Эра нанотехнологий

В настоящее время наступила эра нанопроизводства, начался рассвет нанонауки. С углублением исследований в области нанотехнологий и непрерывным применением нанотехнологий нанотехнологии стали одной из самых востребованных дисциплин. В ежегодных научно-технических конкурсах Science and Nature результаты исследований в области нанотехнологий находятся на переднем крае. Многие страны имеют планы по развитию нанотехнологий в качестве национальной стратегии, и развитие нанотехнологий увеличивается с каждым годом. Однако развитие нанотехнологий прошло длительный процесс от естественного присутствия наноматериалов (таких как живые клетки, бактерии, сажа, и т. д.) к искусственному манипулированию атомами, молекулами, создающими наноматериалы, которые никогда не осознаются. К теоретическому прорыву в производственный процесс. Присутствие наноматериалов в природе. вещества. Клетки представляют собой самовоспроизводящиеся агрегаты нанометровых машин, которые содержат большое количество наноорганизмов, таких как белки, ДНК, молекулы РНК. Эти «органы» наноразмерных клеток выполняют свои обязанности. Построение белка, фотосинтез, так что быстрый рост биоэнергии, так что первоначальная поверхность земли, покрытая микроорганизмами, растениями и другими органическими веществами, это земной атмосферный CO₂ в O 2, полностью изменил поверхность Земли и атмосфера. Можно видеть, что эти агрегаты наномашин играют ключевую роль в эволюции природы. Природные неорганические наночастицыВ дополнение к существованию множества сложных внутренних нановеществ естественное существование природных неорганических наночастиц. В древнем Китае люди использовали коллекцию горящей пыли свечей для создания очищенной, эта пыль представляет собой наноразмерную сажу; на поверхности древнего бронзового зеркала есть тонкий слой ржавчины, после испытаний было обнаружено, что слой ржавчины представляет собой пленку, состоящую из нанооксида олова. Эти естественные неорганические наноматериалы предоставляют людям естественный материал для проведения исследований в области нанотехнологий. Раннее развитие нанотехнологий Раннее теоретическое развитие В 400 г. до н. ряд технических средств снизу вверх для построения нового возможного материала. Теоретические исследования ученых в области нанотехнологий начались в 1860-х годах, и Томас Грэм использовал желатин для растворения и диспергирования для приготовления коллоидов с коллоидными частицами, имеющими диаметр от 1 до 100 нм. Позже ученые провели много исследований коллоидов и создали теорию коллоидной химии. В 1905 году Альберт Эйнштейн рассчитал сахар из воды в экспериментальных данных, чтобы рассчитать диаметр молекулы сахара около 1 нм, впервые в человеческом измерении появилось перцептивное знание. До 1935 года Макс Нолл и Н. Руска разработали электронный микроскоп для получения субнаноразмерных изображений, предоставляя людям инструмент для наблюдения за микроскопическим миром. поглотитель инфракрасного излучения для японского ракетного детектора. Методом вакуумного напыления приготовили чистую цинковую чернь под защитой инертного газа. Средний размер частиц цинковой черни был менее 10 нм. Но пока не применяется к реальности, война окончена. Позже немецкие ученые также подготовили нанометаллические частицы аналогичным образом, когда еще не было понятия о наноматериалах, они назвали этот материал сверхмелкими частицами (ультрамелкими частицами), что может быть целью человека для производства наноматериалов. Началось. Происхождение нанотехнологий предсказал Фейнман В декабре 1959 года нобелевский лауреат Ричард Фейнман выступил в Американском институте физики при Калифорнийском технологическом институте на конференции под названием «На дне полно места». Он начинает «снизу вверх» и предлагает начать сборку из одной молекулы или даже атома, чтобы соответствовать требованиям дизайна. «По крайней мере, по моему мнению, законы физики не исключают возможности того, что атом произведет атом атомным путем, — предсказал он, — и когда мы будем контролировать тонкость объекта, мы значительно расширим наши физические возможности». «Хотя технология, действительно относящаяся к категории «нанометров», появилась лишь несколько десятилетий спустя, в этой лекции Фейнман предвидит будущее нанотехнологий, что определило роль нанотехнологий в изучении нанонауки. Дает самую раннюю теоретическую основу. В самом деле, многие ученые в нанометровом масштабе после результатов исследований в значительной степени речью, вдохновленной этой речью. Рождение нанотехнологииНанотехнология родилась в начале 1970-х годов. 1968, Альфред Ю. Чо и Джон. Арчу и его коллеги использовали молекулярно-лучевую эпитаксию для осаждения атомов монослоя на поверхность. В 1969 году Эсаки и Цу предложили теорию сверхрешеток, состоящую из двух или более различных материалов, Constitute. В 1971 году Чжан Лиган и другие приложения, использующие теорию сверхрешетки и технологию эпитаксиального роста молекулярного пучка, подготовку многослойного полупроводника с различным размером энергетической щели, а также достижение квантовой ямы и сверхрешетки, наблюдали очень богатые физические эффекты. Эффект размерного квантования в квантовой яме широко и глубоко изучен, и на его основе разработано много новых высокопроизводительных устройств оптоэлектроники и микроэлектроники. В 1974 году Норио Танигути изобрел термин «нанотехнология» для обозначения механизмов с допусками менее 1 мкм, что сделало нанотехнологию действительно самостоятельным методом на этапе истории. Но полная картина физики в нанометровом масштабе была далека от ясности. Крупный прорыв в нанотехнологииСимвол нанометровой революцииВ 1981 году Герд Бинниг и Хайрих Рорер разработали первый в мире сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), основанный на туннельном эффекте в квантовой механике, который наблюдал морфологию и манипулирование твердыми поверхностями, обнаруживая поверхностные токи твердых атомов и электронов. Изобретение СТМ — это революция в области микроскопии, и это «символ нанометровой революции». На основе СТМ разработан ряд сканирующих зондовых микроскопов, таких как атомно-силовая микроскопия (АСМ), магнитная микроскопия и лазерная микроскопия. Появление СТМ позволяет человечеству наблюдать в режиме реального времени за состоянием отдельных атомов на поверхности материала, а также за физическими и химическими свойствами, связанными с поведением поверхностных электронов. Таким образом, Герд Бинниг и Гейрих Рорер получили Нобелевскую премию по физике в 1986 году. ученый со сканирующим туннельным микроскопом (СТМ) Герд Бинниг (слева) с Генрихом Рорером. Источник: IBM. Первая манипуляция с одним атомом. В 1989 году Дональд М. из исследовательского центра IBM Almaden. Команда Эйглера с помощью СТМ переместила 35 атомов Xe, адсорбированных на поверхности металла Ni (110), и образовала три буквы IBM, которая впервые манипулировала человеческим атомом, стала одной из больших технических новостей. Ученые увидели надежду на разработку и изготовление устройств молекулярного размера с помощью этой нанотехнологии, которая манипулирует отдельными атомами. Быстрое развитие нанотехнологии В июле 1990 года в Балтиморе, США, состоялась первая конференция по нанонауке и технологии. Встреча официально объявила наноматериаловедение новой отраслью материаловедения. В качестве отправной точки нанотехнология получила быстрое развитие на протяжении 1990-х годов. В 1991 году японский ученый Сумио Иидзима с помощью электронной микроскопии впервые обнаружил многослойные углеродные нанотрубки, что ознаменовало появление углеродных нанотрубок. Двумя годами позже Иидзима и компания IBM Дональд Бетьюн изготовили однослойные углеродные нанотрубки. в оптоволоконной связи, доступе к компакт-диску, отображении и т. Д. В 1990 году Л. Т. Кэнхем обнаружил явление люминесценции пористого кремния, которое для реализации фотоэлектрической интеграции на кремнии открыло новую перспективу, чтобы решить устройство между взаимосвязью вызванные задержкой недостатков, значительно повысить производительность интегральных схем и скорость компьютера. В 1997 году лаборатория наноструктур факультета электротехники Миннесотского университета успешно разработала нанолитографию. Размер диска составлял 100 нм × 100 нм. Он состоял из диаметра 100 нм и длины 40 нм. Расположены в массиве квантовых стержней с плотностью хранения 41011 бит на дюйм. Нанотехнология полностью развита. В 21 веке развитие и применение нанотехнологий процветает, мир будет развивать нанотехнологии как национальную стратегию. В 2000 году Клинтон, тогдашний президент Соединенных Штатов, объявил о запуске Национальной инициативы по нанотехнологиям (NNI), значительном увеличении финансирования исследований в области нанотехнологий, значительном увеличении видимости и волне глобальных исследований в области нанотехнологий. Министерство образования, культуры, спорта Японии, Наука и технологии выделит 30,1 миллиарда иен ($ 234 миллиона США) в бюджете 2002 года для реализации «Комплексной программы поддержки нанотехнологий». В Европе финансирование исследований и инвестиций в нанотехнологии обеспечивается национальными программами, европейскими сетями сотрудничества и крупными компаниями. . В то же время исследовательская программа ЕС является крупнейшей, создано больше всего научно-исследовательских институтов, охватывающих широкий спектр областей. С середины 1980-х годов китайское правительство придает большое значение развитию нанотехнологий.
Источник: Meeyou Carbide