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光学仪器的发展前沿-纳米技术

2008-05-07 10:14
天堂的苦涩
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   专家预言,从第一次工业革命到现在,真正称得上主导技术的只有4次,而纳米技术将成为第五次推动社会经济各领域快速发展的主导技术。更重要的是,传统的技术进步往往会耗费巨大的自然资源,而纳米技术则将在知识经济中成为最大的节省再生资源和能源的标志。未来会出现很多自然界并不存在的强度高、对环境友好、节省能源和资源的新型材料,这一影响不会低于现在的计算机、微米技术给人类带来的影响。

   最近,新加坡科学家在利用纳米技术治疗裂骨方面取得突破。实验中,专家在大鼠脚骨上制造了大约3毫米的裂缝,然后把以纳米材料制成的骨头构架植入裂缝中,结果5个月后成功让骨头完全愈合。这是纳米技术在医学领域的又一次成功应用,但纳米究竟会给我们带来怎样的新生活呢?

   据悉,国内首个中药纳米专利由华中科技大学的三位教授最先提出并申请。华中科技大学是纳米中药领域的技术高地,他们运用纳米技术制造粒径小于100纳米的中药有效成分,能极大地提高药性,降低毒副作用,因为一些不易被人体吸收的药物或食品都可做成纳米粉或悬浮液,使其更容易被吸收;而由纳米药物做成的药膏,也可直接通过皮肤吸收而无需注射。

   中国地质大学在矿物药纳米化研究方向也取得了一系列突破,并率先在世界上研制出纳米态硫磺。纳米硫磺在面膜、膏霜等化妆品中应用纳米硫材料,对治疗脂溢性皮炎、螨虫、青春痘等有奇效。

   从世界范围看,纳米研究正在向应用和产业化努力,这也从侧面说明纳米技术离大规模的应用还有一个过程。比如美国前总统克林顿曾提出的用一个方糖大小的存储器可存下国家图书馆的资料,这就是纳米晶体管技术,但其目前还仅是实验室产品,不能用于大规模生产,原因在于改造的成本过于昂贵、产品的可靠性和耐久性难以验证,纳米科技展示的前景非常美好,但要想使纳米材料真正大批量应用在现实生活中,还需要科学家和政府的不断努力。

   纳米科技历程

   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。
 
   20世纪70年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想,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。
  

   1982年,科学家发明研究纳米的重要工具扫描隧道显微镜,揭示了一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极的促进作用。

   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,强度却是钢的100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,碳纳米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。

   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,中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出中国二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。

   1999年,巴西和美国科学家在进行碳纳米管实验时发明了世界上最小的秤,它能够称量十亿分之一克的物体,即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,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。

   到1999年,纳米技术逐步走向市场,全年纳米产品的营业额达到500亿美元。近年来,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。

   (编辑:xiaoyao)

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