納米技術(shù)有哪些用途(納米技術(shù)的10大非常規(guī)用途)
【納米技術(shù)的10大非常規(guī)用途 納米技術(shù)有哪些用途】引言
納米,只是一個長度單位,1微米為千分之一毫米 , 1納米又等于千分之一微米 , 相當(dāng)于頭發(fā)絲的十萬分之一,沒有任何技術(shù)屬性 。因此,單純的某一納米材料若沒有特殊的結(jié)構(gòu)和性能表現(xiàn),還不能稱為納米技術(shù) 。
納米技術(shù),是指通過特定的技術(shù)設(shè)計,在納米粒子的表面實現(xiàn)原子/分子的排列組成,使其產(chǎn)生某種特殊結(jié)構(gòu),并表現(xiàn)特異的技術(shù)性能或功能,這樣的納米材料才可稱為是納米技術(shù) 。
難以想象一個沒有納米技術(shù)的未來 。在原子和分子水平上操縱物質(zhì),為化學(xué)、生物以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重大突破鋪平了道路 。然而,納米技術(shù)的展開應(yīng)用遠比我們想象的要更加廣泛和多樣化 。

文章插圖
文章插圖
10 電影制作
上世紀(jì)80年代 , 掃描隧道顯微鏡(STM)還未被發(fā)明,納米技術(shù)領(lǐng)域或許還停留在科幻小說當(dāng)中 。具有原子精度的STM令物理學(xué)家以一種傳統(tǒng)顯微鏡無法實現(xiàn)的方式來研究物質(zhì)結(jié)構(gòu) 。
IBM的研究人員在銅片表面通過移動獨立的原子 , 制作了世界上最小的動畫電影《一個男孩和他的原子》 , 顯示出了STM的驚人潛力 。

文章插圖
文章插圖
那么,這部世界最小影片是怎樣制作出來的呢?IBM科學(xué)家的”幕布”是銅制的襯底,而”演員”竟是一個一個的一氧化碳分子 ??茖W(xué)家們通過對銅襯底表面上一氧化碳分子的移動和擺放,形成單幀靜態(tài)的原子尺度的圖像 。令人感興趣的是,他們是如何”擺放”大小不足一個納米的一氧化碳分子呢?又是怎樣”拍攝”出這樣微小的影像呢?
IBM的科學(xué)家使用掃描隧道顯微鏡(STM)進行原子尺度的成像 。STM控制一根尖尖的探針,沿銅襯底表面進行逐行掃描 , 當(dāng)探針尖端靠近樣品時,加在探針和樣品上的電壓會在兩者之間產(chǎn)生隧道電流,其大小與兩者的間距有關(guān) 。當(dāng)掃描探針遇到一個一氧化碳分子時,儀器感受到電流的變化 , 并通過反饋機制抬高探針來維持隧道電流的恒定,抬起的高度就反映了原子的形貌 。逐行掃描完成時就”看到”了原子尺度的畫面 。
9 石油開采

文章插圖
文章插圖
“油田非常復(fù)雜,有很多層巖石,你不能跳進一個魔法太空船 , 飛下來看它在哪里 , 你需要工具來幫助估計它在哪里,”伯納姆說 。
過去的十年間,全球石油勘探開支已成倍增長 。然而,石油開采效率仍然是個大問題 。當(dāng)石油公司關(guān)閉油井時,通常只有不到一半的石油被提取 。剩下的部分因被隱藏在巖石里,需要的花費太高而未被開采 。
幸運的是,得益于納米技術(shù),中國科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種解決途徑 。
該方案是提高現(xiàn)有的鉆井技術(shù) 。原來的技術(shù)需要將水注入到石油所在的巖石孔隙中 。水占據(jù)石油所在的位置,并將其逼出 。然而,這種方法顯示出了一定的局限性,那些能夠輕易到達位置的石油已經(jīng)被提取了 。到那時 , 從油井里出來的就不是石油,而是水了 。
為了防止這種情況發(fā)生 , 中國研究人員Peng和Ming Yuan Li想出了一個方法,注入含有納米顆粒的水,其中納米顆??梢圆迦氲綆r石的孔隙之間 。這種方法的目的在于使水以更窄的路徑進入含油的孔隙當(dāng)中,將其逼出 。在中國進行的實地研究非常成功,這種方法證明了非常高效(50%)的黑金開采 。
8 高分辨率顯示

文章插圖
文章插圖
計算機屏幕上的圖像是通過被稱為像素的微小的點呈現(xiàn)出來的 。不管其尺寸和形狀 , 屏幕上像素的數(shù)目仍然是圖像質(zhì)量的決定因素 。然而,對于傳統(tǒng)顯示器而言 , 像素越多意味著屏幕越大——這是一個明顯的局限性 。
當(dāng)各家公司都忙于兜售巨大屏幕之時,牛津大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)明了一種制備像素的方法,只有數(shù)百納米大小 。這種方法利用了一種叫做GST(熱管理產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)的一種材料)的相變材料 。實驗過程中,科學(xué)家將7 nm厚的GST層夾在兩片透明電極之間 。每一層(只有300*300 nm)作為一個像素,可通過電開閉控制 。利用電流 , 科學(xué)家能夠產(chǎn)生具有良好質(zhì)量和對比度的圖像 。
這種納米像素將用于各種用途,這些用途是對常規(guī)像素來說不切實際的 。例如 , 其微小的尺寸和厚度使其具有很好的選擇 , 如智能眼鏡、曲面屏幕、合成視網(wǎng)膜 。納米像素顯示器的另一個優(yōu)點在于能耗低 。不同于當(dāng)前不斷刷新所有像素來形成圖像的顯示器,GST顯示器只刷新那些有變化的部分,從而降低能耗 。
7 變色汽車涂料

文章插圖
文章插圖
當(dāng)你在公路上遠遠地看到一輛“野馬”汽車駛來時,它先是紫色的;慢慢靠近時 , 它會變成紅色;從你面前駛過時,它是黑色;然后又變成綠色 , 較后,當(dāng)它遠遠離去時,又成了琥珀色 。這就是所謂的變色汽車 。何謂變色汽車?變色汽車是不是顏色真的在變化?帶著以上的疑問,我們一起來揭秘神奇的變色汽車涂料 。
變色汽車涂料并不是顏色真的在變化,而是從不同角度看上去車身顏色不一樣 。其核心技術(shù)在于新型的納米車漆 。將納米級二氧化鈦與鋁粉混合顏料或納米二氧化鈦包覆的云母珠光顏料添加于涂料中,其涂層能產(chǎn)生神秘而富有變幻的隨角異色效應(yīng),主要是因為當(dāng)入射光射到納米二氧化鈦粒子時,由于粒徑小 , 藍色光會發(fā)生較強散射,結(jié)果除掉藍色光的綠色光和紅色光(呈黃相)被鋁片反射成為正反射光,即散射光為藍相強的光,反射光為黃相強的光(金色),隨觀察角度的不同可見不同色相 。粒徑為幾十納米二氧化鈦微晶還賦予了涂膜金屬光澤效應(yīng)、珠光效應(yīng)、閃光效應(yīng)和增色效應(yīng),使得我們看到的汽車表面好像是珍珠片在閃閃發(fā)光,給人以深度感與層次感 。
6 手機充電

文章插圖
文章插圖
不論是iPhone、三星還是其他什么款式的手機 , 每個手機在出廠時都帶著兩個臭名昭著的缺點:電池壽命和充電時間 。雖然第一個仍然是一個普遍的問題,但以色列拉馬特甘市(Ramat Gan)的科學(xué)家已經(jīng)解決了第二個問題,他們制得了一個充電只需30秒的電池 。
這一突破得益于一個與阿爾茨海默氏癥相關(guān)的項目,該項目由特拉維夫大學(xué)研究人員所進行 。研究人員發(fā)現(xiàn),縮短腦神經(jīng)元和引起疾病的肽分子具有很高的電容(即,保護電荷的能力) 。這一發(fā)現(xiàn)有助于StoreDot , 這是一家專注于納米技術(shù)的公司 。在研究人員的幫助下,StoreDot開發(fā)納米點——利用肽的特性提高智能手機電池壽命 。該公司展示了微軟ThinkNext事件中的電池原型 。采用三星Galaxy S3手機,這款電池在不到1分鐘的時間內(nèi)就充滿電了 。
5 藥物輸送

文章插圖
文章插圖
納米藥物傳遞體系它是用來政變藥物的藥代動力學(xué)及體內(nèi)分解,或者作為藥物載體,使具有靶向性 , 并可緩釋藥物改變透膜能力、提高藥物生物利用度和穩(wěn)定性等 。
其優(yōu)勢有:
1)改進低水溶性藥品的傳遞;
2)采用細胞或組織方式靶向傳遞;
3)跨過緊密的上皮和內(nèi)膜屏障實現(xiàn)藥物胞轉(zhuǎn)作用;
4)大量高分子藥物傳遞到作用細胞內(nèi);
5)共同傳遞兩種或更多藥物或治療方法進行聯(lián)合治療;
6)采用治療劑與顯像模式相結(jié)合的方法實現(xiàn)藥物傳遞部位的可視化;
7)實時讀取治療劑在體內(nèi)的效力 。
4 分子通信

文章插圖
文章插圖
在通信領(lǐng)域,建立在微米/納米技術(shù)基礎(chǔ)上的微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)目前正在得到普遍重視 , 在無線終端領(lǐng)域,對微型化、高性能和低成本的追求使大家普遍期待能將各種功能單元集成在一個單一芯片上,即實現(xiàn)SOC(System On a Chip),而通信工程中大量射頻技術(shù)的采用使諸如諧振器,濾波器、耦合器等片外分離單元大量存在,MEMS技術(shù)不僅可以克服這些障礙 , 而且表現(xiàn)出比傳統(tǒng)的通信元件具有更優(yōu)越的內(nèi)在性能 。MEMS技術(shù)僅僅是納米技術(shù)應(yīng)用的一部分和初級階段,真正的納米技術(shù)遠比MEMS更令人激動,包括Intel、Motorola、臺積電、聯(lián)電等一些芯片廠商都在積極研發(fā)納米技術(shù),可以預(yù)料在未來十年 , 納米技術(shù)對于通信行業(yè)必將帶來極其深遠的影響 。
3 計算機存儲

文章插圖
文章插圖
過去的幾十年時間里,計算機處理能力和存儲容量都有了成倍的增長 。這個現(xiàn)象在大約50年前 James Moore就已準(zhǔn)確的預(yù)測到了,后來被稱作摩爾定律 。然而,許多科學(xué)家 , 包括物理學(xué)家MichioKaku在內(nèi),都認(rèn)為摩爾定律正在失效 。這是因為計算機電源無法跟上現(xiàn)有的以指數(shù)形式上升的制造技術(shù) 。
雖然Kaku強調(diào)處理能力,但同樣的概念也適用于存儲容量 。幸運的是,這并不是盡頭 。墨爾本RMIT大學(xué)的研究人員現(xiàn)在正在探索替代方案 。該小組由SharathSriram博士領(lǐng)銜 , 模仿人類大腦儲存信息的方式開發(fā)存儲設(shè)備 。研究人員邁出了第一步,制得了一種保護開關(guān)狀態(tài)下保護電荷的納米薄膜 。這種薄膜比人類頭發(fā)絲還要薄上10000倍,有望發(fā)展成記憶裝置,復(fù)制大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 。
2 納米藝術(shù)

文章插圖
文章插圖
納米技術(shù)的潛在發(fā)展已經(jīng)贏得了科學(xué)界的極大贊譽 。然而,納米技術(shù)的突破已經(jīng)不再局限于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)以及工程學(xué)了 。納米藝術(shù)是一個新興的領(lǐng)域,可以讓我們從一個全新的視角來看這個小小的世界 。
顧名思義,納米藝術(shù)是藝術(shù)和納米科學(xué)的結(jié)合體,已被少數(shù)科學(xué)家和藝術(shù)家所實踐 。其中之一就是納米大腦 。圖中展示的是被滲碳納米線覆蓋的表面 。滲碳過程在高溫和高壓條件下進行,硅原子參與反應(yīng)變成碳化硅 。不過一個小小的灰塵就可以打擾這個過程——就像圖片中那幅景象 ?!凹{米世界則有納米大腦掌控”這顆大腦一樣的灰塵實際上大概有2微米寬 。
1 打破紀(jì)錄

文章插圖
文章插圖
人類一直追求更強、更快、更高 。但,涉及到最小時 , 納米技術(shù)出現(xiàn)在舞臺上 。采用納米技術(shù)制得的最微小的是一本叫做《蘿卜城的小特德》(Teeny Ted From Turnip)的書,這是目前世界上最小的印刷書 。這本書由加拿大溫哥華西蒙·弗雷澤大學(xué)納米成像實驗室制作而成,這本書只有70 微米*70 微米,由30個晶硅頁雕刻而成 。
納米材料技術(shù)服務(wù)者風(fēng)采

文章插圖
文章插圖

文章插圖
文章插圖
復(fù)朗施納米科技有限公司的核心優(yōu)勢是自主研發(fā)出行業(yè)領(lǐng)先的新型納米材料裝備 , 該納米裝備可以制造出上千種不同規(guī)格的金屬納米材料 , 制造出來的金屬納米材料凈度高、純度高、成本低、種類多,生產(chǎn)效率比國內(nèi)外同行企業(yè)提升幾十倍 , 生產(chǎn)過程對環(huán)境零污染,資源的利用率能達到95%以上 。
新型納米材料將會極大改善3D打印、電子行業(yè)、生物醫(yī)藥、航空航天等上千個行業(yè)的現(xiàn)有產(chǎn)品性能 , 目前產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,成倍增強了現(xiàn)有產(chǎn)品性能 。
公司致力于成為全球納米材料領(lǐng)域的Intel,以為全球客戶提供深化其競爭優(yōu)勢的納米材料產(chǎn)品和解決方案為宗旨,深受廣大客戶好評 。
以上關(guān)于本文的內(nèi)容,僅作參考!溫馨提示:如遇健康、疾病相關(guān)的問題,請您及時就醫(yī)或請專業(yè)人士給予相關(guān)指導(dǎo)!
「愛刨根生活網(wǎng)」www.malaban59.cn小編還為您精選了以下內(nèi)容,希望對您有所幫助:- Excel自動填充學(xué)號的便捷方法
- 解決OBS直播沒有聲音的問題
- 手把手教你做超好吃的甲魚湯 甲魚湯怎么做好喝又營養(yǎng)
- 紅燒排骨用大排還是小排 紅燒排骨怎樣做好吃又簡單
- 制作金箔文字和邊框效果的Word封面
- 如何打造一個整潔有序的電腦桌面
- 不是錢的事 淄博燒烤店停業(yè)三天 老板:保命要緊
- 如何在WORD文檔中插入多行多列的表格
- 手機內(nèi)屏與外屏的區(qū)別
- 水煮肉片的做法 水煮肉片的家常做法
