金牛娱乐-安全吗• 经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操 纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在 半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发 展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显 示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集 成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投 入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器 件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 • 纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶 段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已 成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先 进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加 倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾 飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产 生根本性的变革。

　　• 利用燃料添加剂可以提高燃料的燃效，从 而减少排放和改良燃烧。基于金属氧化物 的纳米粒子材料可在发动机无明显磨损的 情况下，在原位提升燃烧反应，这是由于 粒子大小的关系。如今已经实施的一项提 高燃效的解决方案是，利用纳米多孔催化 剂或纳米粒子来提高转换率。用相似的方 法，纳米催化剂可以提高反应率，降低处 理温度，减少排放或工业废物，从而提高 化学反应的生产率。

　　• 复合材料的纳米结构也能使较轻的材料拥有很大的机械强 度。复合材料，例如以光纤玻璃和碳纤维合成的塑料树脂， 已经广泛应用在生产制造业，用来生产汽车和飞机等。但 是，通过控制纤维生产过程中的方向，可以产生变形复合 材料，这种材料在一定条件下能够改变自身形状。这种变 化可以来自外部控制，也可以是自发产生的，例如，对温 度、压力、和速度引发的变化 • 在英国的布里斯托尔大学先进复合材料创新和研究中心进 行的研讨会透露，这种变形复合材料可以用于生产能效更 高的风电发电的涡轮叶片。一种双稳态复合材料能够快速 改变其空气动力状况，这也将有助于消除刀片上不需要的 压力。这将提高其效率，延长叶片的使用寿命，并且改善 发电系统

　　• ：产生的原因及背景 • 21世纪我们面临越来越严重的能源短缺问 题，能源危机制衡着我们的发展，并将长 久的伴随和困扰着我们。因此节能减排和 可持续发展的概念以成为一种趋势，而纳 米技术的发展为这一目标的实现提供了可 能。

　　• 新型纳米透明隔热涂料只要在玻璃上覆盖形成 20um左右厚度的透明涂层，玻璃涂覆前后的室内 温差就高达6~8度，很大程度上降低了空调制冷 的电能消耗，节能达35%，隔热效果显著。 • 从理论上来说，纯Sn2O属于典型的绝缘体，由于 存在着晶格缺位，是一种n型半导体。其导电性质 介于传统半导体和金属之间，为提高其导电性能， 采用五价元素如铟、锑、砷掺杂能形成浅施主能 级，使其具有90%的紫外线%的可见光 透过率。掺杂Sn2O纳米导电氧化物TCO由于具 备低电阻率、高透光性及热稳定性高、机械性能 强等特点,在透明隔热涂料中得到了应用。

　　• 1993年,中国科学院运 用（纳米技术）和 （超真空扫描隧道显 微镜）手段,通过操纵 硅原子写出“中国” 两字.说明了人类已经 进人原子的时代。

　　• 纳米技术是本世纪最有前途的学科，发源于20世纪80年代 末诞生且正在崛起的新技术，主要是在0.1-100nm尺度范 围内，研究物质组成的体系中电子、原子和分子运动规律 与相互作用，其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原 子或分子，研制出人们所希望的、具有特定功能的材料和 制品。物质深入到纳米级别往往不同于该物质在粗晶状态 时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高 强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低 弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、 强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力 学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、 分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、 烧结助剂、润滑剂等领域。

　　• 目前，国际上正抓紧进行能量转化材料的 研究，包括将太阳能转化成电能、热能转 化为电能、化学能转化为电能等的纳米材 料。据报道，德国科学家正在设计用纳米 材料制作一个高温能源转换装置，通过电 化学反应过程，不经燃烧就把天然气转化 为电能。燃料的利用率要比一般电厂的效 率提高20%～30%，而且大大减少了二氧 化碳的排放量。

　　• 目前在欧美日上已有多家厂商相继将纳米粉末和纳米元件产业化，我国也在国际环境 影响下创立了一些影响不大的纳米材料开发公司。美国2001年通过了“国家纳米技术 启动计划（National Technology Initiative）”，年度拨款已达到5亿美圆以上。美国科 技战略的重点已由过去的国家通信基础构想转向国家纳米技术计划。布什总统上台后， 制定了新的发展纳米技术的战略规划目标：到2010年在全国培养80万名纳米技术人才， 纳米技术创造的GDP要达到万亿美圆以上，并由此提供200万个就业岗位。2003年， 在美国政府支持下，英特尔、蕙普、IBM及康柏4家公司正式成立研究中心，在硅谷建 立了世界上第一条纳米芯生产线。许多大学也相继建立了一系列纳米技术研究中心。 在商业上，纳米技术已经被用于陶瓷、金属、聚合物的纳米粒子、纳米结构合金、着 色剂与化妆品、电子元件等的制备。 目前美国在纳米合成、纳米装置精密加工、纳米生物技术、纳米基础理论等多方 面处于世界领先地位。欧洲在涂层和新仪器应用方面处于世界领先地位。早在“尤里 卡计划”中就将纳米技术研究纳入其中，现在又将纳米技术列入欧盟2002——2006科 研框架计划。日本在纳米设备和强化纳米结构领域处于世界先进地位。日本政府把纳 米技术列入国家科技发展战略4大重点领域，加大预算投入，制定了宏伟而严密的“纳 米技术发展计划”。日本的各个大学、研究机构和企业界也纷纷以各种方式投入到纳 米技术开发大潮中来。 中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金 项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧 美等国的差距很大。目前我国有50 多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米 研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产 超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。

　　• 目前，反应堆只利用了大约1%左右的燃料。所以即使燃 料利用率仅略有增加，放射性废物也会大幅减少。材料学 博士蒂米科维茨正在寻找抗辐射能力强的物质。这种物质 可以代替不锈钢给核反应堆做内壁来延长核反应堆的使用 寿命，并将使核燃料得到更高效的利用来提高反应堆的效 率 • 核反应堆的内壁之所以会劣化，是因为当用做内壁的金 属暴露于射线时，金属就会变脆变弱。这个弱点是因为金 属的晶体结构，而这种结构又是由高能粒子造成的，如中 子撞击到单个原子，并把原子撞离原来位置。这些原子和 其他原子发生碰撞，造成的损害蔓延开来。其结果就造成 孔洞、裂缝等。

　　• 在提高太阳能电池效率方面，纳米技术也将发挥更加重要 的作用。英国伦敦帝国学院的研究人员在一个叫做“太阳 能量子”的展览上披露了最新成果，纳米复合材料用来制 作“多重接面”太阳能电池。该电池的每一层能够捕获太 阳能光谱中特定的颜色。总的来说，这就比仅仅转换部分 光谱的传统太阳能电池有效多了。 • “传统太阳能电池只能把20%左右的太阳能转换成电 能，‘多重接面’太阳能电池的转换率了已经超过40%， 而且根据帝国学院的研究员艾金斯· 达克思预测，多重接 面太阳能电池有望在十年内把转换率提高到50%。多节太 阳能电池在应用纳米技术进行大规模生产之前成本仍然会 很高。研究人员预计，如果通过反射镜把太阳聚集在太阳 能电池上，太阳能发电的成本仍会降低。