纳米科学的发展史
科普：纳米科技的发展和应用
纳米科技的发展和应用一、引言纳米科技是一种在纳米尺度上研究物质特性和应用的科学技术。
随着科技的不断进步，纳米科技在生物学、医学、电子学、材料学等领域的应用越来越广泛，对人类社会的发展产生了深远的影响。
本文将探讨纳米科技的基本概念、发展历程和主要应用领域，以及面临的挑战和未来发展趋势。
二、纳米科技的基本概念和发展历程纳米科技是一种科学技术，专注于研究纳米尺度上物质特性和应用。
纳米是长度单位，相当于一根头发丝的五万分之一。
这个尺度上的物质具有许多独特的性质，使得纳米科技成为一种具有巨大潜力的领域。
纳米科技的研究内容广泛，包括纳米材料的制备、性质和应用，纳米电子器件的设计和制造，纳米生物医学的应用等。
这些研究领域都有着广泛的应用前景，例如在能源、医疗、环境等领域都有着重要的应用价值。
纳米科技的发展历程可以追溯到20世纪80年代初期，当时科学家们开始研究纳米尺度的物质特性。
随着扫描隧道显微镜等先进设备的出现，科学家们得以在纳米尺度上研究物质的结构和性质。
这些研究为纳米科技的发展奠定了基础。
20世纪90年代，随着计算机技术的快速发展，人们开始利用计算机模拟纳米材料和器件的性能，为纳米科技的发展提供了重要的支持。
这种模拟技术可以预测纳米材料和器件的性能，为设计和制造提供重要的指导。
近年来，随着技术的进步，纳米科技的应用范围越来越广泛。
例如，纳米材料可以用于制造更高效的太阳能电池，纳米药物可以用于治疗癌症等疾病。
这些应用为人类社会的发展带来了巨大的贡献。
总之，纳米科技是一种具有巨大潜力的科学技术，其应用前景广泛。
随着技术的不断进步和创新，相信纳米科技将会为人类社会带来更多的惊喜和改变。
三、纳米科技的主要应用领域纳米材料：纳米材料具有令人惊叹的物理和化学性质，这些独特的性质使得纳米材料在众多领域中具有广泛的应用价值。
例如，它们具有高强度、高韧性，同时具备良好的导电性和光学特性。
这些特性使得纳米材料在航空航天、电子、能源、环保等领域发挥了重要的作用。
纳米技术的资料
纳米技术的资料1. 介绍纳米技术是一种研究、制造和应用一种尺度在 1 到 100 纳米之间的原子、分子或物质的技术。
纳米技术可以控制、操纵和设计物质的特性和结构，使其具有新的功能和应用。
纳米技术在许多领域都有广泛的应用，包括电子、医学、材料科学、能源和环境等。
2. 纳米技术的发展历程纳米技术的概念首次提出可以追溯到 1959 年，当时物理学家理查德·费曼在一次著名的演讲中提出了“有足够的空间在上面写字”的想法。
然而，纳米技术的发展真正加速是在 1981 年，当时IBM科学家发明了扫描隧道显微镜(STM)，这一仪器使得人们能够观察和操纵单个原子和分子。
随后的几十年里，人们不断探索纳米尺度下的物质行为，并开发出了许多纳米材料与纳米器件。
3. 纳米技术的应用领域3.1 电子领域纳米技术在电子领域具有广泛的应用。
例如，纳米技术可以用于制造更小、更快的计算机芯片和存储设备，使得计算机的处理速度和存储容量大大提升。
此外，纳米技术还可以用于制造更高效的太阳能电池和光电子器件，提高能源转换效率。
纳米材料也可以用于制造柔性显示屏和高性能传感器等。
3.2 医学领域纳米技术在医学领域有很多潜在应用。
例如，纳米颗粒可以用作药物载体，将药物精确地送达到靶位点，提高药物的疗效并减少副作用。
纳米技术还可以用于制造生物传感器，检测和监测人体的生理参数，并实现个性化医疗。
此外，纳米技术还可以用于修复组织和器官，开发新的疗法和治疗方法。
3.3 材料科学领域纳米技术在材料科学领域有很多重要的应用。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，例如金属纳米颗粒具有特殊的光学和电子性质，碳纳米管具有优异的力学性能。
利用这些特性，人们可以制造出具有特定性能和功能的材料，例如高强度的轻质材料和高导热性的材料。
纳米技术还可以用于制造纳米涂层和纳米纤维等。
3.4 能源和环境领域纳米技术在能源和环境领域也有重要的应用。
例如，纳米技术可以用于制造更高效的太阳能电池和燃料电池，提高能源转换效率。
中国纳米材料发展历史
中国纳米材料的发展历史可以追溯到上世纪80年代末和90年代初。
以下是一些重要的发展阶段和里程碑事件：
1.1980年代末：中国开始了对纳米材料的研究，主要集中在粉体技术和纳米结构的合成
方面。
2.1990年代初：中国科学家开始探索纳米材料的制备方法，并取得了一些关键性突破。
例如，1991年成功合成了中国第一个纳米粒子，1994年制备了国内首批金属纳米线。
3.1990年代中后期：中国政府逐渐重视纳米科技的发展，并设立了专门的研究机构和实
验室。
2000年成立的中国科学院纳米技术与纳米仿生研究所是中国最早的纳米科研机构之一。
4.2000年代初：中国的纳米材料研究进入了一个快速发展的阶段。
大量的研究论文发表，
涉及纳米材料的合成、性能调控和应用等方面。
5.2000年代后期至今：中国纳米材料领域取得了许多重要突破和成就。
在纳米材料的合
成、特性控制、应用开发等方面取得了显著进展。
中国的纳米技术已经应用于多个领域，包括电子、能源、生物医药、环境保护等。
6.2010年代：中国政府将纳米科技列为重点发展领域之一，并出台了一系列支持政策和
计划，以推动纳米材料的研究和产业化。
同时，中国还加强了与国际纳米科技组织和机构的合作，促进了纳米材料领域的交流和合作。
总的来说，中国纳米材料的发展经历了数十年的积累和努力，逐步形成了一定的产业基础和科研实力。
随着技术和应用的不断发展，中国在纳米材料领域正逐渐崭露头角，为科技创新和产业升级提供了重要支撑。
纳米材料的发展历程以及各国纳米技术的发展现状
04
纳米材料的应用领域
电子信息领域
高性能电子器件
利用纳米材料优异的电学、光学和磁学性能，制造高速、低功耗、 高集成度的电子器件，如纳米晶体管、纳米存储器等。
柔性电子
纳米材料在柔性电子领域具有广泛应用，如可穿戴设备、柔性显示 器等，提高了设备的便携性和舒适性。
传感器
纳米材料的高灵敏度、高选择性和快速响应特性使其在传感器领域 具有广泛应用，如气体传感器、生物传感器等。
纳米材料的发展历程以及各国纳米 技术的发展现状
汇报人：XX
目 录
• 纳米材料概述 • 纳米材料的发展历程 • 各国纳米技术发展现状 • 纳米材料的应用领域 • 纳米技术的挑战与前景 • 结论与展望
01
纳米材料概述
定义与特点
定义
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（1-100nm）或由该尺度范围的物质为基本结构单元所 构成的材料的总称。
中国在纳米技术领域的研究和发 展迅速崛起，成为世界上最重要 的纳米技术研究和应用国家之一 。
中国政府高度重视纳米技术的发 展，制定了多项政策和计划，推 动了纳米技术的快速发展和应用 。
中国在纳米材料、纳米器件、纳 米加工等领域取得了重要突破， 并成功应用于医疗、能源、环保 等领域。同时，中国还积极推动 纳米技术的产业化发展，建立了 多个国家级纳米技术产业基地。
智能化发展
借助人工智能、大数据等技 术手段，纳米技术将实现更 加精准、智能的应用，提高 生产效率和产品质量。
绿色化发展
纳米技术将在环境保护和可 持续发展领域发挥重要作用 ，推动绿色制造和循环经济 发展。
06
结论与展望
对纳米材料的总结
纳米材料具有独特的物理和 化学性质，这些性质使得它 们在许多领域具有广泛的应 用前景，如电子、生物医学
纳米科技发展史
纳米科技发展史纳米材料的概念只出现了二十几年，但是人类使用纳米材料的历史可追溯到两千年以前。
我国占代收集蜡烛的烟灰作为墨的原料，所作字画可历经千年而不褪色，原因就在于所使用的原料实际上为纳米级的炭黑，我国古代制造的铜镜之所以不十锈则是因为表面自一层纳米氧化锡薄膜起到了防锈层的作用。
制造于公元4世纪古罗马的策格拉斯的雕花玻璃酒杯(Lycurgus Cup)．在反射光下呈绿色、在透射光下呈红色，这种奇妙的颜色变化就源于在玻璃杯的内层形成了微量的金、银纳米微粒。
最近的研究表明，在两千多年前的希腊-罗马时期，占埃及人掌握了一种把头发染黑的技术，其机理是通过原位反应得方式，在头发的皮质层及表层形成了平均粗径约5nm 的方铅矿纳米微粒。
古人利用纳米材料的类似例子还有很多，当然，古人对纳米材料的制备与应用都属于“无意之作”。
最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼。
1959年他在一次著名的讲演中提出：如果人类能够在原子／分子的尺度上来加工材料、制备装置，我们将有许多激动人心的新发现。
他指出，我们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。
那时，化学将变成根据人们的意愿逐个地准确放置原子的问题。
1974年，Taniguchi最早使用纳米技术(nanotechnology)一词描述精细机械加工。
20世纪70年代后期，麻省理工学院德雷克斯勒教授提倡纳米科技的研究，但当时多数主流科学家对此持怀疑态度。
到了1 9世纪中叶，人们开始有意识地制备超细粒子。
1857年，法拉第成功地制备出了红色的纳米金溶胶，1861年胶体化学建立，人们开始通过各种不同方法制备纳米级的胶体粒子，但是对纳米微粒所具备的独特性能仍然缺乏足够的认识，这种状况一直延伸到20世纪中期人们先后开发了辉光放电、气相蒸发等方法，制备出多种金属及氧化物超细粒子。
纳米科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。
80年代初发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器——扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等微观表征和操纵技术，它们对纳米科技的发展起到了积极的促进作用。
纳米科学技术的发展史及其应用资料
1.纳米技术Nanotechnology定义：能操作细小到0.1～100nm物件的一类新发展的高技术。
生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。
应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术。
纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。
1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。
因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。
利用纳米技术将氙原子排成IBM.纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。
纳米科学与技术主要包括：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、纳米力学等。
这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。
纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。
其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
2.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，例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。
纳米科技(英文：Nanotechnology)是一门应用科学，其目的在于研究于纳米尺寸时，物质和设备的设计方法、组成、特性以及应用。
纳米科技是许多如生物、物理、化学等科学领域在技术上的次级分类，美国的国家纳米科技启动计划(National Nanotechnology Initiative)将其定义为“1至100纳米尺寸间的物体，其中能有重大应用的独特现象的了解与操纵。
纳米科技的发展及未来的发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向纳米科技是一门涉及材料、生命科学、物理学、化学等多个领域的交叉学科，它以纳米尺度的材料和结构为研究对象，具有许多独特的性质和应用潜力。
随着科技的不断发展，纳米科技已经在许多领域取得了重大突破，未来的发展方向也备受关注。
一、纳米科技的发展历程1.1 纳米科技的起源纳米科技的概念最早由理论物理学家理查德·费曼在1959年提出，但直到20世纪80年代末和90年代初，随着扫描隧道显微镜和原子力显微镜的发展，纳米科技才真正开始蓬勃发展。
1.2 纳米材料的研究纳米科技主要研究纳米尺度下的材料和结构，如纳米颗粒、纳米管、纳米片等，这些材料在电子、光学、磁学等方面具有独特的性质。
1.3 纳米科技的应用纳米科技在材料、医药、能源、电子等领域有着广泛的应用，如纳米材料在医疗诊断和治疗中的应用、纳米传感器在环境监测中的应用等。
二、纳米科技的发展现状2.1 纳米材料的合成技术目前，纳米材料的合成技术已经非常成熟，包括溶液法、气相法、物理法等多种方法，可以制备出各种形态和性质的纳米材料。
2.2 纳米技术在生物医学领域的应用纳米技术在药物传递、肿瘤治疗、生物成像等方面有着广泛的应用，为生物医学领域带来了革命性的变革。
2.3 纳米技术在能源领域的应用纳米技术在太阳能转换、电池材料、储能技术等方面有着重要的应用，可以提高能源利用效率和降低能源消耗。
三、纳米科技的未来发展方向3.1 多功能纳米材料的研究未来纳米科技的发展方向之一是研究具有多种功能的纳米材料，如同时具有药物传递和成像功能的纳米粒子。
3.2 纳米技术在人工智能领域的应用纳米技术与人工智能的结合将会带来许多新的应用，如纳米传感器与智能系统的结合可以实现智能监测和控制。
3.3 纳米技术在环境保护领域的应用纳米技术在环境监测、废水处理、大气净化等方面有着重要的应用潜力，可以匡助解决环境污染问题。
四、纳米科技的挑战与机遇4.1 纳米材料的安全性和环境影响纳米材料的安全性和环境影响是纳米科技发展面临的重要挑战，需要加强相关研究和监管。
纳米材料发展历程
纳米材料发展历程纳米材料是指至少在一维尺度上具有完整的结构的物质，其在纳米尺度下的特性和性能表现出独特的属性。
纳米材料的发展历程可追溯到20世纪60年代初，以下是纳米材料的发展历程。
1960年代至1980年代：纳米粉末的产生在20世纪60年代，科学家们开始研究制备纳米尺度下的金属粉末，并发展出合成纳米尺度尺度金属粉末的方法。
到了20世纪70年代，科学家们进一步研究了纳米尺度粉体的特性，发现其具有独特的热学、电学和光学性能。
1990年代：碳纳米管的发现1991年，日本学者水崎秀树发现了碳纳米管，并将其从示意图模型提升为实际物质。
碳纳米管具有强度高、导电性好等特性，在纳米尺度应用领域具备重要价值。
碳纳米管的发现被认为是纳米材料的一次重大突破，为未来纳米技术的发展奠定了基础。
2000年代：石墨烯的发现2004年，曾荫权教授和安德里·海姆发现了石墨烯，这是一种由碳原子构成的二维材料。
石墨烯的发现让人们开始关注二维材料的研究与应用，其特殊的电学、光学和力学性质使其成为纳米材料研究领域的热点。
石墨烯的发现也奠定了二维材料和石墨烯相关应用的研究基础。
2024年代：纳米材料在生物医学和能源领域的应用在过去的十年里，纳米材料在生物医学和能源领域的应用发展迅速。
纳米材料的特殊性质使其在癌症治疗、药物传递和细胞成像等领域具有潜在应用。
同时，纳米材料在太阳能电池、锂电池和储能材料等能源领域也有广泛应用，为能源转型发展提供了新的方向。
未来展望：纳米材料的研究和应用在未来将继续取得突破性进展。
随着新的合成方法和表征手段的发展，科学家们将能够精确调控纳米材料的尺寸、形态和性能。
纳米材料将在各个领域中发挥日益重要的作用，如电子、光电子学、医学、能源和环境等。
同时，纳米材料的安全性和环境问题也需要得到更多关注，确保其应用的可持续性和可靠性。
总之，纳米材料的发展历程经历了从粉末到碳纳米管、石墨烯以及其他二维材料的突破，对科学、技术和工业都产生了深远的影响。
纳米技术的发展及其应用
纳米技术的发展及其应用随着科技的迅速发展，纳米技术成为了人们关注的焦点。
纳米技术的发展在当代有着重要的应用价值。
然而，很多人并不了解纳米技术究竟是什么，它有哪些应用场景。
本文将会探讨纳米技术的发展及其应用，为大家带来更加深入的了解。
一、纳米技术的定义纳米技术是指对材料、设备、系统进行探索与制造时所使用的技术的集合。
其中，最小的尺寸是1-100纳米，而纳米级别的物质都具备了计量基本单位纳米的特征。
纳米技术是一种高精密度的技术，它的出现使得科技进步飞速提升。
二、纳米技术的历史20世纪70年代，Eric Drexler 这位美国纳米技术的先驱者提出了“分子纳米技术”(Molecular Nanotechnology，MNT)的概念。
70年代末与80年代的初期，一些科学家和工程师开始进行实验，相关研究日益发展。
20世纪90年代，在全球关于纳米技术的研究与应用不断壮大的背景下，政府和企业们开始逐步投资纳米技术的研究，进一步推动了纳米技术的发展。
三、纳米技术的应用领域1.生物医学纳米技术在医药领域的应用已经得到广泛的研究。
纳米粒子可以通过靶向作用来精准治疗肿瘤等疾病。
磁共振成像(MRI)可以通过纳米粒子来增强图像，从而更加精准地诊断患者的疾病。
2.电子设备纳米技术已经被应用在半导体领域。
通过改变材料的硅含量，纳米技术能够提升芯片的处理速度。
而纳米技术制造的电池能够存储更多的电量，减小电子设备的功耗。
3.能源领域纳米技术能够提升太阳能光电池的效率，在更小的成本范围内存储更多的能量。
此外，纳米技术还能够使风能、水能利用更加高效。
4.材料科学纳米技术的另一个重要应用领域是材料科学。
通过纳米技术制造的材料具有更高的稳定性和耐用性，对于化学品、金属材料的防腐蚀以及在涂层领域的应用有着重要作用。
四、纳米技术的未来展望纳米技术的快速发展为人们的生产和生活带来了巨大的便利和发展空间。
未来，离子束，分子束等技术，及所组织的“智能系统”等，这些将全部实现可推广性的产业技术将推动纳米技术的进一步发展和应用。
纳米技术简介
纳米技术简介纳米技术是指在纳米量级范围内设计、控制、制造和应用物质的技术，它是当前现代科技中最前沿、最为热门和具有巨大发展潜力的科学领域之一。
纳米技术是一种跨学科的综合性技术，涉及材料、物理、化学、生物学、医学、电子、计算机等各个领域，为解决许多世界性的问题提供了新的思路和手段。
本文将从纳米技术的发展历程、纳米技术的性质和应用、纳米技术的未来发展方向等方面进行介绍。
一、纳米技术的发展历程随着科学技术的不断发展，人类的认知水平不断提升，科学家们不断探索各种新型材料和新型技术。
20世纪50年代以来，随着计算机技术的发展，人类逐渐开始了解和控制物质的微观结构和性质。
1974年，麻省理工学院的约瑟夫?菲奥利奇成为第一位提出“纳米技术”这个概念的人。
1981年，IBM实验室的斯科特?凯尔文提出了“扫描隧道显微镜”，这一技术被认为是开启纳米技术时代的关键技术。
1991年，与凯尔文有合作关系的蒂尔曼一起发明了原子力显微镜，使得人类可以探索纳米级别的物质结构和表现。
1999年，英国科学家林尼格尔想到了如何组装纳米级物质的思路，并发明了“分子机器人”概念，成功制造出了分子级别的计算机零部件。
此后，纳米技术得到了快速发展。
二、纳米技术的性质和应用1.纳米技术的性质：纳米级得物质具有许多独特的性质，科学家们已经发现，常规材料如金属、陶瓷、塑料等等当它们变成纳米粒子或结构时，具有不同于其宏观物理特性的新的性能表现，例如大小效应、表面效应、量子效应等等。
如共轭聚合物、碳纳米管、二维材料、自组装超晶格等所研发的纳米新材料，为电子、光电等各个领域的产品极大地增强了性能。
2.纳米技术的应用：纳米技术在诸多领域的应用研究正在不断突破，例如在医疗健康方面，纳米技术可以开发制造出具有高效传递药物和治疗某些疾病的纳米粒子。
在电子技术领域，纳米技术可以制造出更小、更快、更节能的集成电路和大规模集成电路。
在环保领域，车间污染物氮氧化物(NOx)、甲醛、苯等物质的排放，可以通过使用纳米材料催化剂降低排放。
纳米技术介绍
纳米技术介绍纳米技术是一种制造和应用材料与器件的技术，该技术的关键在于通过对材料进行精确的控制和设计，使得其具有纳米级的结构和特性。
纳米技术包括纳米材料的制备、纳米器件的制作和纳米技术在各个领域的应用。
1. 纳米技术的发展历史纳米技术的概念最早可以追溯到1959年，美国物理学家理查德·费曼在他的著名演讲中提出了“有足够的空间在那里”这一思想。
1980年代，纳米技术逐渐成为材料科学和工程的研究热点，各国开始加大对纳米技术的研究和投入。
1990年代，纳米技术成为国际上研究的焦点，纳米技术领域取得了飞速发展。
2. 纳米技术的原理纳米技术的核心原理是“自下而上”的制备和设计方法，即通过控制和组装原子和分子，构建具有纳米级结构的材料和器件。
这主要包括两方面的工作，一是纳米材料的制备和改性，包括纳米颗粒、纳米管、纳米线等；二是纳米器件的制作和调控，包括纳米电子器件、纳米光学器件等。
3. 纳米技术的应用领域纳米技术在各个领域都有广泛的应用，包括材料、能源、生物、医药、电子、信息等领域。
在材料领域，纳米技术可以制备具有特殊性能的纳米材料，如纳米复合材料、纳米多孔材料等；在生物医药领域，纳米技术可以用于制备药物载体、诊断试剂和治疗器件；在电子领域，纳米技术可以制备超小型、高性能的电子器件。
4. 纳米技术的发展趋势随着纳米技术的不断发展，人们对纳米技术的发展趋势也有了更多的预测。
未来，纳米技术将向着更加精准、高效和多功能的方向发展。
纳米技术在材料、生物、电子等领域的应用也将不断扩大，带来更多新的科技突破和产业创新。
纳米技术作为一种新兴的交叉学科技术，正在深刻地改变着人类社会的发展方式和生产方式。
随着纳米技术的不断发展和进步，相信它将会为人类社会带来更多的惊喜和改变。
纳米科学与技术的发展历史
纳米科学与技术的发展历史纳米科学与技术简称纳米科技是80年代后期发展起来的,面向21 世纪的综合交叉性学科领域,是在纳米尺度上新科学概念和新技术产生的基础.它把介观体系物理、量子力学、混沌物理等为代表的现代科学和以扫描探针显微技术、超微细加工、计算机等为代表的高技术相结合, 在纳米尺度上到10nm之间研究物质包括原子、分子的特性和相互作用,以及利用原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的特性制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃.历史背景对于纳米科技的历史, 可以追溯到30多年前着名物理学家、诺贝尔奖获得者Richard Feynman于美国物理学会年会上的一次富有远见性的报告 . 1959 年他在低部还有很大空间的演讲中提出:物理学的规律不排除用单个原子制造物品的可能.也就是说, 人类能够用最小的机器制造更小的机器.直至达到分子或原子状态, 最后可以直接按意愿操纵原子并制造产品.他在这篇报告中幻想了在原子和分子水平上操纵和控制物质.他的设想包括以下几点: 1如何将大英百科全书的内容记录到一个大头针头部那么大的地方; 2 计算机微型化; 3重新排列原子.他提醒到, 人类如果有朝一日能按自己的主观意愿排列原子的话, 世界将会发生什么 4 微观世界里的原子.在这种尺度上的原子和在体块材料中原子的行为表现不同.在原子水平上, 会出现新的相互作用力、新颖的性质以及千奇百怪的效应. 就物理学家来说, 一个原子一个原子地构建物质并不违背物理学规律.这正是关于纳米技术最早的构想.20 世纪70 年代, 科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想.美国康奈尔大学Granqvist 和Buhrman 利用气相凝集的手段制备出纳米颗粒, 提出了纳米晶体材料的概念, 成为纳米材料的创始者.之后, 麻省理工学院教授德雷克斯勒积极提倡纳米科技的研究并成立了纳米科技研究小组.纳米科技的迅速发展是在20 世纪80 年代末、90 年代初.1981 年发明了可以直接观察和操纵微观粒子的重要仪器———扫描隧道显微镜STM、原子力显微镜AFM, 为纳米科技的发展起到了积极的促进作用.1984 年德国学者格莱特把粒径6 nm 的金属粉末压成纳米块, 经研究其内部结构, 指出了它界面奇异结构和特异功能.1987 年, 美国实验室用同样的方法制备了纳米TiO2 多晶体.1990 年7月第一届国际纳米科学技术会议与第五届国际扫描隧道显微学会议在美国巴尔的摩举办, 同时纳米技术与纳米生物学这两种国际性专业期刊也相继问世.自1991 年, 中国开始热衷于纳米技术的研究, 到“十五”计划之后, 纳米科技呈现出快速发展的势头.1993年8月在俄罗斯,1994年11月在美国, 先后召开了第二届和第三届国际纳米科学与技术会议. 第四届国际纳米科技会议将于1996年在中国召开.1999 年上半年, 北京大学纳米技术研究取得重大突破, 电子学系教授薛增泉领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面, 并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针.近年来, 一些国家也纷纷投入巨资抢占纳米技术战略高地.发展趋势由于纳米科技在材料科学、机械制造、信息科学、应用物理、生物科学以及国防和空间技术上有着广阔的发展前景, 因此这个领域的研究在全世界范围内受到高度重视.世界上一些发达国家已投巨资, 组织该领域有影响的科学家进行纳米科技研究.纳米科技在世界范围内方兴未艾.美、英、日、德等国对纳米科技给予了高度重视.美国真空学会成立了纳米科学与技术部.美国国家基金会把纳米科技列为优先支持的项目, 美国与纳米技术有关的资助一半以上来自军方.英国政府在财力困难的情况下也制订了纳米技术计划, 在机械、光学、电子学等领域遴选了8 个项目进行研究.日本制订的关于先进技术开发研究规划ERATO 中有12 个项目与纳米科技有关, 研究主体是35 岁以下的青年人.其投资额多达几十亿日元.美、日政府和公司也纷纷投入了人力、财力、物力去进行纳米科技的研究.德国汉堡大学应用物理系微结构研究中心已投资1 千万马克, 正准备建造一套具有世界一流水平的超高真空低温扫描隧道显微镜STM, 期望在研究磁单极的存在性的重要科学问题上有重要的突破.纳米科技的发展速度比原先人们估计的要快得多,有的已实用化了.纳米科技在计算机、信息处理、通讯、生物、医疗等领域迅速发展, 尤其是在国防上有巨大的发展前景, 国外已开始注意到对有关纳米科技的研究内容实行保密和技术封锁.纳米科技的产业应用直接根植于基础研究, 与传统的技术发展规律不同, 它从基础到应用的转化是直接的, 并且转化的周期将会更短.科学家们预言, 纳米科技的研究与发展, 将极大地改变人们的思维方式和更新人们的传统观念, 从而对人类的社会生活面貌产生革命性的影响.纳米科技给人类带来的变化可能会像产业革命、抗菌素以及核武器给人类带来的变化那样深远.纳米科技对于基础科学纳米化学、量子力学、介观物理、混沌物理研究来说有着诱人的前景, 因为在纳米尺度上物质表现出新颖的现象、奇特的效应和特异的性质.纳米科技更具有直接的实用目的, 作为一门技术, 能为人类提供新颖的、特定功能的装置.纳米科技的一个重要方面是微型化, 如制作体积更小、价格更便宜、速度更快的微电子元件, 设计微型传感器、微型工具及微型仪器等.。
纳米科技的发展及未来的发展方向
纳米科技的发展及未来的发展方向一、引言纳米科技是一门涉及材料科学、物理学、化学、生物学等多学科交叉的前沿科技领域。
它以纳米尺度（即10的负9次方米）的材料和结构为研究对象，通过对物质的精确控制和调控，实现了许多令人瞩目的科学和技术突破。
本文将介绍纳米科技的发展历程，并探讨其未来的发展方向。
二、纳米科技的发展历程1. 早期研究：20世纪50年代至70年代，科学家们开始意识到纳米尺度的物质具有独特的性质和行为。
他们进行了一系列的实验和研究，为纳米科技的发展奠定了基础。
2. 纳米材料的合成与制备：随着科技的进步，研究人员发展出了多种纳米材料的合成和制备方法，包括溶胶凝胶法、气相沉积法、电化学法等。
这些方法使得纳米材料的制备更加可控和高效。
3. 纳米材料的性质和应用研究：研究人员对纳米材料的性质进行了深入的研究，发现纳米材料具有许多独特的物理、化学和生物学特性。
这些特性使得纳米材料在能源、医药、电子等领域有着广泛的应用前景。
4. 纳米器件和纳米技术的发展：随着对纳米材料的研究深入，科学家们开始探索如何将纳米材料应用于实际的器件和技术中。
纳米电子器件、纳米传感器、纳米催化剂等纳米技术的发展取得了重要的突破。
三、纳米科技的未来发展方向1. 纳米材料的功能化设计：未来的纳米科技将更加注重对纳米材料的功能化设计。
通过合理的结构设计和控制，可以实现纳米材料的特定性能，如高强度、高导电性、高吸附性等。
这将为纳米材料在能源存储、环境修复、医药等领域的应用提供更多可能性。
2. 纳米生物技术的发展：纳米科技与生物技术的结合将是未来的发展方向之一。
纳米生物技术可以用于生物传感、药物传递、基因治疗等领域，为医学和生命科学带来革命性的突破。
例如，纳米粒子可以被用作靶向药物传递的载体，提高药物的疗效和减少副作用。
3. 纳米机器人的研究：纳米机器人是未来纳米科技的重要研究方向之一。
纳米机器人可以在纳米尺度上执行精确的操作，如药物释放、组织修复等。
纳米技术及其发展现状
LOGO
用LIGA技术制作的微齿轮 技术制作的微齿轮
LOGO
用LIGA技术制作的微结构 技术制作的微结构
LOGO
用LIGA技术制作的环形微陀螺仪 技术制作的环形微陀螺仪
LOGO
用LIGA技术制作的微传感器和微制动器结构 技术制作的微传感器和微制动器结构
LOGO
技术与微细EDM结合制作的微结构 用LIGA技术与微细 技术与微细 结合制作的微结构
LOGO
纳米技术及其发展现状
邓海峰
LOGO
纳米技术
纳米技术（ 纳米技术（nanotechnology）是用单个 ） 原子、分子制造物质的科学技术。 原子、分子制造物质的科学技术。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、 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） 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 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， 显微镜技术、核分析技术）结合的产物， 技术 纳米科学技术又将引发一系列新的科学技 例如纳电子学、纳米材科学、 术，例如纳电子学、纳米材科学、纳机械 学等。 学等。
视频
LOGO
智能药物 纳米生化材料微小易渗透，这使 得医药家能改变细胞基因，因而纳 米生化材料的应用，还有基因药物 的开发。比如微型智能药物，能够 通过识别癌细胞化学特征，来攻击 癌细胞，甚至可以进入单个的病变 细胞中使其分解。从而达到治疗疾 病的目的，而同时又不伤害正常的 细胞组织。
LOGO
LOGO
纳米技术与隐身
日本科学家开发出的光学隐身衣服。 日本科学家开发出的光学隐身衣服。这项技 术的核心是将物体前后的移动影像集成在一 起，制造出透明的效果
纳米科技的发展历程
纳米科技的发展历程引言：纳米科技是指在纳米尺度下对材料和器件进行研究和应用的科学技术领域。
纳米尺度是指物质的尺寸在1到100纳米之间。
纳米科技的发展历程可以追溯到20世纪50年代，但真正取得突破性进展的是在20世纪80年代后期。
本文将从纳米科技的起源、发展和应用等方面对其发展历程进行介绍。
一、纳米科技的起源纳米科技的起源可以追溯到1959年，当时理论物理学家Richard Feynman在加州理工学院的一次演讲中首次提出了“可以容纳一级存储器的头针尖的空间”这个概念，这标志着纳米科技的雏形开始出现。
随后，随着扫描探针显微镜和扫描隧道显微镜等仪器的发明，纳米尺度下的材料和器件研究逐渐成为可能。
二、纳米科技的发展阶段纳米科技的发展可以分为三个阶段：研究阶段、发展阶段和应用阶段。
1. 研究阶段（1959年-1980年）这一阶段主要是纳米科技的理论研究和仪器设备的发展。
在这期间，科学家们对纳米尺度下的物理、化学和生物学等领域进行了深入的研究，为后续的发展奠定了基础。
2. 发展阶段（1980年-2000年）在20世纪80年代后期，纳米科技进入了发展的快车道。
1981年，IBM的科学家Gerd Binnig和Heinrich Rohrer发明了扫描隧道显微镜，这一仪器的出现使得科学家们能够观察和操纵单个原子和分子。
此后，纳米科技开始在各个领域迅速发展，涌现出一批重要的研究成果，如纳米材料的合成和制备方法、纳米器件的设计与制备等。
3. 应用阶段（2000年至今）进入21世纪，纳米科技逐渐从实验室走向应用。
在医药、能源、材料、电子等领域，纳米科技的应用取得了显著的突破。
纳米材料在药物输送、肿瘤治疗和生物传感等方面有着广泛的应用前景；纳米材料在太阳能电池、燃料电池和储能材料中的应用也取得了重要进展；纳米电子器件在信息技术和通信领域有着广泛的应用。
三、纳米科技的应用领域纳米科技的应用涉及众多领域，以下列举几个典型的领域：1. 医药领域：纳米药物输送系统可以提高药物的溶解度和稳定性，实现药物的靶向治疗，提高疗效并降低副作用。
纳米材料与技术期末考试复习
2017年《纳米材料与技术》期末复习一、填空题（每空格0.5分，共15分）二、选择题（单项，每题1分，共15分）第一章：纳米科学技术概论一、纳米科学技术的发展历史——1、1959年12月，美国物理学家费曼在加州理工学院召开的美物理学会会议上作了一次富有想象力的演说“最底层大有发展空间”，费曼的幻想点燃纳米科技之火。
2、1981年比尼格与罗勒尔发明了看得见原子的扫描隧道显微镜（STM）。
3、1989年在美国加州的IBM实验内，依格勒博士采用低温、超高真空条件下的STM操纵着一个个氙原子，实现了人类另一个幻想——直接操纵单个原子。
4、1991年，日本的饭岛澄男教授在电弧法制备C60时，发现氩气直流电弧放电后的阴极碳棒上发现了管状结构的碳原子簇，直径约几纳米，长约几微米碳纳米管。
5、1990年在美国东海岸的巴尔的摩召开第二届国际STM会议的期间，召开了第一届国际纳米科学技术会议，该会议标志纳米科学技术的诞生。
二、纳米科学技术基本概念——纳米、纳米技术及其分支、纳米科学技术及其分支：纳米技术主要包括纳米材料的制造技术、微机械和微电机的制造技术、纳米器件的制造技术和纳米生物器件及纳米药物的制造技术。
1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米科学技术划分为6个分支学科，分别是纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学。
纳米组装体系是以纳米颗粒或纳米丝、纳米管及纳米尺寸的孔洞为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。
根据纳米结构体系构筑过程中的驱动力是靠外因，还是靠内因来划分，大致可分为两类:一是人工纳米结构组装体系，二是纳米结构自组装体系。
第二章：纳米材料学一、纳米材料的分类：❶按功能分为半导体纳米材料、光敏型纳米材料、增强型纳米材料和磁性纳米材料；❷按属性分为金属纳米材料、氧化物纳米材料、硫化物纳米材料、碳（硅）化合物纳米材料、氮（磷）等化合物纳米材料、含氧酸盐纳米材料、复合纳米材料。
纳米材料和纳米科学技术新
What is Nano ?
In Greek, “nano” means dwarf Really really really small!!!
1 nanometer (nm) = 10-9 m
Nanoscale generally refers to the size scale of 1 – 100 nm.
30
表面原子所占比 例（％）
20 40 80 99
宏观量子隧道效应
微观离子具有贯穿垒的能力称为隧道效应。 近年来，人们发现一些宏观物理量，如：微颗粒 的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦具有 隧道效应，称为宏观量子隧道效应。 重要意义：限定了磁带、磁盘进行信息贮存的时 间极限，确立了微电子器件进一步微型化的极 限。
纳米隐身涂料：纳米材料和有机涂料复合而成 （Nanocomposite coating)。
金属纳米隐身涂料：纳米金属粒子，如Al、Ti、Cr、 Nb、Mo等与聚合物的复合。金属氧化物，如TiO2、 SiO2、ZnO、Al2O3、Fe2O3等与聚合物的复合。
有机纳米隐身涂料：有机纳米粒子的熔融、复合而成。
由于纳米材料的特殊结构，使之产生四 大效应，从而具有传统材料所不具备的 物理、化学性能。由于纳米材料在磁、 热、光、电、催化、生物等方面具有奇 异的特性，使其在诸多领域有着非常广 泛的应用前景，并已经成为当今世界科 技前沿的热点。
纳米材料的奇异性能
纳米金属材料－高矫顽力：磁性信用卡，磁性钥 匙，磁 性流体（电声器件、旋转密封）
氧化铝粉体添加到常规85瓷、95瓷 中，观察到强度和韧性均提高50％ 以上；
ＣａＦ２纳米材料在８０—１８０℃ 温度下，塑性提高１００％。
催化活性增强
以粒径小于300nm的 Ni和Cu-Zn合金的超 细微粒为主要成分制 成的催化剂，可使有 机物氢化的效率提高 到传统镍催化剂的10 倍
- 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)。
纳米科学发展史摘要：纳米科学是研究于纳米尺寸（1~100nm）时，物质和设备的设计方法、组成、特性以及应用的应用科学。
“纳米科学”最初的设想来自于著名物理学家费曼1959年在加州理工大学的一次演讲。
经过半个多世纪的发展，特别是上世纪末期，随着测量与表征技术的显著提高，纳米科学技术得到了飞速的发展，已经成为一门集前沿性、交叉性和多学科特征的新兴研究领域，其理论基础、研究对象涉及物理学、化学、材料学、机械学、微电子学、生物学和医学等多个不同的学科。
关键字：纳米科学，纳米技术，发展，应用1.纳米科学发展简史1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼在美国加州理工学院召开的美国物理学会年会上预言：如果人们可以在更小尺度上制备并控制材料的性质，将会打开一个崭新的世界。
这一预言被科学界视为纳米材料萌芽的标志。
1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
70年代美国康奈尔大学格兰维斯特和布赫曼利用气相凝集的手段制备纳米颗粒，开始了人工合成纳米材料。
1982年，研究纳米的重要工具-扫描隧道显微镜被发明。
1989年德国教授格雷特利用惰性气体凝集的方法制备出纳米颗粒，从理论及性能上全面研究了相关材料的试样，提出了纳米晶体材料的概念，成为纳米材料的创始人。
1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举行。
1991年，碳纳米管被发现，它的质量只有同体积钢的六分之一，强度却是钢的十倍。
1992年开始，两年一届的世界纳米材料会议分别在墨西哥、德国、美国夏威夷、瑞典举行。
1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中科北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字。
1997年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存储容量比现有计算机提高成千上万倍的量子计算机。
1999年，巴西和美国科学家发明了世界上最小的“秤”，可称量十亿分之一克的物体，相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的“秤”。
1999年，全球纳米产品的年营业额达到500亿美元。
2000年4月，美国能源部桑地亚国家实验室运用激光微细加工技术研制出智能手术刀，该手术刀可以每秒扫描10万个癌细胞，并将细胞所包含的蛋白质信息输入计算机进行分析判断。
2001年纽约斯隆-凯特林癌症研究中心的戴维. 沙因贝格尔博士报道了把放射性同位素锕-225的一些原子装入一个形状像圆环的微型药丸中，制造了一种消灭癌细胞的靶向药物。
2．纳米科学及技术的发展2.1纳米技术发展五个阶段新观点：纳米技术发展可能经历五个阶段据日本阿普莱德研究所提供的材料介绍，以研究分子机械而著称的美国风险企业宰贝克斯公司的一项预测认为，纳米技术的发展可能会经历以下五个阶段：第一阶段的发展重点是要准确地控制原子数量在100个以下的纳米结构物质。
这需要使用计算机设计／制造技术和现有工厂的设备和超精密电子装置。
这个阶段的市场规模约为5亿美元。
第二个阶段是生产纳米结构物质。
在这个阶段，纳米结构物质和纳米复合材料的制造将达到实用化水平。
其中包括从有机碳酸钙中制取的有机纳米材料，其强度将达到无机单晶材料的3000倍。
该阶段的市场规模在50亿至200亿美元之间。
第三个阶段，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。
该阶段的市场规模可达100亿至1000亿美元。
第四个阶段中实现纳米计算机。
这个阶段的市场规模将达到2000亿至1万亿美元。
第五阶段里，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，市场规模将高达6万亿美元。
宰贝克斯公司认为，虽然纳米技术每个阶段到来的时间有很大的不确定性，难以准确预测，但在2010年之前，纳米技术有可能发展到第三个阶段，超越“量子效应障碍”的技术将达到实用化水平。
2.2世界各国对纳米技术的发展现状美国最早成立了纳米科技研究中心，开展了预研究，IBM和德克萨斯仪器公司都是积极参与者。
在加州大学伯克利分校、圣巴巴拉分校、斯坦福大学、加州理工学院等十多所著名大学、研究机构都在重点发展纳米科技研究。
1988年美国能源部召集专题研讨会“团簇及团簇组装材料相关的研究战略”，表现出对这一前沿领域的高度重视；1989年美国NMAR-NRC又召集专题研讨会“具有亚微米尺度材料的研究战略”；1991年以后，美国正式把纳米技术列入国家关键技术的第8项和2005年的战略技术，报告提出：微米级和米级制造涉及显微量级（微米）和原子量级（纳米）的材料及器件的制造和使用，对先进的纳米级技术的研究可能导致纳米机械装置和传感器的产生。
……纳米技术的发展，可能使许多领域产生突破性进展；1992年美国启动“总统倡导的材料R&D项目”，旨在促进超细及纳米材料的商业化；1993年美国再次启动联邦先进材料及过程项目推动该领域技术的商业化；日本也早在80年代初就以巨资投入纳米技术研究，制定了庞大的国家计划，从1991年起实施一项为期10年、耗资2.25亿美元的纳米技术研究开发计划。
日本制订的关于先进技术开发研究规划中有12个项目与纳米技术。
德国在1993年提出今后10年重点发展的9个关键技术领域，纳米技术就涉及其中4个领域，德国政府每年投入约5000万美元，用于基础及应用开发。
英国也制订了纳米技术研究计划，在机械、光学、电子学等领域遴选了8个项目进行研究。
我国在纳米技术领域的研究也已起步。
中国科学院、中国真空学会分别召开研讨会讨论我国纳米科技的发展战略，纳米材料的研制已被国家列入攀登计划、“863”计划、攻关计划、火炬计划等，纳米加工和DNA结构的STM研究也已被列为中科院八五重大基础研究项目。
去年，科技部又启动了有关纳米材料的国家重点基础研究项目，投入数千万资金支持基础研究。
我国已有了自己的纳米技术产品，建立了十多条纳米材料和技术的生产线。
3.纳米技术的应用3.1应用领域应用领域包含下列四个主要方面：第一方面是纳米材料，包括制备和表征。
在纳米尺度下，物质中电子的放性（量子力学学性质）和原子的相互作用将受到尺度大小的影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。
而不改变物质的化学成份。
用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高，但不舱裂,无机的超微粒子灰分在加入橡胶后，将粘在聚合物分子的端点上，所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。
第二方面是纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。
特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。
这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。
在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。
虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。
第三方面是纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。
有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。
新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水，但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。
第四方面是纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。
当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。
3.2纳米科技的应用3.2.1在材料科学中的应用随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。
许多专家认为，如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题，则它将具有高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等优点。
3.2.2在微电子学上的应用纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理信息的能力，实现信息采集和处理能力的革命性突破，可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。
计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。
纳米电子学将成为下世纪信息时代的核心。
纳米计算机的问世，将会使当今的信息时代发生质的飞跃。
它将突破传统极限，使单位体积物质的储存和信息处理的能力提高上百万倍，从而实现电子学上的又一次革命。
3.2.3在医学上的应用使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。
纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。
使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
研究纳米技术在生命医学上的应用，可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息。
科学家们设想利用纳米技术制造出分子机器人，在血液中循环，对身体各部位进行检测、诊断，并实施特殊治疗。
3.2.4在航空航天领域的应用纳米器件在航空航天领域的应用，不仅是增加有效载荷，更重要的是使耗能指标成指数倍的降低。
这方面的研究内容还包括：研制低能耗、抗辐照、高性能计算机；微型航天器用纳米集成的测试、控制电子设备；抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料。
采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。
3.2.5在食品领域的应用利用纳米材料，冰箱可以抗菌。
纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。
利用纳米粉末，可以使废水彻底变清水，完全达到饮用标准。
纳米食品色香味俱全，还有益健康。
4纳米材料的未来发展经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。
纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。
可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。
有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。