纳米科技是在怎样一个前提下诞生的?进入20世纪尾声的时候,随着人类对物质微观世界认识的不断进步,一门新兴的学科诞生了。1990年,在美国举行了第一次纳米科技大会,并且正式创办了《纳米技术杂志》,纳米科学技术由此正式宣告“开宗立派”。
所谓纳米科学,是人们研究纳米尺度,即100纳米至0.1纳米这个微观范围内的物质所具有的特异现象和特异功能的科学;而纳米技术则是指在纳米科学的基础上制造新材料、研究新工艺的方法和手段。虽然纳米科技问世的时间不长,但是它带来的冲击却是明显的。越来越多的科学家相信,这项新兴科学技术将带来新的一轮技术革命,人们将凭借它进入一个奇妙的崭新世界。
其实,从比较准确的意义上来讲,纳米科技诞生的时期应该还要早一些。
1984年,德国著名学者格莱特利用现代技术把一块6纳米的铁晶体压制成纳米块,并详细研究了它的内部结构,结果发现它比普通钢铁的强度要高12倍,硬度要高2~3个数量级。而且这种纳米金属在低温下甚至会失去传导能力,并且随着尺寸的缩小,纳米材料的熔点也会随之降低。
格莱特的研究实际上只是开了一个头,从而却导致了科学家们对物质在纳米量级内物理性能变化和应用的广泛研究。一般来讲,纳米颗粒的尺寸通常不超过10个纳米。在这个量级内,物质颗粒的大小意味着它已经很接近一个原子的大小了。在这种状态下,物质的性能和结构的变化已经是非连续性的了。就是说,量子效应开始发生作用。因此,用纳米颗粒最后制成的材料与普通材料相比,在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大不同,由此会产生许多完全不同的功用。
很显然,纳米科学技术是一门以物理和化学这两个基础学科的微观研究理论为基础,以先进的解析技术和工艺手段为前提的内容广泛的多学科综合体。它既不是某一学科的延伸和发展,也不能说是某一工艺技术革新的产物或转化。它是基础理论学科和当代高新技术紧密结合的产物。纳米科技的诞生还表明了这样一种发展态势,即在当今的科学技术领域里,基础科学研究与应用技术发展的结合,已经呈现出一种越来越密不可分的趋势,以至于在相当多的情况下,人们已经很难完全区分出研究和应用之间的差别。按目前的研究状况,纳米科技一般分为纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学和纳米制造学、纳米光学等等,这其中的每一门学科又都是跨学科,集研究与应用于一体的边缘学科与综合体系。
随着加工仪器,制造技术的精密化,人们在追求更小更精细的物理器件方面得到了长足的发展,纳米技术由此产生。
纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。
自从扫描隧道显微镜发明后诞生的