纳米技术考试题答案

纳米材料和纳米机构。。。。。。2

纳米材料分析。。。。。。。。。。。。1

一纳米技术的内容和定义（2-2）

纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等二纳米技术三个层面概念的理解

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，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。

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。

三纳米技术的发展史，起源和发展方向（2-9）

四我国的纳米发展史

1.“中国实验室国家认可委员会”是负责实验室和检查机构认可及相关工作的认可机构，为规范纳米产品市场、推动制定相关纳米材料及产品的标准，“国家纳米科学中心”和“中国实验室国家认可委员会”会商多次，联合成立“纳米技术专门委员会”，挂靠在“国家纳米科学中心”。

2. 中国政府透过中国科学院主导众多纳米科技研发计划，多数强调半导体制造技术和发展以纳米科技为基础的电子元件，另一是利用纳米材料保存考古文物。

已成功发展出的产品包括新式冷气机，其特点为利用创新的纳米材质。另估计约有两百家企业积极从事纳米科技产品的商业化。

五纳米材料的四大效应(2-59)

六纳米材料的制备方法（2-112）

按制备原理分为：物理和化学

按生成介质分为：固液气

物理方法

应用纳米技术制成的服装

真空冷授法：用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、位度可控，但技术设备要求高。

物理粉碎法：透过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产晶纯度低，顺粒分布不均匀。

机械球磨法：采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。

化学方法

气相沉积法：利用金属化合物蒸汽的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。

沉淀法：把沉淀剂加人到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料.其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备载化物。

水热合成法：高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、拉度易控制。

溶胶凝胶法：金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低沮热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和11一VI族化合物的制备。

徽乳液法：两：互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在徽泡中经成核，聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单

分散和接口性好，11一VI族半导体纳米粒子多用此法制备。

液相法是目前实验室和工业上应用最广泛的合成超微粉体材料的方法.

与气相法比较有如下优点:

①在反应过程中利用多种精制手段;

②通过得到的超细沉淀物, 可很容易制取高反应活性的纳米粉体

主要特征:

①可精确控制化学组成;

②容易添加微量有效成分,制成多种成分均一的纳米粉体;

③纳米粉体材料表面活性高;

④容易控制颗粒的尺寸和形状;

⑤工业化生产成本低.

步骤多，容易产生团聚现象

固相法突出优点是操作方便,合成工艺简单,粒径均匀,且力度可控,污染少,同时又可以避免或减少液相中易出现的硬团聚现象,成本低.，适合规模生产

缺点是组成不易均匀,微粒易团聚,微粒直径分布宽.，不适宜于纳米线，纳米棒，纳米膜制备

可以利用该方法制备纳米SI3N4 SIC ZNO SNO NIO等金属氧化物

气相法制备的材料颗粒都比较小，这是优势，而缺点就是能耗大

七纳米检测与表征

扫描隧道显微镜STM（1-12）恒高度模式和恒电流模式（1-12）

原子力显微镜AFM(1-43)AFM的不同操作模式（1-54）接触模式，非接触模式，轻敲模式

八纳米生物技术的定义，内容，内含，特点

定义：生物纳米技术是指在纳米尺度上认识生物分子的精细结构和功能之间的联系，并在此基础上岸研究者的意愿组合，装配，创造出满足人们意愿并行使特定功能的生物纳米机器。

纳米生物学定义，内容，内含，特点

不同于宏观生物学，纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标的。纳米生物学发展时间不长就已经取得了可喜的成绩。生物科学家在纳米生物学领域提出了许多富有挑战性的新观念。纳米生物学的加工技术可以向生物细胞学习。

纳米技术在诊疗上的应用

最近,国外科学家Kim等最近研制出了一种多聚复合纳米颗粒(NPs),可用于癌细胞的检测：

①以一种可降解生物多聚物(PLGA)作为基质,将化学治疗药物(阿霉素)以纳米颗粒的形式纳入到了聚合纳米颗粒基质当中；

②将CdSe/ZnS半导体量子点(QDs)或超顺磁性的纳米晶体四氧化三铁嵌入该基质中；

③通过聚乙二醇基团将对癌细胞有靶向作用的叶酸连接到被修饰的PLAG上,构成了一个完整的NPs；

④在癌细胞上有过量表达的叶酸受体,连有叶酸的NPs通过抗原抗体