纳米材料与纳米科技概述.ppt

纳米技术在国防上的关键应用： 利用先进的纳米电子技术可占据信息上的优势； 基于纳米电子学更加先进的虚拟现实系统使军事训练变得更加轻松； 基于纳米电子学的无人驾驶战斗机使作战的灵活性和作战效力大大提高； 飞机、飞弹的质量可由于纳米结构材料的使用大为降低，大大提高了作战距离和载重量； 纳米结构材料用于军事设备，可靠性提高，失误率和维修成本下降； 纳米器件和系统可用于核设施的监视和管理以及微型战斗机。 第三十页，共七十七页，2022年，8月28日 鬼怪式无人机 高空无人侦察机 “别动队”无人机 基于纳米电子学的无人驾驶战斗机使作战的灵活性和作战效力大大提高。 第三十一页，共七十七页，2022年，8月28日 微型飞行器 微型战术无人机 纳米器件和系统： 微型飞行器的动力系统：微型发动机 姿态控制系统：微型地平仪、微型高度计 导航系统：微型磁场传感器、微型加速度计、微陀螺仪等 飞行控制系统：微型空速计、微型舵机等 通讯、侦查系统：微型摄像机、微型通讯系统等。 第三十二页，共七十七页，2022年，8月28日 ——高新技术的依托 高新技术：指对人类社会、经济有重大影响，具有较大的社会和经济意义或能形成产业的新技术或尖端技术。 “21世纪高科技三把钥匙” ： 纳米技术、基因技术、人工智能技术。 第三十三页，共七十七页，2022年，8月28日 纳米材料高技术的特征 高效益：给生产者带来巨大的经济效益 高竞争：最高层次的竞争方式和最广泛的竞争内容 高资本：开发的知识含量和资金投入最大 高风险：失败的几率大 高势能：其威力和效益都将体现于应用的广度和深度之中 高智力：经济力、科技、人才和市场的竞争 高组合：知识的互相融合、渗透 第三十四页，共七十七页，2022年，8月28日 近年来，纳米材料和纳米结构引人注目的成就充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力： ——磁性纳米棒阵列量子磁盘：存储密度达到每平方英寸(in2) 400G。 ——纳米阵列激光器：高效、成本低廉、发光频段可调。 ——纳米结构太阳能电池和热电转化元件：价格低廉、能量转化效率提高。 ——纳米复合材料：高强度、高韧性、耐烧蚀等。 ——纳米技术将使计算机运算速度呈数量及增长。 ——纳米技术在医学领域的应用：利用工程组织技术修复人体器官。 第三十五页，共七十七页，2022年，8月28日 纳米科学和技术的发展，将对未来几十年人类的健康、福利、和平等各方面带来深刻的影响。 ——美国科学基金会《纳米科学和技术的社会影响》 纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。 第三十六页，共七十七页，2022年，8月28日 科学家的评价： IBM公司首席科学家Armstrong1991年的预言： “我相信纳米科技将在信息时代的下一阶段占中心地位，并发挥革命的作用，正如（20世纪）70年代初以来微米科技已经起的作用那样”。 我国著名科学家钱学森：“纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起 21世纪又一次产业革命”。 第三十七页，共七十七页，2022年，8月28日 1.3 纳米科技发展历程 一、纳米科技发展简史 二、纳米技术发展可能经历的5个阶段 第三十八页，共七十七页，2022年，8月28日 缘起： 1959年12月29日，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德.费曼(Richard Feynman)在There is Plenty of Room at the Bottom 的演讲中说：“如果有一天能够按照人的意志安排一个个原子，那将产生何等的奇迹。” 一、纳米科技发展简史 第三十九页，共七十七页，2022年，8月28日 开始： 20世纪70年代科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想。 纳米材料的始创者：美国康奈尔大学Granqvist 和Buhrman利用气相凝集的手段制备出纳米颗粒，从理论及性能上全面研究了相关材料的试样，提出了纳米晶体材料的概念。 最早使用纳米技术（nanotechnology）者：Taniguchi用以描述精细机械加工。 “纳米技术之父”——雷克斯勒：70年代在麻省理工学院攻读博士学位学习生物及计算机科学时，成立了纳米科技 ( nanoscale science ＆ technology，NST ) 研究小组。1986年在著作《创造的机器》中较详细地表述了自己的思想。尽管当时多数主流科学家对此持怀疑态度，当科学界终于接受了纳米技术的激进思想