什么是纳米技术(纳米技术有哪些用途)

纳米技术是在大约 1 到 100 纳米的纳米尺度上进行的科学、工程和技术。纳米科学和纳米技术是对极小事物的研究和应用，可用于所有其他科学领域，如化学、生物学、物理学、材料科学和工程学。

纳米技术的来源

纳米科学和纳米技术背后的思想和概念始于1959 年 12 月 29 日，物理学家理查德·费曼在加州理工学院 (CalTech) 举行的美国物理学会会议上发表的题为“底部有很多空间”的演讲，远早于使用了术语纳米技术。在他的演讲中，费曼描述了一个科学家能够操纵和控制单个原子和分子的过程。十多年后，在他对超精密加工的探索中，Norio Taniguchi 教授创造了纳米技术一词。直到 1981 年，随着可以“看到”单个原子的扫描隧道显微镜的发展，现代纳米技术才开始。

纳米科学和纳米技术的基本概念

很难想象纳米技术有多小。一纳米是十亿分之一米，或10 -9米。以下是一些说明性示例：

一英寸有25,400,000纳米

一张报纸的厚度约为 100,000 纳米

在比较尺度上，如果大理石是纳米，那么一米就是地球的大小

纳米科学和纳米技术涉及观察和控制单个原子和分子的能力。地球上的一切都是由原子组成的——我们吃的食物，我们穿的衣服，我们居住的建筑物和房屋，以及我们自己的身体。

但是像原子一样小的东西是肉眼无法看到的。事实上，用高中科学课上通常使用的显微镜是不可能看到的。在 1980 年代初期发明了用于观察纳米级事物的显微镜。

一旦科学家们拥有了合适的工具，例如扫描隧道显微镜 (STM) 和原子力显微镜 (AFM)，纳米技术时代就诞生了。

尽管现代纳米科学和纳米技术是相当新的，但纳米材料已经使用了几个世纪。数百年前，交替大小的金银颗粒在中世纪教堂的彩色玻璃窗中创造了色彩。当时的艺术家们并不知道，他们用来创作这些精美艺术品的过程实际上导致了他们所使用的材料的成分发生了变化。

今天的科学家和工程师正在寻找各种各样的方法来刻意制造纳米级材料，以利用其增强的特性，例如比其更大规模的同行更高的强度、更轻的重量、更好的光谱控制和更大的化学反应性。

纳米技术有哪些用途

1、疾病的早期检测与纳米药物

纳米材料由于有奇异的性能，在医药行业得到广泛应用。如根据量子点的荧光效应，磁性纳米材料的磁效应，纳米材料的吸附作用等，能够将检测的灵敏度大幅提高，有利于疾病的早发现。

纳米颗粒做为药物载体，具有高度靶向，药物控制释放，提高药物的溶解率和吸收率等优点。一些纳米材料也被证明本身即是高效的全新药物。

纳米颗粒做为药物载体

比如说，现有的肿瘤治疗方法是建立在杀死细胞的基础上，它同时也杀死正常细胞。中国科学家研制出一种纳米药物（含钆金属富勒烯），它并不直接杀死细胞，而是通过改变肿瘤细胞的生长环境，将其“监禁”起来，阻止它们继续生长和转移。这种药物有可能改变现有的肿瘤治疗方法。

2、纳米机器人

纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗。

纳米机器人还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。

纳米机器人（图片来自网络）

医用纳米机器人目前还处在试验阶段，大到几毫米，小到直径几微米；但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。

3、纳米存储器

科学家预测，不久的将来可以用一个方糖大小的存贮器装下相当于100个美国国会图书馆的纸本信息，并为此追求不懈。

中国科学家提出了一种纳米环磁随机存储器的原理型器件设计结构，并制备出新型纳米环磁随机存储器的原理型演示器件。这种设计有望成为下一代磁随机存储器件的核心技术之一。

纳米储存器

4、纳米绿色印刷制造技术

利用纳米功能材料亲水/亲油性质可控的特点，结合数字技术，中国科学家开发出无污染的绿色制版技术。

这种新技术从源头根除了印刷制版的污染，而且比传统技术的成本更低，印刷效果也更胜一筹。除了传统印刷领域，纳米材料还可以用于印刷电路板。

纳米印刷

5、纳米催化

天然气是优质高效的清洁能源，主要成分为甲烷，它的选择活化和定向转化是当今催化领域中的一个难题。

中国科学家研制的纳米催化剂可以将甲烷直接并高效地转化为乙烯等有机分子，降低了污染和能耗，提高了能源利用率。

纳米技术

纳米科技已被公认是最重要、发展最快的前沿领域之一，这也标志着一个科技新纪元--纳米科技时代的开始。