纳米技术介绍

1.7 媒体中的纳米怪象
纳米冰箱 纳米洗衣机
1.8 纳米技术前景展望
钱学森(1991)：“我认为，纳米左右和纳米以下的结 构是下一阶段科技发展的重点，会是一次技术革命， 从而将在21世纪又是一次产业革命。”
纳米技术将改变生产方式，导致生活方式变革，带 领我们进入崭新的21世纪。
2.1 国外纳米技术进展
1.4 纳米技术
在纳米尺度上对物质和材料进行研究和处理的技术 被称为纳米技术
1.5 纳米材料
纳米材料: 在纳米量级(1~100nm)内调控物质结构制 成的具有特异性能的新材料
四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原 子比例大
四大效应: 小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧 道效应、表面效应
纳米材料特性取决于制备方法
1.6 进一步认识纳米
蛋白质、DNA、RNA、病毒，都在1~100nm的范围 光合作用在“纳米车间” 进行 细胞中的一些结构单元都是执行某种功能的“纳米
机械”，细胞象一个“纳米工厂” 莲花荷叶出污泥而不染:“荷叶效应” 纳米结构是生命现象中基本的东西
3.1 纳米技术与经济
材料人类文明的四大技术支柱之一 材料是人类物质文明的基础 材料支撑着其它新技术的前进 纳米材料是纳米技术的基础 纳米材料是材料家族中的重要新成
员
3.2 纳米技术与经济
科学
发现新材料、提出新方法
知识创新 将“钱”转化为“知识”
技术
工业化制备纳米材料
纳米技术介绍
源自文库 内容
纳米技术简介 纳米技术在世界各国 纳米技术与经济 纳米技术与当代中国 本研究小组的工作与展望
1.1 空间尺度的划分
宇观(Cosmoscopic) 遥观(Remote sensoscopic) 宏观(Macroscopic) 显微观(Optico-microscopic) 介观(Mesoscopic)
三菱化工建立了(富勒烯)纳米碳管生产线 自洁净玻璃、光催化净化水或空气
2.4 纳米技术在其它国家
韩国：全国纳米技术研究院、纳米显示技术 印度：像抓软件产业那样抓纳米科技 德国：把发展纳米技术定位在新能源、新环境，全
面带动纳米技术在各个领域的发展 法国：国家纳米科技中心、纳米产业基金 世界都在迎接纳米时代的到来
或纳米观(Nanoscopic): 1~100nm
1.2 空间尺度的划分
微观(Microscopic) 皮米观(Picosopic)
飞米观(Fentoscopic) 亚飞米观(Subfentoscopic)
1.3 纳米？
1纳米(nm): 1毫米(mm)的百万分之一 头发的直径
近代中国的机遇与挑战
二百年回顾 蒸汽机技术、电气化技术、微电子技
术的高潮都错过 IT产业、网络通讯与西方差距不大 纳米技术使大家都面临着重新变革，
固相法 高能球磨法 搅拌磨法 震动磨法
3.5 某纳米颗粒的制备
3.6 纳米粉体表面改性
纳米材料实用化的关键
表面物理控制 化学特性控制 粉体松散、不团聚
表面改性和表面包覆
化学法为主
3.6.1 表面包覆
3.6.2 表面改性
3.6.3 表面改性
4 纳米科技与当代中国
中科院化冶所
“七五攻关”: 纳米碳化硅 “八五863”: 纳米阻燃剂
中科院化学所
纳米领带
超双疏性界面材料 防水、防油、防污、防褪色
纳米聚丙烯管材
高强度、抑菌功能
2.5 纳米技术应用
全国范围
三百多家纳米企业 以“纳米”注册的企业近百家 数十条纳米材料生产线 资金约百亿元
气相法
气溶胶法 激光法 等离子法 裂解法 氧化法 水解法 燃烧法
3.4.1 化学方法制备纳米材料
液相法
化学沉淀法(均匀沉淀法, 共沉淀法) 水解法(醇盐,卤化物) 溶胶-凝胶法 水热法
3.4.2 物理方法制备纳米材料
气相法
惰性气体冷凝法
2.1 国外纳米技术进展
DNA开关
2.2 纳米技术在美国
2010年: 80万纳米科技人才,GDP1万亿美元, 200万 个就业机会
能源部的8项优先研究中，6项有关纳米材料 本世纪前10年几个关键领域之一 制定了“国家纳米技术倡议”(NNI):
纳米材料 纳米电子学、光电子学和磁学 纳米医学和生物学
2.5 纳米技术在中国
1993年，中科院操纵原子写字
2.5 中国纳米技术进展
中科院物理所制备出大面积碳纳米管阵列;合成了当 时最长的纤维级碳纳米管
中国科技大学:氮化镓粉体 清华大学:氮化镓纳米棒 中国科技大学:从四氯化碳制备出金刚石纳米粉，被
誉为“稻草变黄金”
2.5 中国纳米技术应用
清洁生产工艺 商品化技术 将“知识”转化为“钱”
3.3 纳米材料制备综述
对纳米材料的要求
尺寸可控(小于 100 nm) 成分可控 形貌可控 晶型可控 表面物理和化学特性可控
(表面改性和表面包覆)
3.4 纳米材料制备综述
化学法 物理法
3.4.1 化学方法制备纳米材料
2.2 纳米技术在美国
军工: 隐形飞机表面涂料、舰船表面纳米涂料 美国总统布什2003.12.3日签署了《21世纪纳米技术研
究开发法案》，批准联邦政府在从2005财政年度开 始的4年中共投入约37亿美元，用于促进纳米技术的 研究开发
2.3 纳米技术在日本
1962年, 久保(Kubo): 久保理论 国会: 21世纪前20年的立国之本 著名大企业: 纳米实用化技术的计划
1990年，IBM公司用原子排出“IBM” 1991年，NEC实验室观察到碳纳米管 合成了其它纳米管材料
2.1 国外纳米技术进展
实心的纳米棒、纳米线、量子线
2.1 国外纳米技术进展
朗讯公司和牛津大学: 纳米镊子 碳纳米管“秤”，称量一个病毒的重量 称量单个原子重量的“纳米秤”