中國科學院納米科技網 logo

中國科學院納米科技網

網頁設計雜誌

納米技術簡介


納米技術被定義為研究和使用1納米至100納米的結構。為了讓您了解這是多麽小,它將並排需要800個100納米的顆粒來匹配人類頭發的寬度。

雖然這是納米技術最常見的定義,但各種焦點的研究人員的定義略有不同。有關這些不同定義的摘要,請參閱 納米技術的定義,

納米技術簡介:研究納米粒子

幾個世紀以來,科學家們壹直在研究和使用納米粒子,但是由於無法看到納米粒子的結構,他們的工作效率受到了阻礙。近幾十年來,能夠顯示小到原子粒子的顯微鏡的發展使科學家們能夠看到他們正在使用的是什麽。

以下由美國能源部創建的題為“物質規模”的插圖提供了各種物體的比較,以幫助您開始準確設想納米的精確程度。該圖表從肉眼可以看到的物體開始,例如圖表頂部的螞蟻,並且進展到大小為納米或更小的物體,例如用於人類儲存能量的ATP分子。餐飲。

納米技術結構簡介

既然您已了解納米技術專家的工作規模,請考慮他們面臨的挑戰。想想我們中的許多人通過針眼插入線是多麽困難。這樣的圖像可以幫助您想象科學家使用納米粒子的問題,納米粒子可以達到線程大小的百萬分之壹。只有通過使用強大的顯微鏡,他們才能“看到”並操縱這些納米尺寸的顆粒。瀏覽我們的 納米粒子應用程序頁面將幫助您了解納米粒子的使用方式。

納米技術應用簡介

觀察納米尺寸材料的能力為各種行業和科學事業開辟了壹個充滿可能性的世界。因為納米技術本質上是壹組允許以非常小的規模操縱特性的技術,所以它可以具有許多應用,例如下面列出的應用。

藥物輸送。今天,諸如化學療法之類的治療的大多數有害副作用是藥物遞送方法的結果,其不能準確地精確定位其預期的靶細胞。 哈佛大學和麻省理工學院的研究人員已經能夠將特殊的RNA鏈(直徑約10 nm)附著到納米粒子上,並用化療藥物填充納米粒子。這些RNA鏈被癌細胞吸引。當納米顆粒遇到癌細胞時,它會粘附在癌細胞上並將藥物釋放到癌細胞中。這種定向的藥物遞送方法具有治療癌癥患者的巨大潛力,同時產生比常規化學療法產生的更少的副作用。

面料。制造商正在改變熟悉材料的特性,他們將納米尺寸的元件添加到傳統材料中以提高性能。例如,壹些服裝制造商正在使用織物中的 納米級晶須制造防水防汙服裝 ,這會使水在表面上形成珠子。

材料的反應性。當形成為納米尺寸的顆粒(納米顆粒)時,許多常規材料的性質發生變化。這通常是因為納米顆粒每單位重量的表面積大於較大的顆粒; 因此它們對其他壹些分子更具反應性。例如,研究表明, 鐵納米顆粒可以有效地清除地下水中的化學物質, 因為它們比大鐵顆粒更有效地對這些化學物質起反應。

材料強度。納米尺寸的碳顆粒(例如納米管和巴克球)非常堅固。納米管和巴基球僅由碳組成,它們的強度來自碳原子之間鍵的特殊特征。壹個提出的應用,說明納米碳顆粒的強度是制造由碳納米管制成的T恤重 防彈背心。

微/納電子機械系統。在矽表面創建齒輪,鏡子,傳感器元件以及電子電路的能力允許制造微型傳感器,例如用於激活汽車安全氣囊的微型傳感器。該技術稱為MEMS(微機電系統)。MEMS技術導致機械機構與單個矽芯片上的必要電子電路緊密集成,類似於用於生產計算機芯片的方法。與使用傳統方法制造的類似器件相比,使用MEMS來生產器件可以降低產品的成本和尺寸。MEMS是NEMS或納米電子機械系統的墊腳石。NEMS產品由少數公司生產。

分子制造業。如果妳是星際迷航的粉絲,妳會記得復制器,這種裝置可以生產從太空時代吉他到壹杯伯爵茶的任何東西。妳最喜歡的角色只是編寫了復制器,無論他或她想要出現什麽。研究人員正致力於開發壹種稱為分子制造的方法,這種方法有朝壹日可能會使Star Trek復制器成為現實。這些人設想的小工具被稱為分子制造者; 該設備將使用微小的操縱器來定位原子和分子,以構建像臺式計算機壹樣復雜的對象。研究人員認為,使用這種方法可以將原材料用於復制幾乎任何無生命的物體。

納米技術辯論

關於納米技術有許多不同的觀點。這些差異始於納米技術的定義。有些人將其定義為涉及操縱1納米到100納米之間的材料的任何活動。然而,納米技術的最初定義涉及在分子尺度上構建機器並且涉及在原子(約十分之二納米)尺度上操縱材料。

關於納米技術可以實現什麽的確切觀點,爭論仍在繼續。壹些研究人員認為,納米技術可以用來顯著延長人類的壽命或生產類似復制器的設備,幾乎可以用簡單的原材料制造任何東西。其他人認為納米技術只是作為壹種工具來幫助我們做我們現在所做的事情,但更快或更好。

第三個主要爭論領域涉及納米技術相關進展的時間框架。納米技術會在十年或二十年內對我們的日常生活產生重大影響,還是許多承諾的進展需要更長的時間才能成為現實?

最後,關於納米技術可以幫助我們實現道德挑戰的所有觀點。如果納米技術幫助我們增加壽命或用廉價的原材料生產制成品,那麽向所有人提供這種技術的道德要求是什麽?是否對納米技術材料有足夠的了解或規範,以盡量減少對我們或我們的環境可能造成的傷害?

只有時間才能說明納米技術將如何影響我們的生活,但瀏覽上面導航欄或納米技術應用 頁面上的主題 將有助於您了解可能性並預測未來。

新聞中心
更多新聞
新聞標籤