无机精细化工工艺学课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 第二阶段（1994年前），如何利用纳米材料已挖掘 出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合 材料。
❖ 第三阶段（1994年到现在）纳米组装体系，人工组 装合成的纳米结构的材料体系。
20
纳米材料的特性
❖1、基本物理效应
（1）小尺寸效应 当超微粒子尺寸与传导电子德布罗意波长（
λ=h/p=h/mv)相当或更小时，周期性的边界
条件将被破坏，非晶态纳米微粒表面层附 近原子密度减小，导致性质与普通粒子不 同（光吸收、磁性、内压、热阻、化学活性、催化活性、 熔点）。
21
（2）界面与表面效应
纳米粒子由于尺寸小，表面积大，导致位于 表面的原子占有极大的比例，表面原子的 活性使纳米粒子具有明显的表面效应。
比表面积：F =3/r 1/r, 若r=1m, 则F > 104cm-1（1 m2） , 若r=5nm， F > 600 m2
❖ 运用生物纳米技术开发芯片－运用生物可以自建有 结构的 “自建结构”能力，利用蛋白质和DNA等材料 制作电路。研制运算速度高中央处理器，耗电量低 的记忆元件，开发计算机芯片，长时间无需充电的 笔记本电脑。
16
（4）纳米微机械和机器人。
生物发动机（分子马达） －利用人体内的自然能源（三磷酸腺苷酸）作动
3
纳米科技的发展
❖ 20世纪60年代R.P.Feynman：若从原子和分子水平上控 制物质，将会出现新的作用力和新的效应。
❖ 日本上田良二提出“超微粒子结构”的新概念。 ❖ 70年代C.Hayash研究了纳米粉体的性质、生产方法及应
用，诞生了“纳米技术”。 ❖ 80年代先后制造了扫描隧道显微镜和原子力显微镜，从
❖ 单分散体系－分散相以大小、形貌均一致的状态被 分散在分散介质中即形成了单分散体系。
❖ 单粒度体系－颗粒系统的粒径相等时，可用单一粒 径表示其大小，这类颗粒称为单粒度体系或称为单 分散体系。
❖ 问题 单分散体系是均相还是非均相
34
成核和生长的分离
❖ 沉淀的形成一般要经过晶核形成和晶核长大 两个过程。
典型的单分散体系
❖ 均相体系－由一相组成，单体储备物主要以 溶质的形式构成，最终产物沉淀直接从均相 溶液中发生。
❖ 多相体系－在沉淀之前体系就多于一相组成， 单体被储备在一相或每一相中，最终产物沉 淀是发生在这些相中的一相里。
42
27
纳米材料的应用
❖ 6、其它方面 ❖ (1)有机－无机复合材料 ❖ 力学性能和功能性改变 ❖ （2）抗静电材料 ❖ （3)抗菌自洁材料 ❖ （4）纳米导电浆料 ❖ （5）微电子工业用纳米导电糊、绝缘糊、介电糊
28
五、纳米材料与化工冶金
❖ 纳米材料在化工冶金中的应用 ❖ 纳米材料的化工冶金制备
（1）纳米颗粒的制备技术 ❖粉碎法 break-down ❖构筑法 build-up(bottom up)
例如：
31
思考题
❖ 纳米科技的研究内容是什么？为什么说 纳米材料是其中发展最快、最接近应用 的部分？
❖ 请介绍纳米材料的分类和应用。 ❖ 你怎样理解纳米科技与化工冶金的关系
？
32
第二章 单分散颗粒制备原
理
33
单分散体系
❖ 分散体系－由分散相和连续介质（分散介质）组成 的多相体系称为分散体系。
比表面原子数： =4r2a/(4 r3 /3) a/r 1/(r/a), 例 a=0.2nm, r=1nm, 20%为表面原子 a=0.2nm,r=1 m, 0.02%为表面原子
22
（3）量子尺寸效应
从一个超微粒子取走和放入一个电子都是十分 困难的－久保的纳米粒子电中性模型。
当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级由 准连续变为离散能级的现象称为量子尺寸效应。
25
四、纳米材料和它们的应用
❖ 1、纳米材料在高科技中的地位 ❖ 2、陶瓷增韧 ❖ 3、磁性材料 ❖ 4、纳米微粒的活性及其在催化方面的应用 ❖ （1）纳米粒子的化学催化 ❖ （2）半导体纳米粒子的光催化 ❖ （3）纳米金属、半导体纳米粒子的热催化
26
纳米材料的应用
❖ 5、光学应用
（1）红外反射材料 （2）优异的光吸收材料 （3）隐身材料
隧道显微镜 (STM)
❖ 基本原理－利用量子理论中的隧道效应，将 原子线度的极细探针和被研究物质的表面作 为两个电极，当试样与针尖非常接近时（小 于1nm)在外加电场作用下，电子会穿过两个 电极之间的势垒，流向另一电极，这一现象 即隧道效应。待测试样应具有一定的导电性
才可以产生隧道电流。
12
13
❖ 为了从液相中析出大小均匀一致的固相颗粒， 必须使成核和生长两个过程分开，以便使已 形成的晶核同步长大，并在生长过程中不再 有新核形成。这是形成单分散体系的必要条件。
35
单分散体系 ❖ 生长要慢
37
成核和生长的沉淀速率 作为溶质的函数
38
抑制凝聚的方法
❖ 当颗粒直接接触时常不可逆地粘在一起，在 某些情形下受“接触再结晶”支配。因此，制备 单分散颗粒必须抑制凝聚。
❖ 广义地，纳米材料是指在三维空间中至 少有一维处于纳米尺度范围或由它们作 为基本单元构成的材料。
18
1、纳米材料的分类
1 零维 空间三维尺度均为纳米 2 一维 指在三维空间有两维处于纳米尺度 3 二维 指在三维空间有一维处于纳米尺度 4 三维 纳米固体，纳米组装材料
19
2、纳米材料的发展史
❖ 第一阶段（1990年前）在实验室探索用各种手段制 备纳米颗粒，研究评估表征的方法。
kBT«W ≈ e2/d δ=4/3×EF/N∝V-1
23
（4）宏观量子隧道效应
纳米粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效 应。
一些宏观量，如微粒的磁化强度、量子相 干器中的磁通量及电荷等亦有隧道效应， 这种穿越宏观势垒而产生的变化称为宏 观量子隧道效应（MQT).
24
纳米材料的特性
❖ 2、奇特的物性 ❖ 3、扩散及烧结效应 ❖ 4、力学性能 ❖ 5、超塑性 ❖ 6、光电特性
❖
dr/dt与颗粒表面积成正比，随颗粒的生长进行，
粒度分布变宽。
40
单体的储备
❖ 协调有节制的过饱和与提供大量单体两个要 求
❖ 配位剂可节制阳离子和离子强度，恒定地释 放金属离子；
❖ 硫代醋酸酰胺作硫的储备物； ❖ 溶剂水作低pH时氢氧根的储备物 ❖ 多相体系里的固体前驱粒子起溶质储备物的
作用。
41
9
纳米科技的研究手段
在7个分支领域中，以扫描隧道显微镜STM为分析和加 工手段做工作有一半以上。 显微镜的分辨率： 光学显微镜 200nm, 在极端条件下可到110nm，超显微镜 可达10nm。 电子显微镜包括透射电子显微镜(TEM)0.5nm、扫描电子显 微镜(SEM)6nm，扫描隧道显微镜(STM)0.1-0.01nm，可 分辨单个原子。 还有原子力显微镜（AFM)等。
29
纳米材料的化工制备
❖ 气相法（气体冷凝法、溅射法、化学气相沉 积CVD、等离子体法等）
❖ 固相法（机械合金化、高温固相法、自蔓延 燃烧合成法，冲击波合成法等）
❖ 液相法（沉淀法，水热法、溶胶－凝胶法、 微乳液法）
❖ 喷雾干燥、超临界干燥、冷冻干燥、微波合 成与干燥。
30
纳米材料的化工冶金制备
❖ 纳米陶瓷CaF2、TiO2有良好的韧性，在180度经受弯曲 不产生裂纹。
❖ 在硅表面将碳原子按照金刚石结构排列，比普通刀锋 利学许多倍。
❖ 纳米超薄涂层有只允许一定尺寸分子进入，作化学传 感器探测分子，智能薄膜作分子阶段的物质过滤，处 理气体，水净化等。
15
(3)纳米生物学
❖ 生物大分子的尺度正好落在纳米范围，基因工程、 克隆技术即是在纳米尺度上认识生物大分子的精细 结构与功能的联系，在此基础上进行裁剪和嫁接， 制造具有特性功能的生物大分子。
❖ （2）纳米薄膜的制备技术
溶胶－凝胶法、L－B膜、仿生合成
❖ （3）纳米组装体系，仿生合成 ❖ 仿生合成
模仿生物矿化中无机物在有机物调制下形成过程的无机材 料合成。也称有机模板法或模板合成。
目前已经利用仿生合成方法制备了纳米微粒薄膜、涂层、 多孔材料和具有天然生物矿物相似的复杂形貌的无机材料。
无机精细化工工艺学
1
第一篇 21世纪的新材料与技术
❖ 第1章 纳米材料 ❖ 第2章 单分散颗粒制备原理 ❖ 第3章 界面化学与表面活性剂基础知识 ❖ 第4章 粉体表面处理技术 ❖ 第5章 溶胶－凝胶技术 ❖ 第6章 无机材料仿生合成技术 ❖ 第7章 微乳化技术
2
第1章 纳米材料
❖ 一、纳米科技 ❖ 二、纳米材料 ❖ 三、纳米材料的性能 ❖ 四、纳米材料和它们的应用 ❖ 五、纳米材料与化工冶金
❖ （1）利用双电层； ❖ （2）利用凝胶网络； ❖ （3)利用防护试剂（排斥力，空间位阻）。
39
胶粒生长的动力学模型
❖ （1）扩散控制生长－颗粒生长受单体扩散控制
❖
dr/dt随r的增加而降低，即粒度分布随颗粒生
长变得狭窄。
❖ （2）反应控制生长
❖
dr/dt与颗粒大小无关，在生长过程中r为常数，
相对标准偏差r/r降低。
Yuan S.J. et al. ACS Applied Materials & Interface, 2019: .
纳米科技的研究领域
❖ （1）直接安排原子和分子 ❖ IBM两名科学家利用STM直接操纵原子，在
Ni基板上安排原子组成“IBM”字样。 ❖ 日本科学家将硅原子堆成“金字塔” ❖ 英国科学家制造4nm大小的复杂分子，具有“
开”和“关”的特性。 ❖ 中国科学家制备的纳米铜有超塑延展性，在
室温可伸长50倍。
14
（2）纳米材料具有传统材料不具备的特性
❖ 以传统方式生产的材料在合成时会出现粗糙和不规则， 并有许多缺陷，而纳米材料则可作得完美无暇，
❖ 纳米材料的光、电、磁、熱、力学、化学、催化、敏 感性等性能明显不同于传统材料。
6
颗粒微细化过程
7
摆弄原子和分子的科技
❖ 科学给了我们摆弄组成自然最基本的元素－ 原子和分子－的工具。每件东西都是由它们 组成的。创造新事物的可能是无限的。
❖ 纳米科技是21世纪科技产业革命的重要内容 之一，是可以与产业革命相比拟的，它是高 度交叉的综合性学科。
8
纳米科技主要包括：
❖ 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
10
Figure 1: Observation of bacteria cell fission with atom force microscopy 11 (AYFuaMn)S.J. et al. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces, 2019: 59 (1), 87-99.
原子和分子水平上操纵物质。 ❖ 1990年第一届国际纳米科学技术会议。 ❖ 1991年碳纳米管
❖ 2019年美国成功地移动了单个原子。
4
纳米科技的研究内容
❖纳米科技是研究由尺寸在 0.1~100nm之间的物质组成的体系 的运动规律和相互作用、以及可能 的实际应用中的技术问题的科学技术。
5
物体的大小与微粉体
力驱动一个带浆叶（750nm长，表面涂肽的硅圆 柱体）的微型机器。 单分子逻辑电路，用碳纳米管制成具有有源和无 源两种功能的晶体管，以一个单分子为基础设计 出计算机电路。 量子电脑，有望成为硅芯片电脑的终结者。 摄影胶囊
17
纳米材料
❖ 纳米材料和技术是纳米科技领域富有活 力，研究内涵十分丰富的科学分支，最 接近应用的重要组成部分。
❖ 第三阶段（1994年到现在）纳米组装体系，人工组 装合成的纳米结构的材料体系。
20
纳米材料的特性
❖1、基本物理效应
（1）小尺寸效应 当超微粒子尺寸与传导电子德布罗意波长（
λ=h/p=h/mv)相当或更小时，周期性的边界
条件将被破坏，非晶态纳米微粒表面层附 近原子密度减小，导致性质与普通粒子不 同（光吸收、磁性、内压、热阻、化学活性、催化活性、 熔点）。
21
（2）界面与表面效应
纳米粒子由于尺寸小，表面积大，导致位于 表面的原子占有极大的比例，表面原子的 活性使纳米粒子具有明显的表面效应。
比表面积：F =3/r 1/r, 若r=1m, 则F > 104cm-1（1 m2） , 若r=5nm， F > 600 m2
❖ 运用生物纳米技术开发芯片－运用生物可以自建有 结构的 “自建结构”能力，利用蛋白质和DNA等材料 制作电路。研制运算速度高中央处理器，耗电量低 的记忆元件，开发计算机芯片，长时间无需充电的 笔记本电脑。
16
（4）纳米微机械和机器人。
生物发动机（分子马达） －利用人体内的自然能源（三磷酸腺苷酸）作动
3
纳米科技的发展
❖ 20世纪60年代R.P.Feynman：若从原子和分子水平上控 制物质，将会出现新的作用力和新的效应。
❖ 日本上田良二提出“超微粒子结构”的新概念。 ❖ 70年代C.Hayash研究了纳米粉体的性质、生产方法及应
用，诞生了“纳米技术”。 ❖ 80年代先后制造了扫描隧道显微镜和原子力显微镜，从
❖ 单分散体系－分散相以大小、形貌均一致的状态被 分散在分散介质中即形成了单分散体系。
❖ 单粒度体系－颗粒系统的粒径相等时，可用单一粒 径表示其大小，这类颗粒称为单粒度体系或称为单 分散体系。
❖ 问题 单分散体系是均相还是非均相
34
成核和生长的分离
❖ 沉淀的形成一般要经过晶核形成和晶核长大 两个过程。
典型的单分散体系
❖ 均相体系－由一相组成，单体储备物主要以 溶质的形式构成，最终产物沉淀直接从均相 溶液中发生。
❖ 多相体系－在沉淀之前体系就多于一相组成， 单体被储备在一相或每一相中，最终产物沉 淀是发生在这些相中的一相里。
42
27
纳米材料的应用
❖ 6、其它方面 ❖ (1)有机－无机复合材料 ❖ 力学性能和功能性改变 ❖ （2）抗静电材料 ❖ （3)抗菌自洁材料 ❖ （4）纳米导电浆料 ❖ （5）微电子工业用纳米导电糊、绝缘糊、介电糊
28
五、纳米材料与化工冶金
❖ 纳米材料在化工冶金中的应用 ❖ 纳米材料的化工冶金制备
（1）纳米颗粒的制备技术 ❖粉碎法 break-down ❖构筑法 build-up(bottom up)
例如：
31
思考题
❖ 纳米科技的研究内容是什么？为什么说 纳米材料是其中发展最快、最接近应用 的部分？
❖ 请介绍纳米材料的分类和应用。 ❖ 你怎样理解纳米科技与化工冶金的关系
？
32
第二章 单分散颗粒制备原
理
33
单分散体系
❖ 分散体系－由分散相和连续介质（分散介质）组成 的多相体系称为分散体系。
比表面原子数： =4r2a/(4 r3 /3) a/r 1/(r/a), 例 a=0.2nm, r=1nm, 20%为表面原子 a=0.2nm,r=1 m, 0.02%为表面原子
22
（3）量子尺寸效应
从一个超微粒子取走和放入一个电子都是十分 困难的－久保的纳米粒子电中性模型。
当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级由 准连续变为离散能级的现象称为量子尺寸效应。
25
四、纳米材料和它们的应用
❖ 1、纳米材料在高科技中的地位 ❖ 2、陶瓷增韧 ❖ 3、磁性材料 ❖ 4、纳米微粒的活性及其在催化方面的应用 ❖ （1）纳米粒子的化学催化 ❖ （2）半导体纳米粒子的光催化 ❖ （3）纳米金属、半导体纳米粒子的热催化
26
纳米材料的应用
❖ 5、光学应用
（1）红外反射材料 （2）优异的光吸收材料 （3）隐身材料
隧道显微镜 (STM)
❖ 基本原理－利用量子理论中的隧道效应，将 原子线度的极细探针和被研究物质的表面作 为两个电极，当试样与针尖非常接近时（小 于1nm)在外加电场作用下，电子会穿过两个 电极之间的势垒，流向另一电极，这一现象 即隧道效应。待测试样应具有一定的导电性
才可以产生隧道电流。
12
13
❖ 为了从液相中析出大小均匀一致的固相颗粒， 必须使成核和生长两个过程分开，以便使已 形成的晶核同步长大，并在生长过程中不再 有新核形成。这是形成单分散体系的必要条件。
35
单分散体系 ❖ 生长要慢
37
成核和生长的沉淀速率 作为溶质的函数
38
抑制凝聚的方法
❖ 当颗粒直接接触时常不可逆地粘在一起，在 某些情形下受“接触再结晶”支配。因此，制备 单分散颗粒必须抑制凝聚。
❖ 广义地，纳米材料是指在三维空间中至 少有一维处于纳米尺度范围或由它们作 为基本单元构成的材料。
18
1、纳米材料的分类
1 零维 空间三维尺度均为纳米 2 一维 指在三维空间有两维处于纳米尺度 3 二维 指在三维空间有一维处于纳米尺度 4 三维 纳米固体，纳米组装材料
19
2、纳米材料的发展史
❖ 第一阶段（1990年前）在实验室探索用各种手段制 备纳米颗粒，研究评估表征的方法。
kBT«W ≈ e2/d δ=4/3×EF/N∝V-1
23
（4）宏观量子隧道效应
纳米粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效 应。
一些宏观量，如微粒的磁化强度、量子相 干器中的磁通量及电荷等亦有隧道效应， 这种穿越宏观势垒而产生的变化称为宏 观量子隧道效应（MQT).
24
纳米材料的特性
❖ 2、奇特的物性 ❖ 3、扩散及烧结效应 ❖ 4、力学性能 ❖ 5、超塑性 ❖ 6、光电特性
❖
dr/dt与颗粒表面积成正比，随颗粒的生长进行，
粒度分布变宽。
40
单体的储备
❖ 协调有节制的过饱和与提供大量单体两个要 求
❖ 配位剂可节制阳离子和离子强度，恒定地释 放金属离子；
❖ 硫代醋酸酰胺作硫的储备物； ❖ 溶剂水作低pH时氢氧根的储备物 ❖ 多相体系里的固体前驱粒子起溶质储备物的
作用。
41
9
纳米科技的研究手段
在7个分支领域中，以扫描隧道显微镜STM为分析和加 工手段做工作有一半以上。 显微镜的分辨率： 光学显微镜 200nm, 在极端条件下可到110nm，超显微镜 可达10nm。 电子显微镜包括透射电子显微镜(TEM)0.5nm、扫描电子显 微镜(SEM)6nm，扫描隧道显微镜(STM)0.1-0.01nm，可 分辨单个原子。 还有原子力显微镜（AFM)等。
29
纳米材料的化工制备
❖ 气相法（气体冷凝法、溅射法、化学气相沉 积CVD、等离子体法等）
❖ 固相法（机械合金化、高温固相法、自蔓延 燃烧合成法，冲击波合成法等）
❖ 液相法（沉淀法，水热法、溶胶－凝胶法、 微乳液法）
❖ 喷雾干燥、超临界干燥、冷冻干燥、微波合 成与干燥。
30
纳米材料的化工冶金制备
❖ 纳米陶瓷CaF2、TiO2有良好的韧性，在180度经受弯曲 不产生裂纹。
❖ 在硅表面将碳原子按照金刚石结构排列，比普通刀锋 利学许多倍。
❖ 纳米超薄涂层有只允许一定尺寸分子进入，作化学传 感器探测分子，智能薄膜作分子阶段的物质过滤，处 理气体，水净化等。
15
(3)纳米生物学
❖ 生物大分子的尺度正好落在纳米范围，基因工程、 克隆技术即是在纳米尺度上认识生物大分子的精细 结构与功能的联系，在此基础上进行裁剪和嫁接， 制造具有特性功能的生物大分子。
❖ （2）纳米薄膜的制备技术
溶胶－凝胶法、L－B膜、仿生合成
❖ （3）纳米组装体系，仿生合成 ❖ 仿生合成
模仿生物矿化中无机物在有机物调制下形成过程的无机材 料合成。也称有机模板法或模板合成。
目前已经利用仿生合成方法制备了纳米微粒薄膜、涂层、 多孔材料和具有天然生物矿物相似的复杂形貌的无机材料。
无机精细化工工艺学
1
第一篇 21世纪的新材料与技术
❖ 第1章 纳米材料 ❖ 第2章 单分散颗粒制备原理 ❖ 第3章 界面化学与表面活性剂基础知识 ❖ 第4章 粉体表面处理技术 ❖ 第5章 溶胶－凝胶技术 ❖ 第6章 无机材料仿生合成技术 ❖ 第7章 微乳化技术
2
第1章 纳米材料
❖ 一、纳米科技 ❖ 二、纳米材料 ❖ 三、纳米材料的性能 ❖ 四、纳米材料和它们的应用 ❖ 五、纳米材料与化工冶金
❖ （1）利用双电层； ❖ （2）利用凝胶网络； ❖ （3)利用防护试剂（排斥力，空间位阻）。
39
胶粒生长的动力学模型
❖ （1）扩散控制生长－颗粒生长受单体扩散控制
❖
dr/dt随r的增加而降低，即粒度分布随颗粒生
长变得狭窄。
❖ （2）反应控制生长
❖
dr/dt与颗粒大小无关，在生长过程中r为常数，
相对标准偏差r/r降低。
Yuan S.J. et al. ACS Applied Materials & Interface, 2019: .
纳米科技的研究领域
❖ （1）直接安排原子和分子 ❖ IBM两名科学家利用STM直接操纵原子，在
Ni基板上安排原子组成“IBM”字样。 ❖ 日本科学家将硅原子堆成“金字塔” ❖ 英国科学家制造4nm大小的复杂分子，具有“
开”和“关”的特性。 ❖ 中国科学家制备的纳米铜有超塑延展性，在
室温可伸长50倍。
14
（2）纳米材料具有传统材料不具备的特性
❖ 以传统方式生产的材料在合成时会出现粗糙和不规则， 并有许多缺陷，而纳米材料则可作得完美无暇，
❖ 纳米材料的光、电、磁、熱、力学、化学、催化、敏 感性等性能明显不同于传统材料。
6
颗粒微细化过程
7
摆弄原子和分子的科技
❖ 科学给了我们摆弄组成自然最基本的元素－ 原子和分子－的工具。每件东西都是由它们 组成的。创造新事物的可能是无限的。
❖ 纳米科技是21世纪科技产业革命的重要内容 之一，是可以与产业革命相比拟的，它是高 度交叉的综合性学科。
8
纳米科技主要包括：
❖ 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
10
Figure 1: Observation of bacteria cell fission with atom force microscopy 11 (AYFuaMn)S.J. et al. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces, 2019: 59 (1), 87-99.
原子和分子水平上操纵物质。 ❖ 1990年第一届国际纳米科学技术会议。 ❖ 1991年碳纳米管
❖ 2019年美国成功地移动了单个原子。
4
纳米科技的研究内容
❖纳米科技是研究由尺寸在 0.1~100nm之间的物质组成的体系 的运动规律和相互作用、以及可能 的实际应用中的技术问题的科学技术。
5
物体的大小与微粉体
力驱动一个带浆叶（750nm长，表面涂肽的硅圆 柱体）的微型机器。 单分子逻辑电路，用碳纳米管制成具有有源和无 源两种功能的晶体管，以一个单分子为基础设计 出计算机电路。 量子电脑，有望成为硅芯片电脑的终结者。 摄影胶囊
17
纳米材料
❖ 纳米材料和技术是纳米科技领域富有活 力，研究内涵十分丰富的科学分支，最 接近应用的重要组成部分。