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纳米技术的故事
时间:2025-05-13 07:53:40
答案

是纳米技术的故事始于20世纪初,当时科学家们开始探索物质在极小尺度下的奇异性质。然而,纳米技术这一概念的正式提出是在1959年,由著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼提出。他在著名的演讲《微观世界有无垠的空间》中预言,如果人类能够在原子、分子的尺度上来加工材料、制备装置,那么将有许多激动人心的新发现。他强调了纳米尺度上科学和技术的重要性,并呼吁发展新型的微型化仪器来操纵和测定纳米结构的性质。

尽管理查德·费曼的科学思想起初并未被接受,但科技的迅猛发展很快证明了他的预言是正确的。在随后的几十年里,科学家们不断深入研究纳米尺度下的物质性质,并发展出了许多新的纳米技术。

其中,1974年科学家谷口纪男最早使用“纳米技术”一词描述了精细机械加工,这一术语逐渐得到了广泛接受。随着纳米科技的不断发展,人们发现当物质小到1~100纳米时,其量子效应、物质的局域性、巨大的表面及界面效应会使物质的很多性能发生质变,呈现出许多既不同于宏观物体也不同于单个孤立原子的奇异现象。

在纳米科技的发展历程中,有许多重要的里程碑事件。例如,1907年Ollivier首次报道了一种超疏水表面,这是人类首次发现超疏水现象。随后,Barthlott和Neinhuis提出了“荷叶效应”,将超疏水性能归因于表面微米结构。后来,江雷等人发现超疏水性能实际上归因于粗糙表面的微纳米结构,并制备了世界上第一个超疏水纳米材料。

此外,1917年Irving Langmuir首次提出并证实了单分子薄膜的可行性,随后他和Katharine Blodgett发明了制备单层分子薄膜(LB膜)的技术,首次实现了脂肪酸单分子层从水面向固体基底上的转移。这一技术的发明为纳米科技的发展奠定了重要基础

在纳米科技的研究中,电子显微镜的发明也起到了关键作用。1931年,Ernst Ruska和Max Knoll发明了第一台电子显微镜,使得科学家们能够直接观察到纳米尺度下的物质结构。这一技术的发明极大地推动了纳米科技的发展。

随着纳米科技的不断发展,人们开始探索纳米技术在各个领域的应用。例如,在医学领域,纳米技术可以用于制造药物载体、诊断工具和治疗方法等;在能源领域,纳米技术可以用于提高太阳能电池的效率、开发高效的储能材料等;在环境领域,纳米技术可以用于治理污染、净化水源等。

总之,纳米技术的发展历程充满了科学家们的探索和创新精神。随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,纳米技术必将在未来发挥更加重要的作用,为人类创造更加美好的未来。

纳米技术的危害和影响
答案

纳米技术作为一项新兴领域,虽然具有巨大的潜力和应用前景,但也存在一些潜在的危害和影响,主要包括以下几个方面:

1. 环境风险:纳米材料可能会对环境造成污染和影响,例如纳米颗粒释放到环境中后可能对生物体产生毒性影响,或者对生态系统造成破坏。

3. 社会伦理问题:纳米技术的发展可能引发一些社会伦理问题,如隐私安全问题、人类改造等,需要进行深入讨论和监管。

4. 法律监管:由于纳米技术的新颖性和复杂性,目前相关法律法规和监管机制相对薄弱,需要加强法律监管和规范,以确保其安全应用。

综合来看,纳米技术的发展虽然带来了许多创新和进步,但也需要密切关注其潜在的危害和影响,并采取相应的措施来规避风险,确保其安全可持续发展。

纳米技术的特别之处有哪些
答案

如下:

1、表面效应。即纳米晶粒表面原子数和总原子数之比随粒径变小而急剧增大后引起性质变化。纳米晶粒的减小,导致其表面热、表面能及表面结合能都迅速增大,致使它表现出很高的活性。

2、体积效应。当纳米晶粒的尺寸与传导电子的德布罗意波相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,使其磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性和熔点等与普通粒子相比都有很大变化。如银的熔点约为900度,而纳米银粉熔点为100度,一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%-50%。

3、量子尺寸效应,即纳米材料颗粒尺寸到一定值时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级,吸收光谱阈值向短波方向移动。其结果使纳米材料具有高度光学非线性、特异性催化和光催化性质、强氧化性质和还原性。

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