走進(jìn)納米世界.ppt

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1、走進(jìn)納米世界主要內(nèi)容納米科技的意義及發(fā)展過(guò)程納米材料的應(yīng)用納米與生物交叉學(xué)科研究狀況碳納米管主要內(nèi)容概念、納米科技的意義及發(fā)展過(guò)程納米材料的應(yīng)用納米與生物交叉學(xué)科研究狀況碳納米管納米的基本概念納米是英文nanometre的音譯.納米源自拉丁語(yǔ)“NANO”,意為“矮小”.納米是一種物理度量單位,是一長(zhǎng)度單位.1納米(1nm)=10-9m.十的二十五次方米，大約十億光年，十億光年這個(gè)范圍是我們?nèi)祟?lèi)目前已經(jīng)觀測(cè)到的宇宙的大致范圍。如果減小到十的二十一次方米，這個(gè)大約是十萬(wàn)光年，這個(gè)范圍我們可以看到，銀河系的全貌。到十的十四次方米，是1000億公里，可以看到太陽(yáng)系到十的七次方米就是一萬(wàn)公里，

2、我們就可以分辨出地球的一部分，從航天飛機(jī)上可以看到。到十的三次方米是一公里，從飛機(jī)上，我們看到分辨城市建筑物的排列，街區(qū)。到十的一次方米，就是十米，我們就可以看得很清楚草坪上有一個(gè)人在睡覺(jué)。我們把我們的目光聚焦那個(gè)人的手掌繼續(xù)我們的縮小范圍，到十的負(fù)二次方米是一個(gè)厘米，就可以看到他手上的汗毛孔了，皮膚表面的皺紋就可以看到；再繼續(xù)往下走，到十的負(fù)五次方米，是一百個(gè)微米，就可以分辨細(xì)胞，細(xì)胞大小在十幾個(gè)微米。到十的負(fù)七次方米，一看這么高度螺旋的結(jié)構(gòu)就知道是染色體了?？吹竭@個(gè)規(guī)則的等距雙螺旋結(jié)構(gòu)，也就是常說(shuō)的DNA。分子結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)。再往下到十的負(fù)九次方米，這就是一個(gè)納米，我們可以分辨出，

3、DNA里邊的分子結(jié)構(gòu)到十的負(fù)十次方米是一?；蛞话賯€(gè)皮米，我們可以看到電子云籠罩下的原子的輪廓，大家都知道，一個(gè)原子它是由原子核和電子構(gòu)成的，外圍的電子有一個(gè)大概的輪廓。到十的負(fù)十三次方米，是一百個(gè)飛米，那么我們從整體上可以分辨出原子核，可以看出很多個(gè)球來(lái)，它們是帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子往下到十的負(fù)十四次方米，是十個(gè)飛米，我們就可以看到原子核當(dāng)中的質(zhì)子和中子，原子核是由質(zhì)子和中子組成再往下到10-15米，是一個(gè)飛米，我們就可以分辨出組成質(zhì)子和中子的夸克，6個(gè)夸克來(lái)組成原子核。再往下到10-16米是100個(gè)阿米，我們可以進(jìn)一步看清夸克，一個(gè)夸克的大小在10-19米，就是0.1個(gè)阿米左右

4、。納米就在我們身邊古代“文房四寶”中的墨水----用碳納米微粒溶于水形成。蜜蜂、海龜不迷路----體內(nèi)有納米磁性微粒（相當(dāng)于生物羅盤(pán)）。人體的牙齒、骨骼都是有含鈣的羥基磷灰石(HAP)納米微粒組成.納米科技的發(fā)展過(guò)程著名的科學(xué)家愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：未來(lái)科技的發(fā)展，無(wú)非是繼續(xù)向宏觀世界和微觀世界進(jìn)軍?！暧^世界指的是人類(lèi)的肉眼可以分辨出來(lái)的物體。當(dāng)然極大至于宇宙，宇宙的深處?！⒂^世界指的是原子分子，以及原子分子以下的那些層次。極小至于夸克。1、在工業(yè)革命以前，大部分人類(lèi)生產(chǎn)、科研不需要用到毫米，“毛估估”的做法說(shuō)明了我們對(duì)這個(gè)世界認(rèn)知的粗淺。2、以蒸汽機(jī)等機(jī)械發(fā)明為主要標(biāo)志的第一次

5、工業(yè)革命，將人類(lèi)認(rèn)知推向毫米層次。納米科技的發(fā)展進(jìn)程3、第二次工業(yè)革命，發(fā)明了電，從機(jī)械時(shí)代進(jìn)入微電子時(shí)代，毫米不夠用了，毫米的千分之一——微米誕生了。4、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微米層次的局限越來(lái)越明顯，例如，電腦芯片雖然已越做越小，但即將達(dá)到材料的物理極限，只有進(jìn)入另一個(gè)層次——納米層次，才會(huì)有更大的突破，比如將現(xiàn)在的筆記本電腦變得像手表一樣小，或更小，可以把它固定在紡織品面料上。納米科技及其發(fā)展進(jìn)程正如牛頓力學(xué)只適用于低速的宏觀物體，而高速運(yùn)動(dòng)，只能用相對(duì)論來(lái)解釋;在納米層次，許多原來(lái)在宏觀尺度上使用的規(guī)律、定理、方式、方法，都將不再適用，世界將從此是另一個(gè)模樣。我們現(xiàn)在所熟悉的“

6、原材料”將是小至納米級(jí)的原子、分子。納米科技的發(fā)展進(jìn)程納米結(jié)構(gòu)的特性1、納米微粒的表面效應(yīng)納米粒子的表面原子與總原子數(shù)之比隨納米粒子的尺寸的減小而大幅度地增加，粒子的表面能及表面張力也隨著增加,從而引起納米粒子性質(zhì)的變化。2、納米微粒的小尺寸效應(yīng)隨著顆粒的量變,在一定條件下會(huì)引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變，由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱(chēng)為小尺寸效應(yīng)。3、納米微粒的量子效應(yīng)量子效應(yīng)是指隨著納米微粒尺寸的減小，納米微粒的能隙加寬并發(fā)生“藍(lán)移(blueshift)”的現(xiàn)象，即材料中電子的能級(jí)或能帶與組成材料的顆粒尺寸之間的效應(yīng)關(guān)系。１９５９年，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、被認(rèn)為繼愛(ài)因斯坦之后最為睿智

7、的理論物理學(xué)家—理查得·費(fèi)因曼教授在加州理工大學(xué)發(fā)表了題為《在底部還有很大空間》的演講。在費(fèi)因曼看來(lái)，人類(lèi)社會(huì)目前的生產(chǎn)方式，總是“從上而下”的，他提出：為什么我們不可以從單個(gè)分子、甚至原子開(kāi)始出發(fā)，進(jìn)行組裝，達(dá)到我們的要求？……物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子制造物品的可能?！奔{米科技及其發(fā)展進(jìn)程德國(guó)人跨出第一步美國(guó)人拉開(kāi)序幕顯微鏡遠(yuǎn)場(chǎng)顯微鏡近場(chǎng)顯微鏡第一代顯微鏡:光學(xué)顯微鏡第二代顯微鏡:電子顯微鏡第三代顯微鏡:STM納米科技發(fā)展的歷程１９８１年，德國(guó)