雷火竞技官网电子,芒果体育,雷火竞技最新网址

來源：互聯網

納米（nanometer或nm）是英文nano的譯名，最早表示的是一種長度單位，原稱毫微米，1納米就是10的-9次方米(10億分之一米)，相當于8～9個硅原子連起來的長度。納米結構通常是指尺寸在100納米以下的微小結構。后衍生出眾多概念，如納米技術、納米材料、納米科技等。

納米效應就是指物質到納米級以后，具有傳統材料所不具備的奇異特性和反常特性，如原本導電的銅到某一納米級界限就不導電，原來絕緣的二氧化硅、晶體等，在某一納米級界限時開始導電；高分子材料加入納米材料制成的刃具，比金剛石制品還堅硬等。

利用納米材料特異的光、電、磁、熱、聲、力、化學和生物學性能，納米材料被廣泛應用于宇航電子、化工、冶金、軍事、核工業、醫學和生物工程等國民經濟發展的許多領域。不僅在高科技領域有不可替代的作用，也為傳統產業帶來生機和活力。

1981年，人類通過掃描隧道顯微鏡，第一次正式開啟了對納米尺度世界的科學觀測與研究，原子、分子世界從此可見。截至2023年，ASML Holding是唯一一家生產和銷售用于芯片生產的EUV系統的公司，目標是5納米和3納米工藝節點。

概念

納米

納米是英文nano的譯名，是一種長度單位，原稱毫微米，就是10的-9次方米(10億分之一米)。納米結構通常是指尺寸在100納米以下的微小結構。具體的物質舉例：人的頭發一般直徑為20-50微米。1納米大體上相當于4個原子的直徑。假設一根頭發的直徑是0.05毫米，把它軸向平均剖成5萬根，每根的厚度大約就是1納米。

納米技術

納米科學與技術，有時簡稱為納米技術，是研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米技術的發展帶動了與納米相關的很多新興學科，如納米醫學、納米化學、納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米生物學等，人們認識、改造微觀世界的水平提高到了前所未有的高度。從迄今為止的研究來看，關于納米技術分為三種概念：

第一種，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。根據這一概念，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，可以制造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術還未取得重大進展。

第二種，把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的”加工”來人工形成納米大小的結構的技術。這種納米級的加工技術，也使半導體微型化即將達到極限。現有技術即使發展下去。

第三種，從生物的角度出發而提出的。本來，生物在細胞和生物膜內就存在納米級的結構。DNA分子計算機、細胞生物計算機的開發，成為納米生物技術的重要內容。

納米材料

納米材料是指晶粒尺寸為納米級（10-9m）的超細材料。其尺寸介于分子、原子與塊狀材料之間，通常泛指1～100nm 范圍內的微小固體粉末。納米材料因表面效應、小尺寸效應等特性表現出獨特物理化學性質。納米材料是一種不同于晶態也不同于非晶態的第三類固體材料，它是以組成納米材料的結構單元—晶粒、非晶粒、分離的超微粒子等的尺度大小來定義的。國際上將處于1～100nm 尺度范圍內的超微顆粒及其致密聚集體，以及由納米微晶所構成的材料，統稱之為納米材料，包括金屬、非金屬、有機、無機和生物等多種粉末材料。

納米科技

人們研究和開發納米技術的目的，就是要實現對整個微觀世界的有效控制。納米科技是指在納米尺度上（0.1～100nm）研究物質的特性和相互作用，并對這些特性加以利用的綜合性跨世紀戰略高新技術，其最終目標是直接以原子分子在納米尺度及物質在納米尺度上表現出的特性制造具有特定功能的產品，并使之微型化，實現生產方式的飛躍。與微電子技術相比，納米技術通過控制單個原子/分子、利用電子波動性來實現特定功能，而微電子技術主要通過控制電子群體、利用電子粒子性來實現其功能。它的發展大致經歷了以下幾個發展階段：在實驗室探索用各種手段制備各種納米微粒，合成塊體，探索納米材料不同于常規材料的特殊性能；利用已挖掘出來的納米材料的奇特物理、化學和力學性能，設計納米復合材料。納米科技是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域，包括單原子操縱與原子搬遷技術、納米電子學與納米電子技術、納米生物學、納米摩擦學、原子團簇科學和納米材料科學等。

歷史沿革

1959年12月29日，美國物理學家諾貝爾獎得主理查德·費曼，他在一個題為《物質底層大有空間》的演講中，首次提出了“納米技術”的概念，并詳細闡述了納米級別的物質特性和應用。隨后，納米技術逐漸引起學術界和工業界的關注。

1981年，科學家發明研究納米的重要工具———掃描隧道顯微鏡(scanning tunneling microscope 縮寫為STM)，實現原子級觀測，原子、分子世界從此可見；1990年，首屆國際納米科技會議在美國巴爾的摩舉辦，標志納米科技學科形成。

1991年，碳納米管被人類發現，它的質量是相同體積鋼的六分之一，強度卻是鐵的10倍，成為納米技術研究的熱點，掀開了納米科技研究的序幕，納米科技迅速發展。

20 世紀 90 年代后期，納米技術出現了一系列突破性的發現，被視為 21 世紀科學技術發展的一種新興主流技術。

2001 年，美國啟動“國家納米技術計劃”，確立的目標之一就是“支持負責任的納米技術發展”。

2012 年，中國納米方面專利首度超越美國成為第一大專利優先申請國。

2015年7月9日，美國國際商用機器公司(IBM)宣布研制出首個制程(即晶體管尺寸)為7納米的測試芯片，突破了半導體行業的重要瓶頸。這一技術將使未來各種設備所使用的芯片性能更高、能耗更低、尺寸更小。

2017年6月6日，IBM及其合作伙伴格羅方德半導體股份有限公司(GlobalFoundries)和三星電子合作打造出了世界上第一個5納米硅芯片。性能大幅提高的5納米芯片將能夠滿足人工智能(AI)，虛擬現實和移動設備的未來需要。

2018年10月，三星的7nm芯片工藝試產。

臺積電的5nm工藝在2019年上半年試產，到2020年開始量產，5nm工藝將使用極紫外線光刻(Extreme Ultra-Violet,EUV）技術。

長度計量基準的演變

米原器

18世紀以前，世界各國各自規定長度單位,很不統一。1790年,法國科學院受法國國民議會委托,提出了“米制”的建議。建議獲得批準后，把通過巴黎天文臺的地球子午線長度的四千萬分之一作為1米的長度，于1799年用鉑金制成橫截面積為(25.3x4.05)毫米的矩端面基準米尺.米尺兩端面間的距離即為1米。此即為“檔案米尺”也成“米原器”。1927年第7屆國際計量大會進一步明確規定了長度單位“米”的定義。

86Kr波長長度單位

1952年，國際計量委員會設立米定義咨詢委員會( 現稱為“長度咨詢委員會”)，研究新的米定義。1960年，研究取得成果：86Kr原子橙黃譜線具有最窄和最對稱的輻射譜線，能在最小擾動下產生，并可用其他方法測量。因此，在1960年第十一屆國際計量大會上通過了米的新定義：“米的長度等于86Kr原子的2p10和5d5能級之間躍遷所對應的輻射在真空中的波長的1 650 763.73倍。”，其復現不確定度可以達到2.7×10-8。

激光波長長度單位

自1960年激光技術發展以來，激光具有方向性、單色性和光強度高等特點，使得它在測量長度時比SKr原子輻射譜線有著更大的優勢。1973年，米定義咨詢委員會建議用碘或甲烷飽和吸收穩定的氦激光作為長度計量的副基準，其波長分別為682991398.1fm和3392231397.1m。1975年第十五屆國際計量大會采納了這一建議。1979年，米定義咨詢委員會又推薦用碘穩定的0.612um氦氖激光和碘穩定的0.515pm離子激光作為長度測量的參考波長或工作標準，它們的波長值分別為514 673466.2m和611970769.8fm2。?1984 年召開的國際計量大會上批準了米的新定義是：“米是光在真空中在(1/299 792458)s的時間間隔內所經路徑的長度。”

米的量子化定義

2018年11月16日，第26屆國際計量大會（CGPM）通過了《修訂國際單位制（SI）》的第一號決議。米的新定義為：“國際單位制中的長度單位，符號m。當真空中光速c以單位ms-1表示時，將其固定數值取為299792458來定義米，其中秒用Δv（Cs）定義。（The metre, symbol m, is the SI unit of length. It is defined by taking the fixed numerical value of the speed of light in vacuum c to be 299 792 458.when expressed in the unit m/s, where the second is defined in terms of ΔvCs.）”

納米材料及應用

納米材料

2022年6月，歐盟委員會公布了有關納米材料定義的修訂——旨在澄清并改進納米材料的識別方式，以支持歐盟統一的納米材料監管框架，并將應用于所有歐盟及成員國法規、政策或研究計劃中。此次更新之后，歐盟將有望采用統一的納米標準來協調所有部門的立法。具體變化如下：

1、將納米材料限定為“固體”顆粒，并規定顆粒的一個或多個外部尺寸在1nm-100nm之間。但滿足以下條件的也可被認為是納米材料：

① 顆粒呈長條狀，例如棒狀、纖維狀或管狀，兩個外部尺寸（直徑）小于1nm，其他尺寸（長度）大于100nm；或者② 顆粒呈片狀，一個外部尺寸（厚度）小于1nm，其他尺寸大于100nm。

2、明確體積比表面積<6m2/cm3不應被認為是納米材料。

3、刪除關于“體積比表面積>60m2/cm3的物質可被看作納米材料”這一說法。

4、刪除“允許某些情況下閾值在1-50%的顆粒之間波動”的靈活性條款，僅保留50%的默認閾值。

納米金屬

鈷Co

在能源領域，納米鈷的應用主要體現在燃料電池催化劑和電池儲能方面。納米鈷催化劑可以顯著提高燃料電池的催化效率和穩定性，同時還可以降低催化劑的制造成本。此外，納米鈷還可以作為電池儲能材料使用，其高比容量和高倍率性能可以顯著提高電池的能量密度和充放電速度。

在環保領域，納米鈷的應用主要體現在水處理和空氣凈化方面。納米鈷可以作為吸附劑和催化劑使用，有效去除水中的有機化合物和重金屬離子等有害物質，同時還可以提高水處理的效率和效果。此外，納米鈷還可以作為空氣凈化劑使用，其高比表面積和活性可以顯著提高空氣凈化效果。

在航空航天領域，納米鈷的應用主要體現在結構材料和高性能傳感器方面。由于納米鈷具有高強度、高韌性、耐高溫等優點，可以作為結構材料用于制造航空航天器等裝備中。

銅Cu

納米銅可用于金屬和非金屬的表面導電涂層處理，還可用作凝膠推進劑、燃燒活性劑、高效催化劑、吸附劑、抗菌劑等。納米銅具有超塑延展性，是一種純凈物。用納米材料制成的用品具有很多奇特的性質。例如，納米銅具有超塑延展性，在室溫下可拉長50多倍而不出現裂紋。納米銅對細菌的生長抑制有優異的效果。添加質量分數為1%納米銅粉對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長有優異的抑制效果。

鐵Fe

納米尺寸的鐵粉具有較大的比表面積，表面活性高，具有優異的催化性能。其次，納米高純鐵粉具有較好的磁性能，可用于制備磁性材料和磁性流體等。納米高純鐵粉在多個領域具有廣泛的應用前景。首先，它可以應用于催化領域，作為催化劑或催化載體，用于催化反應的加速和改善反應選擇性。其次，納米高純鐵粉還可以應用于電子材料領域，用于制備磁性材料、傳感器和磁性存儲介質等。此外，納米高純鐵粉還可以應用于環境領域，用于水處理、廢氣處理和土壤修復等。另外，納米高純鐵粉還可應用于生物醫藥領域，用于藥物傳遞、磁性共振成像和癌癥治療等。

鎳Ni

納米鎳[niè]粉是一種重要的磁性金屬材料,具有一系列獨特的物物理化學學特性,在催化劑、磁性材料、導電漿料、電池材料及屏蔽材料等許多領域都有廣泛的應用前景

導電漿料，納米鎳粉配成鎳電子漿料，代替銀鈀等貴金屬電子漿料，大幅度降低成本。電子漿料廣泛應用于微電子工業中的布線、封裝、連接等，對微電子器件的小型化起著重要作用。

高效催化劑，納米鎳粉具有極強的催化效果，可用于有機化合物氫化反應、污染物的處理等。

納米金屬自修復劑，添加至各種機械設備金屬摩擦副潤滑油中，實現金屬摩擦已磨損部分自修復，節能降耗，提高設備使用壽命及維修周期。

高性能電極材料，納米鎳粉粒徑小，分散容易，比表面積大，催化活性高，導電能力好，加以適當工藝，能制造出具有巨大表面積的電極，大幅度提高放電效率。

高效助燃劑，將納米鎳粉添加到火箭的固體酒精推進劑中可大幅度提高燃料的燃燒熱、燃燒效率，改善燃燒的穩定性。

鋅Zn

高效催化劑。鋅及其合金納米粉體用作催化劑，效率高、選擇性強，可用于二氧化碳和氫合成甲醇等反應過程中的催化劑。

金Au

金是一種貴金屬材料，是化學性質最穩定的元素之一，金納米顆粒不僅沿襲了其體相材料的穩定性，而且還具有特殊的理化性質，如良好的生物兼容性，獨特的表面效應、小尺寸效應、量子效應、電磁效應等。因而金納米材料應用在催化、微電子、生物傳感、細胞成像、心臟補丁、光熱治療等研究領域。

銀Ag

納米銀在導電性、可見光透過性和穩定性方面均表現出了良好的特性,被廣泛應用于柔性液晶顯示器、觸摸屏、薄膜晶體管、有機發光二極管和太陽能電池等柔性光電應用的開發與制造。

納米銀是一種時間依賴型的抗菌劑,有不同程度的"抗生素后效應",對人源和動物源性多重耐藥菌有殺菌作用。

納米銀具有優良的催化活性，可作為多種反應的催化劑。

納米銀顆粒具有優異的抗氧化性能、優異的導電性能和導熱性能,因而被廣泛應用于制造印刷電子行業中的導電油墨和高功率器件封裝互聯的納米銀膏。

納米應用

納米技術目前已經應用在光、磁功能材料、功能塑料、抗菌材料、儲氫材料、催化劑、陶瓷等各種材料和技術中。

高端制造

納米技術的出現解決了機械制造產品加工精度從微米級提高到納米級的問題。

(一)電子束加工技術

電子束加工技術的基本原理是通過對電子進行加速提高其動能，然后借助于電子束的能量對工件進行沖擊，從而使工件表面或內部的原子與原子之間由結合狀態改變為分離狀態，從而完成對工件的加工過程。具體而言，首先對電子進行加速，使其聚焦成很細、能量很大的束流，能夠擊進工件的表面，穿透層表面的原子，然后將動能轉化為熱能，使工件熔化和汽化，從而將其中的部分原子抽走，實現打孔、切割等工藝。

(二)離子束加工技術

離子束加工技術的基本原理是通過對進行離子加速，將離子的動能直接傳遞并轉化為工件原子的動能，使其能量大于原子間結合的能量，使其能夠從工件表面逃逸出去，從而達到加工的目的。

(三)激光束加工技術

激光束加工技術的基本原理是通過對光子的頻率和和波長和調整，使其具務足夠的能量熔化、汽化、去除工件的原子，從而達到加工的目的。

生物領域

納米技術在生物上的應用主要包含兩個方面：利用新興的納米技術來解決生物學問題；利用生物大分子制造分子器件，模仿和制造類似生物體系中存在的大量的生物大分子，它們被理查德·費曼等看作是自然界的分子機器。具體應用有：（1）在納米尺度上按照預定的對稱性和排列制備具有生物活性的蛋白質、核糖核酸等；在納米材料和器件中植入生物材料，使其兼具生物功能和其他功能，如生物仿生化學藥品和生物可降解材料；（2）動植物的基因改善和治療；（3）測定脫氧核糖核酸的基因芯片等。

同時，納米技術還將在很多方面直接對農業的進步作出貢獻，如基于分子工程的生物降解化學品可以用于給植物提供營養和保護植物免遭蟲害；改良動物和植物基因；將基因和藥物導入動物體中；以及基于納米的排列測試技術用于DNA測試等。

納米武器

納米武器，顧名思義，是指這種武器尺寸很小，肉眼是根本看不見納米級的物體的。研究納米級物質(包括分子、原子、電子)在100皮米(1皮米＝10-12米)～100納米空間內的運動規律、內在運動特點，并利用這些特性制造特定功能產品(包括納米武器在內)的高新尖技術，就是現在在科技界耳熟能詳的納米技術。阿爾伯特·愛因斯坦早就預言：“未來科學的發展無非是繼續向宏觀世界和微觀世界進軍。”當人類轟轟烈烈地飛入太空、登上月球、探索火星之際，人類同時也在靜悄悄地深入物質內部，并在物質微粒間營造出一個嶄新的微觀王國，這表明人們認識、改造微觀世界的水平已提高到前所未有的高度。在這神奇奧妙的納米天地里，一些見所未見、聞所未聞的“精靈”，如分子開關、原子制動器、單個電子晶體管等相繼誕生了。

醫療應用

納米技術與藥物治療、介入性診療、基因治療、遠程診療等緊密聯系，將使臨床診斷、檢測技術和治療手段向微觀、微型、微量、微創或無創、快速、實時、遙距、動態、功能性和智能化方向發展。同時，納米材料在人工組織器官、介入性治療、藥物載體、血液凈化等眾多方面，具有廣泛的和誘人的應用前景。

抗菌材料

抗菌材料的應用領域已經涉及醫藥衛生、食品發酵、日用化學、紡織纖維、塑料制品、金屬制品陶瓷制品、造紙、建筑等行業。通常，納米抗菌材料廣義上指具有特征尺寸范圍(1~100 nm)的新型抗菌材料，其制備過程主要是將納米級抗菌劑引入到納米級抗菌載體結構中,從而得到具有更佳抗菌功能的納米材料。

環保領域

環境保護是全球所需要面對的一大難題，在工業生產，日常生活等許多活動中會排放一些廢物及垃圾，其中重（類）金屬作為一類毒性高、難生物降解的優先污染物，對生態系統及人體健康具有極大威脅，因此必須采取有效技術對其進行處理。常見的處理方式主要包括吸附、沉淀、離子交換、膜分離等，但這些技術因成本高、去除效率低、反應后產生二次污染等問題限制了大規模應用。納米零價鐵（nZVI）作為一種廣譜型環境功能材料被廣泛應用于有機化合物、重金屬、細菌等多種污染物的去除。

航天領域

納米材料作為一類新型材料，可以克服傳統材料的不足。納米材料獨特的力學、光學、磁學、化學等性質，可以應用新的領域。應用納米材料可以縮小航天器件的體積減輕質量及提高航天器的可靠性，降低航天器的成本，提高航天器的機動性、隱蔽性及可維修性等。納米器件應用涉及多個方向發展，如，納米機械慣性器件、納米電機、納米機器人及納米衛星等技術。國外重點開展的項目包含：納米陀螺、納米加速度計、納米傳感器(星傳感器、地球傳感器、太陽傳感器、隧道傳感器、力傳感器、溫度傳感器等)、納米制導分系統等。

研究成果

納米機器人

2020年，美國科學家又宣布一項重大科技突破：借助光聲斷層成像技術，實時控制納米機器人，讓它們準確抵達人體某個部位（比如腸癌病人的腸道腫瘤處），進而讓納米機器人實現藥物遞送，或進行智能微手術。

納米光學技術

2022年，陜西師范大學納米光學團隊實現重大突破，研究工作利用等離激元傾斜納米光腔，首次將稀土離子f-f電子躍遷的熒光發射壽命從之前報道的微秒量級壓縮至50納秒以內，并獲得了三個數量級的量子產率增強。同時，借助等離激元傾斜納米腔的非對稱結構以及手性光子局域態密度增強，發現了遠場定向發射及可調手性上轉換發光等新現象。

長續航動力鋰電池

2018年，中國科學院戰略性先導科技專項“變革性納米產業制造技術聚焦”團隊6月13日在北京宣布，在長續航動力鋰電池方面做出突破，專項開發的多款動力電池單體電芯能量密度達到300瓦時/千克以上，居世界先進水平，已供貨30多家電池與電動汽車等企業并形成合作關系；在高能量密度鋰離子電池新一代正負極材料、固態電池、鋰硫電池、高水平動力電池失效分析技術方面，取得了大量原創成果。

納米綠色印刷

2018年，中國科學院戰略性先導科技專項“變革性納米產業制造技術聚焦”團隊6月13日在北京宣布，突破國際上通行的感光制版技術思路，發展了納米綠色印刷制版技術；突破傳統版材電解氧化的工藝路線，建成世界上首條無電解氧化工藝的600萬平方米納米綠色版基示范線；突破水性油墨難以用于塑料包裝印刷的國際難題，實現綠色水性塑料印刷油墨的關鍵技術突破；從源頭解決了制版工藝高危廢水排放、版基生產電解廢液／廢渣／VOC等排放的歷史性難題，形成了包括“綠色版材、綠色制版、綠色油墨”在內的完整的綠色印刷產業鏈技術。

納米健康技術

2018年，中國科學院戰略性先導科技專項“變革性納米產業制造技術聚焦”團隊6月13日在北京宣布，將“納米健康技術”成功應用到體外診斷產品和納米藥物制劑開發領域中。具有完全自主知識產權的體外診斷關鍵技術。其中，炎癥納米微流控免疫檢測芯片，將三種炎癥標志物進行聯合檢測，能夠快速區分細菌感染和病毒性感染，判斷感染所處的階段，為科學、有效使用抗生素提供依據。此外，研發新型的“腫瘤捕手”技術基于高親和力磁顆粒—多肽納米材料，實現了對循環腫瘤細胞的高效富集和檢測。在藥物研發方面，完成多項納米藥物制劑的初期研發工作，部分樣品已進入臨床審批環節。