世界纳米科技、材料的发展
发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:337
各国（地区）通过实施纳米科技计划，纳米材料和技术水平有很大发展。
在纳米材料方面，仅以近两年世界部分研究成果为例，纳米科技、材料的发展是显而易见的。美国ｉｂｍ和康耐尔大学于２００２年相继开发出碳纳米晶体管。威斯康星州立大学研制出存储密度是目前光盘１００万倍的原子级的硅记忆材料。
麻省理工学院和美国陆军合作建立的纳米技术研究所研制了具有防水性和灭菌作用的纳米涂层。美国依利诺斯州西北大学ｓｔｕｐｐ领导的材料研究小组首次设计并制备出了骨状纳米纤维（ｓｃｉｅｎｃｅ，２３，１１，２００２）；美国加州伯克利大学化学系的ｊｏｓｈｕａ ｇｏｌｄｂｅｒｇｅｒ领导的研究小组，与美国劳伦斯国家实验室的科学家合作，利用外延镀膜新技术，首次成功地合成了具有单晶结构的氮化镓？ｇａｎ？纳米管，这种新技术也可以应用于合成其它材料的单晶纳米管。氮化镓？ｇａｎ？纳米管还可应用于纳米毛细现象电泳、生物化学纳米流体感应，以及纳米尺度的电子与光电元件等方面（ ｎａｔｕｒｅ ４２２？ ５９９ ２００３）。
俄国莫斯科大学化学系首次研制出氧化铝纳米管。俄科学院电化学研究所成功研制出具有良好杀菌和环保性能的新型纳米涂料。
日本产业综合研究所开发出利用碳纳米管在常温下工作的单电子半导体。名古屋大学在此基础上开发出可控制电传导性的碳纳米管。日本东芝研究开发中心利用碳氢化合物催化分解法，在氧化锌（ｚｎｏ２）多孔介质材料中覆上一层作为催化剂的铁铝系复合氧化物，而制备出在其表面能形成每平方毫米约４万根纳米纤维、直径为５～８纳米、５层左右的多层高密度填充碳纳米纤维。研究该材料的目的是为研制以吸附氢气等燃料的储氢能量材料。日立研究所利用纳米技术，将软磁金属与高电阻陶瓷通过机械力的作用，使混合物质在固态下达到原子级的相互混合，以便在软磁金属纳米晶粒的周围形成高电阻陶瓷结构。软磁金属的纳米晶粒之间通过高电阻隔断而形成高电阻，可降低高频段上由于涡电流而引起的损耗，从而成功地合成了高频电磁波吸收纳米材料。通过这种方法制备的电磁波吸收纳米材料能将电磁波吸收材料的厚度减小约５０％，有望作为涂层电磁波吸收材料投入实际应用。日本国家物质材料研究所的ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ领导的研究小组，成功研制出了在内径约 ２０～６０ 纳米的氧化镁单晶结构纳米管内填充了液态金属镓？ｇａｌｌｉｕｍ的纳米复合材料温度计，该温度计利用氧化镁耐高温和在高温下结构稳定的物理特性，使纳米温度计的温度测量范围大幅度增加，估计其测量温度可达摄氏１０００度（ａｐｐ． ｐｈｙｓ． ｌｅｔｔ． ８３ ９９９ ，２００３），该测量温度比ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ所在的研究小组于２００２年研究的碳纳米管温度计的测量温度摄氏５０－５００度要高得多（ｎａｔｕｒｅ ４１５ ５９９ ，２００２）。
法国国家科研中心图卢兹结构研究和材料制造中心与丹麦阿尔霍斯大学天文物理学系合作，联合设计出一种能在铜表面自动聚集原子线功能的纳米“模具”分子，为未来单分子电路分子元器件的电子相互连接打开了通道。
纳米科技在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展和新突破。本文就不在此列举了。
中国通过“国家攻关计划”、“８６３计划”、“９７３计划”的实施，纳米材料和纳米技术已取得较为突出的成果，并引起了国际上的关注。例如，在纳电子方面，成功地研制出波导型单电子器件晶体管和对电荷超敏感的库仑计；实现６纳米宽的半导体量子线台面和６纳米宽的线条金属栅，制备出间隔仅为１０纳米的多种“纳米电极对”；用ｇｍｒ效应进行高灵敏度传感器和硬盘磁头原型的研制工作。在纳米材料方面，中科院化学研究所有机固体重点实验室与北京大学人工微结构及介观物理国家重点实验室共同合作，利用ｃ６０粉末直接构筑ｃ６０纳米管。所获得的ｃ６０纳米管是由ｃ６０晶体在５００℃下生长而成，它保留了ｃ６０分子的结构和性质，同时作为新的聚集态结构又具有准一维纳米材料的特点（ｊ．ａｍ．ｃｈｅｍ．ｓｏｃ，２００２年１１月１３日）。研制出了碳纳米管准一维纳米材料及其阵列体系、非水热合成纳米材料；纳米铜金属的超延展性、块体金属合金、纳米复相陶瓷、巨磁电阻、磁热效应、介孔组装体系的光学特性、纳米生物骨修复材料、二元协同纳米界面材料等领域的研究，在国际上有一定的影响。在纳米器件的构筑与自组装、超高密度信息存储、纳米分子电子器件等方面也取得了许多有意义和有影响的成果。
在纳米材料方面，仅以近两年世界部分研究成果为例，纳米科技、材料的发展是显而易见的。美国ｉｂｍ和康耐尔大学于２００２年相继开发出碳纳米晶体管。威斯康星州立大学研制出存储密度是目前光盘１００万倍的原子级的硅记忆材料。
麻省理工学院和美国陆军合作建立的纳米技术研究所研制了具有防水性和灭菌作用的纳米涂层。美国依利诺斯州西北大学ｓｔｕｐｐ领导的材料研究小组首次设计并制备出了骨状纳米纤维（ｓｃｉｅｎｃｅ，２３，１１，２００２）；美国加州伯克利大学化学系的ｊｏｓｈｕａ ｇｏｌｄｂｅｒｇｅｒ领导的研究小组，与美国劳伦斯国家实验室的科学家合作，利用外延镀膜新技术，首次成功地合成了具有单晶结构的氮化镓？ｇａｎ？纳米管，这种新技术也可以应用于合成其它材料的单晶纳米管。氮化镓？ｇａｎ？纳米管还可应用于纳米毛细现象电泳、生物化学纳米流体感应，以及纳米尺度的电子与光电元件等方面（ ｎａｔｕｒｅ ４２２？ ５９９ ２００３）。
俄国莫斯科大学化学系首次研制出氧化铝纳米管。俄科学院电化学研究所成功研制出具有良好杀菌和环保性能的新型纳米涂料。
日本产业综合研究所开发出利用碳纳米管在常温下工作的单电子半导体。名古屋大学在此基础上开发出可控制电传导性的碳纳米管。日本东芝研究开发中心利用碳氢化合物催化分解法，在氧化锌（ｚｎｏ２）多孔介质材料中覆上一层作为催化剂的铁铝系复合氧化物，而制备出在其表面能形成每平方毫米约４万根纳米纤维、直径为５～８纳米、５层左右的多层高密度填充碳纳米纤维。研究该材料的目的是为研制以吸附氢气等燃料的储氢能量材料。日立研究所利用纳米技术，将软磁金属与高电阻陶瓷通过机械力的作用，使混合物质在固态下达到原子级的相互混合，以便在软磁金属纳米晶粒的周围形成高电阻陶瓷结构。软磁金属的纳米晶粒之间通过高电阻隔断而形成高电阻，可降低高频段上由于涡电流而引起的损耗，从而成功地合成了高频电磁波吸收纳米材料。通过这种方法制备的电磁波吸收纳米材料能将电磁波吸收材料的厚度减小约５０％，有望作为涂层电磁波吸收材料投入实际应用。日本国家物质材料研究所的ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ领导的研究小组，成功研制出了在内径约 ２０～６０ 纳米的氧化镁单晶结构纳米管内填充了液态金属镓？ｇａｌｌｉｕｍ的纳米复合材料温度计，该温度计利用氧化镁耐高温和在高温下结构稳定的物理特性，使纳米温度计的温度测量范围大幅度增加，估计其测量温度可达摄氏１０００度（ａｐｐ． ｐｈｙｓ． ｌｅｔｔ． ８３ ９９９ ，２００３），该测量温度比ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ所在的研究小组于２００２年研究的碳纳米管温度计的测量温度摄氏５０－５００度要高得多（ｎａｔｕｒｅ ４１５ ５９９ ，２００２）。
法国国家科研中心图卢兹结构研究和材料制造中心与丹麦阿尔霍斯大学天文物理学系合作，联合设计出一种能在铜表面自动聚集原子线功能的纳米“模具”分子，为未来单分子电路分子元器件的电子相互连接打开了通道。
纳米科技在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展和新突破。本文就不在此列举了。
中国通过“国家攻关计划”、“８６３计划”、“９７３计划”的实施，纳米材料和纳米技术已取得较为突出的成果，并引起了国际上的关注。例如，在纳电子方面，成功地研制出波导型单电子器件晶体管和对电荷超敏感的库仑计；实现６纳米宽的半导体量子线台面和６纳米宽的线条金属栅，制备出间隔仅为１０纳米的多种“纳米电极对”；用ｇｍｒ效应进行高灵敏度传感器和硬盘磁头原型的研制工作。在纳米材料方面，中科院化学研究所有机固体重点实验室与北京大学人工微结构及介观物理国家重点实验室共同合作，利用ｃ６０粉末直接构筑ｃ６０纳米管。所获得的ｃ６０纳米管是由ｃ６０晶体在５００℃下生长而成，它保留了ｃ６０分子的结构和性质，同时作为新的聚集态结构又具有准一维纳米材料的特点（ｊ．ａｍ．ｃｈｅｍ．ｓｏｃ，２００２年１１月１３日）。研制出了碳纳米管准一维纳米材料及其阵列体系、非水热合成纳米材料；纳米铜金属的超延展性、块体金属合金、纳米复相陶瓷、巨磁电阻、磁热效应、介孔组装体系的光学特性、纳米生物骨修复材料、二元协同纳米界面材料等领域的研究，在国际上有一定的影响。在纳米器件的构筑与自组装、超高密度信息存储、纳米分子电子器件等方面也取得了许多有意义和有影响的成果。
各国（地区）通过实施纳米科技计划，纳米材料和技术水平有很大发展。
在纳米材料方面，仅以近两年世界部分研究成果为例，纳米科技、材料的发展是显而易见的。美国ｉｂｍ和康耐尔大学于２００２年相继开发出碳纳米晶体管。威斯康星州立大学研制出存储密度是目前光盘１００万倍的原子级的硅记忆材料。
麻省理工学院和美国陆军合作建立的纳米技术研究所研制了具有防水性和灭菌作用的纳米涂层。美国依利诺斯州西北大学ｓｔｕｐｐ领导的材料研究小组首次设计并制备出了骨状纳米纤维（ｓｃｉｅｎｃｅ，２３，１１，２００２）；美国加州伯克利大学化学系的ｊｏｓｈｕａ ｇｏｌｄｂｅｒｇｅｒ领导的研究小组，与美国劳伦斯国家实验室的科学家合作，利用外延镀膜新技术，首次成功地合成了具有单晶结构的氮化镓？ｇａｎ？纳米管，这种新技术也可以应用于合成其它材料的单晶纳米管。氮化镓？ｇａｎ？纳米管还可应用于纳米毛细现象电泳、生物化学纳米流体感应，以及纳米尺度的电子与光电元件等方面（ ｎａｔｕｒｅ ４２２？ ５９９ ２００３）。
俄国莫斯科大学化学系首次研制出氧化铝纳米管。俄科学院电化学研究所成功研制出具有良好杀菌和环保性能的新型纳米涂料。
日本产业综合研究所开发出利用碳纳米管在常温下工作的单电子半导体。名古屋大学在此基础上开发出可控制电传导性的碳纳米管。日本东芝研究开发中心利用碳氢化合物催化分解法，在氧化锌（ｚｎｏ２）多孔介质材料中覆上一层作为催化剂的铁铝系复合氧化物，而制备出在其表面能形成每平方毫米约４万根纳米纤维、直径为５～８纳米、５层左右的多层高密度填充碳纳米纤维。研究该材料的目的是为研制以吸附氢气等燃料的储氢能量材料。日立研究所利用纳米技术，将软磁金属与高电阻陶瓷通过机械力的作用，使混合物质在固态下达到原子级的相互混合，以便在软磁金属纳米晶粒的周围形成高电阻陶瓷结构。软磁金属的纳米晶粒之间通过高电阻隔断而形成高电阻，可降低高频段上由于涡电流而引起的损耗，从而成功地合成了高频电磁波吸收纳米材料。通过这种方法制备的电磁波吸收纳米材料能将电磁波吸收材料的厚度减小约５０％，有望作为涂层电磁波吸收材料投入实际应用。日本国家物质材料研究所的ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ领导的研究小组，成功研制出了在内径约 ２０～６０ 纳米的氧化镁单晶结构纳米管内填充了液态金属镓？ｇａｌｌｉｕｍ的纳米复合材料温度计，该温度计利用氧化镁耐高温和在高温下结构稳定的物理特性，使纳米温度计的温度测量范围大幅度增加，估计其测量温度可达摄氏１０００度（ａｐｐ． ｐｈｙｓ． ｌｅｔｔ． ８３ ９９９ ，２００３），该测量温度比ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ所在的研究小组于２００２年研究的碳纳米管温度计的测量温度摄氏５０－５００度要高得多（ｎａｔｕｒｅ ４１５ ５９９ ，２００２）。
法国国家科研中心图卢兹结构研究和材料制造中心与丹麦阿尔霍斯大学天文物理学系合作，联合设计出一种能在铜表面自动聚集原子线功能的纳米“模具”分子，为未来单分子电路分子元器件的电子相互连接打开了通道。
纳米科技在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展和新突破。本文就不在此列举了。
中国通过“国家攻关计划”、“８６３计划”、“９７３计划”的实施，纳米材料和纳米技术已取得较为突出的成果，并引起了国际上的关注。例如，在纳电子方面，成功地研制出波导型单电子器件晶体管和对电荷超敏感的库仑计；实现６纳米宽的半导体量子线台面和６纳米宽的线条金属栅，制备出间隔仅为１０纳米的多种“纳米电极对”；用ｇｍｒ效应进行高灵敏度传感器和硬盘磁头原型的研制工作。在纳米材料方面，中科院化学研究所有机固体重点实验室与北京大学人工微结构及介观物理国家重点实验室共同合作，利用ｃ６０粉末直接构筑ｃ６０纳米管。所获得的ｃ６０纳米管是由ｃ６０晶体在５００℃下生长而成，它保留了ｃ６０分子的结构和性质，同时作为新的聚集态结构又具有准一维纳米材料的特点（ｊ．ａｍ．ｃｈｅｍ．ｓｏｃ，２００２年１１月１３日）。研制出了碳纳米管准一维纳米材料及其阵列体系、非水热合成纳米材料；纳米铜金属的超延展性、块体金属合金、纳米复相陶瓷、巨磁电阻、磁热效应、介孔组装体系的光学特性、纳米生物骨修复材料、二元协同纳米界面材料等领域的研究，在国际上有一定的影响。在纳米器件的构筑与自组装、超高密度信息存储、纳米分子电子器件等方面也取得了许多有意义和有影响的成果。
在纳米材料方面，仅以近两年世界部分研究成果为例，纳米科技、材料的发展是显而易见的。美国ｉｂｍ和康耐尔大学于２００２年相继开发出碳纳米晶体管。威斯康星州立大学研制出存储密度是目前光盘１００万倍的原子级的硅记忆材料。
麻省理工学院和美国陆军合作建立的纳米技术研究所研制了具有防水性和灭菌作用的纳米涂层。美国依利诺斯州西北大学ｓｔｕｐｐ领导的材料研究小组首次设计并制备出了骨状纳米纤维（ｓｃｉｅｎｃｅ，２３，１１，２００２）；美国加州伯克利大学化学系的ｊｏｓｈｕａ ｇｏｌｄｂｅｒｇｅｒ领导的研究小组，与美国劳伦斯国家实验室的科学家合作，利用外延镀膜新技术，首次成功地合成了具有单晶结构的氮化镓？ｇａｎ？纳米管，这种新技术也可以应用于合成其它材料的单晶纳米管。氮化镓？ｇａｎ？纳米管还可应用于纳米毛细现象电泳、生物化学纳米流体感应，以及纳米尺度的电子与光电元件等方面（ ｎａｔｕｒｅ ４２２？ ５９９ ２００３）。
俄国莫斯科大学化学系首次研制出氧化铝纳米管。俄科学院电化学研究所成功研制出具有良好杀菌和环保性能的新型纳米涂料。
日本产业综合研究所开发出利用碳纳米管在常温下工作的单电子半导体。名古屋大学在此基础上开发出可控制电传导性的碳纳米管。日本东芝研究开发中心利用碳氢化合物催化分解法，在氧化锌（ｚｎｏ２）多孔介质材料中覆上一层作为催化剂的铁铝系复合氧化物，而制备出在其表面能形成每平方毫米约４万根纳米纤维、直径为５～８纳米、５层左右的多层高密度填充碳纳米纤维。研究该材料的目的是为研制以吸附氢气等燃料的储氢能量材料。日立研究所利用纳米技术，将软磁金属与高电阻陶瓷通过机械力的作用，使混合物质在固态下达到原子级的相互混合，以便在软磁金属纳米晶粒的周围形成高电阻陶瓷结构。软磁金属的纳米晶粒之间通过高电阻隔断而形成高电阻，可降低高频段上由于涡电流而引起的损耗，从而成功地合成了高频电磁波吸收纳米材料。通过这种方法制备的电磁波吸收纳米材料能将电磁波吸收材料的厚度减小约５０％，有望作为涂层电磁波吸收材料投入实际应用。日本国家物质材料研究所的ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ领导的研究小组，成功研制出了在内径约 ２０～６０ 纳米的氧化镁单晶结构纳米管内填充了液态金属镓？ｇａｌｌｉｕｍ的纳米复合材料温度计，该温度计利用氧化镁耐高温和在高温下结构稳定的物理特性，使纳米温度计的温度测量范围大幅度增加，估计其测量温度可达摄氏１０００度（ａｐｐ． ｐｈｙｓ． ｌｅｔｔ． ８３ ９９９ ，２００３），该测量温度比ｙｏｓｈｉｏ ｂａｎｄｏ所在的研究小组于２００２年研究的碳纳米管温度计的测量温度摄氏５０－５００度要高得多（ｎａｔｕｒｅ ４１５ ５９９ ，２００２）。
法国国家科研中心图卢兹结构研究和材料制造中心与丹麦阿尔霍斯大学天文物理学系合作，联合设计出一种能在铜表面自动聚集原子线功能的纳米“模具”分子，为未来单分子电路分子元器件的电子相互连接打开了通道。
纳米科技在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展和新突破。本文就不在此列举了。
中国通过“国家攻关计划”、“８６３计划”、“９７３计划”的实施，纳米材料和纳米技术已取得较为突出的成果，并引起了国际上的关注。例如，在纳电子方面，成功地研制出波导型单电子器件晶体管和对电荷超敏感的库仑计；实现６纳米宽的半导体量子线台面和６纳米宽的线条金属栅，制备出间隔仅为１０纳米的多种“纳米电极对”；用ｇｍｒ效应进行高灵敏度传感器和硬盘磁头原型的研制工作。在纳米材料方面，中科院化学研究所有机固体重点实验室与北京大学人工微结构及介观物理国家重点实验室共同合作，利用ｃ６０粉末直接构筑ｃ６０纳米管。所获得的ｃ６０纳米管是由ｃ６０晶体在５００℃下生长而成，它保留了ｃ６０分子的结构和性质，同时作为新的聚集态结构又具有准一维纳米材料的特点（ｊ．ａｍ．ｃｈｅｍ．ｓｏｃ，２００２年１１月１３日）。研制出了碳纳米管准一维纳米材料及其阵列体系、非水热合成纳米材料；纳米铜金属的超延展性、块体金属合金、纳米复相陶瓷、巨磁电阻、磁热效应、介孔组装体系的光学特性、纳米生物骨修复材料、二元协同纳米界面材料等领域的研究，在国际上有一定的影响。在纳米器件的构筑与自组装、超高密度信息存储、纳米分子电子器件等方面也取得了许多有意义和有影响的成果。
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