單個(gè)細(xì)菌用肉眼是根本看不到的,用顯微鏡測(cè)直徑大約是五微米。舉個(gè)例子來說,假設(shè)一根頭發(fā)的直徑是0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度大約就是一納米。也就是說,一納米大約就是0.000001毫米.納米科學(xué)與技術(shù),有時(shí)簡(jiǎn)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。納米技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了與納米相關(guān)的很多新興學(xué)科。有納米醫(yī)學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)等。全世界的科學(xué)家都知道納米技術(shù)對(duì)科技發(fā)展的重要性,所以世界各國(guó)都不惜重金發(fā)展納米技術(shù),力圖搶占納米科技領(lǐng)域的戰(zhàn)略高地。我國(guó)于1991年召開納米科技發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì),制定了發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策。十多年來,我國(guó)納米材料和納米結(jié)構(gòu)研究取得了引人注目的成就。目前,我國(guó)在納米材料學(xué)領(lǐng)域取得的成就高過世界上任何一個(gè)國(guó)家,充分證明了我國(guó)在納米技術(shù)領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。納米效應(yīng)就是指納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學(xué)特性,如原本導(dǎo)電的銅到某一納米級(jí)界限就不導(dǎo)電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級(jí)界限時(shí)開始導(dǎo)電。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點(diǎn),以及其特有的三大效應(yīng):表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。 對(duì)于固體粉末或纖維,當(dāng)其有一維尺寸小于100nm,即達(dá)到納米尺寸,即可稱為所謂納米材料,對(duì)于理想球狀顆粒,當(dāng)比表面積大于60m2/g時(shí),其直徑將小于100nm,即達(dá)到納米尺寸。
納米的金屬銅顆粒或金屬鋁顆粒,一遇到空氣就會(huì)產(chǎn)生激烈的燃燒,發(fā)生爆炸。因此,納米金屬顆粒的粉體可用來做成烈性炸藥,做成火箭的固體燃料可產(chǎn)生更大的推力。用納米金屬顆粒粉體做催化劑,可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,大大提高化工合成的產(chǎn)出率。
兩個(gè)最前沿的納米科學(xué)領(lǐng)域,即納米光子學(xué)和納米力學(xué)?!霸诤暧^尺度上,光的力實(shí)在太微弱,沒有人能感覺到。但是在納米尺度上,我們發(fā)現(xiàn)光具有相當(dāng)可觀的力,足以用來驅(qū)動(dòng)像集成電路上的三極管一樣大小的半導(dǎo)體機(jī)械裝置?!鳖I(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的耶魯大學(xué)電子工程系教授唐紅星這樣介紹。其實(shí),此前光的力已經(jīng)被物理學(xué)家和生物學(xué)家應(yīng)用于一種叫做“光鑷”的技術(shù)中,用來操控原子和微小的顆粒?!拔覀兊难芯縿t是把光集成在一塊小小的芯片上,使它的強(qiáng)度增加數(shù)百萬倍,從而用來操控納米半導(dǎo)體器件?!边@篇論文的第一作者、博士后研究員李墨進(jìn)一步闡釋說。 在耶魯大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里,兩位科學(xué)家和來自北京大學(xué)的研究生熊馳及合作者們一起,使用最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù),在硅芯片上鋪設(shè)出一條條光的線路,稱之為“光導(dǎo)”。當(dāng)激光器發(fā)出的光被接入這樣的芯片后,光就可以像電流在導(dǎo)線里一樣,沿著鋪好的光導(dǎo)線路“流”動(dòng)。理論預(yù)測(cè),在這樣的結(jié)構(gòu)中,光會(huì)對(duì)引導(dǎo)它的導(dǎo)線產(chǎn)生作用力。為了證實(shí)這樣的預(yù)測(cè),他們把一小段只有10微米長(zhǎng)的光導(dǎo)懸空,讓它可以像吉他弦般產(chǎn)生振動(dòng)。如果光確實(shí)產(chǎn)生力并作用在它上面,那么當(dāng)光的強(qiáng)度被調(diào)制到和光導(dǎo)的振動(dòng)一致的頻率時(shí),共振就會(huì)產(chǎn)生。這樣的共振就會(huì)在透射的光中產(chǎn)生同樣頻率的一個(gè)峰。這正是3位中國(guó)科學(xué)家經(jīng)過半年多的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算,最終在他們的測(cè)量?jī)x器上看到的令人信服的現(xiàn)象。之后,他們通過大量實(shí)驗(yàn)證明,這個(gè)作用力的大小和理論預(yù)期非常一致。因?yàn)楣獾乃俣缺入娏饕斓枚?,所以這種光產(chǎn)生的力預(yù)期可以以幾十吉赫茲(ghz)的速度驅(qū)動(dòng)納米機(jī)械?!〈隧?xiàng)研究成果有望引領(lǐng)出新一代半導(dǎo)體芯片技術(shù)——用光來取代電。未來運(yùn)用這種新技術(shù),科學(xué)家和工程師們可以實(shí)現(xiàn)基于光學(xué)和量子原理的高速高效的計(jì)算和通信。
納米金屬用途簡(jiǎn)介
鈷(co)
高密度磁記錄材料。利用納米鈷粉記錄密度高、矯頑力高(可達(dá)119.4ka/m)、信噪比高和抗氧化性好等優(yōu)點(diǎn),可大幅度改善磁帶和大容量軟硬磁盤的性能。
磁流體。用鐵、鈷、鎳及其合金粉末生產(chǎn)的磁流體性能優(yōu)異,可廣泛應(yīng)用于密封減震、醫(yī)療器械、聲音調(diào)節(jié)、光顯示等。
吸波材料。金屬納米粉體對(duì)電磁波有特殊的吸收作用。鐵、鈷、氧化鋅粉末及碳包金屬粉末可作為軍事用高性能毫米波隱形材料、可見光——紅外線隱形材料和結(jié)構(gòu)式隱形材料,以及手機(jī)輻射屏蔽材料。
銅(cu)
金屬和非金屬的表面導(dǎo)電涂層處理。納米鋁、銅、鎳粉體有高活化表面,在無氧條件下可以在低于粉體熔點(diǎn)的溫度實(shí)施涂層。此技術(shù)可應(yīng)用于微電子器件的生產(chǎn)。
高效催化劑。銅及其合金納米粉體用作催化劑,效率高、選擇性強(qiáng),可用于二氧化碳和氫合成甲醇等反應(yīng)過程中的催化劑。
導(dǎo)電漿料。用納米銅粉替代貴金屬粉末制備性能優(yōu)越的電子漿料,可大大降低成本。此技術(shù)可促進(jìn)微電子工藝的進(jìn)一步優(yōu)化。
鐵(fe)
高性能磁記錄材料。利用納米鐵粉的矯頑力高、飽和磁化強(qiáng)度大(可達(dá)1477km2/kg)、信噪比高和抗氧化性好等優(yōu)點(diǎn),可大幅度改善磁帶和大容量軟硬磁盤的性能。
磁流體。用鐵、鈷、鎳及其合金粉末生產(chǎn)的磁流體性能優(yōu)異,可廣泛應(yīng)用于密封減震、醫(yī)療器械、聲音調(diào)節(jié)、光顯示等領(lǐng)域。
吸波材料。金屬納米粉體對(duì)電磁波有特殊的吸收作用。鐵、鈷、氧化鋅粉末及碳包金屬粉末可作為軍事用高性能毫米波隱形材料、可見光——紅外線隱形材料和結(jié)構(gòu)式隱形材料,以及手機(jī)輻射屏蔽材料。
導(dǎo)磁漿料。利用納米鐵粉的高飽和磁化強(qiáng)度和高磁導(dǎo)率的特性,可制成導(dǎo)磁漿料,用于精細(xì)磁頭的粘結(jié)結(jié)構(gòu)等。
納米導(dǎo)向劑。一些納米顆粒具有磁性,以其為載體制成導(dǎo)向劑,可使藥物在外磁場(chǎng)的作用下聚集于體內(nèi)的局部,從而對(duì)病理位置進(jìn)行高濃度的藥物治療,特別適于癌癥、結(jié)核等有固定病灶的疾病。
鎳(ni)
磁流體。用鐵、鈷、鎳及其合金粉末生產(chǎn)的磁流體性能優(yōu)異,廣泛應(yīng)用于密封減震、醫(yī)療器械、聲音調(diào)節(jié)、光顯示等。
高效催化劑。由于比表面巨大和高活性,納米鎳粉具有極強(qiáng)的催化效果,可用于有機(jī)物氫化反應(yīng)、汽車尾氣處理等。
高效助燃劑。將納米鎳粉添加到火箭的固體燃料推進(jìn)劑中可大幅度提高燃料的燃燒熱、燃燒效率,改善燃燒的穩(wěn)定性。
導(dǎo)電漿料。電子漿料廣泛應(yīng)用于微電子工業(yè)中的布線、封裝、連接等,對(duì)微電子器件的小型化起著重要作用。用鎳、銅、鋁納米粉體制成的電子漿料性能優(yōu)越,有利于線路進(jìn)一步微細(xì)化。
高性能電極材料。用納米鎳粉輔加適當(dāng)工藝,能制造出具有巨大表面積的電極,可大幅度提高放電效率。
活化燒結(jié)添加劑。納米粉末由于表面積和表面原子所占比例都很大,所以具有高的能量狀態(tài),在較低溫度下便有強(qiáng)的燒結(jié)能力,是一種有效的燒結(jié)添加劑,可大幅度降低粉末冶金產(chǎn)品和高溫陶瓷產(chǎn)品的燒結(jié)溫度。
金屬和非金屬的表面導(dǎo)電涂層處理。由于納米鋁、銅、鎳有高活化表面,在無氧條件下可以在低于粉體熔點(diǎn)的溫度實(shí)施涂層。此技術(shù)可應(yīng)用于微電子器件的生產(chǎn)。
鋅(zn)
高效催化劑。鋅及其合金納米粉體用作催化劑,效率高、選擇性強(qiáng),可用于二氧化碳和氫合成甲醇等反應(yīng)過程中的催化劑。作家粉絲名稱名字中帶娜字的名人,他們的粉絲往往被稱作“納米”。 例如:爾瑪依娜、何雯娜等。
商曉娜的粉絲名稱叫做“納米”,這是一個(gè)叫“日升景晟”博友取的。
現(xiàn)在,納米以遍布全國(guó)各地,其中大部分集中在北方。
商曉娜還會(huì)開讀者見面會(huì),其見面會(huì)的名字就叫作“納米總動(dòng)員”。