人类组装有机生命的前景展望(1/2)
纳米(nm)是英文nanometer的音译,字首nano在希腊文中的原意是“侏儒”的意思,指1米的十亿分之一。而原子的直径为0.1-0.3nm。纳米工艺技术,我们简称为纳米技术,是在1至100纳米范围内对材料的加工技术和应用技术。纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特xing制造出具有特定功能的产品。
1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德费曼预言,人类可以用小的机器制做更小的机器,最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造产品,这是关于纳米技术最早的梦想。
1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。
纳米科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。80年代初发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器——扫描隧道显微镜(stm)、原子力显微镜(afm)等微观表征和cāo纵技术,它们对纳米科技的发展起到了积极的促进作用。
1991年,碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10倍,成为纳米技术研究的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。
1993年,继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“ibm”之后,中国科学院běijing真空物理实验室自如地cāo纵原子成功写出“中国”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域zhan有一席之地。
1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。
1999年,巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。
纳米工艺技术还在继续高速前进的步伐,一般认为,纳米技术的发展会经历以下五个阶段:
第一阶段的发展重点是要准确地控制原子数量在100个以下的纳米结构物质。这需要使用计算机设计/制造技术和现有工厂的设备和超jing密电子装置.第二个阶段是生产纳米结构物质。在这个阶段,纳米结构物质和纳米复合材料的制造将达到实用化水平。其中包括从有机碳酸钙中制取的有机纳米材料,其强度将达到无机单晶材料的3000倍.在第三个阶段,大量制造复杂的纳米结构物质将成为可能。这要求有高级的计算机设计/制造系统、目标设计技术、计算机模拟技术和组装技术等.纳米计算机将在第四个阶段中得以实现。在第五阶段里,科学家们将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置。
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