Die Ära der Nanotechnologie

Heutzutage ist die Ära der Nanoproduktion angebrochen, der Beginn der Nanowissenschaften hat begonnen. Mit der Vertiefung der Nanotechnologieforschung und der kontinuierlichen Anwendung der Nanotechnologie ist die Nanotechnologie zu einer der gefragtesten Disziplinen geworden. Bei den jährlichen Wissenschafts- und Technologiewettbewerben von Science and Nature stehen die Ergebnisse der Nanotechnologieforschung im Vordergrund. Viele Länder haben Pläne, die Nanotechnologie als nationale Strategie zu entwickeln, und die Entwicklung der Nanotechnologie nimmt von Jahr zu Jahr zu. Die Entwicklung der Nanotechnologie hat jedoch einen langen Prozess durch das natürliche Vorhandensein von Nanomaterialien (wie lebende Zellen, Bakterien, Ruß, etc.) zur künstlichen Manipulation von Atomen, Molekülen und Nanomaterialien, die niemals bewusst sind. Zum theoretischen Durchbruch des Herstellungsprozesses. Das Vorhandensein von Nanomaterialien in Naturzellen vor 3,5 Milliarden Jahren, der ersten Charge von lebenden Zellen, die natürlich vorkommen. Substanzen. Zellen sind selbstreplizierende Aggregate von Nanometermaschinen, die eine große Anzahl von Nanoorganismen wie Proteine, DNA, RNA-Moleküle enthalten. Diese nanoskaligen „Organe“ erfüllen ihre Aufgaben. Der Aufbau des Proteins, die Photosynthese, damit das schnelle Wachstum der Bioenergie, damit die ursprüngliche Erdoberfläche mit Mikroorganismen, Pflanzen und anderen organischen Substanzen bedeckt wird, es wird das atmosphärische CO₂ der Erde zu O 2, die Erdoberfläche vollständig verändert und Atmosphäre. Es ist zu erkennen, dass diese Nanomaschinenaggregate eine zentrale Rolle bei der Entwicklung der Natur spielen. Natürliche anorganische Nanopartikel Neben der Existenz einer Vielzahl komplexer innerer Nanosubstanzen ist die natürliche Existenz natürlicher anorganischer Nanopartikel von Bedeutung. Im alten China verwenden die Menschen die Sammlung von Kerzen, die Staub verbrennen, um raffinierten, nanoskaligen Ruß zu erzeugen. In der antiken Bronze hat die Spiegeloberfläche eine dünne Rostschicht, nach der Prüfung wurde festgestellt, dass die Rostschicht ein Film aus Nano-Zinn-Oxid ist. Diese natürlichen anorganischen Nanomaterialien bieten dem Menschen natürliches Material, um nanotechnologische Forschung zu betreiben. Die frühe Entwicklung der Nanotechnologie Frühtheoretische Entwicklung 400 v. Chr. Stellten Democritus und Leucippus das Atom vor, die Atomtheorie für die Entwicklung der Nanotechnologie liefert also eine theoretische Grundlage Eine Reihe von technischen Mitteln von Grund auf möglich, um neues Material zu bauen. Die theoretischen Forschungen der Wissenschaftler zur Nanotechnologie begannen in den 1860er Jahren, und Thomas Graham verwendete Gelatine, um Kolloide mit kolloidalen Partikeln mit einem Durchmesser von 1 bis 100 nm aufzulösen und zu dispergieren. Spätere Wissenschaftler haben viel über Kolloide geforscht und eine Theorie der Kolloidchemie aufgestellt. Im Jahr 1905 berechnete Albert Einstein den Zucker aus dem Wasser in den experimentellen Daten, um einen Zuckermoleküldurchmesser von etwa 1 nm zu berechnen. Dies war das erste Mal, dass über die menschliche Dimension eine Wahrnehmungserkenntnis vorliegt. Bis 1935 entwickelten Max Knoll und N. Ruska ein Elektronenmikroskop für die subnanoskalige Bildgebung, das ein Beobachtungsinstrument für die Erforschung der mikroskopischen Welt darstellte. Frühes Brauen von Technologie Während des Zweiten Weltkriegs entwickelte Professor Tian Liangyi von der Nagoya-Universität in Japan ein Infrarotstrahlungsabsorber für den japanischen Raketendetektor. Unter Schutz von Inertgas wurde durch Vakuumverdampfung reines Zinkschwarz hergestellt. Die durchschnittliche Teilchengröße von Zinkschwarz betrug weniger als 10 nm. Wurde aber noch nicht auf die Realität übertragen, ist der Krieg vorbei. Später stellten die deutschen Wissenschaftler auch Nanometallpartikel auf ähnliche Weise her, wenn es kein Konzept für Nanomaterialien gibt, und setzten dieses Material als ultrafeine Partikel (ultrafeine Partikel) ein, die möglicherweise für den menschlichen Zweck bestimmt sind, Nanomaterialien wirklich herzustellen Der Ursprung der Nanotechnologie Feynman prognostiziert Im Dezember 1959 hielt der Nobelpreisträger Richard Feynman eine Rede am American Institute of Physics am California Institute of Technology auf der Konferenz mit dem Titel „Es gibt viel Platz unten“. Er beginnt mit einem „Bottom-up“ und schlägt vor, aus einem einzelnen Molekül oder sogar Atom zusammenzusetzen, um die Designanforderungen zu erfüllen. „Zumindest meiner Meinung nach schließen die Gesetze der Physik die Möglichkeit nicht aus, dass ein Atom auf atomare Weise ein Atom hervorbringt“, sagte er voraus, „und wenn wir die Feinheit des Objekts kontrollieren, werden wir unsere physischen Eigenschaften erheblich erweitern „Obwohl die Technologie, die wirklich zur Kategorie„ Nanometer “gehört, erst einige Jahrzehnte später auftauchte, sieht Feynman in dieser Vorlesung die Zukunft der Nanotechnologie, die die Rolle der Nanotechnologie beim Studium der Nanowissenschaften definiert hat, als früheste theoretische Grundlage. In der Tat, viele Wissenschaftler im Nanometerbereich nach den Forschungsergebnissen weitgehend von der Rede inspiriert durch diese Rede. Die Geburt der NanotechnologieNanotechnologie wurde in den frühen 1970er Jahren geboren. 1968 Alfred Y. Cho und John. Archu und seine Kollegen setzten Molekularstrahlepitaxie ein, um Monoschichtatome auf der Oberfläche abzuscheiden. 1969 schlugen Esaki und Tsu eine Supergittertheorie vor, die aus zwei oder mehr verschiedenen Materialien bestand: Constitute. Im Jahr 1971 beobachteten Zhang Ligang und andere Anwendungen, die die Übergittertheorie und die Molekularstrahl-Epitaxiewachstumstechnologie verwendeten, die Herstellung unterschiedlicher Energielückengrößen der Halbleitermehrschicht und die Erzielung des Quantentopfs und des Übergitters, sehr reiche physikalische Effekte. Der Quantenbeschränkungseffekt in der Quantenmulde wurde eingehend untersucht, und viele neue Hochleistungsoptoelektronik- und mikroelektronische Bauelemente wurden auf dieser Basis entwickelt. 1974 erfand Norio Taniguchi den Begriff „Nanotechnologie“, um Maschinen mit Toleranzen von weniger als 1 μm darzustellen, was die Nanotechnologie zu einer wirklich eigenständigen Technik in der Geschichte machte. Das vollständige Bild der Physik im Nanometerbereich war jedoch alles andere als klar. Ein großer Durchbruch in der NanotechnologieSymbol der Nanometerrevolution 1981 entwickelten Gerd Binnig und Heirich Rohrer das weltweit erste Rastertunnelmikroskop (STM), das auf dem Tunneleffekt in der Quantenmechanik basiert beobachtete die Morphologie und Manipulation fester Oberflächen durch Detektion der Oberflächenströme fester Atome und Elektronen. Die Erfindung von STM ist eine Revolution auf dem Gebiet der Mikroskopie und „ein Symbol für die Nanometer-Revolution“. Auf der Grundlage von STM wurde eine Reihe von Rastersondenmikroskopen entwickelt, beispielsweise die Rasterkraftmikroskopie (AFM). Magnetmikroskopie und Lasermikroskopie. Die Entstehung von STM ermöglicht es der Menschheit, den Zustand einzelner Atome auf der Oberfläche des Materials und die physikalischen und chemischen Eigenschaften, die mit dem Verhalten der Oberflächenelektronen zusammenhängen, in Echtzeit zu beobachten. Gerd Binnig und Heirich Rohrer wurden 1986 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet der Rastertunnelmikroskop (STM) -Wissenschaftler Gerd Binnig (links) mit Heinrich Rohrer. Quelle: IBMDie erste Manipulation eines einzelnen AtomsIn 1989 bewegte Donald M. vom IBM Almaden Research Center mit Hilfe von STM 35 Xe-Atome, die auf der Oberfläche des Metalls Ni (110) adsorbiert waren, und bildete die drei Buchstaben Von der IBM, bei der zum ersten Mal ein menschliches Atom manipuliert wurde, eine der großen Tech-Nachrichten. Wissenschaftler haben die Hoffnung gesehen, aus dieser Nanotechnologie molekulare Bauelemente zu entwickeln und herzustellen, die einzelne Atome manipulieren. Die rasante Entwicklung der Nanotechnologie Im Juli 1990 fand in Baltimore, USA, die erste Konferenz zu Nanowissenschaften und -technologie statt. Das Treffen setzte die Nanomaterialwissenschaft offiziell als neuen Zweig der Materialwissenschaft ein. Als Ausgangspunkt hat die Nanotechnologie in den neunziger Jahren eine rasante Entwicklung genommen. 1991 entdeckte der japanische Gelehrte Sumio Iijima mithilfe des Elektronenmikroskops erstmals mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren, was das Aufkommen von Kohlenstoffnanoröhren kennzeichnete. Zwei Jahre später stellten Iijima und das IBM-Unternehmen Donald Bethune einwandige Kohlenstoffnanoröhren her. 1995 verwendeten die Forscher die Atomlagen-Epitaxietechnologie (ALE), um die Arbeit des Quantenpunktlasers bei 80K-Temperatur zu ermöglichen, der heute eine große Anzahl von Quantenpunktlasern verwendet LT Canham entdeckte 1990 das Phänomen der porösen Silizium-Lumineszenz, das für die Realisierung der photoelektrischen Integration auf dem Silizium eine neue Perspektive eröffnete, um das Bauelement zwischen den Verbindungen zu lösen Durch die Verzögerung der Mängel wird die Leistungsfähigkeit integrierter Schaltkreise und die Rechnergeschwindigkeit erheblich gesteigert. 1997 wurde das Nanostrukturlabor der Fakultät für Elektrotechnik der Universität von Minnesota erfolgreich mit Hilfe der Nano-Lithographie entwickelt. Die Plattengröße betrug 100 nm × 100 nm. Es bestand aus einem Durchmesser von 100 nm und einer Länge von 40 nm. Angeordnet in einem Quantenstab-Array mit einer Speicherdichte von 41011 Bit pro Zoll. Nanotechnologie ist voll entwickelt. Bis zum 21. Jahrhundert wird die Entwicklung und Anwendung der Nanotechnologie florieren. Die Welt wird die Nanotechnologie als nationale Strategie entwickeln. Im Jahr 2000 wird Clinton, der damalige Präsident der Vereinigten Staaten, kündigte den Start der National Nanotechnology Initiative (NNI) an, einer signifikanten Aufstockung der Forschungsgelder für Nanotechnologie, einer signifikanten Erhöhung der Sichtbarkeit und einer Welle globaler Forschungen über Nanotechnologie. Wissenschaft und Technologie werden im Haushaltsplan 2002 30,1 Milliarden Yen (234 Millionen US-Dollar) für die Umsetzung des Programms zur integrierten Unterstützung der Nanotechnologie bereitstellen. In Europa werden die Mittel für Forschung und Investitionen in die Nanotechnologie von nationalen Programmen, europäischen Kooperationsnetzwerken und großen Unternehmen bereitgestellt . Gleichzeitig ist das Forschungsprogramm der EU das größte, die meisten Forschungsinstitutionen haben ein breites Spektrum von Bereichen eingerichtet. Ab Mitte der 1980er Jahre misst die chinesische Regierung der Entwicklung der Nanotechnologie große Bedeutung bei.
Quelle: Meeyou Carbide