求納米科技的論文

【專(zhuān)家解說(shuō)】：　　二○○七年五月 　　納米科技帶給我們的哲學(xué)思考 　　摘要：納米技術(shù)是指在納米尺度下對(duì)物質(zhì)進(jìn)行制備、研究和工陶瓷材料公司業(yè)化，以及利用納米尺度物質(zhì)進(jìn)行交叉研究和工業(yè)化的一門(mén)綜合性技術(shù)體系。納米科技的發(fā)展拓展了人類(lèi)認(rèn)識(shí)微觀世界的能力，可以在微觀尺度探索人類(lèi)和世界的奧秘。但另一方面，我們也應(yīng)看到納米技術(shù)的不當(dāng)應(yīng)用帶來(lái)的災(zāi)難，本文在總結(jié)納米科技的成就基礎(chǔ)上運(yùn)用哲學(xué)辨證法思考納米科技的危害。 　　關(guān)鍵詞：納米科技 哲學(xué)反思 解決之道 　　正文 　　1納米科技及其成就 　　1．1什么是納米 　　納米是英文namometer的譯音，是一個(gè)物理學(xué)上的度量單位，1納米是1米的十億分之一；相當(dāng)于45個(gè)原子排列起來(lái)的長(zhǎng)度。通俗一點(diǎn)說(shuō)，相當(dāng)于萬(wàn)分之一頭發(fā)絲粗細(xì)。就像毫米、微米一樣，納米是一個(gè)尺度概念，并沒(méi)有物理內(nèi)涵。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在1—100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來(lái)組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒(méi)有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。過(guò)去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這個(gè)尺度范圍的性能。納米尺度范圍的性能表現(xiàn)在小尺寸效應(yīng)、比表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等。第一個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們?cè)?0世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過(guò)研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來(lái)的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，象鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來(lái)高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類(lèi)材料命名為納米材料。 　　1．2 &nbs工藝陶瓷模具p; 納米科技 　　納米科技是指在0.1至100nm 　　納米材料是究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對(duì)象，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。近年來(lái)，納米材料和納米結(jié)構(gòu)取得了引人注目的成就。例如，存儲(chǔ)密度達(dá)到每平方厘米400g的磁性納米棒陣列的量子磁盤(pán)，成本低廉、發(fā)光頻段可調(diào)的高效納米陣列激光器，價(jià)格低廉高能量轉(zhuǎn)化的納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池和熱電轉(zhuǎn)化元件，用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強(qiáng)高韌納米復(fù)合材料等的問(wèn)世，充分顯示了它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)新型支柱產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。正像美國(guó)科學(xué)家估計(jì)的“這種人們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的極微小的物質(zhì)很可能給予各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命”。納米材料和納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將對(duì)如何調(diào)整國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的布局、設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、形成新的產(chǎn)業(yè)及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入高科技含量提供新的機(jī)遇。研究納米材料和納米結(jié)構(gòu)的重要科學(xué)意義在于它開(kāi)辟了人們認(rèn)識(shí)自然的新層次，是知識(shí)創(chuàng)新的源泉。由于納米結(jié)構(gòu)單元的尺度（1～100urn）與物質(zhì)中的許多特征長(zhǎng)度，如電子的德布洛意波長(zhǎng)、超導(dǎo)相干長(zhǎng)度、隧穿勢(shì)壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當(dāng)，從而導(dǎo)致納米材料和納米結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)特性既不同于微觀的原子、分子，也不同于宏觀物體，從而把人們探索自然、創(chuàng)造知識(shí)的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領(lǐng)域。納米材料誕生州多年來(lái)所取得的成就及對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的影響和滲透一直引人注目。進(jìn)入90年代，納米材料研究的內(nèi)涵不斷擴(kuò)大，領(lǐng)域逐漸拓寬。一個(gè)突出的特點(diǎn)是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接十分緊密，實(shí)驗(yàn)室成果的轉(zhuǎn)化速度之快出乎人們預(yù)料，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都取得了重要的進(jìn)展。 　　4納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 　?。?）信息產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)：信息產(chǎn)業(yè)不僅在國(guó)外，在我國(guó)也占有舉足輕重的地位。2000年，中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了gdp5800億人民幣。納米技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用主要表現(xiàn)在3我眼中的納米的論文個(gè)方面：①網(wǎng)絡(luò)通訊、寬頻帶的網(wǎng)絡(luò)通訊、納米結(jié)構(gòu)器件、芯片技術(shù)以及高清晰度數(shù)字顯示技術(shù)。因?yàn)椴还芡ㄓ崱⒓蛇€是顯示器件，都要原器件，美國(guó)已經(jīng)著手研制，現(xiàn)在有了單電子器件、隧穿電子器件、自旋電子器件，這種器件已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室研制成功，而且可能在2001年進(jìn)入市場(chǎng)。②光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件，這方面我國(guó)還很落后，但是這些原器件轉(zhuǎn)為商品進(jìn)入市場(chǎng)也還要10年時(shí)間，所以，中國(guó)要超前15年到20年對(duì)這些方面進(jìn)行研究。③網(wǎng)絡(luò)通訊的關(guān)鍵納米器件，如網(wǎng)絡(luò)通訊中激光、過(guò)濾器、諧振器、微電容、微電極等方面，我國(guó)的研究水平不落后，在安徽省就有。④壓敏電阻、非線性電阻等，可添加氧化鋅納米材料改性。 　　（2）環(huán)境產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)：納米技術(shù)對(duì)空氣中20納米以及水中的200納米污染物的降解是不可替代的技術(shù)。要凈化環(huán)境，必須用納米技術(shù)。我們現(xiàn)在已經(jīng)制備成功了一種對(duì)甲醛、氮氧化物、一氧化碳能夠降解的設(shè)備，可使空氣中的大于10ppm的有害氣體降低到0.1ppm，該設(shè)備已進(jìn)入實(shí)用化生產(chǎn)階段；利用多孔小球組合光催化納米材料，已成功用于污水中有機(jī)物的降解，對(duì)苯酚等其它傳統(tǒng)技術(shù)難以降解的有機(jī)污染物，有很好的降解效果。近年來(lái)，不少公司致力于把光催化等納米技術(shù)移植到水處理產(chǎn)業(yè)，用于提高水的質(zhì)量，已初見(jiàn)成效；采用稀土氧化鈰和貴金屬納米組合技術(shù)對(duì)汽車(chē)尾氣處理器件的改造效果也很明顯；治理淡水湖內(nèi)藻類(lèi)引起的污染，最近已在實(shí)驗(yàn)室初步研究成功。 　　(3)能源環(huán)保中的納米技術(shù)：合理利用傳統(tǒng)能源和開(kāi)發(fā)新能源是我國(guó)當(dāng)前和今后的一項(xiàng)重要任務(wù)。在合理利用傳統(tǒng)能源方面，現(xiàn)在主要是凈化劑、助燃劑，它們能使煤充分燃燒，燃燒當(dāng)中自循環(huán)，使硫減少排放，不再需要輔助裝置。另外，利用納米改進(jìn)汽油、柴油的添加劑已經(jīng)有了，實(shí)際上它是一種液態(tài)小分子可燃燒的團(tuán)簇物質(zhì)，有助燃、凈化作用。在開(kāi)發(fā)新能源方面國(guó)外進(jìn)展較快，就是把非可燃?xì)怏w變成可燃?xì)怏w。現(xiàn)在國(guó)際上主要研發(fā)能量轉(zhuǎn)化材料，我國(guó)也在做，它包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能、熱能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能等。 　　(4)納米生物醫(yī)藥：這是我國(guó)進(jìn)入wto以后一個(gè)最有潛力的領(lǐng)域。目前，國(guó)際醫(yī)藥行業(yè)面臨新的決策，那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)藥就是從動(dòng)植物中提取必要的物質(zhì)，然后在納米尺度組合，最大限度發(fā)揮藥效，這恰恰是我國(guó)中醫(yī)的想法。在提取精華后，用一種很少的骨架，比如人體可吸收的糖、淀粉，使其高效緩釋和靶向藥物。對(duì)傳統(tǒng)藥物的改進(jìn)，采用納米技術(shù)可以提高一個(gè)檔次。 　　(5)納米新材料：雖然納米新材料不是最終產(chǎn)品，但是很重要。據(jù)美國(guó)測(cè)算，到21世紀(jì)30年代，汽車(chē)上40％鋼鐵和金屬材料要被輕質(zhì)高強(qiáng)材料所代替，這樣可以節(jié)省汽油40％，減少co2，排放40％，就這一項(xiàng)，每年就可給美國(guó)創(chuàng)造社會(huì)效益1000億美元。此外，還有各種功能材料，玻璃透明度好但份量重，用納米改進(jìn)它，使它變輕，使這種材料不僅有力學(xué)性能，而且還具有其他功能，還有光的變色、貯光，反射各種紫外線、紅外線，光的吸收、貯藏等功能。 　　(6)納米技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造：對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前是納米技術(shù)切入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、將納米技術(shù)和各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)相結(jié)合的最好機(jī)遇。首先是家電、輕工、電子行業(yè)。合肥美菱集團(tuán)從1996開(kāi)始研制納米冰箱，可折疊的pvc磁性冰箱門(mén)封不發(fā)霉，用的是抗菌涂料，里面的果盤(pán)都采用納米材料，發(fā)展輕工、電子和家用電器可以帶動(dòng)涂料、材料、電子原器件等行業(yè)發(fā)展；其次是紡織。人造纖維是化纖和紡織行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，中國(guó)紡織要在進(jìn)入WTO后能占據(jù)有利地位，現(xiàn)在就必須全方位應(yīng)用納米技術(shù)、納米材料。去年關(guān)于保溫被、保溫衣的電視宣傳，提到應(yīng)用了納米技術(shù)，特殊功能的有防靜電的、阻燃的等等，把納米的導(dǎo)電材料組裝到里面，可以在11萬(wàn)伏的高壓下，把人體屏蔽，在這一方面，紡織行業(yè)應(yīng)用納米技術(shù)形勢(shì)看好；第三是電力工業(yè)。利用納米技術(shù)改造20萬(wàn)伏和11萬(wàn)伏的變壓輸電瓷瓶，可以全方位提高11萬(wàn)伏的瓷瓶耐電沖擊的性能，而且釉不結(jié)霜，其它綜合性能都很好；第四是建材工業(yè)中的油漆和涂料，包括各種陶瓷的釉料、油墨，納米技術(shù)的介入，可以使產(chǎn)品性能升級(jí)。 　　納米科技的發(fā)展和納米材料的不斷研制，給我們的生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，極大地改變著我們的生活，但是納米材料的安全性問(wèn)題引起人們的關(guān)注。 　　對(duì)納米科技的反思 　　從“納米牙膏”到“納米護(hù)膚霜”，全球目前已有300多種號(hào)稱(chēng)使用納米技術(shù)的產(chǎn)品上市了。納米技術(shù)開(kāi)始走進(jìn)人們的生活圈。但與此同時(shí)，人們對(duì)納米材料可能的、潛在的安全性問(wèn)題卻一直心有余悸。 　　早在3年前，就有幾份報(bào)告讓人對(duì)“納米”這個(gè)極具發(fā)展前景的新興技術(shù)感到迷惑。在2003年美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上，有3個(gè)研究小組發(fā)表了納米材料具有特殊毒性的報(bào)告。美國(guó)宇航局的研究小組發(fā)現(xiàn)碳納米管會(huì)進(jìn)入小鼠肺泡，形成肉芽瘤，這是肺結(jié)核病的典型特征。杜邦公司的一個(gè)研究小組也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的結(jié)果。紐約羅切斯特大學(xué)的研究者讓老鼠在含有直徑為20納米聚四氟乙烯顆粒的空氣中待15分鐘，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)鼠在隨后4小時(shí)內(nèi)死亡，而另一組大鼠暴露在含直徑為120納米顆粒的空氣中，則安然無(wú)恙。該研究小組在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)納米顆粒能夠進(jìn)入大鼠的嗅球，并遷移到大腦。 　　目前，人們關(guān)注的納米技術(shù)安全性問(wèn)題主要集中在：納米微粒對(duì)人類(lèi)健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。盡管納米材料毒理的問(wèn)題現(xiàn)在還說(shuō)不清楚，但專(zhuān)家都同意需要對(duì)納米科技的潛在風(fēng)險(xiǎn)及其負(fù)面影響進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究。 　　納米技術(shù)這個(gè)名詞的發(fā)明者———美國(guó)麻省理工學(xué)院的埃里克·德雷斯勒早在1986年出版的《創(chuàng)造的引擎》一書(shū)中，就詳盡描述了操作原子大小物質(zhì)的各種納米技術(shù)的現(xiàn)狀、未來(lái)發(fā)展?jié)摿臀ｋU(xiǎn)。這樣他既激起了人們對(duì)納米技術(shù)的興趣，也讓許多人對(duì)納米技術(shù)的未來(lái)憂心忡忡。“納米技術(shù)的危險(xiǎn)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出它的益處。”整個(gè)90年代，這種論點(diǎn)一直在科學(xué)界中廣泛存在。2000年底，《發(fā)現(xiàn)》雜志曾評(píng)出21世紀(jì)20大危險(xiǎn)，納米技術(shù)與行星撞地球及全球疫病一道，并列為其中之一。那么，在科學(xué)家眼中，納米技術(shù)的危險(xiǎn)又在哪里呢？這還得從德雷斯勒說(shuō)起。在他的書(shū)中，德雷斯勒設(shè)想過(guò)一種叫做“裝配工”的納米機(jī)械通過(guò)原子的抓取和放置，這種人造的分子大小的納米機(jī)械能夠像人體內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶一樣，制造出任何東西，比如電視機(jī)和電腦———當(dāng)然，也包括它們自己。科學(xué)家們由此開(kāi)始擔(dān)心：這些裝配工如果能夠聽(tīng)從人的善意指揮，固然是一件好事，但如果控制程序出現(xiàn)錯(cuò)誤或被人惡意利用，是否會(huì)像計(jì)算機(jī)蠕蟲(chóng)病毒那樣無(wú)限度自我復(fù)制下去，從而覆蓋并毀滅整個(gè)地球？ 　　相關(guān)閱讀： 　　新型建筑材料有哪些+碳納米管化學(xué)紀(jì)事ChroniclesofCarbonNa... 　　發(fā)表于2007-12-1800:41|碳納米管化學(xué)佛山世界現(xiàn)代設(shè)計(jì)史論文陶瓷模具紀(jì)事八發(fā)信人:... 　　新型建筑材料有哪些&科學(xué)家展望未來(lái)世界 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