走进纳米世界

2、纳米生物技术的成果也会为制 造人造器官和人造皮肤提供便利。 如今科学家们已经能够利用烧伤患 者未被破坏部分的皮肤细胞制成被 烧伤部位的人造皮肤，并使其具有 正常的代谢作用。将来纳米生物技 术的进一步发展还会为医生有效治 疗脑血栓提供可能。纳米微粒也将 会在摧毁脑肿瘤方面起到重要作 用。
3、纳米技术用在医学上，专家们把磁性纳米复 合高分子微粒用于细胞分离，或者把非常细小 磁性纳米微粒，放入一种液体中，然后让病人 喝下后，对人身体的病灶部位进行治疗，并且 通过操纵，可使纳米微粒在人的身体病灶部位 聚集进行有目标的治疗，在不破坏正常细胞的 情况下，可以把癌细胞等分离出来，也可以制 成靶向药物控释纳米微粒载体（俗称“生物导 弹”），用于治疗脑栓塞等疾病，同时也可用 纳米技术生产出纳米探针（微型机器人）深入
4、 用于制造微型武器。利用纳米技术可以
把传感器、电动机和数字智能装备集中在一 块芯片上，制造出几厘米甚至更小的微型装 置。在未来战场上，将出现能像士兵那样执 行军事任务的超微型智能武器装备。据报道， 美国研制的小型智能机器人，大的像鞋盒子 那么大，小的如硬币，它们会爬行、跳跃甚 至可飞过雷区、穿过沙漠或海滩，为部队或 数千公里外的总部收集信息。微型机电武器 还可用于敌我识别、探测核污染和化学毒剂、 无人侦察机等。
5、用于制造微型卫星和纳米卫星。由于纳米技 术、微电机技术的发展，一些国家发射的卫星正 向小型化方向发展。1993年，美国航空航天公司 就提出了纳米卫星(重约0.1—10千克)的概念。 1999年，英国、美国、瑞典各发射了一颗纳米卫 星。专用微型集成电路取代现在卫星上使用的有 关系统，使微型卫星、纳米卫星体积小、重量轻； 生存能力强，即使遭受攻击也不会丧失全部功能； 研制费用低，不需大型实验设施和跨度大的厂房； 易发射，不需大型运载工具发射，一枚小型运载 火箭即可发射千百颗，再按不同轨道组成卫星网， 即可实现对地球表面的覆盖。
3、大量制造复杂的纳米结构物质将 成为可能。这要求有高级的计算机 设计／制造系统、目标设计技术、 计算机模拟技术和组装技术等。 4、造出纳米计算机。纳米磁膜材料 将大大提高磁记录密度，纳米加工 技术的进步将使纳米级光盘的出现 成为可能，其信息储存量将是现在 光盘的100万倍。
未来的某一天，像现在“银河”那样 的巨型计算机可能变成“掌中宝”， 而美国国会图书馆的全部信息，将会 被压缩到一个糖块大小的光盘中。可 以预见，未来以纳米技术为核心的计 算机处理信息的速度将更快，效率将 更高。
水可能是我们最熟悉的东西，我们每天都离 不开水，我们知道油水是不相溶的，无论宏 观尺度上的水和微观尺度上的水都是和油不 相溶的，你没有办法把它混在一起。但是如 果到了纳米尺度上，也就是说在这个微观世 界里，它就能够溶，并且溶得非常好，成为 热力学的稳定相。不管它温度变化也好，振 动也好，里头加一点化学原料也好，它都能 够是稳定的。
力。
4、纳米化妆品项目的相关试验结果已经得出， 北京地区唯一能做透皮吸收测试的北京军区总医 院临床药物研究所为北京中阳德安医药科技有限 公司的产品进行了透皮吸收试验。试验报告显示： 将两种样品同时涂布于两组小鼠的表皮组织，纳 米组在10分钟后，即可明显测出其渗透量，并且 随时间延长渗透量的值增大，4小时的时候渗透 量达稳态吸收量。而对照组在一个半小时后才开 始有明显的渗透，但与同时间的纳米组的比较渗 透量的值低55．58％。说明纳米组在给样最短时 间内即达到有效吸收。纳米组的积累吸收量明显 大于对照组。据进行此项实验测试的专家称，该 实验是严格遵照美国FDA的药理实验标准进行的， 其结果是可靠的。
▪ 纳米是英文nanometre的音译. ▪ 纳米源自拉丁语“NANO”,意为“矮小”. ▪ 纳米是一种物理度量定位,是一长度单位. ▪ 1纳米(1nm)=10-9m. ▪ 1纳米=1000皮米(picometre) ▪ 1皮米=1000飞米(femtometre) ▪ 1飞米=1000阿米(attometre)
3、提高武器装备的隐身性能。某些纳米固体 在较宽的频谱范围对电磁波有均匀的吸收性能， 几十纳米厚的固体薄膜的吸收效果与比它厚 1000倍的现有吸波材料相同，美国研制的纳米 隐身涂料超黑粉对雷达波的吸收率达99%。用 纳米吸波材料涂在战略轰炸机、导弹等攻击性 飞行器的表面，能有效地吸收敌方防空雷达的 电磁波(B-2隐身轰炸机表面的涂层中就含有纳 米材料)；将纳米粒子添加于发烟剂中，能对阵 地起到很好的屏蔽作用，与土壤混合可遮蔽地 下指挥所等重要军事设施。
五、纳米技术在生活中的应用：
1、纳米材料用于纺织品，经过独 特的工艺处理，将紫外线隔离因子 引入纤维中，能起到防紫外线、阻 隔电磁波，具有无毒、无刺激，不 受洗涤、着色和磨损等影响的作用， 可以有效保护人体皮肤不受辐射伤 害。
如果在分散的纳米分子材料上经 过特殊处理，再运用到纤维物体 上，那么衣服就可以不粘油、不 粘水，由于纳米分子非常非常小， 它不会影响纤维物体的透气性和 清洗效果。
二、纳米技术的历史
1、１９５９年，著名物理学家、诺贝尔奖获得 者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更 小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列 原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。
2、20世纪50年代末，物理学家开始认识到“物 理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的 可能性”。经过几十年的艰苦探索，纳米技术取得 了关键性的突破。1990年IBM公司使用扫描探针移 动35个原子，组成了IBM三个字母，创造了人类最 “微乎其微”的伟大奇迹，纳米神话令世界震惊。
走进纳米世界
纳米科技与基因工程和智能科
技一起被称为“21世纪高科技 三剑客”.在21世纪初正式登 上世界经济舞台.纳米科技的 兴起,孕育了一个新的经济模 式------纳米经济的诞生.
河南纳米材料工程技术研究中心简介
河南省纳米材料工程技术研究中心是由河南省科 技厅委托河南大学特种功能材料重点实验室承建的 工程中心，是河南省从事纳米材料开发与推广应用 的专业研究机构，是我国最早从事纳米材料研究的 集体之一。它位于河南济源科技园区。中心集中了 材料化学、高分子化学与物理、无机化学、凝聚态 物理、摩擦学等多专业研究人员，其中有教授12人， 副教授8人，在读博士研究生、硕士研究生100余人。 拥有价值4000多万元的材料制备、化学合成、结构 表征到性能测试的较完备的大型分析仪器和中试设 备，8000平方米的专用实验室和1500平方米的中试 车间，并与企业合作成立了济高化工有限公司。
6、中科院化学所宣布已研制出不沾水、 不沾油的“纳米布”，用纳米布可制成水 陆两用服装；由防弹陶瓷外层和碳纳米管 复合材料作衬底，可制成坚硬如钢的防弹 背心；由于碳纳米管发射电子的性能十分 优良，可在制造数字化头盔用的高清晰度 显示器方面大有作为，极小的微处理器可 使图像弯曲，形成一幅180度的全方位图 景，以便同头盔相匹配。碳纳米管还可保 护士兵免受激光致盲武器的攻击，一旦受 到攻击，它们可以迅速变为等离子体，吸 收激光能量，然后再恢复原来的状态。
3、１９９１年，碳纳米管被人类发现， 它的质量是相同体积钢的六分之一，强度 却是钢１０倍，成为纳米技术研究的热点。 诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米 碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将 被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米 级电子线路等。
中国古代的纳米：早在中国古代，安徽出的 墨，其颗粒就可以是纳米级的，非常非常细， 从烟道里扫出来后一遍遍地筛，研制出来的 墨非常均匀、饱满，写字非常好，这实际就 是纳米颗粒。
粒子的大小与表面原子数的关系
直径/nm
1
5
10
100
原子总数 N
30 4000 30000 320
2
纳米微粒的小尺寸效应
▪ 随着颗粒的量变,在一定条件下会 引起颗粒性质的质变.由于颗粒尺 寸变小所引起的宏观物理性质的 变化称为小尺寸效应.
▪ 特殊的光学性质
纳米就在我们身边
▪ 古代“文房四宝”中的墨水---用碳纳米微粒溶于水形成。
▪ 蜜蜂、海龟不迷路----体内用纳 米磁性微粒（相当于生物罗盘）。
▪ 人体的牙齿、骨骼都是有含钙的 羟基磷灰石(HAP).
一、纳米的概念
纳米（nm）实际上是一种长度单位，1纳米仅等于 十亿分之一米，人的一根头发丝的直径相当于6万 个纳米。纳米小得可爱，却威力无比，它可以对材 料性质产生影响，并发生变化，使材料呈现出极强 的活跃性。科学家们说，纳米这个“小东西”将给 人类生活带来的震憾，会比被视为迄今为止影响现 代生活方式最为重要的计算机技术更深刻、更广泛、 更持久。 纳米技术是指在1－100纳米这一尺度范围内对原子 、分子进行操纵和加工的技术，包括纳米结构和纳 米材料。
体内治疗疾病或清理体内垃圾等。
纳米机器人是可以在细胞内或血液中对纳米
空间进行操作的“功能分子器件”。其实细胞 本身就是一个活生生的纳米机器，细胞中的每 一个酶蛋白分子就是一个个活生生的纳米机器 人， 已有一种纳米药物载体通过了 F DA批准并应 用于临床， 密西根大学的 D onald Tomalia等已经用树形 聚合物发展了能够捕获病毒的“纳米陷阱”。 体外实验表明“纳米陷阱”能够在流感病毒感 染细胞之前就捕获它们，使病毒丧失致病的能
5、科学家们将研制出能够制造动力源 与程序自律化的元件和装置。
四、纳米材料的特殊性质
纳米微粒的表面效应
▪ 表面效应:纳米粒子的表面原子与总原 子数之比随纳米粒子的尺寸的减小而大 幅度地增加,粒子的表面能及表面张力 也随着增加,从而引起纳米粒子性质的 变化.
▪ 纳米粒子的表面原子所处的晶体场 环境及结合能与内部原子有所不同, 存在许多悬空键,并具有不饱和性,因 而极易与其他原子相结合而趋于稳 定,所以,具有很高的化学活性.
金属，其用途广泛。
六、纳米技术在军事上的应用： 1、纳米微粒尺寸小，从而增加化学反 应的接触面。因此，纳米材料可作为 催化剂被广泛应用提高军事能源的使 用效能。纳米镍粉作为火箭固体燃料 反应催化剂，可使燃烧效率提高100 倍；纳米炸药比常规炸药性能提高千 百倍；纳米材料制成的燃油添加剂，