纳米技术论文

纳米技术的应用

摘要: 近些年来，纳米技术得到了飞速发展，纳米技术的应用正朝深层次、广领域全面展开，并与材料学、电子学、机械学、化学、生物学、医学等多学科交叉融合，形成了众多新的研究方向。纳米技术已经渗透到人类生产生活的各个领域，其研究方向也不断走向生产化、商品化。21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一，对未来经济和社会发展有着十分重要的影响。

关键词 纳米技术 纳米材料 生物医药 能源环境 国防科技

纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”。纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性它在力学、光学 磁学 电学 热学 等方面具有独特的性质 。也正是借助于纳米材料的各种特殊性质，科学家们在各个研究领域都取得了性的突破，解决了很多技术难题，可以说纳米技术促进了科技进步和发展，这同时也促进了纳米技术越来越广泛化的应用。可以这样说，看是无形的纳米技术，已深深的影响着我们的衣食住行。

本文主要介绍纳米技术在电子信息、生物医学、能源环境及农业、国防等领域的应用。

纳米技术在电子信息上的开发

纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，其主要思想是基于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米量子器件，它包括纳米有序（无序）阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集成电路进一步减小，研制出由单

原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。

目前，利用纳米电子学已经研制成功各种纳米器件。单电子晶体管，红、绿、蓝三基色可调谐的纳米发光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁场探测器已经问世。并且，具有奇特性能的碳纳米管的研制成功，为纳米电子学的发展起到了关键作用。

生物计算机的主要原材料之一是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。在这种芯片中，信息以波的形式传播，其运算速度要比当今最新一代计算机快10倍以至几万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的几亿分之一，存贮信息的空间仅占百亿分之一。由于蛋白质分子能自我组合，再生新的微型电路，从而使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能、自动修复芯片上发生的故障，还能使其模仿人脑的机制等。 制造这类计算机离不开纳米技术。生物纳米计算机和纳米机器人的结合体则是另一类更高层次上的可以进行人机对话的装置，它一旦研制成功，有可能在1秒钟完成数十亿次操作，届时人类的劳动方式将产生彻底的变革。

1、 新的国防科技革命

纳米技术已广泛运用与军事领域，这将对国防军事带来革命性的影响。例如采用金属铜或铝支撑点纳米级颗粒，都将大大提高单位体积所释放的能量，不但会提高火炮或轻武器弹头的射程或初速度，还大大减轻了弹药的重量，更加便于携带和运输。利用纳米技术还可以制造出高科技术袖珍型武器，可以达到很好的攻击效果。纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时联系，对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的每一个角落，使战场更加透明。金属纳米粉体对电磁波有着很好的吸收特性，

在隐身技术上的应用尤其引人注目。 在雷达隐身技术中，超高频(SHF，GHz)段电磁波吸波材料的制备是关键，纳米材料正被作为新一代隐身材料加以研制。

能源环境及农业

为了实现更为清洁、廉价、有效的能源开发，纳米技术和纳米材料应用潜力极大。它会对能量功效、能量存储、能量转化和能量生产产生巨大影响，从而将会引起一次重大能源变革。利用纳米技术可以开发出更加节能的照明技术，制造出更强更轻的材料以提高运输效率。目前石油工业已在利用纳米技术精炼石化产品

纳米技术也是生态环境的保护神，是发展循环经济的有力武器。他将会改变人类传统的环保理念，将会是困扰人类已久的各种环境问题迎刃而解。现在科学家们已经利用纳米技术生产出100%可降解的农膜、一次性餐具和各种包装袋。同时纳米技术和纳米材料在大气污染防治、污水处理、噪声防范等方面也能大显神通。

纳米技术对农业的贡献也很大。纳米技术与纳米生物技术相结合，能生产出纳米生物农药、纳米生物化肥，它们具有高效性、环保性、低成本等优点，从而引起农药和化肥行业的重大变革。纳米技术在农业上的应用直接显示出纳米技术对人类生活革命性的影响。

3、纳米技术在生物医学应用中的前景

利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景；纳米材料还可以进行细胞内部染色

磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，

利于提高药效，减少副作用。同时生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。

纳米技术在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、血液净化、人造骨骼、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。

纳米技术所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。

纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，也应用在了诸如海水净化、化工、造纸、纺织、航空航天等其他领域也有着逐渐广泛的应用，并在这些领域都在逐渐发挥着重大作用。

美国权威机构预测，2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元，纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。

目前纳米科学技术正处在重大突破的前夜，它已取得一系列成果，使全世界为之震动，并引起关心未来发展的全世界科学家的思索。人们正注视着纳米科学技术领域不断涌现出的奇异现象和新进展，这一领域前景十分诱人，将对经济建设、国防实力、科技发展乃至整个社会文明进步产生巨大影响.