La era de la nanotecnología.

Hoy en día, la era de la nanofabricación ha llegado, el comienzo de la nanociencia ha comenzado. Con la profundización de la investigación en nanotecnología y la aplicación continua de la nanotecnología, la nanotecnología se ha convertido en una de las disciplinas más buscadas. En los concursos anuales de ciencia y tecnología de Ciencia y Naturaleza, los resultados de la investigación en nanotecnología están a la vanguardia. Muchos países tienen planes para desarrollar la nanotecnología como una estrategia nacional, y el desarrollo de la nanotecnología está aumentando año tras año. Sin embargo, el desarrollo de la nanotecnología ha sufrido un largo proceso debido a la presencia natural de los nanomateriales (como células vivas, bacterias, hollín, etc.). etc.) a la manipulación artificial de átomos, moléculas que fabrican nanomateriales, que nunca son conscientemente conscientes del avance teórico del proceso de fabricación. La presencia de nanomateriales en Naturecell hace 3.500 millones de años, el primer lote de células vivas que ocurren de forma natural. sustancias Las células son agregados auto-replicantes de máquinas nanométricas que contienen una gran cantidad de nano-organismos tales como proteínas, ADN, moléculas de ARN. Estas células a "nanoescala" órganos "cumplen sus funciones. La construcción de proteínas, la fotosíntesis de modo que el rápido crecimiento de la bioenergía, de modo que la superficie original de la tierra cubierta de microorganismos, plantas y otras sustancias orgánicas, es el CO₂ atmosférico de la Tierra en O 2, cambió completamente la superficie de la Tierra. y ambiente. Se puede observar que estos agregados de nano-máquinas desempeñan un papel fundamental en la evolución de la naturaleza. Nanopartículas inorgánicas naturales Además de la existencia de una variedad de nano-sustancias internas complejas, la existencia natural de las nanopartículas inorgánicas naturales. En la antigua China, la gente usa la colección de velas que queman polvo para crear refinado, este polvo es negro de carbono de tamaño nanométrico; en la superficie del espejo de bronce antiguo tiene una capa delgada de óxido, después de las pruebas se encontró que la capa de óxido es una película compuesta de óxido de nano-estaño. Estos nanomateriales inorgánicos naturales proporcionan material natural para que las personas lleven a cabo investigaciones de nanotecnología. El desarrollo temprano de la nanotecnologíaDesarrollo teórico temprano En el 400 aC, Democritus y Leucipo proponen el átomo, la teoría del átomo para el desarrollo de la nanotecnología proporciona una base teórica, es una serie de medios técnicos de abajo hacia arriba para construir el nuevo material posible. La investigación teórica de los científicos sobre nanotecnología comenzó en la década de 1860, y Thomas Graham usó gelatina para disolverse y dispersarse para preparar coloides, con partículas coloidales que tienen un diámetro de 1 a 100 nm. Más tarde, los científicos han investigado mucho sobre los coloides y han establecido una teoría de la química de los coloides. En 1905, Albert Einstein calculó el azúcar del agua en los datos experimentales para calcular un diámetro de molécula de azúcar de aproximadamente 1 nm, la primera vez en la dimensión humana tiene un conocimiento perceptivo. Hasta 1935, Max Knoll y N. Ruska desarrollaron un microscopio electrónico para obtener imágenes subnano a escala nanométrica, proporcionando una herramienta de observación para que las personas exploren el mundo microscópico. Tecnología temprana que se desarrolla durante la Segunda Guerra Mundial, el profesor Tian Liangyi de la Universidad de Nagoya en Japón desarrolló una Absorbente de radiación infrarroja para el detector de misiles japonés. Bajo la protección del gas inerte, se preparó negro de zinc puro mediante el método de evaporación al vacío. El tamaño de partícula promedio del negro de zinc fue inferior a 10 nm. Pero aún no se ha aplicado a la realidad, la guerra ha terminado. Más tarde, los científicos alemanes también prepararon partículas de nano-metal de una manera similar, cuando no hay un concepto de nanomateriales, ponen este material llamado partículas ultrafinas (partículas ultrafinas), que puede ser un propósito humano para fabricar nanomateriales. comenzó. El origen de la nanotecnología que Feynman predijo En diciembre de 1959, el premio Nobel Richard Feynman pronunció un discurso en el Instituto Americano de Física en el Instituto de Tecnología de California en la conferencia titulada "Hay mucho espacio al pie de la página". Comienza con un "abajo hacia arriba" y propone comenzar a ensamblar desde una sola molécula o incluso un átomo para cumplir con los requisitos de diseño. "Al menos en mi opinión, las leyes de la física no descartan la posibilidad de que un átomo produzca un átomo de forma atómica", predijo, "y cuando controlamos la finura del objeto, expandiremos enormemente nuestra física. "Aunque la tecnología que realmente pertenece a la categoría" nanómetro "apareció solo unas décadas más tarde, en esta conferencia, Feynman prevé el futuro de la nanotecnología, que ha definido el papel de la nanotecnología en el estudio de la nanociencia. Proporciona las bases teóricas más tempranas. De hecho, muchos científicos en la escala nanométrica después de los resultados de la investigación en gran medida por el discurso inspirado en este discurso. El nacimiento de la nanotecnologíaNanotecnología nació a principios de los años setenta. 1968, Alfred Y. Cho y John. Archu y sus colegas utilizaron la epitaxia de haz molecular para depositar átomos de monocapa en la superficie. En 1969, Esaki y Tsu propusieron una teoría de súper celosías, que consistía en dos o más materiales diferentes, Constituir. En 1971, Zhang Ligang y otras aplicaciones que utilizan la teoría de la superlatticia y la tecnología de crecimiento epitaxial de haz molecular, la preparación de diferentes tamaños de brecha de energía de la multicapa semiconductora, y para lograr el pozo cuántico y la superlatticidad, observaron efectos físicos muy ricos. El efecto de confinamiento cuántico en el pozo cuántico se ha estudiado exhaustivamente, y muchos nuevos dispositivos optoelectrónicos y microelectrónicos de alto rendimiento se han desarrollado sobre esta base. En 1974, Norio Taniguchi inventó el término “nanotecnología” para representar maquinarias con tolerancias de menos de 1 μm, lo que convirtió a la nanotecnología en una técnica verdaderamente independiente en la etapa de la historia. Pero la imagen completa de la física a escala nanométrica estaba lejos de ser clara. Un gran avance en nanotecnología. Símbolo de la revolución nanométrica. En 1981, Gerd Binnig y Heirich Rohrer desarrollaron el primer microscopio de exploración de túneles (STM) del mundo basado en el efecto de túnel en la mecánica cuántica. Observó la morfología y la manipulación de superficies sólidas al detectar las corrientes superficiales de átomos sólidos y electrones. La invención de STM es una revolución en el campo de la microscopía, y es "un símbolo de la revolución del nanómetro". Sobre la base de STM, se han desarrollado una serie de microscopios de sondas de barrido, como la microscopía de fuerza atómica (AFM). Microscopía magnética y microscopía láser. La aparición de STM permite a la humanidad observar en tiempo real el estado de los átomos individuales en la superficie del material y las propiedades físicas y químicas asociadas con el comportamiento de los electrones de la superficie. Gerd Binnig y Heirich Rohrer ganaron el Premio Nobel de Física de 1986. Invenido El científico del microscopio de exploración de túneles (STM) Gerd Binnig (izquierda) con Heinrich Rohrer. Fuente: IBMLa primera manipulación de un solo átomo. En 1989, Donald M. del Centro de Investigación IBM Almaden. El equipo Eigler, con la ayuda de STM, movió 35 átomos de Xe adsorbidos en la superficie del metal Ni (110) y formó las tres letras. de la IBM, que fue la primera vez que se manipuló un átomo humano, una de las grandes noticias tecnológicas. Los científicos han visto la esperanza de diseñar y fabricar dispositivos de tamaño molecular a partir de esta nanotecnología que manipula átomos individuales. El rápido desarrollo de la nanotecnología En julio de 1990, la primera conferencia sobre nanociencia y tecnología se celebró en Baltimore, EE. UU. La reunión puso formalmente a la ciencia nanomaterial como una nueva rama de la ciencia de los materiales. Como punto de partida, la nanotecnología ha adquirido un rápido desarrollo a lo largo de la década de 1990. En 1991, el erudito japonés Sumio Iijima por microscopía electrónica descubrió los nanotubos de carbono de paredes múltiples, marcando el advenimiento de los nanotubos de carbono. Dos años después, Iijima y la compañía de IBM Donald Bethune fabricaron nanotubos de carbono de pared simple. En 1995, los investigadores utilizaron la tecnología de la capa de epitaxia atómica (ALE) para realizar el trabajo del láser de punto cuántico a una temperatura de 80 K, hoy en día se utiliza una gran cantidad de láser de punto cuántico en comunicación de fibra óptica, acceso a CD, pantalla y más. En 1990, LT Canham descubrió el fenómeno de la luminiscencia de silicio poroso, que para la realización de la integración fotoeléctrica en el silicio ha abierto una nueva perspectiva, para resolver el dispositivo entre la interconexión causada por el retraso de las deficiencias, mejora en gran medida el rendimiento de los circuitos integrados y la velocidad de la computadora. En 1997, el laboratorio de nanoestructuras del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Minnesota se desarrolló con éxito utilizando nano-litografía. El tamaño del disco era de 100nm × 100nm. Estaba compuesto por un diámetro de 100nm y una longitud de 40nm. Dispuesto en un conjunto de barras cuánticas con una densidad de almacenamiento de 41011 bits por pulgada. La nanotecnología está totalmente desarrollada. En el siglo XXI, el desarrollo y la aplicación de la nanotecnología florecen, el mundo desarrollará la nanotecnología como una estrategia nacional. En 2000, Clinton, el entonces presidente. de los Estados Unidos, anunció el lanzamiento de la Iniciativa Nacional de Nanotecnología (NNI), un aumento significativo en la financiación de la investigación para la nanotecnología, un aumento significativo en la visibilidad y una ola de investigación mundial sobre la nanotecnología. Ministerio de Educación, Cultura, Deportes de Japón. La ciencia y la tecnología asignarán 30.1 mil millones de yenes (US $ 234 millones) en el presupuesto de 2002 para implementar el “Programa de Apoyo Integrado de Nanotecnología”. En Europa, los fondos nacionales para la investigación y la inversión en nanotecnología son proporcionados por programas nacionales, redes de cooperación europea y grandes empresas. . Al mismo tiempo, el programa de investigación de la UE es el más grande, las instituciones de investigación más establecidas, cubriendo una amplia gama de áreas. Desde mediados de la década de 1980 en adelante, el gobierno chino otorga gran importancia al desarrollo de la nanotecnología.
Fuente: Meeyou Carbide