关于纳米技术的作文

篇一：纳米技术作文

纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。 1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世 利用纳米技术将氙原子排成IBM

界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

编辑本段概念分类

从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念： 第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以?a href="http://www.zw2.cn/zhuanti/guanyuwozuowen/" target="_blank" class="keylink">我庾楹纤兄掷嗟姆肿樱梢灾圃斐鋈魏沃掷嗟姆肿咏峁埂Ｕ庵指拍畹哪擅准际趸刮慈〉弥卮蠼埂? 第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的\\"加工\\"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。 第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。

篇二：纳米技术 数学作文

纳米人类又一个“神话”

人类社会是在不断征服自然和不断攀登科技顶峰而前进的，纳米技术也是如此。20世纪50年代末，物理学家开始认识到“物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性”。经过几十年的艰苦探索，纳米技术取得了关键性的突破，1990年IBM公司使用扫描探针移动35个原子，组成了IBM三个字母，创造了人类最“微乎其微”的伟大奇迹，纳米神话令世界震惊。随后，从大西洋到太平洋，各个发达国家纷纷制定发展战略，投入巨资抢占纳米科技战略高地

那么，纳米究竟是什么东西？纳米（nm）实际上是一种计量单位，从宏观的角度上看1米等于100万微米，而1微米等于1000纳米；从微观上看，纳米是描述原子、分子等尺寸及其距离，1纳米仅等于十亿分之一米，人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米。纳米小得可爱，却威力无比，它可以对材料性质产生影响，并发生变化，使材料呈现出极强的活跃性。科学家们说，纳米这个“小东西”将给人类生活带来的震憾，会比被视为迄今为止影响现代生活方式最为重要的计算机技术更深刻、更广泛、更持久。

纳米技术应用广泛

也许你觉得纳米技术离你很远，但它已经悄悄地确确实实地来到了你生活中，纳米技术在生活中应用相当广泛，日本的8mm摄像机的生产，抗菌除臭冰箱、洗衣机、高性能彩打墨粉等，都是采用的纳米技术，如

果在分散的纳米分子材料上经过特殊处理，再运用到纤维物体上，那么衣服就可以不粘油、不粘水，由于纳米分子非常非常小，它不会影响纤维物体的透气性和清洗效果。

篇三：纳米材料文章

电气工程及其自动化1004班 杨南昌 2010010690

纳米材料与纳米技术

【摘 要】纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。文章简要地概述了纳米材料在力学、磁学、电学、热学、光学和生命科学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。

【关键词】纳米材料；纳米技术；应用

有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究，美国从2000年启动了国家纳米计划，国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次，与纳米技术有关的国际期刊也很多。

一、纳米材料的特殊性质

纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质，往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。

（一）力学性质

高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

（二）磁学性质

当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。

（三）热学性质

纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 （五）光学性质

纳米粒子的粒径远小于光波波长。与入射光有交互作用，光透性可以通过控制粒径和

气孔率而加以精确控制，在光感应和光过滤中应用广泛。由于量子尺寸效应，纳米半导体微粒的吸收光谱一般存在蓝移现象，其光吸收率很大，所以可应用于红外线感测器材料。

（四）生物医药材料应用

纳米粒子比红血细胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由运动，如果利用纳米粒子研制成机器人，注入人体血管内，就可以对人体进行全身健康检查和治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物等，还可吞噬病毒，杀死癌细胞。在医药方面，可在纳米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品纳米材料粒子将使药物在人体内的输运更加方便。

二、纳米技术现状

目前美国在纳米合成、纳米装置精密加工、纳米生物技术、纳米基础理论等多方面处于世界领先地位。欧洲在涂层和新仪器应用方面处于世界领先地位。早在“尤里卡计划”中就将纳米技术研究纳入其中，现在又将纳米技术列入欧盟2002——2006科研框架计划。日本在纳米设备和强化纳米结构领域处于世界先进地位。日本政府把纳米技术列入国家科技发展战略4大重点领域，加大预算投入，制定了宏伟而严密的“纳米技术发展计划”。日本的各个大学、研究机构和企业界也纷纷以各种方式投入到纳米技术开发大潮中来。

中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50 多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。

三 纳米TiO2

液相法优缺点以及提出新的可能的研究领域是很有必要的。纳米TiO2一般有三种晶体结

构类型：板钛型、锐钛型和金红石型：纳米TiO2具有表面活性大，光催化、吸收性能好，

分散性好，悬浮液稳定等优点，因此在环境保护、光电材料等方面具有广泛的应用前景。 液相法制各纳米TiO2具有其他的制备方法所不具有的优点：合成温度低、所得样品的

粒径较小、连续性强、易操作和设备简单、成本低、反应时间短等；目前实验室和工业上广泛应用的液相法制备纳米TiO2粉体。纳米TiO2颗粒的粒度分布和均匀性、形貌、几何形态、

分散性对于其光催化活性影响较大，分析不同的制各纳米粉体的

四、前景展望

经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。

篇四：纳米技术

陶瓷王者

指导老师——郝保红 北京石油化工学院信息工程学院，师敏政 102班，100938

摘要：纳米陶瓷是纳米材料的一个分支，是指平均晶粒尺寸小于100nm的陶瓷材料。陶瓷是人类最早使用的材料之一，在人类的发展史上起着重要的作用[1]。纳米陶瓷具有超塑性，高强度，高韧性等很多传统陶瓷无法初触及的的优势。其优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用，具有广阔的应用前景。

也许在不久未来，我们的各种生活用品都将采用纳米材料，各种各样高质量产品会给我们带来更

美好的生活。

关键字：纳米陶瓷 超塑性 高强度 高韧性

Abstract: the nano ceramic is a branch of nanometer materials, it is to point to an average of less than 100 nm grain size of ceramic materials. Ceramic materials used in the earliest human is in one of the history of human plays an important role. Nano ceramic has super plastic, high strength, high toughness many traditional ceramic cannot touch of the early advantage. Its good room temperature and high temperature mechanical properties, flexural strength, the fracture toughness, in the cutting tool, bearing, automobile engine parts, and many other aspects are widely used, and in much of the high temperature and strong corrosion of the harsh environment plays an irreplaceable role other materials, and has a broad prospect of application.

Maybe in the near future, our various kinds of life supplies will be using nanometer materials, various high quality products will bring us to a better life.

1.纳米陶瓷的性能。

1.1 超塑性

超塑性是指在一定应力拉伸时产生极大的伸长形变而不发生破坏的现象，超塑性由于在成型形状复杂的部件方面有很好的应用前景而受到极大的关注，陶瓷材料的超塑性研究始于20世纪80年代。1986年日本的Wakai首先发现并报道了多晶陶瓷的拉伸超塑性，他们发现3Y-TZP陶瓷能产生>120%的均匀拉伸形变。接着很多陶瓷如氮化硅，羟基磷灰石等也被发现具有超塑性

1.2 高强度 [2]。

纳米陶瓷在压制烧结后，其强度比普通陶瓷材料高出4—5倍。日本的新原皓一制备了纳米陶瓷复合材料，并测定了其相关的力学性能，研究表明，纳米陶瓷复合材料在韧性和强度上都比原来基本单相材料有较大程度的改善[3]。

1.3 高韧性

传统的陶瓷由于其粒径较大，表现出很强的脆性，而纳米陶瓷由于其晶粒尺寸小至纳米级，在受力时可产生变形而表现出一定的韧性。如室温下的纳米二氧化钛陶瓷表现出很高的韧性和强度上都比原来基本单相材料有较大程度的改善。

2. 纳米陶瓷的制备方法

2.1热化学气相反应法(CVD法)

是目前世界上用于制备纳米粉体的常用方法 ,ＣＶＤ法制备纳米粉体工艺是一个热化学气相反应和形核生长的过程 .在远高于热力学计算临界反应温度条件下 ,反应产物蒸气形成很高的过饱和蒸气压 ,使得反应产物自动凝聚形成大量的核 ,这些核在加热区不断长大聚集成颗粒 ,在合适的温度下会晶化成为微晶 .随着载气气流的输运和真空的抽送 ,反应产物迅速离开加热区进入低温区 ,颗粒生长、聚集、晶化过程停止 ,最后进入收集室收集起来 ,就可获得所需的纳米粉体 .此工艺过程可通过调节浓度、流速、温度和组成配比等工艺参数获得最佳工艺条件 ,实现对纳米粉体组成、形貌、尺寸和晶相等的控制[4] .

2.2激光气相法(LICVD法)

激光气相法是以激光为快速加热热源 ,利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收布产生热解或化学反应 ,在瞬时完成气相反应的成核、长大和终止 ,形成超细微粒 .通常采用连续波ＣＯ2 激光器 ,加热速率快 ,高温驻留时间短 ,迅速冷却 ,可获得均匀超细 ,最低颗粒尺寸小于 1 0ｎｍ的粉体 .该方法反应中心区域与反应器之间被原料气隔离 ,污染小 ,能够获得稳定质量的粒径范围为小于 50ｎｍ的超细粉末 ,晶粒粒径尺寸可控 ,同种成分的粉体 ,激光法可通过合成参数控制粉体的晶型[5] .并适合于制备用液体法和固相法不易直接得到的非氧化物 (氮化物 ,碳化物等 ),缺点是原料制造价格高 ,设备要求高 ,费用贵 .

2.3等离子体气相合成法(PCVD)

pcvd法是制备纳米陶瓷粉体的主要手段之一 ,它具有高温急剧升温和快速冷却的特点 ,是制备超细陶瓷粉体的常用手段 .目前采用得最多的是热等离子法 .等离子气相合成法又分为直流电弧等离子体法 (ＤＣ法 ),高频等离子体法 (ＲＦ法 )和复合等离子体法 .其中的复合等离子法则是采用ＤＣ等离子体法和ＲＦ等离子体法二者合一的方式 ,利用二相相互补充来制备超细陶瓷粉体 .该法制得的纳米粉纯度高 ,稳定性好 ,效率高[6] .

ｅｅ等人采用复合等离子体法 ,用多级注入的方法以制备Ｓｉ3 Ｎ4和Ｓｉ3 Ｎ4/ＳｉＣ复合粉体 ,最终得到颗粒尺寸在 1 0～ 30ｎｍ的Ｓｉ3 Ｎ4纳米粉体 .在Ｓｉ3 Ｎ4纳米粉体制备过程中 ,采用分级注入方式对产物中总氮含量、游离硅含量和ａ -Ｓｉ3 Ｎ4含量都有很大影响 .采用三级注入方式 ,产物基本都是无定型Ｓｉ3 Ｎ4.等离子体法制备技术容易实现批量生产 ,产率高达 2 0 0～ 1 0 0ｇ/ｈ[1 1 ].

2.4高压水热法

高压水热法可有效克服粉末在煅烧过程中颗粒的长大及超细粉末易团聚的弱点 .可将化学深沉法制备的Ｚｒ(ＯＨ)4置于高压中处理 ,使氢氧化物进行相变 ,控制高压处理的温度和压力 ,可制得颗粒尺寸为 1 0～ 1 5ｎｍ ,形状规则的氧化锆超细粉末 .通过对不同前驱体 ,不同酸碱度及不同矿化剂参与条件下 ,氧化锆相形成 ,晶粒生成等机理的研究表明 ,水热法是极有应用前景的粉末制备工艺[7]

2.5溶胶 -凝胶 (SOL-GEL)法

此方法的基本工艺过程包括 :醇盐或无机盐水解→ＳＯＬ -ＧＥＬ→干燥、焙烧→纳米粉体 .有人用醇盐水解ＳＯＬ -ＧＥＬ制备出平均粒径小于 6ｎｍ的ＴｉＯ2 纳米粉末 .也可利用有机金属化合物作起始原料 ,制备非氧化物超细陶瓷粉体[1 3 ].目前大多数人认为溶液的 ｐＨ值、溶液浓度、反应温度和反应时间 4个主要参数对溶胶 -凝胶化过程有重要影响 ,适当地控制这 4个参数可制备出高质量的纳米粉末 .如纳米Ａｌ2 Ｏ3 粉可用低浓度的硝酸铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠 ,硝酸中和至 ｐＨ值为 7. 6 ,得到Ａｌ (ＯＨ)3

凝胶 ,过滤洗涤后 ,再加入硝酸形成Ａｌ(ＯＨ)3 溶胶 ,在溶胶中通入氨气 ,至 ｐＨ值为 1 0 ,分离凝胶干燥、焙烧得到纳米Ａｌ2 Ｏ3 粉体 .用此法制备Ａｌ2 Ｏ3 粉体可通过蒸馏或重结晶技术保证原料的纯度 ,整个工艺过程不引入杂质离子 ,有利于高纯纳米粉的制备[1 4].该法在生产上应用较广 ,但原料价格高 ,高温热处理时 ,易使颗粒快速团聚等 ,故同时可引入冷冻、加压干燥法或形成乳浊液等技术来减小粉体颗粒的团聚 .

ＣＶＤ法、ＬＩＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法和ＳＯＬ -ＧＥＬ法是制备非氧化物纳米陶瓷粉体主要方法 .ＣＶＤ法对设备要求不高 ,操作简便 ,而且便于放大 ,但较难获得 2 0ｎｍ以下的粉体 .ＰＣＶＤ法和ＳＯＬ -ＧＥＬ法对设备要求较高 ,但易于获得均匀超细 (小于 2 0ｎｍ)的高纯度、污染小的纳米粉体 .ＳＯＬ -ＧＥＬ法是最便利的方法 ,易于大规模生产 ,缺点是纯度难以保证.

3.纳米陶瓷的应用

陶瓷材料作为材料的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。

所谓纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。要制备纳米陶瓷，这就需要解决：粉体尺寸形貌和粒径分布的控制，团聚体的控制和分散。块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制[8]。

Gleiter指出，如果多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成，则能够在低温下变为延性的，能够发生100%的范性形变。并且发现，纳米TiO2陶瓷材料在室温下具有优良的韧性，在180℃经受弯曲而不产生裂纹。许多专家认为，如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题，从而控制陶瓷晶粒尺寸在50nm以下的纳米陶瓷，则它将具有的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点[9]。上海硅酸盐研究所在纳米陶瓷的制备方面起步较早，他们研究发现，纳米3Y-TZP陶瓷(100nm左右)在经室温循环拉伸试验后，在纳米3Y-TZP样品的断口区域发生了局部超塑性形变，形变量高达380%，并从断口侧面观察到了大量通常出现在金属断口的滑移线。 Tatsuki等人对制得的Al2O3-SiC纳米复相陶瓷进行拉伸蠕变实验，结果发现伴随晶界的滑移，Al2O3晶界处的纳米SiC粒子发生旋转并嵌入Al2O3晶粒之中，从而增强了晶界滑动的阻力，也即提高了Al2O3-SiC纳米复相陶瓷的蠕变能力[10]。

参考文献：

[1]:高濂,李蔚.纳米陶瓷[M].北京：化学工业出版社,2002.3

[2]:戴遐明.纳米陶瓷材料及其应用[M].北京市：国防工业出版社，2005.6

[3]:沈海军.纳米科技概论[M].北京：国防工业出版社，2007.2

[4]:陈乾旺.纳米科技基础[M].北京：高等教育出版社，2008.1

[5]:卫英慧.纳米材料概论[M]. 北京：化学工业出版社,2002.3

[6]:周雨晴.纳米材料基础[M].北京：化学工业出版社，2002.3

[7]:张延恺.纳米科技与纳米材料[M].北京：高等教育出版社，2008.1

[8]:孙学东.纳米力学进展[M].北京：高等教育出版社，2002.6

[9]:李晓东.纳米光刻技术[M].北京：国防工业出版社，2005.6

[10]:宁远涛.银纳米材料[M].南京：高等教育出版社，2008.1

篇五：纳米衣

纳米衣 随着现代科技技术飞速发展，人们穿的衣服各式各样，充满着不同的风格。我随着潮流，发明了不但休闲，而且人人喜爱的纳米衣。 这纳米衣和普通的衣服差不多，只不过在袖口上安装了三个按钮。第一个是红色按钮，只要你按下它，屏幕就会蹦出来，就能更改衣服的尺寸、颜色和款式；如果你迷了路，你就按下蓝色按钮，它会指引你找到回家的路。

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