1、纳米科技,纳米材料和纳米科技,1.什么是纳米科学？2.纳米材料及其特性3.纳米技术的应用,1.纳米科学,1990年在美国巴尔的摩召开了第一届国际纳米科学技术会议，并正式创办了纳米技术杂志，标志着纳米科学的诞生。就其学科方向而言，它既不是化学，也不是物理学和生物学，而是一门多学科交叉渗透和综合的高新技术学科；就其应用而言，它包括纳米生物学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学和纳米机械学等新兴学科；就其研究领域而言，是人类过去很少涉及的非宏观、非微观的中间领域，即从宏观世界到微观世界的过渡区纳米世界。,2.纳米材料及其特性,1nm=10-9m，即1毫微米，十亿分之一米，纳米微粒的尺度一般定义为10-
2、710-10m内（0.1100nm）；相当于人发直径的1/10万。具有奇异的力学、光学、磁学、热学和化学等特性。当材料晶粒的尺寸小于1 nm时，材料的性质就会出现意想不到的变化。譬如：颜色、熔点、着火点它很可能成为本世纪前20年的主导技术。美国科学技术委员会则把启动纳米技术的计划看作是下一次的工业革命的核心。,信 息,1998年，美国首次研制出由磁性纳米棒组成的“量子磁盘”，每平方英寸可储存20万部红楼梦。,1999年，100 nm的芯片又在美国诞生了。整个美国国会图书馆的藏书都能储存在一个糖块大小的芯片中。,汽车尾气,含铅汽油中的铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中，从而导致
3、人的智能发育障碍和血色素制造障碍等后果。,汽车尾气的处理：加入纳米级的复合稀土氧化物后，对尾气的净化特别明显，尾气中的CO、NOx几乎完全转化。,拯救水资源,特种半导体纳米材料使海水淡化；纳米TiO2可以用来降解有机磷，降解毛纺染料废水，降解石油 ,纳米碳管,碳纳米管是直径非常细的中空管状纳米材料，它能够大量地吸附氢气，成为许多个“纳米钢瓶” 。研究表明，约2/3的氢气能够在常温常压下从碳纳米管中释放出来。据预测，到2010年，就可以生产出氢气汽车，只需携带1.5升左右的储氢纳米碳管，即可行驶500km。,纳米碳管,纳米碳管材料的价格,目前，纳米碳管材料尚未达到大批量制造水平，售价昂贵：100
4、0美元/克。最近，日本科学家开发成功新的纳米碳管制造技术，可将生产成本降低至目前的1/100。预计2004年可进入大批量生产阶段。,纳米清洁工,科学家设想制造出负责清扫血管的纳米机器人（清洁工），专门负责清扫血管壁上的胆固醇、凝血等沉积物，以预防脑血栓等心血管病；同时也可以制作出清扫体内癌细胞的机器人。,纳米泵人造红细胞,它比体内血液中的红细胞要多携带200多倍的氧气。,血液形态图,纳米药包,诺贝尔奖得主斯莫利的预言 ；美国麻省理工学院的研究人员正在研究一种只有20nm的药物炸弹和包含了1000个纳米药包的微型芯片；在固定的DNA链上连接上杀癌的药物胶囊，放到病人血液和组织内，一遇上癌细胞的D
5、NA时，DNA链就与癌细胞的DNA结合，这时药物开关受触发而开放，药物便释放出来，杀灭癌细胞；,c60,纳米技术与基因疗法的结合,瑞典科学家制作的微型医用机器人，可移动并捡起肉眼看不见的玻璃珠。用这种微型机器手将果蝇的染色体基因进行信号移动，培育出的果蝇多长了一个胸脯和翅膀，甚至把果蝇的眼睛和翅膀挪位。,果蝇：遗传学和分子发育生物学的国王左侧为雌性，右侧为雄性,“纳米碳管”异想天开之应用,坚韧的碳纤维，其密度是钢的1/6，强度为钢的10100倍，重量则只有钢的1/4。,将纳米碳管做成太空升降机的缆绳，由于它的强度高、重量轻，即使是从太空下垂到地面，它也完全可以承受自身的重量而不会断开，它是目前
6、唯一可作为太空云梯的理想材料。,太空电梯,载卫星、载人、货物运输,70100亿美元,7.5天,7.5天,走进你家里,纳米TiO2：在光照条件下，会产生具有非常强的氧化能力的空穴，从而将附在表面上的有机物、细菌及其它灰尘分解掉，直至生成CO2和H2O。杀菌、除味：由于纳米ZnO具有大的比表面积，可以很快地吸收并分解臭气，同时还能有效地杀菌。对黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率高达95%以上。,走进你家里,纳米服装二个月不用洗信不信由你,军事方面的应用,吸波：纳米ZnO对雷达电磁波具有很强的吸收能力，所以可以做隐形飞机的重要涂料。,防弹衣,因纳米碳管既轻又强度极高，是钢的10100倍，用它来作防弹衣就像用羽绒做成的防寒服一样，既可折来叠去，又能抵御强大的子弹的冲击力。,
