子層包圍成的微乳顆粒 其大小在幾至幾十個納米間 這些微小的 水池 彼此分離 就是 微反應器 它擁有很大的界面 有利于化學反應 這顯然是制備納米材料的又一有效技術 與其它化學法相比 微乳法制備的粒子不易聚結 大小可控 分散性好 運用微乳法制備的納米微

31、粒主要有以下幾類 1 金屬 如Pt Pd Rh Ir 84 Au Ag Cu等 2 硫化物CdS PbS CuS等 3 Ni Co Fe等與B的化合物 4 氯化物AgCl AuCl3等 5 堿土金屬碳酸鹽 如CaCO3 BaCO3 SrCO3 6 氧化物Eu2O3 Fe2O3 Bi2O3及氫氧化物Al OH3 等 68 微乳液法制備Fe2O3示意圖 69 7 模板合成法利用基質材料結構中的空隙作為模板進行合成 結構基質為多孔玻璃 分子篩 大孔離子交換樹脂等 例如將納米微粒置于分子篩的籠中 可以得到尺寸均勻 在空間具有周期性構型的納米材料 Herron等將Na Y型沸石與Cd NO3 溶液混合

32、離子交換后形成Cd Y型沸石 經干燥后與N2S氣體反應 在分子篩八面體沸石籠中生成CdS超微粒子 南京大學采用氣體輸運將C60引入13X分子篩與水滑石分子層間 并可以將Ni置換到Y型沸石中去 觀察到C60Y光致光譜由于Ni的摻入而產生藍移現象 70 9 電解法此法包括水溶液電解和熔鹽電解兩種 用此法可制得很多用通常方法不能制備或難以制備的金屬超微粉 尤其是負電性很大的金屬粉末 還可制備氧化物超微粉 采用加有機溶劑于電解液中的滾筒陰極電解法 制備出金屬超微粉 滾筒置于兩液相交界處 跨于兩液相之中 當滾筒在水溶液中時 金屬在其上面析出 而轉動到有機液中時 金屬析出停止 而且已析出之金屬被有機溶液涂

33、覆 當再轉動到水溶液中時 又有金屬析出 但此次析出之金屬與上次析出之金屬間因有機膜阻隔而不能聯結在一起 僅以超微粉體形式析出 用這種方法得到的粉末純度高 粒徑細 而且成本低 適于擴大和工業生產 71 第四節納米技術及納米材料的應用 由于納米微粒的小尺寸效應 表面效應 量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等使得它們在磁 光 電 敏感性等方面呈現常規材料不具備的特性 因此納米微粒在磁性材料 電子材料 光學材料 高致密度材料的燒結 催化 傳感 陶瓷增韌等方面有廣闊的應用前景 72 一 陶瓷增韌 陶瓷材料在通常情況下呈脆性 由納米粒子壓制成的納米陶瓷材料有很好的韌性 因為納米材料具有較大的界面 界面的原子排

34、列是相當混亂的 原子在外力變形的條件下很容易遷移 因此表現出甚佳的韌性與延展性 納米陶瓷 73 二 磁性材料方面的應用 巨磁電阻材料2 新型的磁性液體和磁記錄材料 74 三 納米材料在催化領域的應用 催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用 它可以控制反應時間 提高反應效率和反應速度 大多數傳統的催化劑不僅催化效率低 而且其制備是憑經驗進行 不僅造成生產原料的巨大浪費 使經濟效益難以提高 而且對環境也造成污染 納米粒子表面活性中心多 為它作催化劑提供了必要條件 納米粒于作催化劑 可大大提高反應效率 控制反應速度 甚至使原來不能進行的反應也能進行 納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高1

35、0 15倍 75 1 金屬納米粒子的催化作用貴金屬納米粒子作為催化劑已成功地應用到高分子高聚物的氫化反應上 例如納米粒子銠在氫化反應中顯示了極高的活性和良好的選擇性 烯烴雙鍵上往往連有尺寸較大的基團 致使雙鍵很難打開 若加上粒徑為lnm的銠微粒 可使打開雙鍵變得容易 使氫化反應順利進行 76 2 半導體納米粒子的光催化半導體的光催化效應發現以來 一直引起人們的重視 原因在于這種效應在環保 水質處理 有機物降解 失效農藥降解等方面有重要的應用 77 常用的光催化半導體納米粒子有TiO2 銳鐵礦相 Fe2O3 CdS ZnS PbS PbSe ZnFe2O4等 主要用處 將這類材料做成空心小球 浮

36、在含有有機物的廢水表面上 利用太陽光可進行有機物的降解 美國 日本利用這種方法對海上石油泄露造成的污染進行處理 采用這種方法還可以將粉體添加到陶瓷釉料中 使其具有保潔殺菌的功能 也可以添加到人造纖維中制成殺菌纖維 銳鈦礦白色納米TiO2粒子表面用Cu Ag 離子修飾 殺菌效果更好 這種材料在電冰箱 空調 醫療器械 醫院手術室裝修等方面有著廣泛的應用前景 78 3 納米金屬 半導體粒子的熱催化金屬納米粒子十分活潑 可以作為助燃劑在燃料中使用 目前 納米Ag和Ni粉已被用在火箭燃料作助燃劑 摻雜到高能密度的材料 如炸藥 增加爆炸效率 也可以作為引爆劑進行使用 提高熱燃燒效率 將金屬納米粒子和半導體

37、納米粒子摻雜到燃料中 以提高燃燒的效率 因此這類材料在火箭助推器和煤中作助燃劑 納米鎳粉作為火箭固體燃料反應催化劑 可使燃燒效率提高100倍 納米炸藥比常規炸藥性能提高千百倍 79 四 納米材料在光學方面的應用 納米微粒由于小尺寸效應使它具有常規大塊材料不具備的光學特性 如光吸收 光反射 光傳輸過程中的能量損耗等 都與納米微粒的尺寸有很強的依賴關系 研究表明 利用納米微粒的特殊的光學特性制成的各種光學材料將在日常生活和高技術領域得到廣泛的應用 目前關于這方面研究還處在實驗室階段 有的得到了推廣應用 下面簡要介紹一下各種納米微粒在光學方面的應用 80 1 紅外反射材料 高壓鈉燈以及各種用于拍照

38、攝影的碘弧燈都要求強照明 但是電能的69 轉化為紅外線 這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉 僅有一少部分轉化為光能來照明 同時 燈管發熱也會影響燈具的壽命 如何提高發光效率 增加照明度一直是亟待解決的關鍵問題 納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑 20世紀80年代以來 人們用納米SiO2和納米TiO2微粒制成了多層干涉膜 總厚度為微米級 襯在有燈絲的燈泡罩的內壁 結果不但透光率好 而且有很強的紅外線反射能力 81 2 隱身材料 由于納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長 因此納米微粒材料對這種波的透過率比常規材料要強得多 這就大大減少波的反射率 使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號

39、變得很微弱 從而達到隱身的作用 另一方面 納米微粒材料的比表面積比常規粗粉大3 4個數量級 對紅外光和電磁波的吸收率也比常規材料大得多 這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低 因此很難發現被探測目標 起到了隱身作用 某些幾十納米厚的固體薄膜的吸收效果與比它厚1000倍的現有吸波材料相同 美國研制的納米隱身涂料超黑粉對雷達波的吸收率達99 82 美國F117隱形轟炸機機 83 美國B2隱形轟炸機 84 3 用于制造微型武器利用納米技術可以把傳感器 電動機和數字智能裝備集中在一塊芯片上 制造出幾厘米甚至更小的微型裝置 在未來戰場上 將出現能像士兵那樣執行軍事任務的超微型智能武器裝備 據

40、報道 美國研制的小型智能機器人 大的像鞋盒子那么大 小的如硬幣 它們會爬行 跳躍甚至可飛過雷區 穿過沙漠或海灘 為部隊或數千公里外的總部收集信息 微型機電武器還可用于敵我識別 探測核污染和化學毒劑 無人偵察機等 85 4 用于制造微型衛星和納米衛星由于納米技術 微電機技術的發展 一些國家發射的衛星正向小型化方向發展 1993年 美國航空航天公司就提出了納米衛星 重約0 1 10千克 的概念 1999年 英國 美國 瑞典各發射了一顆納米衛星 專用微型集成電路取代現在衛星上使用的有關系統 使微型衛星 納米衛星體積小 重量輕 生存能力強 即使遭受攻擊也不會喪失全部功能 研制費用低 不需大型實驗設施和

41、跨度大的廠房 易發射 不需大型運載工具發射 一枚小型運載火箭即可發射千百顆 再按不同軌道組成衛星網 即可實現對地球表面的覆蓋 86 五 納米技術與納米材料在環境保護方面的作用 隨著納米技術的悄然崛起 納米環保也會迅速來臨 拓展人類利用資源和保護環境的能力 為徹底改善環境和從源頭上控制新的污染源產生創造了條件 87 1 納米技術在治理有害氣體方面的應用 納米技術可以制成非常好的催化劑 其催化效率極高 經它催化的石油中硫的含量小于0 01 因而 在燃煤中可加入納米級助燒催化劑 以幫助煤充分燃燒 提高能源的利用率 防治有害氣體的產生 納米級催化劑用于汽車尾氣催化 有極強的氧化還原性能 使汽油燃燒時不

42、再產生一氧化硫和氮氧化物 根本無需進行尾氣凈化處理 88 2 納米技術在污水處理方面的應用 污水中通常含有有毒有害物質 懸浮物 泥沙 鐵銹 異味污染物 細菌病毒等 污水治理就是將這些物質從水中去除 由于傳統的水處理方法效率低 成本高 存在二次污染等問題 污水治理一直得不到很好解決 納米技術的發展和應用很可能徹底解決這一難題 污水中的貴金屬是對人體極其有害的物質 它從污水中流失 也是資源的浪費 新的一種納米技術可以將污水中的貴金屬如金 釕 鈀 鉑等完全提煉出來 變害為寶 一種新型的納米級凈水劑具有很強的吸附能力 它的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑三氯化鋁的10 20倍 89 3 納米TiO2與環

43、境保護 由于納米TiO2除了具有納米材料的特點外 還具有光催化性能 使得它在環境污染治理方面將扮演極其重要的角色 90 1 降解空氣中的有害有機物對室內主要的氣體污染物甲醛 甲笨等的研究結果表明 光催化劑可以很好地降解這些物質 其中納米TiO2的降解效率最好 將近達到100 其降解機理是在光照條件下將這些有害物質轉化為二氧化碳 水和有機酸 納米TiO2的光催化劑也可用于石油 化工等產業的工業廢氣處理 改善廠區周圍空氣質量 2 降解有機磷農藥有機磷農藥是70年代發展起來的農藥品種 占我國農藥產量的80 它的生產和使用會造成大量有毒廢水 這一環保難題 使用納米TiO2來催化降解可以得到根本解決 9

44、1 3 處理毛紡染整廢水用納米TiO2催化降解技術來處理毛紡染整廢水 具有省資 高效 節能 最終能使有機物完全礦化 不存在二次污染等特點 顯示出良好的應用前景 4 解決石油污染問題在石油開采運輸和使用過程中 有相當數量的石油類物質廢棄在地面 江湖和海洋水面 用納米TiO2可以降解石油 解決海洋的石油污染問題 5 處理城市生活垃圾用納米TiO2可以加速城市生活垃圾的降解 其速度是大顆粒TiO2的10倍以上 從而解決大量生活垃圾給城市環境帶來的壓力 92 6 高效的殺菌劑一般常用的殺菌劑Ag Cu等能使細胞失去活性 但細菌被殺死后 可釋放出致熱和有毒的組分如內毒素 內毒素是致命物質 可引起傷寒 霍

45、亂等疾病 利用納米TiO2的光催化性能不僅能殺死環境中的細菌 而且能同時降解由細菌釋放出的有毒復合物 在醫院的病房 手術室及生活空間細菌密集場所安放納米TiO2光催化劑還具有除臭作用 93 7 自潔作用納米TiO2由于其表面具有超親水性和超親油性 因此其表面具有自清潔效應 即其表面具有防污 防霧 易洗 易干等特點 我國新近研制成功一種具備自動清潔功能 可以自動消除異味 殺菌消毒的 納米自潔凈玻璃 納米自潔凈玻璃 是應用高科技納米技術在平板玻璃的兩面鍍制一層納米薄膜 薄膜在紫外線的作用下可分解沉積在玻璃上的污物 氧化室內有害氣體 殺滅空氣中的各種細菌和病毒 94 被稱之為21世紀前沿科學的納米技

46、術將對環境保護產生深遠的影響 有著廣泛的應用前景 甚至會改變人們的傳統環保觀念 利用納米技術解決污染問題將成為未來環境保護發展的必然趨勢 95 六 納米技術在生物工程上的應用 眾所周知 分子是保持物質化學性質不變的最小單位 生物分子是很好的信息處理材料 每一個生物大分子本身就是一個微型處理器 分子在運動過程中以可預測方式進行狀態變化 其原理類似于計算機的邏輯開關 利用該特性并結合納米技術 可以此來設計量子計算機 96 到目前為止 還沒有出現商品化的分子計算機組件 科學家們認為 要想提高集成度 制造微型計算機 關鍵在于尋找具有開關功能的微型器件 美國錫拉丘茲大學已經利用細菌視紫紅質蛋白質制作出了

47、光導 與 門 利用發光門制成蛋白質存儲器 此外 他們還利用細菌視紫紅質蛋白質研制模擬人腦聯想能力的中心網絡和聯想式存儲裝置 97 納米計算機的問世 將會使當今的信息時代發生質的飛躍 它將突破傳統極限 使單位體積物質的儲存和信息處理的能力提高上百萬倍 從而實現電子學上的又一次革命 98 如果有一種超微型鑷子 能夠鉗起分子或原子并對它們隨意組合 制造納米機械就容易多了 科學家用DNA 脫氧核糖核酸 制造出了一種納米級的鑷子 利用DNA基本元件堿基的配對機制 可以用DNA為 燃料 控制這種鑷子反復開合 99 七 納米科技在其他方面的應用 1 醫學使用納米技術能使藥品生產過程越來越精細 并在納米材料的

48、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 將藥物儲存在碳納米管中 并通過一定的機制來激發藥劑的釋放 則可控藥劑有希望變為現實 納米材料粒子將使藥物在人體內的傳輸更為方便 用數層納米粒子包裹的智能藥物進入人體后可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織 使用納米技術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和DNA診斷出各種疾病 100 納米機器人采用納米大分子 生物部件 與小分子無機物晶體結構組合 采用納米電子學控制裝配成納米機器人 將會給人類醫學科技帶來深刻的革命 使現在許多的疑難病癥得到解決 101 這些分子機器人以光感應器作開關 從溶解在血液中的葡萄糖和氧氣中獲得能量 并

49、按編制好的程序探體內物體 以醫師預先編制的程序進行全身健康檢查 疏通腦血管中的血栓 清除心臟動脈脂肪沉積物 吞噬病毒和組織破碎細胞 殺死癌細胞 監視體內的病變等 納米機器人還可以用來進行人體器官修復工作 如修復損壞的器官和組織 做整容手術 進行基因裝配工作 從基因中除去有害的DNA或把正常的DNA安裝在基因中 使機體恢復正常功能 102 在血管中運動的納米機器人 它正在使用納米切割機和真空吸塵器來清除血管中的沉積物 103 檢查體內疾病 重慶科研人員開發的 OMOM膠囊內鏡系統 估計三年內可以上市 該醫生長得像一顆膠囊 把它吞進肚里 消化道內的情景就可以像放電影一樣在電腦屏幕上一目了然 104

50、 2 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 可用處作電冰箱 空調外殼里的抗菌除味塑料 3 電子計算機和電子工業可以從閱讀硬盤上讀卡機以及存儲容量為目前芯片上千倍的納米材料級存儲器芯片都已投入生產 計算機在普遍采用納米材料后 可以縮小成為 掌上電腦 105 4 紡織工業在合成纖維樹脂中添加納米SiO2 納米ZnO 納米SiO2復配粉體材料 經抽絲 織布 可制成殺菌 防霉 除臭和抗紫外線輻射的內衣和服裝 可用于制造抗菌內衣 用品 可制得滿足國防工業要求的抗紫外線輻射的功能纖維 5 機械工業采用納米材料技術對機械關鍵零部件進行金屬表面納米粉涂層處理 可

51、以提高機械設備的耐磨性 硬度和使用壽命 106 納米齒輪 107 6 納米科學技術在精細化工方面的應用 108 一 粘合劑和密封膠 國外已將納米材料如納米SiO2作為添加劑加入到粘合劑和密封膠中 使粘合劑的粘結效果和密封膠的密封性都大大提高 其作用機理是在納米SiO2的表面包覆一層有機材料 使之具有親水性 將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結構 即納米SiO2形成網絡結構掏膠體流動 固體速度加快 提高粘接效果 由于顆粒尺寸小 更增加了膠的密封性 109 二 涂料 在各類涂料中添加納米SiO2可使其抗老化性能 光潔度及強度成倍地提高 涂料的質量和檔次自然升級 因納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料

52、 即抗老化 加之其極微小顆粒的比表面積大 能在涂料干燥時很快形成網絡結構 同時增加涂料的強度和光潔度 110 三 各種助劑 橡膠納米Al2O3粒子加入橡膠中可提高橡膠的介電性和耐磨性 納米SiO2可以作為抗紫外輻射 紅外反射 高介電絕緣橡膠的填料 添加納米SiO2的橡膠 彈性 耐磨性都會明顯優于常規的白炭黑作填料的橡膠 111 塑料納米SiO2對塑料不僅起補強作用 而且具有許多新的特性 利用它透光 粒度小 可使塑料變得更致密 可使塑料薄膜的透明度 強度和韌性 防水性能大大提高 在有機玻璃生產時加入納米SiO2可使有機玻璃抗紫外線輻射而達到抗老化的目的 在有機玻璃中添加納米Al2O3既不影響透明

53、度又提高了高溫沖擊韌性 112 四 化妝品 納米微粒與樹脂結合用于紫外線吸收 如防曬油 化妝品中普遍加入納米微粒 如納米TiO2 ZnO SiO2等 一定粒度的銳鈦礦型TiO2具有優良的紫外線屏蔽性能 而且質地細膩 無毒無臭 添加在化妝品中 可使化妝品的性能得到提高 113 第五節 現狀與展望 納米科學是一門將基礎科學和應用科學集于一體的新興科學 主要包括納米電子學 納米材料學和納米生物學等 21世紀將是納米技術的時代 納米材料的應用涉及到各個領域 在機械 電子 光學 磁學 化學和生物學領域有著廣泛的應用前景 納米科學技術的誕生 將對人類社會產生深遠的影響 并有可能從根本上解決人類面臨的許多問

54、題 特別是能源 人類健康和環境保護等重大問題 114 納米材料是近幾年來最受關注的新材料之一 其重要意義越來越為人所認識 已有人預言 本世紀五十年代重視微米技術的國家 現在都取得了很大的發展 同樣 現在重視納米科技的國家 將在二十一世紀獲得高速發展 IBM的首席科學家Amotrong也曾十分肯定的指出 正像七十年代微電子技術引發了信息革命一樣 納米科學技術將成為下世紀信息時代的核心 115 21世紀初的主要任務是依據納米材料各種新穎的物理和化學特性 設計出各種新型的材料和器件 通過納米材料科學技術對傳統產品的改性 增加其高科技含量以及發展納米結構的新型產品 目前已出現可喜的苗頭 具備了形成21

55、世紀經濟新增長點的基礎 納米材料將成為材料科學領域一個大放異彩的明星展現在新材料 能源 信息等各個領域 發揮舉足輕重的作用 隨著其制備和改性技術的不斷發展 納米材料在精細化工和醫藥生產等諸多領域會得到日益廣泛的應用 116 納米技術在各國發展情況 納米技術在美國2010年 80萬納米科技人才 GDP1萬億美元 200萬個就業機會能源部的8項優先研究中 6項有關納米材料本世紀前10年幾個關鍵領域之一制定了 國家納米技術倡議 NNI 軍工 隱形飛機表面涂料 艦船表面納米涂料美國總統布什2003 12 3日簽署了 21世紀納米技術研究開發法案 批準聯邦政府在從2005財政年度開始的4年中共投入約37

56、億美元 用于促進納米技術的研究開發 117 納米技術在各國發展情況 納米技術在日本1962年 久保 Kubo 久保理論 量子尺寸效應 國會 21世紀前20年的立國之本著名大企業 納米實用化技術的計劃三菱化工建立了 富勒烯 納米碳管生產線自潔凈玻璃 光催化凈化水或空氣 118 納米技術在中國 中科院物理所制備出大面積碳納米管陣列 合成了當時最長的纖維級碳納米管中國科技大學 氮化鎵粉體清華大學 氮化鎵納米棒中國科技大學 從四氯化碳制備出金剛石納米粉 被譽為 稻草變黃金 中科院化冶所 七五攻關 納米碳化硅 八五863 納米阻燃劑中科院化學所納米領帶超雙疏性界面材料防水 防油 防污 防褪色納米聚丙烯管

57、材高強度 抑菌功能 119 納米技術在各國發展情況 納米技術在其它國家韓國 全國納米技術研究院 納米顯示技術印度 像抓軟件產業那樣抓納米科技德國 把發展納米技術定位在新能源 新環境 全面帶動納米技術在各個領域的發展法國 國家納米科技中心 納米產業基金世界都在迎接納米時代的到來 120 納米技術對競爭力的提升 能源領域石油 煤等不可再生資源環保領域解決水污染的問題解決空氣污染的問題微電子納米電子器件 納米線 納米傳感器信息領域光纖 發光器件 121 納米技術對競爭力的提升 功能性涂料 薄膜防靜電涂料特殊視覺涂料紫外線吸收涂層耐磨 防腐 耐高溫 耐沖刷涂層機械納米結構單元和納米機械結構陶瓷增強 增

58、韌 助燒結 122 納米技術對競爭力的提升 化學化工催化劑 助催化劑 阻燃劑鎳催化氧化丙醛 當鎳的粒徑在5nm以下 反應選擇性發生急劇變化 生成酒精的轉化率迅速增大塑料和橡膠制品成型劑 補強劑 抗老化劑OA領域復印機和激光打印機的墨粉噴墨打印機墨水 高級墨水 123 納米技術對競爭力的提升 納米藥物磁性納米粒子藥物衛生保健品防曬霜紡織品反射紅外線型化纖殺菌滅菌除臭型化纖 124 納米技術對競爭力的提升 提升國防科技納米探測系統納米材料提高武器打擊能力納米材料提高防護能力納米機械系統制造的小型機器人雷達隱身技術美國 超黑粉 對雷達波的吸收率達99 法國 Co Ni納米顆粒包覆絕緣層 125 納米

59、技術將來發展的幾個階段 1 準確地控制原子數量在 個以下的納米結構物質 這需要使用計算機設計 制造技術和現有工廠的設備和超精密電子裝置 2 生產納米結構物質 在這個階段 納米結構物質和納米復合材料的制造將達到實用化水平 126 納米技術將來發展的幾個階段 3 造出納米計算機 納米磁膜材料將大大提高磁記錄密度 納米加工技術的進步將使納米級光盤的出現成為可能 其信息儲存量將是現在光盤的100萬倍 未來的某一天 像現在 銀河 那樣的巨型計算機可能變成 掌中寶 而美國國會圖書館的全部信息 將會被壓縮到一個糖塊大小的光盤中 可以預見 未來以納米技術為核心的計算機處理信息的速度將更快 效率將更高 4 科學

60、家們將研制出能夠制造動力源與程序自動化的元件和裝置 127 要注意的問題 同許多技術一樣 納米科技也是一把雙刃劍 雖然在目前尚未顯露出它的弊端 但無疑納米也給人類帶來了 生存還是毀滅 的思考 人類應該未雨綢繆 避免納米給人類帶來災難 科學家介紹說 納米是絕對微觀世界的概念 一旦它們按照物理學上的布朗運動通過各種途徑進入人體 進而失控侵入體細胞內 許多這些含有氧化硅 氧化鈦 氧化錳或銀成分的納米顆粒就將成為殺手如同幽靈般漂浮在人體內 可能引發病變 此外 科學家為人類在納米時代描繪的最美妙前景莫過于通過納米機器人在人體內定向搬運藥物或者清理垃圾 可是如果這些小精靈一旦脫疆 你頭疼時卻偏偏要給你醫腳

61、 可該如何是好 美國科學家比爾 喬伊也認為 在單個原子基礎上創造物體的納米技術可能給人類帶來災難 納米技術可能被用來制造體積非常微小的智能機器 它可能會輕而易舉地自我復制 像計算機病毒在整個網絡傳播一樣 給物質世界帶來一系列影響 比如說 納米技術就可能被用來生產仿制武器系統 128 前途光明 道路曲折 面對一浪高過一浪的納米熱 科學家認為 雖然90年代初科學家已經成功搬動原子 但離自如操縱原子還很遠 像基因組技術一樣 納米技術還有很長的路要走 即使是那些較為成熟的納米技術 離產業化開發還有一段艱難的路要走 納米技術的應用還要有一個認識過程以及產品的升級配套問題 盡管如此 科學家仍然相信 雖然納米技術已經開始走入百姓的生活 但是納米科技要像信息技術一樣產生廣泛而又深刻的影響 那將是二三十年以后的事情 無論如何 納米已經在我們的面前掀起了它原本神秘的蓋頭 納米時代 昂首前行而來 129 謝謝觀看 130