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2.2 纳米技术在美国
军工: 隐形飞机表面涂料、舰船表面纳 米涂料
美国总统布什2003.12.3日签署了《21世 纪纳米技术研究开发法案》，批准联邦 政府在从2005财政年度开始的4年中共投 入约37亿美元，用于促进纳米技术的研 究开发
2.3 纳米技术在日本
1962年, 久保(Kubo): 久保理论 国会: 21世纪前20年的立国之本 著名大企业: 纳米实用化技术的计划
3.1 纳米技术与经济
材料人类文明的四大技术支柱之一 材料是人类物质文明的基础 材料支撑着其它新技术的前进 纳米材料是纳米技术的基础 纳米材料是材料家族中的重要新成
员
3.2 纳米技术与经济
科学 – 发现新材料、提出新方法
• 知识创新 • 将“钱”转化为“知识”
技术 – 工业化制备纳米材料
• 清洁生产工艺 • 商品化技术 • 将“知识”转化为“钱”
3.3 纳米材料制备综述
对纳米材料的要求 –尺寸可控(小于 100 nm) –成分可控 –形貌可控 –晶型可控 –表面物理和化学特性可控
(表面改性和表面包覆)
3.4 纳米材料制备综述
化学法 物理法
3.4.1 化学方法制备纳米材料
或纳米观(Nanoscopic): 1~100nm
1.2 空间尺度的划分
微观(Microscopic) 皮米观(Picosopic)
飞米观(Fentoscopic) 亚飞米观(Subfentoscopic)
1.3 纳米？
1纳米(nm): 1毫米(mm)的百万分之一 头发的直径
1.4 纳米技术
在纳米尺度上对物质和材料进行研究和 处理的技术被称为纳米技术

【精品模板】纳米技术与应用PPT模板

【精品模板】纳米技术与应用PPT模板
• 清洁生产工艺 • 商品化技术 • 将“知识”转化为“钱”
3.3 纳米材料制备综述
对纳米材料的要求 –尺寸可控(小于 100 nm) –成分可控 –形貌可控 –晶型可控 –表面物理和化学特性可控
(表面改性和表面包覆)
3.4 纳米材料制备综述
化学法 物理法
3.4.1 化学方法制备纳米材料
或纳米观(Nanoscopic): 1~100nm
1.2 空间尺度的划分
微观(Microscopic) 皮米观(Picosopic)
飞米观(Fentoscopic) 亚飞米观(Subfentoscopic)
1.3 纳米？
1纳米(nm): 1毫米(mm)的百万分之一 头发的直径
2.5 纳米技术在中国
1993年，中科院操纵原子写字
2.5 中国纳米技术进展
中科院物理所制备出大面积碳纳米管阵 列;合成了当时最长的纤维级碳纳米管
中国科技大学:氮化镓粉体 清华大学:氮化镓纳米棒 中国科技大学:从四氯化碳制备出金刚石
纳米粉，被誉为“稻草变黄金”
2.5 中国纳米技术应用
1.7 媒体中的纳米怪象
纳米冰箱 纳米洗衣机
1.8 纳米技术前景展望
钱学森(1991)：“我认为，纳米左右和纳 米以下的结构是下一阶段科技发展的重 点，会是一次技术革命，从而将在21世 纪又是一次产业革命。”
纳米技术将改变生产方式，导致生活方 式变革，带领我们进入崭新的21世纪。
纳米材料特性取决于制备方法
1.6 进一步认识纳米
蛋 白 质 、 DNA、RNA、 病 毒 ， 都 在 1~100nm的范围
光合作用在“纳米车间” 进行 细胞中的一些结构单元都是执行某种功

《纳米技术》PPT课件

《纳米技术》PPT课件
纳米技术
h
1
纳米
“纳米”是长度单位，1nm=10-9m
即1纳米等于十亿分之一米，大约等于10个氢原子并排起 来的长度，相当于万分之一头发的粗细。纳米正好处于原 子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏 观世界的中间地带，被称为介观世界。
h
2
纳米技术
纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8m)到亿分之一米 (10-9m)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学 问；同时在这一尺度范围内对原子、分子或原子团、分子 团进行操纵和加工使其形成所需要的物质称为纳米技术。
费曼对纳米技术的最早梦想，成为一个光 辉的起点，人类开始了对纳米世界的探求。
h
6
科学家发现，在纳米的世界里，物质发生了质的飞 跃。比如硅晶体是不发光的，但纳米硅却会发光；陶瓷 在通常情况下是很硬、很脆的，如果采用纳米粉体制成 纳米陶瓷，它也可以具有韧性；纳米材料还具有超塑性， 室温下的纳米铜丝经过轧制，其长度可以从1cm延伸到 100cm，其厚度可以从1mm减小到0.01mm。
h
14
虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其
优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧
性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等
诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强
腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作
用，具有广阔的应用前景。
返回
h
15
纳米级微电子元件
日本日立中心实验室利用半导体材料砷化镍， 率先开发新一代微电子元件。这些电子元件呈细长 的鬃状结晶形，粗仅20纳米，可使计算机的计算速 度、通讯用发光元件的效率数十、数百倍地提高。
h
16
超微型计算机
随着微电子技术的不断发展，集成度越来越 高，计算机信息存储芯片越来越小，而存储量却 越来越大，信息容量比现有光盘高100万倍，整个 美国国会图书馆的图书都能存储在一个糖块大小 的芯片中。

《纳米技术》课件

《纳米技术》课件
2 纳米技术的历史
纳米技术起源于理论物理学家理查德·费曼在1959年提出的思想，随着技术的发展，纳米 技术逐渐成为研究的热点。
3 纳米技术的应用领域
纳米技术的应用涵盖医学、能源、材料制备和计算机科学等领域，为我们的生活和科学 技术带来了巨大的影响。
纳米材料
纳米颗粒
纳米颗粒是指具有纳 米级尺寸的固体颗粒， 具有特殊的物理、化 学和光学性质，广泛 应用于电子、光催化 和生物医学等领域。
纳米技术在计算机科学领域有着独特的应用，如 纳米电子器件和量子计算。
纳米技术的风险
1
环境风险
纳米材料的释放和排放可能对环境产生影响，需要注意管理这些风险以保护生态 系统。
2
生物风险
纳米材料对生物体的毒性和生物相容性需要进行评估，确保安全使用纳米技术。
3
社会风险
纳米技术可能带来一定的社会和伦理问题，需要谨慎考虑与管理，确保科技发展 的可持续性。
发展趋势
未来的纳米技术
纳米技术的发展将进一步拓展应用领域，如量子纳 米技术和纳米机器人等，开启更加神奇的科技时代。
可持续发展的纳米技术
纳米技术的可持续发展将关注环境友好性、资源高 效利用和社会公平性，推动科技与可持续发展的融 合。
结论
纳米技术拥有巨大的潜力，同时也带来一定的风险。为了实现纳米技术的可 持续发展，需要政府、企业和公众的共同参与和监管。
《纳米技术》PPT课件
欢迎来到《纳米技术》PPT课件！通过本次讲解，您将深入了解纳米技术的简 介、纳米材料、纳米制备方法、应用领域、风险以及发展趋势。准备好开启 科技的奇妙之旅了吗？
纳米技术简介
1 什么是纳米技术
纳米技术是研究和应用材料、装置和系统的科学、工程和技术的一门学科，其尺度位于 纳米米级尺度范围内。

纳米技术ppt课件

纳米技术ppt课件
在第四个阶段中纳米计算机将得以实现。这个阶段的市场规模将 达到2000亿至1万亿美元。
在第五阶段里，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。
.
5. 纳米技术的主要研究项目
主要有超细薄膜、碳纳米管、纳米陶瓷、金属纳米晶体和 量子点线等。
1) 超细薄膜
超细薄膜的厚度通常只有1纳米-5纳米，甚至会做成1个分 子或1个原子的厚度。超细薄膜可以是有机物也可以是无机物， 具有广泛的用途。如沉淀在半导体上的纳米单层，可用来制 造太阳能电池，对开发新型清洁能源有重要意义；将几层薄 膜沉淀在不同材料上，可形成具有特殊磁特性的多层薄膜， 是制造高密度磁盘的基本材料。
.
3) 陶瓷材料 陶瓷材料在通常情况下具有坚硬、易碎的特点，但
由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的 韧性，有的可大幅度弯曲而不断裂，表现出金属般的 柔韧性和可加工性。
.
纳米技术的内容
纳米技术包含下列四个主要方面： 1、纳米材料：
当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性 能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子， 也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺 度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。
.
2) 碳纳米管
碳纳米管是由碳60分子经加工形成的一种直径只有几纳米 的微型管，是纳米材料研究的重点之一。与其它材料相比， 碳纳米管具有特殊的机械、电子和化学性能，可制成具有导 体、半导体或绝缘体特性的高强度纤维，在传感器、锂离子 电池、场发射显示、增强复合材料等领域有广泛应用前景， 因而受到工业界的普遍重视。目前，碳纳米管虽仍处于研究 阶段，但许多研究成果已显示出良好的应用前景。

《纳米技术》课件

《纳米技术》课件
上形成薄膜或结构。
化学气相沉积
利用化学反应，将衬底上的材 料通过化学反应转化为固态薄
膜或结构。
纳米制造技术的应用
微电子器件制造
利用纳米制造技术可以制造出 更小、更快、更低功耗的微电
子器件。
生物医学应用
纳米制造技术可以用于药物输 送、组织工程和诊断试剂的制 备。
环境监测与治理
纳米制造技术可以用于环境监 测和治理领域，例如空气和水 的净化等。
纳米技术的研发和应用需要克服许多技术难 题，如纳米尺度下的控制和测量等。
02
01
成本问题
纳米技术的研发和应用需要大量的资金和资 源投入，成本较高。
04
03
如何应对纳米技术的挑战
加强监管
建立完善的监管体系， 对纳米技术的安全性和 伦理问题进行评估和管 理。
促进合作
加强国际合作和交流， 共同推进纳米技术的研 发和应用。
医疗领域
用于药物输送、肿瘤诊 断和治疗、生物成像等 。
环境领域
用于水处理、空气净化 、土壤修复等。
电子信息领域
用于制造高灵敏度传感 器、超高速集成电路、 高精度光学器件等。
03 纳米制造技术
纳米制造技术的定义与分类
定义
纳米制造技术是指通过控制原子、分 子等微观粒子，在纳米尺度上制造物 质和器件的工艺和技术。
利用纳米技术提高太阳能电池、燃料电池和 储能设备的效率和性能。
环境
利用纳米技术检测和治理环境污染，如水处 理和空气净化。
D
纳米技术的发展历程
1986年，扫描隧道显微镜的 发明，使科学家能够直接观 察到原子和分子的排列。
1989年，碳纳米管的发现， 为纳米材料的研究和应用开 辟了新的领域。

nanotechnology-120纳米技术50页PPT

Garns | Nanotechnology
If Legos Were the Size of Atoms
‣ Increase flexibility and
control but...
How many would you need? How would you see them? How would you work with them?
Informed imagination
Garns | Nanotechnology
How Tall Are You?
Garns | NanotechnologyБайду номын сангаас
How Tall Are You?
Someone who is five feet tall is
Garns | Nanotechnology
Garns | Nanotechnology
M acintosh P IC T im age form at
is not supported
Garns | Nanotechnology
Atoms ‣One strand of hair:
• 80,000 nm wide • 48,000,000,000,000,000,000
Garns | Nanotechnology
Cells and DNA
The average human body = ~10-100 trillion cells
Nearly every cell contains DNA; 4 nm wide and uncoiled ~2-3 m long
All DNA in all cells = ~70 trips to sun and back

纳米技术及材料PPT课件


目前日本出现许多抗菌的日常用品，就是将抗 菌物质进行纳米化处理，在生产过程中加进去， 抗菌内衣、抗菌茶杯等便生产出来了；如果在 玻璃表面涂一层渗有纳米化氧化钛的涂料，那 么普通玻璃马上变成具有自己清洁功能的"自净 玻璃"，不用人工擦洗了；而电池使用纳米化材 料制作，则可以使很小的体积容纳极大的能量， 届时汽车就可以像目前的玩具汽车一样，以电 池为动力在大街上奔驰了；计算机在普遍采用 纳米化材料后，可以缩小成为"掌上电脑"，体 积将比现在的笔记本式电脑还要小得多。
纳米技术的发展趋势：
• 纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技，
其最终目标是人类按照自己的意识直接操纵单个 原子、分子，制造出具有特定功能的产品。纳米 科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原 子、分子世界。这表明，人类正越来越向微观世 界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高了 前所未有的高度。有资料显示，2010年，纳米技 术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。
纳米技术的发展趋势：
• 纳米科技投入由基础研究向应用研究及产
业化的转变
• 由单一学科向多学科交叉和融合的方向 发
展
• 由单打独斗向集团化、国际化发展
总之，纳米技术正成为各国科技界所关注的焦点，正如钱学森院士所预 言的那样："纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特 点，会是一次技术革命，从而将是21世纪的又一次产业革命。"
如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊 性能的材料，也不能叫纳米材料。
纳米材料的特性：
• 1. 特殊的光学性质 • 2. 特殊的热学性质 • 3. 特殊的磁学性质 • 4. 特殊的力学性质 • 5. 宏观量子隧道效应
1. 特殊的光学性质

纳米技术的基础知识PPT(88张)


3．纳米结构的检测与表征
为在纳米尺度上研究材料和器件的结 构及性能，发现新现象，发展新方法，创 造新技术，必须建立纳米尺度的检测与表 征手段。这包括在纳米尺度上原位研究各 种纳米结构的电、力、磁、光学特性，纳 米空间的化学反应过程，物理传输过程， 以及研究原子、分子的排列、组装与奇异 物性的关系。
传感器是纳米技术应用的一个重要领 域。随着纳米技术的进步，造价更低、功 能更强的微型传感器将广泛应用在社会生 活的各个方面。比如，将微型传感器装在 包装箱内，可通过全球定位系统，可对贵 重物品的运输过程实施跟踪监督；将微型 传感器装在汽车轮胎中，可制造出智能轮 胎，这种轮胎会告诉司机轮胎何时需要更 换或充气；还有些可承受恶劣环境的微型 传感器可放在发动机汽缸内，对发动机的 工作性能进行监视。在食品工业领域，这 种微型传感器可用来监测食物是否变质， 比如把它安装在酒瓶盖上就可判断酒的状 况等。
德国拟建立或改组六个政府与企
业联合的研发中心，并启动国家级的 研究计划。
法国最近决定投资8亿法郎建立一 个占地8公顷、建筑面积为6万平方米、 拥有3500人的微米／纳米技术发明中 心，配备最先进的仪器设备和超净室， 并成立微米纳米技术之家，专门负责 申请专利和帮助研究人员建立创新企 业。
日本除继续推动早已开始的纳米科 技计划外，每年投资2亿美元推动新的 国家计划和新的研究中心建设。
4．医学与健康
纳米技术将给医学带来变革：纳 米级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，科研人员已 经成功利用纳米微粒进行了细胞分离， 用金的纳米粒子进行定位病变治疗， 以减少副作用等。；在人工器官外面 涂上纳米粒子可预防移植后的排斥反 应；研究耐用的与人体友好的人工组 织、器官复明和复聪器件；疾病早期 诊断的纳米传感器系统。

《纳米技术资料》课件


土壤修复和重金属治理中的纳米技术
利用纳米材料的高反应活性和渗透性，对污染土壤进行原位修复，如纳米零价铁、纳米氧化铁等用于重金属污染土壤修复。
纳米稳定剂
通过添加纳米稳定剂，改变重金属在土壤中的存在形态和迁移行为，降低其生物毒性和环境风险，如用于铅、镉等重金属污染土壤的稳定化处理。
纳米传感器
利用纳米传感器的高灵敏度和特异性，实现对土壤中重金属含量的实时监测和预警，为土壤污染治理提供科学依据。
包括纳米技术产品的应用和服务。
包括纳米技术应用产品的研发、生产和销售。
包括纳米技术检测与标准、纳米技术教育与培训等。
纳米材料制备与表征
#O2
#2022
常见纳米材料制备方法
物理法
包括真空蒸发、激光脉冲、电子束蒸发等，适用于制备纯净度高、粒径分布均匀的纳米材料。
化学法
包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积、微乳液法等，可制备多种形貌和组成的纳米材料，且易于实现规模化生产。
纳米修复剂
纳米能源存储与转换应用
#O6
#2022
锂离子电池正负极材料中的纳米技术
在电极表面涂覆一层纳米级涂层，提高电极的导电性、稳定性和安全性，同时降低电池的内阻和自放电率。
纳米涂层技术
通过纳米技术制备具有特殊结构的电极材料，如纳米线、纳米管、纳米片等，提高电极的比表面积和锂离子扩散速率，从而提高电池的充放电性能和循环稳定性。
纳米结构电极材料
将纳米材料与导电剂、粘结剂等复合，形成具有优异电化学性能的复合电极材料，提高电池的能量密度和功率密度。
纳米复合电极材料
01
通过纳米技术制备具有多孔结构的电极材料，提高电极的比表面积和离子传输效率，从而提高超级电容器的储能密度和功率密度。
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Informed imagination
Garns | Nanotechnology
How Tall Are You?
Garns | Nanotechnology
How Tall Are You?
Someone who is five feet tall is
Garns | Nanotechnology
Informed imagination
Garns | Nanotechnology
Philosophers
Scientists: empirical research and discovery of facts about nature Philosophers: forecasting and evaluating the implications
Garns | Nanotechnology
Cells and DNA
Garns | Nanotechnology
If Legos Were the Size of Atoms
‣ The advantages of
working at the nanoscale
Greater control and flexibility building from the ground up Special properties at the nanoscale
How Tall Are You?
Someone who is five feet tall is .00095 miles tall (~1/1000)et
Garns | Nanotechnology
How Tall Are You?
Someone who is five feet tall is .00095 miles tall (~1/1000)
Garns | Nanotechnology
If Legos Were the Size of Atoms
‣ Increase flexibility and
control but...
How many would you need?
How would you see them? How would you work with them?
Garns | Nanotechnology
Cells and DNA
The average human body = ~10-100 trillion cells Nearly every cell contains DNA; 4 nm wide and uncoiled ~2-3 m long All DNA in all cells = ~70 trips to sun and back
Nanotechnology
Thinking big about very very small things
Rudy Garns Northern Kentucky University
Garns | Nanotechnology
Scientists
Scientists: empirical research and discovery of facts about nature Philosophers: forecasting and evaluating the implications
•
1 mile = 5280 feet
.00000000000000016 light years tall
•
1 light year = ~ 6 trillion miles Proxima Centauri is ~4.2 light years away
Garns | Nanotechnology
Garns | Nanotechnology
If Legos Were the Size of Atoms
‣ Increase flexibility and
control but...
How many would you need?
How would you see them? How would you work with them?
•
1 mile = 5280 feet 1 light year = ~ 6 trillion miles Proxima Centauri is ~4.2 light years away
• •
Garns | Nanotechnology
How Tall Are You?
Someone who is five feet tall is .00095 miles tall (~1/1000)
Informed imagination
Garns | Nanotechnology
Scientists and Philosophers
Scientists: empirical research and discovery of facts about nature Philosophers: forecasting and evaluating the implications
Garns | Nanotechnology
M a c in to s h P IC T im a g e fo rm a t is n o t s u p p o rte d
Garns | Nanotechnology
Cells and DNA
The average human body = ~10-100 trillion cells
Nearly every cell contains DNA; 4 nm wide and uncoiled ~2-3 m long
All DNA in all cells = ~70 trips to sun and back
Cells and DNA
The average human body = ~10-100 trillion cells
Nearly every cell contains DNA; 4 nm wide and uncoiled ~2-3 m long
All DNA in all cells = ~70 trips to sun and back