令人驚異的納米技術(shù)

令人驚異的納米技術(shù)

　眾所周知，“納米”是個極其微小的單位，但是通過人工操縱這種比分子還小的微觀組成，就能增強乃至改變物質(zhì)的特性，從而戲劇性地衍生出大量新的原材料、方法和產(chǎn)品甲醛檢測儀| 可燃氣體檢測儀| 毒性氣體| 氨檢測儀|。

　   今天，有關(guān)納米技術(shù)的信息無處不在。如果在google上搜索“納米技術(shù)”這個詞，你將會發(fā)現(xiàn)百萬多個相關(guān)鏈接。顯而易見地，人們在這個領(lǐng)域投入了大量的關(guān)注目光，關(guān)于納米技術(shù)的可行性和潛能正日益增強的宣傳也被媒體的大肆渲染和科幻小說，比如Michael Crichton的小說Prey，炒得如火如荼、。但是，納米技術(shù)到底是什么呢？更重要的是，它對于自動控制又意味著什么？
　　納米技術(shù)并不是個新事物。大英博物館中有一件名為Lycurgus Cup（萊格拉斯酒杯）的藝術(shù)品，它是一個可追溯到四世紀的古羅馬雕花玻璃酒杯。由于玻璃內(nèi)含有金和銀的納米粒子（直徑大約70nm），所以當(dāng)它反射光線的時候，酒杯的顏色會隨之改變。羅馬人知道他們使用了納米技術(shù)嗎？大概不知道，但是這一事實已經(jīng)成為了納米材料影響世界幾個世紀的最佳例證。
     這些工具有：（a）Titan 80-300kv掃描/透射電子顯微鏡(S/TEM) ；（b）用于半導(dǎo)體通孔（金屬層與層之間的電導(dǎo)路徑）的專用3D透射電子顯微鏡；
（c）用于趨磁細菌(水生微生物)的專用3D透射電子顯微鏡；（d）一張搭建在兩個金晶之間110位置的納米橋的高分辨率透射電子顯微鏡影像(拍攝者C. Kisielowski，NCEM，USA) ；和（e）一張用FEI雙電子束（聚焦離子束/掃描電子顯微鏡）制作和即時拍攝的“通過鏈”掃描/透射電子顯微鏡(S/TEM)影像。

　　“‘納米’從物質(zhì)誕生伊始就一直存在至今�！盇RC顧問集團的制造業(yè)咨詢服務(wù)機構(gòu)副總裁Asish Ghosh說，“技術(shù)的更新使得我們能夠重新認識、理解納米技術(shù)，這才是納米技術(shù)的“新”的由來。我相信，大約十年以前IBM的掃描隧道顯微鏡的誕生，使得納米技術(shù)真正開始走向前沿�！�
　　“利用這種裝置，研究人員將硅原子擺成字母‘IBM’形狀，拍下照片向全世界展示，并宣稱，‘這就是納米技術(shù)，一種能夠操控個體原子的技術(shù)�！�隨后的研究及其技術(shù)的公開，宣告了人類進入了納米時代，具有了納米級操控物質(zhì)的能力。”Ghosh說道。
　　不僅是小
　　納米技術(shù)通常被認為是研究100納米以下的微觀技術(shù)。Nano源自于希臘語中的“侏儒”，指10^-9或者一米的十億分之一。一埃是一納米的1/10^th，原子的直徑通常為2到10納米。而人類頭發(fā)的直徑大約是200,000納米。
　　“很多人常將納米技術(shù)認為是一種使小型化的技術(shù)。”Ghosh說，“但其實這是一種誤解。納米并不僅僅意味著更小。納米是將原子和分子以一定規(guī)則組合以達到某種目的。納米技術(shù)是一種操作物質(zhì)原子和分子的科學(xué)，或者說藝術(shù)�！�
　　操作分子的排列能改變物質(zhì)的根本屬性，從而產(chǎn)生出完全不同的效果。Ghosh舉例說，“如果將碳原子以某一特定的順序排列，它們將比原來更加堅固，這樣就能制造出比傳統(tǒng)球棍更輕更堅固的高爾夫球棍了。”
　　Rockwell Automation也對納米技術(shù)有相似的定義。Sujeet Chand博士，高級副總裁、高級技術(shù)員兼首席技術(shù)官和Ram Pai博士，高級技術(shù)實驗室主管，共同定義納米技術(shù)為操作、精密定位、度量、建模和創(chuàng)造100納米以下尺度物質(zhì)的技術(shù)。然而，Pai說：“我想再對這個定義進行一下修改，得加上‘至少在一維空間內(nèi)’這個限定詞。”如此也誕生了一個新的問題：在哪一維的空間內(nèi)？打個比方說，碳納米管既可以很長也可以很細，我們該選擇哪一種特性呢？這是一個非常重要也值得細細考量的問題。
　　“當(dāng)你進入納米的世界，”Pai補充說，“表面積/體積比會大幅增加。因此適用于通常微觀或宏觀世界的物質(zhì)行為支配法則在納米世界里是完全行不通的。”
　　從實驗室到加工廠
　　納米技術(shù)剛剛處于胚胎萌芽階段，還未能廣泛地商業(yè)化，但已有所發(fā)展，一些應(yīng)用技術(shù)已開始逐漸走出實驗室，邁開商業(yè)加工的腳步了。尖端科技咨詢公司Roger Grace Associates的總裁Roger Grace稱納米技術(shù)為‘新前沿’。
　　“就納米技術(shù)而言我們還處于一個發(fā)現(xiàn)和進步的階段�！盙race說，“我們今天看到的大部分納米產(chǎn)品都包含有碳納米管。碳納米管是目前市場上納米產(chǎn)品的基本組成元件�！绷_克韋爾的Chand和Pai把納米技術(shù)分為三個相對平行的發(fā)展方向：
　　■納米-材料和涂層：“納米材料目前主要使用在商業(yè)產(chǎn)品上，”Chand說，“例如網(wǎng)球、高爾夫球桿和衣服等。在工業(yè)領(lǐng)域，納米材料已被使用在SUV的車側(cè)踏板中來增加其強度�！奔{米涂層同樣也已經(jīng)應(yīng)用在一系列制造工業(yè)上，例如用于吸收機電輻射的電氣外殼涂層。
　　■納米傳感器：納米傳感器在工業(yè)自動化領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿�。由于其更高的精確性和精密度，它將被用于探測毒品、有害物質(zhì)、有害氣體，以及微量的有關(guān)物質(zhì)。一些正在開發(fā)的另類傳感器將致力于探測癌細胞和腫瘤，甚至可以捕捉到空氣中任何對人體或人群有潛在危害的氣息。相當(dāng)數(shù)量采用納米技術(shù)的新產(chǎn)品已經(jīng)在市面上推出。
　　■納米電子學(xué)：據(jù)說納米技術(shù)具有加倍處理器處理速度的能力。Chand說：“納米技術(shù)，不僅僅能讓我們做得更小，更能做的更好。它將幫助我們更深層