普及纳米知识推动科技进步.ppt

普及纳米知识推动科技进步在工业革命以前,大部分人类生产、科研不需要用到毫米,“毛估估”的做法说明了我们对这个世界认知的粗浅。以蒸汽机等机械发明为主要标志的第一次工业革命,将人类认知推向毫米层次。二次工业革命,发明了电,从机械时代进入微电子时代,毫米不够用了,毫米的千分之一———微米诞生了。随着科学技术的发展,微米层次的局限越来越明显,例如,电脑芯片虽然已越做越小,但即将达到材料的物理极限,只有进入另一个层次———纳米层次,才会有更大的突破,比如将现在的笔记本电脑变得像手表一样小,或更小,可以把它固定在纺织品面料上。正如牛顿力学只适用于低速的宏观物体,而高速运动,只能用相对论来解释;在纳米层次,许多原来在宏观尺度上使用的规律、定理、方式、方法,都将不再适用,世界将从此是另一个模样。我们现在所熟悉的“原材料”将是小至纳米级的原子、分子。那么什么是纳米呢?1纳米=十亿分之一米1959年,诺贝尔奖获得者、被认为继爱因斯坦之后最为睿智的理论物理学家—理查得·费因曼教授在加州理工大学发表了题为《在底部还有很大空间》的演讲。在费因曼看来,人类社会目前的生产方式,总是“从上而下”的,他提出:为什么我们不可以从单个分子、甚至原子开始出发,进行组装,达到我们的要求?……物理学的规律不排除一个原子一个原子制造物品的可能。”~100nm为纳米尺度空间。铅表面的原子世界1981年,德国科学家发明了纳米显微镜,即扫描隧道显微镜(STM)人类从此可以直观地观察到单个原子了。看得见原子只是第一步!第二步就是要能够操纵它。1990年,美国加州IBM实验室,将35个氙原子排布成“IBM”3个字母,总面积只有几个平方纳米,人类第一次实现了操纵单个原子,纳米科技的序幕拉开了。江苏省张家港高级中学倪洪祥在扫描隧道显微镜下,科学家将48个铁原子排列在铜表面上,形成一个圆形围栏。量子围栏纳米齿轮纳米铜具纳米陶瓷量子围栏纳米陶瓷碳纳米管纳米轴承世界上最小的键盘1993年后,我国科学家先后操纵原子写出“XX”、“原子”、绘出XX国轮廓图。纳米存储器中国我国纳米科技成果一览1993年,中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“XX”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿。1998年,XX大学XX小组成功地制造出直径为3-50纳米、长度达微米量级的氮化镓半导体一维纳米棒,使我国在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体。