納米加工技術(shù)論文

納米加工技術(shù)論文

　　納米加工技術(shù)作為引起一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命的科學(xué)技術(shù)，備受世人矚目。下面小編給大家分享一些納米加工技術(shù)論文，大家快來(lái)跟小編一起欣賞吧。

　　納米加工技術(shù)論文篇一

　　納米技術(shù)探析

　　摘 要： 納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。納米科學(xué)技術(shù)將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，將對(duì)社會(huì)的發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

　　關(guān)鍵詞： 納米技術(shù)意義展望

　　一、納米技術(shù)的內(nèi)涵

　　納米技術(shù)是一門(mén)在0.1―100nm空間尺度內(nèi)操縱原子和分子，對(duì)材料進(jìn)行加工、制造具有特定性能的產(chǎn)品，或?qū)ξ镔|(zhì)進(jìn)行研究、掌握其原子和分子的規(guī)律和特征的高新技術(shù)學(xué)科，被認(rèn)為是“今后十年最可能使人類(lèi)發(fā)生巨大變化的十項(xiàng)技術(shù)”之一。

　　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，即0.1―100nm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(lái)組成的原子、分子，又不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。(2)納米動(dòng)力學(xué)。主要是微機(jī)械和微電機(jī)，或總稱(chēng)為微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，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(lèi)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μm，而寬度誤差很小。(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，dna的精細(xì)結(jié)構(gòu)，等等。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)，用于定向殺癌細(xì)胞。(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。更快，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(méi)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。

　　二、研發(fā)納米技術(shù)的重要意義

　　在充滿(mǎn)生機(jī)的21世紀(jì)，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國(guó)防的高速發(fā)展必然對(duì)材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)葘?duì)材料的尺寸要求越來(lái)越小;航空航天、新型軍事裝備及先進(jìn)制造技術(shù)等對(duì)材料性能要求越來(lái)越高。新材料的創(chuàng)新，以及在此基礎(chǔ)上誘發(fā)的新技術(shù)、新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來(lái)10年對(duì)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興、國(guó)力增強(qiáng)最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域，納米材料將是起重要作用的關(guān)鍵材料之一。納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對(duì)象，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。近年來(lái)，納米材料和納米結(jié)構(gòu)取得了引人注目的成就。例如，存儲(chǔ)密度達(dá)到每平方英寸400G的磁性納米棒陣列的量子磁盤(pán)，成本低廉、發(fā)光頻段可調(diào)的高效納米陣列激光器，價(jià)格低廉。高能量轉(zhuǎn)化的納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池和熱電轉(zhuǎn)化元件，用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強(qiáng)高韌納米復(fù)合材料等的問(wèn)世，充分顯示了它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)新型支柱產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。正像美國(guó)科學(xué)家估計(jì)的“這種人們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的極微小的物質(zhì)很可能給予各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命”。納米材料和納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將對(duì)調(diào)整國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的布局、設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、形成新的產(chǎn)業(yè)及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入高科技含量提供新的機(jī)遇。

　　研究納米材料和納米結(jié)構(gòu)的重要科學(xué)意義在于它開(kāi)辟了人們認(rèn)識(shí)自然的新層次，是知識(shí)創(chuàng)新的源泉。由于納米結(jié)構(gòu)單元的尺度(0.1―100nrn)與物質(zhì)中的許多特征長(zhǎng)度，如電子的德布洛意波長(zhǎng)、超導(dǎo)相干長(zhǎng)度、隧穿勢(shì)壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當(dāng)，因而納米材料和納米結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)特性既不同于微觀的原子、分子，又不同于宏觀物體，從而把人們探索自然、創(chuàng)造知識(shí)的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領(lǐng)域。在納米領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)新規(guī)律，提出新概念，建立新理論，為構(gòu)筑納米材料科學(xué)體系新框架奠定基礎(chǔ)，也將極大豐富納米物理和納米化學(xué)等新領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)涵。世紀(jì)之交高韌性納米陶瓷、超強(qiáng)納米金屬等仍然是納米材料領(lǐng)域重要的研究課題;納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，異質(zhì)、異相和不同性質(zhì)的納米基元(零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲)的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當(dāng)今納米材料研究新熱點(diǎn)，人們可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)原理性器件及納米復(fù)合傳統(tǒng)材料改性正孕育著新的突破。

　　納米技術(shù)作為一門(mén)新興的學(xué)科，被譽(yù)為21世紀(jì)最具有發(fā)展前景的技術(shù)，是對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的一種關(guān)鍵性前沿技術(shù)。納米技術(shù)在社會(huì)上的應(yīng)用前景非常廣闊，納米技術(shù)不僅會(huì)推動(dòng)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，而且將為改善人們的生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量作出不可估量的貢獻(xiàn)。納米技術(shù)將成為21世紀(jì)新型技術(shù)的發(fā)展新方向，相信在不久的將來(lái)，我們將跨入一個(gè)全新的時(shí)代。

　　三、對(duì)納米技術(shù)未來(lái)發(fā)展的展望

　　納米技術(shù)將從根本上改變未來(lái)制造的兩種基本類(lèi)型方式――連續(xù)制造和離散制造。連續(xù)制造是指批量物質(zhì)或材料的生產(chǎn)，例如化學(xué)品或金屬卷材。離散制造是指單個(gè)配件的生產(chǎn)，例如螺栓或元件(集成電路)或組裝系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))。對(duì)于納米尺度制造來(lái)說(shuō)，原子、分子與團(tuán)簇都是生產(chǎn)“原料”。因此，納米尺度制造的生產(chǎn)工藝和設(shè)備與目前應(yīng)用于大于100nm的微制造工藝與設(shè)備將會(huì)有很大不同。納米制造未來(lái)的研究方向包括以下幾個(gè)。

　　1.材料開(kāi)發(fā)

　　了解和模擬納米尺度物質(zhì)合成、操控及監(jiān)測(cè)的現(xiàn)象和工藝，這是開(kāi)發(fā)新型納米制造技術(shù)所需的;開(kāi)發(fā)表征、監(jiān)測(cè)、篩選、分離和控制納米結(jié)構(gòu)大小/形狀/多分散性和表面或體積特征的方法。

　　2.制造納米系統(tǒng)的材料操控與控制

　　分子、大分子、納米顆粒及納米尺度組件的定位、定向、分散、集群和導(dǎo)向自我組裝，非共價(jià)鍵和信息內(nèi)容是不可或缺的;納米材料的包裝和輸運(yùn)，如通過(guò)超聲和納米流化床;納米自組裝結(jié)構(gòu)融入功能器件和系統(tǒng)。

　　3.與微觀和宏觀系統(tǒng)相結(jié)合

　　把自下而上和自上而下的制備技術(shù)融入低本高效的優(yōu)化生產(chǎn)制造中;制造技術(shù)的尺度放大、并行和集成能力，如平行探針或束陣列等方法。

　　4.制造工具

　　改造和控制表面組成/結(jié)構(gòu)，以確保隨后組裝的穩(wěn)定性和功能性;開(kāi)發(fā)可支撐的、用戶(hù)與環(huán)境友好、廉價(jià)而高產(chǎn)的制圖技術(shù);開(kāi)發(fā)和運(yùn)用納米結(jié)構(gòu)復(fù)制方法;納米制造結(jié)構(gòu)和性能的低本高效清除/修復(fù)/接縫技術(shù)，等等。

　　5.測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)工具

　　納米顆粒與結(jié)構(gòu)的化學(xué)和結(jié)構(gòu)表征技術(shù)(除幾何形狀特征外);開(kāi)發(fā)三維加工和非破壞性表面下探測(cè)技術(shù);把在線傳感與監(jiān)測(cè)技術(shù)同制造方法融合在一起;遠(yuǎn)程制作和遠(yuǎn)程表征設(shè)備和儀器，等等。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]張立德.納米材料[M].北京：化工出版社，2002.

　　[2]唐孝威，胡鈞.測(cè)量和控制生物大分子[J].世界科技研究與發(fā)展，2000.

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