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纳米学习

作者:何原林
2020-02-23
信息

一、纳米技术是什么

纳米技术的含义

所谓纳米技术,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。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。

纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

纳米电子器件的特点

以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件:

工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。功耗低,纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。

感觉大学物理系或者精密仪器相关专业会学到此技术。因为纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,所以不是太容易学习和掌握。供参考。

二、纳米技术的含义是什么

所谓纳米技术,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。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。

纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。

其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 。

三、纳米学习胞是什么问题

纳米生物学主要包含两个方面: 一,利用新兴的纳米技术来解决研究和生物学问题; 二,利用生物大分子制造分子器件,模仿和制造类似生物大分子的分子机器。

纳米科技的最终目的是制造分子机器,而分子机器的启发来源于生物体系中存在的大量的生物大分子,它们被费曼等人看作是自然界的分子机器。从这个意义上说,纳米生物学应该是纳米科技中的一个核心领域。

利用DNA和某些特殊的蛋白质的特殊性质,有可能制造出分子器件。目前研究的热点在分子马达、硅-神经细胞体系和DNA相关的纳米体系与器件。

利用纳米技术,人们已经可以操纵单个的生物大分子。操纵生物大分子,被认为是有可能引发第二次生物学革命的重要技术之一。

在生物和医学上的应用 纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞、红血球小得多,这就为生物学研究提供了一个新的研究途径,即利用纳米微粒进行细胞分离、细胞染色及利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部定向治疗等。关于这方面的研究现在处于初始阶段,但却有广阔的应用前景。

细胞分离 生物细胞分离是生物细胞学研究中一种十分重要的技术,它关系到研究所需要的细胞标本能不能快速获得的关键问题。这种细胞分离技术在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。

例如,在妇女怀孕8星期左右,其血液中就开始出现非常少量的胎儿细胞,为判断胎儿是否有遗传缺陷,过去常常采用价格昂贵并对人身有害的技术,如羊水诊断等。用纳米微粒很容易将血样中极少量胎儿细胞分离出来,方法简便,价钱便宜,并能准确地判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。

美国等先进国家已采用这种技术用于临床诊断。癌症的早期诊断一直是医学界急待解决的难题。

美国科学家利贝蒂指出,利用纳米微粒进行细胞分离技术很可能在肿瘤早期的血液中检查出癌细胞,实现癌症的早期诊断和治疗。同时他们还正在研究实现用纳米微粒检查血液中的心肌蛋白,以帮助治疗心脏病。

纳米细胞分离技术将给人们带来福音。以往的细胞分离技术主要采用离心法,利用密度梯度原理进行分离,时间长效果差。

80年代初,人们开始利用纳米微粒进行细胞分离,建立了用纳米SiO2微粒实现细胞分离的新技术。其基本原理和过程是:先制备SiO2纳米微粒,尺寸控制在15~20nm,结构一般为非晶态,再将其表面包覆单分子层,包覆层的选择主要依据所要分离的细胞种类而定,一般选择与所要分离细胞有亲和作用的物质作为附着层。

这种Si02纳米粒子包覆后所形成复合体的尺寸约为30nm。第二步是制取含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液,适当控制胶体溶液浓度。

第三步是将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中,再通过离心技术,利用密度梯度原理,使所需要的细胞很快分离出来。此方法的优点是: 1.易形成密度梯度。

纳米包覆体尺寸约30nm,因而胶体溶液在离心作用下很容易产生密度梯度. 2.易实现纳米Sio2粒子与细胞的分离。这是因为纳米SiO2微粒是属于无机玻璃的范畴性能稳定,一般不与胶体溶液和生物溶液反应,既不会沾污生物细胞,也容易把它们分开。

细胞内部染色 细胞内部的染色对用光学显微镜和电子显微镜研究细胞内各种组织是十分重要的一种技术。它在研究细胞生物学中占有极为重要的作用。

细胞中存在各种器官和细丝。器官有线粒体、核和小胞腔等。

细丝主要有三种,直径约为6—20nm。它们纵横交错在细胞内构成了细胞骨骼体系,而这种组织保持了细胞的形态,控制细胞的变化、运动、分裂、细胞内器官的移动和原生质流动等。

未加染色的细胞由于衬度很低,很难用光学显微镜和电子显微镜进行观察,细胞内的器官和骨骼体系很难观察和分辨,为了解决这一问题,物理学家已经发展了几种染色技术。如荧抗体法、铁蛋白抗体法和过氧化物酶染色法等,目的是提高用光学显微镜和电子显微镜观察细胞组织的衬度。

随着细胞学研究的发展,要求进一步提高观察细胞内组织的分辨率,这就需要寻找新的染色方法。纳米微粒的出现,为建立新的染色技术提供了新·的途径。

最近比利时的德梅博士等人采用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或者柠檬酸钠把金从氯化金酸(HAuCl')水溶液中还原出来形成金纳米粒子,粒径的尺寸范围是3—40nm。接着制备金纳米粒子—抗体的复合体,具体方法是将金超微粒与预先精制的抗体或单克隆抗体混合。

这里选择抗体的类型是制备复合体的重要一环,不同的抗体对细胞内各种器官和骨gS组织敏感程度和亲和力有很大的差别。我们可以根据这些差别制备多种金纳米粒子—抗体的复合体,而这些复合体分别与细胞内各种器官和骨骼系统相结合,就相当于给各种组织贴上了标签。

由于它们在光 学显微镜和电子显微镜下衬度差别很大,这就很容易分辨各种组织。这就是利用纳米粒子进行细胞染色技术。

大量研究表明,纳米微粒与抗体的结合并不是共价键而是弱库仑作用的离子键,因此制造稳定的复合体工艺比较复杂,但选 择适当条件是可以制造多种纳米微粒一抗体的稳定复合体。细胞染色的原理与金属金的超微粒子光学特性有关。

一般来说,超微粒子的光吸收和光散射。

四、纳米技术是什么

纳米技术的含义所谓纳米技术,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。

科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。

人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。

1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

纳米电子器件的特点以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件:工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。功耗低,纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。

信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。

感觉大学物理系或者精密仪器相关专业会学到此技术。因为纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,所以不是太容易学习和掌握。

供参考。

五、纳米技术是什么请高人指点下现所说纳米技术意

纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。

纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。

六、纳米技术有哪几种概念

从迄今为止的研究状况看,关于纳米技术分为三种概念。

第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。

这种概念的纳米技术未取得重大进展。 第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。

也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。

现有技术即便发展下去,从理论上讲终将会达到限度。这是因为,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,这样将破坏绝缘效果。

此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。

第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。

所谓纳米技术,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。

科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。 。

七、纳米知识

米科技的研究范围是从1到100纳米,还是0.1到100纳米?

这句话问的本身是错误的,

纳米技术研究的是材料晶粒或颗粒在纳米尺度范围。

一块板材虽然长度远远大于纳米尺度,但是它内部形成的晶粒是纳米尺度的,这样的材料看上去跟普通的板材没区别,但是它的性能已经发生了天翻地覆的变化。还有纳米尺度的颗粒,既将颗粒直径做成纳米尺度,这样的颗粒几乎是由几个到几十个原子构成,自由度是1维,还有纳米管是1维的,纳米块是3维的。粉体的性能在纳米尺度时会发生巨大的变化,它们表面积小但比表面积剧烈的大,表面电子严重的不平衡,氧化性极强,在空气中吸附氧分子可以爆炸。所以纳米技术研究的重要不是尺寸,而是尺度,材料在纳米尺度上性能会发生剧烈的变化,这才是纳米科技研究的重要,有些材料尺度范围很小0-10纳米,有些材料尺度很大0-300纳米.

八、纳米是什么

什么是纳米技术? 。

一段时期以来,纳米技术频频在媒体中出现,有关纳米技术、纳米材料以及应用纳米技术制造的产品的优越性也广为宣传。那么,什么是纳米技术呢?本文介绍这方面的知识,供初学者参考。

。 纳米,是一种长度单位,符号为nm。

1纳米=1毫微米=10米(既十亿分之一米),约为10个原子的长度。 假设一根头发的直径为0。

05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度即约为1纳米。 。

1、纳米技术的含义 。 所谓纳米技术,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。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。

。 纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。

人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。 。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。

其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 。

2、纳米电子器件的特点 。 以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件: 。

工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。功耗低,纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。

信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。

九、什么是纳米科学技术

纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。

用扫描隧道显微镜的针尖将原子一个个地排列成汉字,汉字的大小只有几个纳米。 什么是纳米?纳米是尺寸或大小的度量单位:千米(103 )→米→厘米→毫米→微米→纳米( 10-9),4倍原子大小,万分之一头发粗细。

生物科学技术、信息科学技术、纳米科学技术是下一世纪内科学技术发展的主流。生物科学技术中对基因的认识,产生了转基因生物技术,可以治疗顽症,也可以创造出自然界不存在的生物;信息科学技术使人们可以坐在家中便知天下大事,因特网几乎可以改变人们的生活方式。

纳米科学是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。 还原论:把物质的运动都还原到原子、分子这一层面上。

原子论和量子力学取得了巨大的成功。有机合成;分子生物学;转基因食品、克隆羊;原子光谱和激光;固体电子论和IC;几何光学到光纤通讯。

宏观世界上经典物理、化学、力学的巨大成就:计算机和网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等改变了人们的生活方式 科学技术有认识上的盲区或人类知识大厦上的裂缝。裂缝的一边是以原子、分子为主体的微观世界,另一岸是人类活动的宏观世界。

两个世界之间不是直接而简单的联结,存在一个过渡区--纳米世界。 例:分子合成 ≤1.5nm, →活体微电子技术在0.2μm,显微外科只能连接大、小、微血管≤ PM10和PM1.5的微粒。

50年代,钱老“物理力学”是企图连接两个世界的前驱工作之一。 十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物体的性质。

这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”性质,如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。

当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时,奇特的性质又会失去,像真是一些长不大的孩子。 在10nm尺度内,由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合及探测、应用它们---纳米科学技术的主要问题。

材料和制备:更轻、更强和可设计;长寿命和低维修费;以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料;生物材料和仿生材料;材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复;微电子和计算机技术:2010年实现线条为100nm的芯片,纳米技术的目标为:纳米结构的微处理器,效率提高一百万倍;10倍带宽的高频网络系统;兆兆比特的存储器(提高1000倍);集成纳米传感器系统; 快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术;用药的新方法和药物'导弹'技术;耐用的人体友好的人工组织和器官;复明和复聪器件;疾病早期诊断的纳米传感器系统。低能耗、抗辐照、高性能计算机;微型航天器用纳米测试、控制和电子设备;抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料。

发展绿色能源和环境处理技术,减少污染和恢复被破坏的环境;孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体;MCM-41有序纳孔材料(孔径10-100nm)用来祛除污物;纳米颗粒修饰的高分子材料。在纳米尺度上,按照预定的大小、对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等。

在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。,生物仿生化学药品和生物可降解材料,动植物的基因改善和治疗,测定DNA的基因芯片等。

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