通過上一章對納米基本知識的了解,或許此時你對納米已經不再那麼陌生。但是,你知道什麼是納米技術嗎?它的發展在現實生活中又有哪些應用呢?本章我們將介紹一些關於納米技術的知識。
納米技術是指在0.1~100納米的尺度範圍內研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項新技術,包括納米結構和納米材料。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性。因此,利用這些新特性製造出的具有特定功能設備的技術,就被稱為納米技術。
此外,從納米的研究狀況來看,關於它的概念還有其他3種說法。首先是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。這一概念說明,可以使組合分子的機器實用化,從而可以任意組合所有種類的分子,當然也就能製造出任何種類的分子結構。不過,這種關於納米技術概念的說法並沒有取得大家的認同。其次是把納米技術看成是微加工技術的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小結構的技術。事實上,這種微加工技術也會使半導體等微型化達到極限。現在不是已經出現了很多的“迷你型”產品嗎?因此,現有技術如果能不斷地發展下去,從理論上講它也終將達到一定的限度。無論怎麼樣變換,如果要把電路的線幅變小,就會使構成電路的絕緣膜變得極薄,這樣絕緣效果肯定沒有原先的效果好。因此,關於這種概念的說法也有爭議。最後是從生物的角度出發而提出的納米技術。之所以要從生物中來提出,是因為在生物的細胞膜內本來就存在納米級的結構。由於細胞是生物的基本單位,是體積最小的元素,所以納米技術的概念從生物的角度來提出比較容易被人接受。
生活中,我們了解最多的是微電子技術,比如我們所使用的收音機、電視機、計算機等電子產品都是利用微電子技術創造出來的。那麼,納米和微電子技術有什麼區別呢?
納米技術研究的是以控製單個原子、分子來實現設備特定的功能,是利用電子的波動性來工作的;而微電子技術則主要通過控製電子群體來實現它的功能,是利用電子的粒子性來工作的。所以,人們研究和開發納米技術的主要目的也就是要實現對整個微觀世界的有效控製。
由於納米技術的研究內容涉及現代科技的領域,因此它是一門交叉性很強的綜合學科。它在電子學、物理學、化學、生物學、加工學、計量學等分支學科中都有應用。其中,納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎,納米電子學則是它的重要內容。其實,這和納米研究的對象有直接的關係。因為納米技術主要研究對象是單個的原子、分子和電子,而這些又是和物理化學以及電子科學直接相關的。
雖然納米技術涉及的領域比較廣泛,但並不是所有的物質都和它有關係。那麼,納米技術到底和哪些內容有關係呢?
首先是納米材料。從納米技術的含義上我們可以知道,它是在0.1~100納米的尺度範圍內進行研究的。在這個範圍內物質的性質會改變,失去原來的性質而擁有一種新的、特殊的性能。所形成的具有特殊性能的材料與原來物質的材料完全不同,這樣的材料就是納米材料。對納米材料的研究一般是對它的表麵積進行研究,它的表麵積研究非常重要,其檢測數據一般采用BET方法(也就是比表麵積檢測的一種)檢測出來的結果才是真實可靠的。然而,這是一種比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神便會導致測試失敗。顯然這是一種很浪費人員、浪費時間的方法。那麼,有沒有能夠完全自動化的方法呢?F-Sorb2400比表麵積測試儀的出現實現了這一願望,它是目前國內唯一一台完全自動化、智能化的比表麵積檢測設備,達到了國際水平,它的測試結果與國際測試結果一致性很高,穩定性也很好,同時也能減少人為誤差,提高測試結果的精確性。