科技改变未来
来源:网易 日期:2011-5-4 作者:全球电池网 点击:
一、我国纳米技术发展历程
1993年,中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿。1999年,北京大学教授薛增泉领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面,并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。
中科院物理所研究员解思深领导的研究组研制出世界上最细的碳纳米管直径0.5纳米,已十分接近碳纳米管的理论极限值0.4纳米。这个研究小组,还成功地合成出世界上最长的碳纳米管,创造了“3毫米的世界之最”。
二、美国纳米军装的研究
据美国《新闻周刊》报道,美军正在研制大量运用纳米技术的“未来战袍”美军下一代军用服装的进展情况,引起广泛关注。纳米军装共有六大功能:
轻巧:以覆盖整套作战服装的防水层为例,其总重量只有0.45克,较之以前轻巧不少,而且透气性能极佳。
智能化:内嵌在纳米防弹头盔内的超微电脑具有防护、通信、指挥、分析以及全天候火力瞄准等功能,军服材料中使用的纳米太阳能传导电池可与超微存储器相连,确保整个系统的能源供应。
防护功能:由于纳米材料极高的强度和韧性,因此可以发挥防弹作用。
治疗功能:该军装将使用一种特殊材料,能够在接收到纳米传感器发出的信号后,按照不同的情况,改变材料的物理状态,起到相应的辅助治疗作用。
识别功能:纳米军装将用一种具有特殊的红外线功能的特制纤维作为缝制的主要材料。士兵穿上了这种军服,在激战中能很容易地辨认出自己的战友,从而最大程度地避免误伤事件的发生。
隐身功能:这种军服的特种纤维中将大量掺入利用纳米技术制造的微型发光粒子,从而可以感知周围环境的颜色并做出相应调整,使军服变成与周围环境一致的隐蔽色,从而具备一定的隐身功能。
新材料新技术
黄金颗粒呈紫色、粉色 纳米尺度的物质性质会发生变化
提起纳米,可能很多人都会觉得很神秘。“其实纳米就是一个长度的度量单位,与米、厘米、毫米一样。”南京航空航天大学纳米科学研究所所长、新批建的教育部纳智能材料器件重点实验室的创建者、中国航空学会理事郭万林教授介绍说:“一纳米等于10亿分之一米的长度,相当于10个氢原子的大小。”
这样微小的概念可能会让读者觉得很神奇,但郭万林告诉记者,其实生活中到处都有纳米。“汽车排放的尾气就是纳米颗粒;蜡烛燃烧的时候,把一张白纸放在火焰上方,过一会儿白纸会变色,使纸变色的也是纳米颗粒;我们用的闪存或U盘,就是用具有纳米栅级的晶体管构成的;我们能看到东西,是因为我们的视觉神经通道里也布满了纳米级离子通道;植物能进行光合作用,是因为叶绿素里有许多纳米级的细胞能吸收阳光。”
小到纳米尺度的物质,它的性质会与宏观尺度时完全不同。比如黄金的属性本来是非常稳定的,外观呈金黄色,但纳米尺度的黄金颗粒的颜色会因为大小发生了变化呈现紫色、粉色等,而且性质会变得非常活泼,甚至可以当做化学反应的催化剂。有的绝缘体被分解成纳米颗粒时会导电,也有的导电性质的材料分解到纳米尺度时就变得绝缘了。
纳米材料的范围很广,它可以具有各种形状,例如直径在纳米尺度的颗粒、球体,纳米尺度粗细的管、线,纳米尺度宽度、更小厚度的带,厚度在纳米尺度的纸张,以及具有纳米尺度内部结构的宏观材料,这些都是纳米材料。纳米科学就是研究这些纳米尺度大小的物质所具有的特殊的、不同于宏观尺度时的各种有趣的性质,纳米技术则是如何便宜、大量地生产和应用这些具有特异性质的纳米材料,来满足我们生活和生产中的需要并促进社会生产力的大幅发展。
“2001年,我国在制定五年计划时,就已经把纳米技术作为科研的核心,在这一课题的研究方面,我们不仅与世界同步,而且可以说我国在纳米材料学领域取得的成就领先于许多国家。未来的研究方向就是怎样把纳米技术转化成经济效益、怎样使其变得有用,使我们的生活越来越好。”
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