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納米生物在納米技術(shù)上的成果「科學(xué)家用納米技術(shù)發(fā)明了什么技術(shù)」( 四 )

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納米技術(shù)包含下列四個(gè)主要方面:
1、納米材料:當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在0.1-100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能 。這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料 。
如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料 。
過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)尺度范圍的性能 。第一個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們?cè)?0世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn):一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱 。磁性材料也是如此，像鐵鈷合金，把它做成大約20-30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍 。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料 。
為什么磁疇變成單磁疇，磁性要比原來提高1000倍呢?這是因?yàn)椋女犞械膯蝹€(gè)原子排列的并不是很規(guī)則，而單原子中間是一個(gè)原子核，外則是電子繞其旋轉(zhuǎn)的電子，這是形成磁性的原因 。但是，變成單磁疇后，單個(gè)原子排列的很規(guī)則，對(duì)外顯示了強(qiáng)大磁性 。
這一特性，主要用于制造微特電機(jī) 。如果將技術(shù)發(fā)展到一定的時(shí)候，用于制造磁懸浮，可以制造出速度更快、更穩(wěn)定、更節(jié)約能源的高速度列車 。
2、納米動(dòng)力學(xué):主要是微機(jī)械和微電機(jī)，或總稱為微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),用于有傳動(dòng)機(jī)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.用的是一種類似于集成電器設(shè)計(jì)和制造的新工藝 。特點(diǎn)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(dòng)機(jī)，用于超快速離心機(jī)或陀螺儀等 。在研究方面還要相應(yīng)地檢測(cè)準(zhǔn)原子尺度的微變形和微摩擦等 。雖然它們目前尚未真正進(jìn)入納米尺度，但有很大的潛在科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值 。
理論上講:可以使微電機(jī)和檢測(cè)技術(shù)達(dá)到納米數(shù)量級(jí) 。
3、納米生物學(xué)和納米藥物學(xué):如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗(yàn)，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精細(xì)結(jié)構(gòu)等 。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細(xì)胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料 。新的藥物，即使是微米粒子的細(xì)粉，也大約有半數(shù)不溶于水;但如粒子為納米尺度(即超微粒子)，則可溶于水 。
納米生物學(xué)發(fā)展到一定技術(shù)時(shí)，可以用納米材料制成具有識(shí)別能力的納米生物細(xì)胞，并可以吸收癌細(xì)胞的生物醫(yī)藥，注入人體內(nèi)，可以用于定向殺癌細(xì)胞 。(上面是老錢加注)
4、納米電子學(xué):包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等 。當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢(shì)要求器件和系統(tǒng)更小、更快、更冷，更小，是指響應(yīng)速度要快 。更冷是指單個(gè)器件的功耗要小 。但是更小并非沒有限度 。納米技術(shù)是建設(shè)者的最后疆界，它的影響將是巨大的 。
歷史沿革
納米技術(shù)的靈感，來自于已故物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講 。這位當(dāng)時(shí)在加州理工大學(xué)任教的教授向同事們提出了一個(gè)新的想法 。從石器時(shí)代開始，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術(shù)，都與一次性地削去或者融合數(shù)以億計(jì)的原子以便把物質(zhì)做成有用的形態(tài)有關(guān) 。費(fèi)曼質(zhì)問道，為什么我們不可以從另外一個(gè)角度出發(fā)，從單個(gè)的分子甚至原子開始進(jìn)行組裝，以達(dá)到我們的要求?他說:\”至少依我看來，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子地制造物品的可能性 。\”

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