奈米加工技術論文

　　奈米加工技術作為引起一場新的產業革命的科學技術，備受世人矚目。下面小編給大家分享一些，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　篇一

　　奈米技術探析

　　摘 要： 奈米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術，是現代科學和現代技術結合的產物。奈米科學技術將引發一系列新的科學技術，將對社會的發展作出更大的貢獻。

　　關鍵詞： 奈米技術意義展望

　　一、奈米技術的內涵

　　奈米技術是一門在0.1―100nm空間尺度內操縱原子和分子，對材料進行加工、製造具有特定效能的產品，或對物質進行研究、掌握其原子和分子的規律和特徵的高新技術學科，被認為是“今後十年最可能使人類發生巨大變化的十項技術”之一。

　　奈米技術包含下列四個主要方面：***1***奈米材料。當物質到奈米尺度以後，即0.1―100nm這個範圍空間，物質的效能就會發生突變，出現特殊效能。這種既具不同於原來組成的原子、分子，又不同於巨集觀的物質的特殊效能構成的材料，即為奈米材料。***2***奈米動力學。主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統，用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統，特種電子裝置、醫療和診斷儀器等。用的是一種類似於整合電器設計和製造的新工藝，特點是部件很小，刻蝕的深度往往要求數十至數百μm，而寬度誤差很小。***3***奈米生物學和奈米藥物學。如在雲母表面用奈米微粒度的膠體金固定dna的粒子，dna的精細結構，等等。奈米生物學發展到一定技術時，可以用奈米材料製成具有識別能力的奈米生物細胞，並可以吸收癌細胞的生物醫藥，注入人體內，用於定向殺癌細胞。***4***奈米電子學。包括基於量子效應的奈米電子器件，奈米結構的光/電性質，奈米電子材料的表徵，以及原子操縱和原子組裝，等等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。更快，是指響應速度要快。更冷，是指單個器件的功耗要小。但是更小並非沒有限度，奈米技術是建設者的最後疆界，它的影響將是巨大的。

　　二、研發奈米技術的重要意義

　　在充滿生機的21世紀，資訊、生物技術、能源、環境、先進製造技術和國防的高速發展必然對材料提出新的需求，元件的小型化、智慧化、高整合、高密度儲存和超快傳輸等對材料的尺寸要求越來越小;航空航天、新型軍事裝備及先進製造技術等對材料效能要求越來越高。新材料的創新，以及在此基礎上誘發的新技術、新產品的創新是未來10年對社會發展、經濟振興、國力增強最有影響力的戰略研究領域，奈米材料將是起重要作用的關鍵材料之一。奈米材料和奈米結構是當今新材料研究領域中最富有活力、對未來經濟和社會發展有著十分重要影響的研究物件，也是奈米科技中最為活躍、最接近應用的重要組成部分。近年來，奈米材料和奈米結構取得了引人注目的成就。例如，儲存密度達到每平方英寸400G的磁性奈米棒陣列的量子磁碟，成本低廉、發光頻段可調的高效奈米陣列鐳射器，價格低廉。高能量轉化的奈米結構太陽能電池和熱電轉化元件，用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強高韌奈米複合材料等的問世，充分顯示了它在國民經濟新型支柱產業和高技術領域應用的巨大潛力。正像美國科學家估計的“這種人們肉眼看不見的極微小的物質很可能給予各個領域帶來一場革命”。奈米材料和奈米結構的應用將對調整國民經濟支柱產業的佈局、設計新產品、形成新的產業及改造傳統產業注入高科技含量提供新的機遇。

　　研究奈米材料和奈米結構的重要科學意義在於它開闢了人們認識自然的新層次，是知識創新的源泉。由於奈米結構單元的尺度***0.1―100nrn***與物質中的許多特徵長度，如電子的德布洛意波長、超導相干長度、隧穿勢壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當，因而奈米材料和奈米結構的物理、化學特性既不同於微觀的原子、分子，又不同於巨集觀物體，從而把人們探索自然、創造知識的能力延伸到介於巨集觀和微觀物體之間的中間領域。在奈米領域發現新現象，認識新規律，提出新概念，建立新理論，為構築奈米材料科學體系新框架奠定基礎，也將極大豐富奈米物理和奈米化學等新領域的研究內涵。世紀之交高韌性奈米陶瓷、超強奈米金屬等仍然是奈米材料領域重要的研究課題;奈米結構設計，異質、異相和不同性質的奈米基元***零維奈米微粒、一維奈米管、奈米棒和奈米絲***的組合。奈米尺度基元的表面修飾改性等形成了當今奈米材料研究新熱點，人們可以有更多的自由度按自己的的意願合成具有特殊效能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設計奈米結構原理性器件及奈米複合傳統材料改性正孕育著新的突破。

　　奈米技術作為一門新興的學科，被譽為21世紀最具有發展前景的技術，是對未來經濟和社會發展產生重大影響的一種關鍵性前沿技術。奈米技術在社會上的應用前景非常廣闊，奈米技術不僅會推動新產品的開發，而且將為改善人們的生活環境，提高生活質量作出不可估量的貢獻。奈米技術將成為21世紀新型技術的發展新方向，相信在不久的將來，我們將跨入一個全新的時代。

　　三、對奈米技術未來發展的展望

　　奈米技術將從根本上改變未來製造的兩種基本型別方式――連續製造和離散製造。連續製造是指批量物質或材料的生產，例如化學品或金屬卷材。離散製造是指單個配件的生產，例如螺栓或元件***積體電路***或組裝系統***計算機***。對於奈米尺度製造來說，原子、分子與團簇都是生產“原料”。因此，奈米尺度製造的生產工藝和裝置與目前應用於大於100nm的微製造工藝與裝置將會有很大不同。納米制造未來的研究方向包括以下幾個。

　　1.材料開發

　　瞭解和模擬奈米尺度物質合成、操控及監測的現象和工藝，這是開發新型納米制造技術所需的;開發表徵、監測、篩選、分離和控制奈米結構大小/形狀/多分散性和表面或體積特徵的方法。

　　2.製造奈米系統的材料操控與控制

　　分子、大分子、奈米顆粒及奈米尺度元件的定位、定向、分散、叢集和導向自我組裝，非共價鍵和資訊內容是不可或缺的;奈米材料的包裝和輸運，如通過超聲和奈米流化床;奈米自組裝結構融入功能器件和系統。

　　3.與微觀和巨集觀系統相結合

　　把自下而上和自上而下的製備技術融入低本高效的優化生產製造中;製造技術的尺度放大、並行和整合能力，如平行探針或束陣列等方法。

　　4.製造工具

　　改造和控制表面組成/結構，以確保隨後組裝的穩定性和功能性;開發可支撐的、使用者與環境友好、廉價而高產的製圖技術;開發和運用奈米結構複製方法;納米制造結構和效能的低本高效清除/修復/接縫技術，等等。

　　5.測量和標準工具

　　奈米顆粒與結構的化學和結構表徵技術***除幾何形狀特徵外***;開發三維加工和非破壞性表面下探測技術;把線上感測與監測技術同製造方法融合在一起;遠端製作和遠端表徵裝置和儀器，等等。

　　參考文獻：

　　[1]張立德.奈米材料[M].北京：化工出版社，2002.

　　[2]唐孝威，胡鈞.測量和控制生物大分子[J].世界科技研究與發展，2000.

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