纳米科普知识介绍

纳米和纳米技术

纳米是长度单位，1纳米等于十亿分之一米，相当于45个原子排列起来的长度。人的1根头发就有6万纳米那么粗。20世纪80年代，科学家发明了扫描隧道显微镜，它能放大一亿倍，这样，就能看见纳米级的物体。纳米技术的研究范围为1nm～100nm，这个范围称为纳米级。把铁制成纳米粉末，撒在空气中，它立即会燃烧起来，这说明物质制成纳米级，其性质就会发生变化。揭开纳米级的特性和规律，并利用这些特性制造高科技产品，预防和治疗疾病，这种技术称为纳米技术。纳米技术涉及到的学科内容十分广泛，目前，纳米医疗、纳米材料和纳米电了学是发展纳米技术的重点。

由于纳米技术能在比头发细100倍的面积中造出各种微细的立体结构与机器，因而，它是赋予各项产品百倍／千倍性能的革命性技术。诺贝尔奖得Richard Smalley认为，“纳米技术对于未来人类健康及生活幸福的贡献，将大于医学影像、半导体、电脑辅助工程、朝胶材料等的总和贡献”。

从目前发展态势看，一方面，工业发达国家，尤其是美国、欧洲、日本等国家都将纳米技术列为“政府关键技术”，21世纪的“启动技术”，在纳米技术领域投入了大量的资金进行研发；另一方向，20世纪90年代以来，被冠以纳米的新概念、新名词越来越多，而且从概念到产品的周期也越来越短。就纳米电子技术领域而言，目前已有不少纳米电子研究成果接近工业化生产阶段。许多专家预测，只要再过5～10年，纳米技术就将成为以硅为基础的微米级集成电路技术的“接班人”，而改变计算机行业的发展方向。

扫描隧道显微镜

20世纪80年代以来，人们对纳米世界的认识取得了长足的进步，这是与观测手段的进步分不开的。1981年，IBM公司苏黎世实验室的两位科学家——宾尼和罗雷尔发明了称为扫描隧道显微镜（STM）的神奇仪器，使人们第一次看到了原子，看到了原子在物质表面上的排列形式。STM的发明，为人们认识纳米世界提供了强有力的工具，被认为是20世纪末的重大科技成就之一。为此，这两位科学家与观察纳米世界的另一重要工具——电子显微镜的发明人鲁斯卡一道，获得了1986年厦的诺贝尔物理学奖。

借助STM．人们不仅可以看原子，看分了，观察表面的细微纳米结构，而且可以操纵原子，操纵分了。 1990年，美国IBM公司的艾戈勒领导的研究小组首次实现了人类操纵原子这一梦想。他们用一个一个氙原子、在镍表面上排出了“IBM”字样，可以说是人类的一大创举。这种实验只能地超低温下进行，否则原子由于热运动，是不会老老实实地呆在那里的。现在，人们利用包括STM在内的各种纳米科技手段，可以观察和操纵原子，研究纳米尺度下物质的各种性质。纳米世界的神秘面纱己经逐渐被揭开，展现在人们向前的是一个奇妙的新世界。

纳米玻璃

最近，美国两大玻璃制造企业分别宣布，他们利用纳米技术研制成功了新型的“自净玻璃”，即给玻璃“穿上”40nm厚的二氧化钛“外套”，其厚度相当于头发丝粗细的l／1500，这层纳米外套使它具有不同与传统玻璃的特点：

（1）自我清洁：这种纳米膜与太阳光线中的紫外线发牛反应，能产生双重作用：一是把落在玻璃上的有机物分解掉；二是使玻璃表面产生亲水性，把雨点或雾气变成一个薄层而使玻璃表面湿润，并且洗掉玻璃表面的脏物。通常，这个油层被光照5天后，夜间也能坚持上作。

（2）净化空气：这种玻璃在“自洁”的同时，纳米涂层还能不断分解甲醛、苯、氨等有害气体，杀灭空气中的各种细菌和病毒，有效地净化空气，减少了室内污染。