Эра нанотехнологий

В наше время наступила эра нанопроизводства, началась эра нанонауки. С углублением исследований в области нанотехнологий и постоянным применением нанотехнологий нанотехнологии стали одной из самых востребованных дисциплин. На ежегодных научно-технических конкурсах «Наука и природа» результаты исследований в области нанотехнологий находятся на переднем крае. Многие страны планируют развивать нанотехнологии как национальную стратегию, и развитие нанотехнологий растет год от года. Однако развитие нанотехнологий подверглось длительному процессу из-за естественного присутствия наноматериалов (таких как живые клетки, бактерии, сажа, и т. д.) для искусственного манипулирования атомами, молекулами, производящими наноматериалы, которые никогда не осознаются. Для теоретического прорыва в производственном процессе. Присутствие наноматериалов в природе - 3,5 миллиарда лет назад - первая партия живых клеток, которые встречаются в природе в нанотехнологиях. веществ. Клетки представляют собой самовоспроизводящиеся агрегаты нанометровых машин, которые содержат большое количество наноорганизмов, таких как белки, ДНК, молекулы РНК. Эти наноразмерные клетки «органы» выполняют свои обязанности. Конструкция белка, фотосинтеза так, что быстрый рост биоэнергии, так что первоначальная поверхность Земли, покрытая микроорганизмами, растениями и другими органическими веществами, это атмосферный CO₂ Земли в O 2, полностью изменила поверхность Земли и атмосфера. Можно видеть, что эти агрегаты наномашин играют ключевую роль в эволюции природы. Природные неорганические наночастицы Помимо существования множества сложных внутренних наночастиц, существует естественное существование природных неорганических наночастиц. В древнем Китае люди используют коллекцию горящих свечей, чтобы создать очищенную, эту пыль представляет собой наноразмерную сажу; В древнем бронзовом зеркале поверхность имеет тонкий слой ржавчины, после испытаний выяснилось, что слой ржавчины представляет собой пленку, состоящую из оксида нано-олова. Эти природные неорганические наноматериалы обеспечивают людей естественным материалом для проведения исследований в области нанотехнологий. Раннее развитие нанотехнологийВ начале теоретического развития Демокрит и Лейкипп выдвинули атом, а теория атомов для развития нанотехнологий обеспечивает теоретическую основу, то есть посредством возможен ряд технических средств снизу вверх для создания нового материала. Теоретические исследования ученых в области нанотехнологий начались в 1860-х годах, и Томас Грэм использовал желатин для растворения и диспергирования для получения коллоидов с коллоидными частицами, имеющими диаметр от 1 до 100 нм. Позже ученые провели много исследований коллоидов и создали теорию коллоидной химии. В 1905 году Альберт Эйнштейн вычислил сахар из воды в экспериментальных данных, чтобы рассчитать диаметр молекулы сахара около 1 нм, впервые в человеческом измерении есть перцептивные знания. До 1935 года Макс Нолл и Н.Руска разрабатывали электронный микроскоп для получения субнаномасштабных изображений, предоставляя людям инструмент наблюдения для изучения микроскопического мира. Раньше, в процессе производства пива, во время Второй мировой войны профессор Тян Лянджи из Университета Нагои в Японии разработал поглотитель инфракрасного излучения для японского ракетного детектора. Под защитой инертного газа чистую цинковую сажу готовили методом вакуумного испарения. Средний размер частиц цинковой сажи составлял менее 10 нм. Но еще не применено к реальности, война окончена. Позже, немецкие ученые также приготовили нанометаллические частицы аналогичным образом, когда нет понятия наноматериалов, и назвали этот материал ультрамелкими частицами (ультратонкими частицами), что может быть целью человека для производства наноматериалов. Начало происхождения нанотехнологий Фейнман предсказал. В декабре 1959 года нобелевский лауреат Ричард Фейнман выступил с речью в Американском институте физики в Калифорнийском технологическом институте на конференции под названием «Внизу много места». Он начинает с «снизу вверх» и предлагает начать сборку из одной молекулы или даже атома, чтобы соответствовать проектным требованиям. «По крайней мере, на мой взгляд, законы физики не исключают возможность того, что атом будет производить атом атомным способом», - предсказал он, - «и когда мы будем контролировать тонкость объекта, мы значительно расширим наше физическое состояние». «Хотя технология, которая действительно относится к категории« нанометры », появилась лишь несколько десятилетий спустя, в этой лекции Фейнман предвидит будущее нанотехнологий, которое определило роль нанотехнологий в изучении нанонауки. Предоставляет самую раннюю теоретическую основу. На самом деле, многие ученые в нанометровом масштабе после результатов исследований в значительной степени благодаря речи, вдохновленной этой речью. Рождение нанотехнологий Нанотехнологии родились в начале 1970-х годов. 1968, Альфред Ю. Чо и Джон. Арчу и его коллеги использовали молекулярно-лучевую эпитаксию для осаждения монослойных атомов на поверхности. В 1969 году Эсаки и Цу предложили теорию сверхрешеток, которая состояла из двух или более различных материалов, составляющих. В 1971 году Чжан Лиган и другие приложения, использующие теорию сверхрешеток и технологию эпитаксиального роста молекулярных пучков, подготовку различного размера запрещенной зоны полупроводникового многослойного материала, а также для достижения квантовой ямы и сверхрешетки, наблюдали очень богатые физические эффекты. Эффект квантового удержания в квантовой яме был тщательно и глубоко изучен, и на этой основе было разработано много новых высокопроизводительных оптоэлектронных и микроэлектронных устройств. В 1974 году Норио Танигучи изобрел термин «нанотехнологии», чтобы обозначить механизмы с допусками менее 1 мкм, что сделало нанотехнологии по-настоящему автономной техникой на историческом этапе. Но полная картина физики в нанометровом масштабе была далека от ясности. Главный прорыв в нанотехнологиях - символ нанометровой революции. В 1981 году Герд Бинниг и Хайрих Рорер разработали первый в мире сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), основанный на эффекте туннелирования в квантовой механике, который наблюдали морфологию и манипулирование твердыми поверхностями, обнаруживая поверхностные токи твердых атомов и электронов. Изобретение СТМ является революцией в области микроскопии и является «символом нанометровой революции». На основе СТМ была разработана серия сканирующих зондовых микроскопов, таких как атомно-силовая микроскопия (АСМ), магнитная микроскопия и лазерная микроскопия. Появление СТМ позволяет человечеству в режиме реального времени наблюдать за состоянием отдельных атомов на поверхности материала и физическими и химическими свойствами, связанными с поведением поверхностных электронов. Таким образом, Герд Бинниг и Хайрих Рорер получили Нобелевскую премию по физике 1986 года. ученый сканирующего туннельного микроскопа (STM) Герд Бинниг (слева) с Генрихом Рорером. Источник: IBM. Первые манипуляции с одним атомом. В 1989 году Дональд М. из исследовательского центра IBM Almaden. Команда Эйглера с помощью STM перенесла 35 атомов Xe, адсорбированных на поверхность металла Ni (110), и сформировала три буквы. о IBM, которая впервые манипулировала атомом человека, одна из важных технических новостей. Ученые увидели надежду на разработку и изготовление устройств молекулярного размера из этой нанотехнологии, которая управляет отдельными атомами. Быстрое развитие нанотехнологий В июле 1990 года в Балтиморе, США, состоялась первая конференция по нанонауке и технологиям. Встреча формально выдвинула наноматериаловедение как новую отрасль материаловедения. В качестве отправной точки нанотехнологии получили быстрое развитие в течение 1990-х годов. В 1991 году японская ученая Сумио Иидзима по электронной микроскопии впервые обнаружила многостенные углеродные нанотрубки, что ознаменовало появление углеродных нанотрубок. Два года спустя Iijima и компания IBM Donald Bethune создали одностенные углеродные нанотрубки. В 1995 году исследователи использовали технологию эпитаксии на атомном слое (ALE) для создания лазера на квантовых точках при температуре 80K, сегодня используется большое количество лазеров на квантовых точках. в волоконно-оптической связи, доступе к CD, отображении и т. д. В 1990 году Л.Т. Кэнхэм обнаружил явление люминесценции пористого кремния, которое для реализации фотоэлектрической интеграции на кремнии открыло новую перспективу, чтобы решить устройство между соединения вызванные задержкой недостатков, значительно повышают производительность интегральных микросхем и скорость работы компьютера. В 1997 году наноструктурная лаборатория кафедры электротехники Университета Миннесоты была успешно разработана с использованием нанолитографии. Размер диска составлял 100 нм × 100 нм. Он состоял из диаметра 100 нм и длины 40 нм. Расположенный в массиве квантовых стержней с плотностью хранения 41011 бит на дюйм. Нанотехнология полностью разработана. В 21-м веке, развитие и применение процветания нанотехнологий, мир будет развивать нанотехнологии как национальную стратегию. В 2000 году Клинтон, тогдашний президент США объявили о запуске Национальной инициативы в области нанотехнологий (NNI), значительном увеличении финансирования исследований в области нанотехнологий, значительном увеличении видимости и волне глобальных исследований в области нанотехнологий. Министерство образования, культуры, спорта Японии, На науку и технику в бюджете 2002 года будет выделено 30,1 млрд иен (234 млн долларов США) для реализации «Программы комплексной поддержки нанотехнологий». В Европе финансирование исследований и инвестиций в нанотехнологии обеспечивается национальными программами, сетями европейского сотрудничества и крупными компаниями. , В то же время исследовательская программа ЕС является самой крупной, а исследовательские институты созданы наиболее широко, охватывая широкий круг областей. С середины 1980-х годов правительство Китая придает большое значение развитию нанотехнологий.
Источник: Meeyou Carbide