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《納米技術(shù)的學(xué)科領(lǐng)域》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、納米技術(shù)的學(xué)科領(lǐng)域摘要：納米技術(shù)的發(fā)展使新名詞、新概念不斷涌現(xiàn)，像納米材料學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)、納米電子學(xué)、納米化學(xué)等等，而且仍在不斷擴(kuò)大。關(guān)鍵詞：納米材料學(xué)，納米動(dòng)力學(xué)，納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)，納米電子學(xué)，納米化學(xué)Areasofnano-technologyLuobinSouthwestChinaNormalUniversity,Chongqing400715,ChinaAbstract:Thedevelopmentofnano-technologysothatthenewterms,newconceptsar
2、eemerging,suchasnano-materials,nano-mechanics,nano-biologyandnano-pharmacology,nanoelectronics,nano-chemistry,etc.,andisstillexpanding.Keyword:Nano-materials,nano-dynamics,nano-biologyandnano-pharmacology,nanoelectronics,nano-chemistryⅠ納米材料學(xué)觀測(cè)和研究納米材料所具有的特殊結(jié)構(gòu)，包括表面粗糙度、表
3、面結(jié)構(gòu)、顆粒大小、缺陷和材料制備。在納米尺度下，物質(zhì)中電子的量子力學(xué)性質(zhì)和原子的相互作用將受到尺度大小的影響，從而使其具有許多與傳統(tǒng)材料不同的物理、化學(xué)性質(zhì)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明一克具有納米尺寸的微粒，其表面積可達(dá)幾萬(wàn)平方米，由于表面積增大，活性就增強(qiáng)；五顏六色的金屬，由于吸光能力增加而一律變成黑體，熔點(diǎn)也隨之降低。而且納米鐵材料的斷裂應(yīng)力比常規(guī)材料高12倍；氣體通過(guò)納米材料的擴(kuò)散速度比一般材料快幾千倍；納米銅材料比常規(guī)銅材料的熱擴(kuò)散增強(qiáng)了近一倍。銅到納米級(jí)就不再導(dǎo)電，納米銅的膨脹系數(shù)比普通銅成倍增加。絕緣的二氧化硅、晶體等，在20納米就
4、開始導(dǎo)電成為導(dǎo)體。人們還發(fā)現(xiàn)，納米顆粒的外形會(huì)逐漸變化，粒度越小，變化越強(qiáng)；納米材料中有大顆粒“并吞”小顆粒的現(xiàn)象，納米顆粒與生物細(xì)胞膜的物化作用很強(qiáng)，因而能被細(xì)菌吞噬而產(chǎn)生特殊的生化效應(yīng)。正由于納米材料這些奇特的力、電、光、磁、吸收、催化、敏感等性能而使之具有廣泛而誘人的應(yīng)用前景。如能得到納米尺度的結(jié)構(gòu)，就可能控制材料的基本性質(zhì)如熔點(diǎn)、磁性、電容甚至顏色，而不改變物質(zhì)的化學(xué)成份，最終實(shí)現(xiàn)根據(jù)材料的性能要求，設(shè)計(jì)、合成納米復(fù)合材料。Ⅱ納米動(dòng)力學(xué)主要是微機(jī)械和微電機(jī)，或稱為微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以
5、及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。用于有傳動(dòng)機(jī)械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng)，特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等。微電子技術(shù)在許多領(lǐng)域引發(fā)了一場(chǎng)微小型化革命，以加工微米、納米結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)為目的的微米、納米技術(shù)在此背景下應(yīng)運(yùn)而生，人們利用精細(xì)加工手段加工出微米、納米級(jí)結(jié)構(gòu)，組成MEMS，將電子系統(tǒng)和外部世界有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等自然界信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認(rèn)識(shí)的電信號(hào)，而且還可以通過(guò)電子系統(tǒng)控制這些信號(hào)，進(jìn)而發(fā)出指令，控制執(zhí)行部件完成所需要的操作。MEMS
6、技術(shù)的目標(biāo)是通過(guò)系統(tǒng)的微型化、集成化來(lái)探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無(wú)法完成的任務(wù)。例如尖端直徑為５微米的微型鑷子可以?shī)A起一個(gè)紅細(xì)胞；制造出3毫米大小的能夠開動(dòng)的小汽車；可以在磁場(chǎng)中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，具有許多傳統(tǒng)傳感器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。Ⅲ納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)首先要介紹一下DNA芯片。DNA芯片或稱作基因芯片實(shí)
7、質(zhì)上是一種高密度的寡核苷酸（DNA探針）陣列。它采用在位組合合成化學(xué)和微電子芯片的光刻技術(shù)或其它方法將大量特定序列的DNA片段（探針）有序地固化在玻璃或硅襯底上，構(gòu)成儲(chǔ)存有大量生命信息的DNA芯片。DNA芯片有可能首次將人類的全部基因（約10萬(wàn)個(gè)）集約化地固化在1平方厘米的芯片上，目前已達(dá)到的密度是40萬(wàn)種探針/芯片，每種探針間的空間尺度是12~20微米。在與待測(cè)樣品DNA作用后，即可檢測(cè)到大量相應(yīng)的生命信息，包括：基因識(shí)別、鑒定、基因突變和基因表達(dá)等等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細(xì)胞內(nèi)放入零件或組件構(gòu)成新的材料。藥物，即使
8、是微米粒子的細(xì)粉，也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。目前，DNA芯片不作為分子的電子器件，也不作為DNA計(jì)算機(jī)用，主要起生命信息的儲(chǔ)存和處理的功能。但正是基于它的對(duì)生命信息進(jìn)行平行處理的原理，利用DNA芯片可快速、
