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納米技術(shù)是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù),研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。
納米材料在納米尺度下會突然顯現(xiàn)出與它們在宏觀情況下很不相同的特性,這樣可以使一些獨特的應(yīng)用成為可能。例如,不透明的物質(zhì)變?yōu)橥该鳎ㄣ~);惰性材料變成催化劑(鉑);穩(wěn)定的材料變得易燃(鋁);在室溫下的固體變成液體(金);絕緣體變成導(dǎo)體(硅)。物質(zhì)在納米尺度的獨特量子和表面現(xiàn)象造就了納米科技的許多分支。
納米是長度單位,原稱"毫微米",就是10-9(10億分之一米)。納米科學(xué)與技術(shù),有時簡稱為納米技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。
從具體的物質(zhì)說來,人們往往用"細(xì)如發(fā)絲"來形容纖細(xì)的東西,其實人的頭發(fā)一般直徑為20-50微米,并不細(xì)。 單個細(xì)菌用肉眼看不出來,用顯微鏡測出直徑為5微米,也不算細(xì)。
極而言之,1納米大體上相當(dāng)于4個原子的直徑。 納米技術(shù)包含下列四個主要方面: 第一方面是納米材料,包括制備和表征。在納米尺度下,物質(zhì)中電子的放性(量子力學(xué)學(xué)性質(zhì))和原子的相互作用將受到尺度大小的影響,如能得到納米尺度的結(jié)構(gòu),就可能控制材料的基本性質(zhì)如熔點、磁性、電容甚至顏色。
而不改變物質(zhì)的化學(xué)成份。用超微粒子燒成的陶瓷硬度可以更高,但不艙裂:無機的超微粒子灰分在加入橡膠后,將粘在聚合物分子的端點上,所做成的輪胎將大大減小磨損和處長壽命。 第二方面是納米動力學(xué),主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械系統(tǒng)(MEMS),用于有傳動機械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng),特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等。
MEMS用的是一種類似于集成電器設(shè)計和制造的新工藝。特點是部件很小,刻蝕的深度往往要求數(shù)十至數(shù)百微米,而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動機,用于超快速離心機或陀螺儀等。