纳米科技与应用化学
班级：1307401 学号：1130700116 姓名：王跃【关键字】纳米化学应用
【摘要】随着纳米科技的发展，越来越多的行业开始设计纳米领域，而化学作为一门基础学科，更是走在研究纳米科技的前列。本文便结合实例，分析总结纳米科技在化学许多方面的应用和研究。
纳米科技是在20 世纪80 年代末逐步发展起来的前沿、交
叉性新兴科学, 其迅猛发展已将成为21 世纪科技发展的主流之
一[1~3]纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围
(小于100nm) 或由它们作为基本单元构成的具有特殊物理化学
性能的材料。纳米粒子由于具有4 大效应( 包括表面效应、小
尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应) , 从而使纳米材
料的磁、光、声、热、力学、电以及超导电性等与一般材料的宏
观特性有着显著的区别。纳米材料的奇异性是由其构成基本单元
的尺寸及其特殊的界面、表面结构所决定。纳米材料与纳米技术
已经广泛应用在各个领域[3~ 5] 。
下面着重介绍几个纳米材料在化学方面的应用与研究。
1、纳米催化剂
化学家研究纳米物质一开始就把注意力放在催化方面。实际上, 人们长期应用的催化剂中, 确有一些就是由纳米颗粒组成的。但是它
们几乎都是密实的团聚体, 没有发挥纳米颗粒的特点[6]。近年来，人们也研制出很多催化活性很高的纳米催化剂，如纳米金的催化。
金（Au）历来被认为是化学惰性的，因此，在化工领域应用较少。然而随着纳米技术的发展，对纳米材料研究的不断深入，纳米Au 的一些独特性质也逐渐被发现。其中尤其引起人们关注的就是纳米Au 的催化性能。当Au 以纳米尺寸均匀分散时，在一些反应中表现出了优异的催化活性。
苯甲醛是一种重要的有机化工原料。主要用作生产月桂醛、月桂酸、苯乙醛、苯甲酸苄酯的原料。也是染料、香料及药品的重要中间体。苯甲醇氧化是目前制苯甲醛的最主要的合成方法。Chen 等[7]将HAuCl4 引进SBA- 15 孔壁中，然后经过煅烧，得到硅介孔壁含金纳米颗粒的GMS 系列，该催化剂在403 K、1.5 MPa 非溶剂下对苯甲醇氧化得到苯甲醛具有很高的选择性和转化率, 且在反应中具有很好的稳定性。
烟道气是指煤等化石燃料燃烧时候所产生的对环境有污染的气态物质。由于不完全燃烧使得烟道气中含有有毒的NO。通常烟道气中含NO, SO2 ,H2O, CO2 , O2 等成分，发展一种合适的催化剂在较低温度下抵制SO2 , H2O 的失活作用并选择性地催化氧化NO 是非常必要的。金负载催化剂对NOx 的各种还原反应均具有良好的催化活性。Hui Wang等[8]用共沉淀法将纳米金负载Co3O4 上, 使Au 的平均粒径达约4 nm，并在120℃的较低温度下SO2、H2O存在下的有效地催化转化了烟道气中的NO。
2、纳米涂料
涂料是在汽车、建材、航空、船舶等领域应用十分广泛的材料, 利用纳米技术提高涂料性能或赋予其它功能已成为涂料行业研究与应用的热点[9]。将纳米材料应用于涂料中, 不仅可使涂料的传统性能, 如粘结性、耐冲击性、柔韧性、耐老化性、耐腐蚀性、抗辐射性等得到大大的提高和改善, 还使得其具有一些新的功能, 如自清性、抗静电、吸波隐身等性能, 从而提高涂料产品的性能。
利用纳米技术对涂料的基本性能进行改进与提升。柯博等从纳米SiO2 的结构出发, 阐述了纳米SiO2 改善涂料性能的原理, 认为纳米SiO2 涂料的触变性、颜料悬浮性、抗老化性等有明显改善。徐国财将平均粒径30nm 的纳米SiO2 用于紫外光固化涂料后, 提高了涂膜的固化速度、硬度、附着力和低温下的热稳定性[10] 。
纳米材料与技术可赋予涂料许多不同的新功能。北京中国科学院开发出了一种纳米复合耐高温防火涂料, 这种涂料为多相复合体系, 由纳米碳化硅、纳米硅酸盐粘土等以及磷酸盐、氧化物及纳米硅酸铝等纳米粒子中添加纳米的有机高分子材料(包括粘合剂)的插层复合法制备而成。
利用纳米材料的光催化性将纳米材料掺入到涂料中可制得具有抗菌、环保、自清洁功能的纳米复涂料。复旦大学涂料工程研究中心利用纳米粒子( SiO2、TiO2 、ZnO) 对紫外线的超强吸收性及纳米粒子的高表面活性对细菌的杀伤力( 纳米抗菌粉) ,在实验室规模上成功制备出超耐候外墙涂料及纳米内墙抗菌涂料。
3、纳米化学镀层
随着对纳米材料的研究，发现许多低维、小尺寸、功能化的纳米结构表面层, 能够显著改善材料的组织结构赋予材料新的性能。纳米表面工程就是将纳米技术与纳米材料和表面工程交叉、复合、综合并开发应用。而作为纳米表面工程的关键技术之一的纳米复合镀是在复合镀基础上发展起来的一种新工艺，它用纳米颗粒代替了传统复合镀中使用的微米颗粒。纳米材料具有许多奇特的性能，可以得到功能各异的复合镀层。
许小锋[11]等在化学镀Ni—P合金镀液中添加纳米A12032乏PTFE 获得(Ni—P)-A1203-PTFE复合镀层。并进行了腐蚀试验，镀层的耐蚀性能用挂片腐蚀法进行测试。镀态下在质量分数为10％HCl溶液中的年腐蚀速率为138．1mg／(a．cm2)，比相同条件下Crl8Ni9不锈钢的腐蚀速率1200mg／(a．cm2)的耐蚀性能要好得多。赵芳霞[12]等采用全浸泡腐蚀试验，系统研究了Ni—P-纳米，Ti02复合镀层在HCl、H2S04、HN03、NaOH和NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明，Ni．P．纳米Ti02复合镀层比Ni—P化学镀层具有更优异的耐酸、耐碱、耐盐腐蚀的性能，复合镀层在盐和碱性腐蚀液中的耐蚀性优于酸性腐蚀液，Ni．P．纳米Ti02复合镀层在不同腐蚀液中的腐蚀形态明显不同，保持镀层在腐蚀液中的完整性对提高镀层的耐腐蚀陛能至关重要。
4、纳米过滤分离
纳米过滤(Nanofiltration) 是20 世纪80 年代末发展起来一种新型膜分离技术。纳米膜有两个显著的特点:一是它的截留分子量
介于反渗透与超滤之间,约为200～2000;二是其表面分离层由聚电解质构成, 因而它对无机电解质具有一定的截留率,允许一些无机盐,特别是一价盐离子和有些溶剂透过膜,使有机物和无机盐分离,同时对有机物进行浓缩。
与传统的膜分离过程相比, 纳米过滤具有下列特点[13]:
(1) 具有离子选择性。其表层孔径处于纳米级范围(10 - 9m) , 因而其分离对象主要为粒径1纳米左右的物质。它对NaCl 的脱除率在80 %左右。反渗透膜几乎对所有的溶质都有较高的脱除率,但纳滤膜只对特定的溶质具有高脱除率。
(2) 操作压力低。纳滤膜的最大特征是膜本体带有电荷,这使得它在很低的操作压力下仍具有较高的脱盐率。反渗透过程所需操作压力很高,一般在几兆～几十兆帕以上,而纳米过滤过程所需操作压力低于1. 0 兆帕,这对于降低整个分离系统的设备投资费用十分有利。
(3) 可取代传统处理过程中的多个步骤,因而比较经济。如在水的软化和净化中,采用纳滤技术就可以一次性去除Ca2 + 、Mg2 + 等二价离子和有机物。
(4) 由于纳滤膜多为复合膜及荷电膜,因此其耐压性与抗污染能力强。荷电纳滤膜能根据离子大小及电价的高低, 对低价离子与高价离子进行分离。
随着社会发展的需求, 纳米过滤在饮用水净化、水质软化、染料、药物提纯与浓缩,多肽、多糖等化工与生物工程产物的浓缩、脱色与去异味,甚至废水处理和资源回收等方面会发挥越来越明显的作用。
结语：纳米技术作为一门蓬勃发展的新兴学科，正在对原有的科
学研究进行改进和创新。化学，作为直接研究和利用纳米科技的学科，
与纳米科技的结合更加紧密。可以肯定，纳米科技的发展，势必会对
未来的科学世界产生巨大影响，所以，它对我们学化学的人而言，必
定是一个可以发挥很大作用的领域。
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研究所,安徽合肥230031; 31 天津大学,天津300072).
西南科技大学 纳米科技与纳米材料课程 总 结 报 告 报告人：理学院光信息1102班杨星 时间：2012.4.9
早在1959年，美国著名的物理学家，诺贝尔奖金获得者费曼就设想：“如果有朝一日人们能把百科全书存储在一个针尖大小的空间内并能移动原子，那么这将给科学带来什么！”这正是对纳米科技的预言，也就是人们常说的小尺寸大世界。 纳米科技是研究尺寸在0.1～100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。 纳米材料和技术是纳米科技领域最富有活力、研究内涵十分丰富的学科分支。“纳米”是一个尺度的度量，最早把这个术语用到技术上的是日本在1974年底，但是以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1～100nm范围。 可以说纳米技术是前沿科学，有很大的探索空间和发展领域，比如：医疗药物、环境能源、宇航交通等等。而今纳米时代正走向我们，从古文明到工业革命，从蒸汽机到微电子技术的应用，纳米时代的到来将不会很远。
这门课程我最深刻的内容是：第二讲扫描隧道显微镜及其应用 引言： 在物理学、化学、材料学和生物研究中，物质真实表面状态的研究具有重要意义。常用的手段有： 1.光学显微镜：由于可见光波长所限，光学显微镜的分别率非常 有限（一般1000nm，分辨率高的可到250nm，理论极限为200nm）。 2.扫描电镜：虽然给表面观察及分析提供了有力的工具，但由于 高能电子束对样品有一定穿透深度，所得的信息也不能反映 “真实”表面状态，分辨率3nm。 3.透射电镜：虽有很高的分辨率，但它所获得的图像实际上是很 薄样品的内部信息，用于表面微观观察及分析几乎是不可能的。 分辨率0.1nm。 4.针对这一问题，宾尼与罗雷尔于1982年发明了扫描隧道显微镜。 在不到5年的时间内，分辨率就达到了原子水平。分辨率0.01nm。 扫描隧道显微镜的基本原理： 1982年，国际商业机器公司（IBM）苏黎世研究所的 Gerd Binnig 和 Heindch Rohrer及其同事们成功地研制出世界上第一台新型的表面分析仪器，即扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）。它使人类第一次能够直接观察到物质表面上的单个原子及其排列状态，并能够研究其相关的物理和化学特性。因此，它对表面物理和化学、材料科学、生命科学以及微电子技术等研究领域有着十分重大的意义和广阔的应用前景。STM的发明被国际科学界公认为20世
7纳米技术就在我们身边 文本分析 本文是一篇科学小品文，作者既简洁又准确地向我们介绍了纳米、纳米技术、纳米技术在生活中的运用等内容。文章语言通俗易懂，运用列数字、举例子等说明方法，使我们对纳米这一陌生而又新奇的科技有了一定的了解和认识，也让我们对科技的未来有了美妙的畅想。 教学目标 1.会认12个生字（包括1个多音字），会写15个生字，重点理解“特性、灵敏、检测”等词语。 2.正确、流利地朗读课文，了解纳米的相关知识。 3.自主、合作探究纳米技术在生活中的运用以及新奇的表现。 4.领会纳米的新奇所在，培养爱科学、学科学的精神。 教学重点 自主、合作探究纳米技 术在生活中的运用以及新 奇的表现。 教 学 难 点 有科学依据地大胆想 象，培养学生的科学精神 和创造能力。 课 时 安 排 2 课 时 第一课时 教学目标 1.会认“乒、乓、拥”等11个生字和多音字“率”，会写“纳、箱、臭”等15个生字，正确读写“纳米、无能为力、拥有”等词语。 2.正确、流利地朗读课文，把握文章的主要内容。 教学重点 了解纳米的相关知识，培养搜集信息的能力。 教学过程 一、激趣导入，揭示课题 1.谈话导入。 导语：纳米是20世纪90年代开始兴起的一个名词。“纳米技术”是继互联网、基因之后人们关注的又一大热点，那么什么是“纳米技术”？“纳米技术”对人类社会的发展有什么好处？要想对这两个问题有一个初步的了解，就让我们一起来阅读刘忠范写的《纳米技术就在我们身边》这篇文章吧。 2.板书课题，理解课题。 预设：引导学生思考：什么是纳米？什么是纳米技术？纳米技术在生活中有什么运用？ 二、初读课文，检测预习
浅谈对纳米材料的认识 “纳米”这个词语我们并不陌生，生活中常见的有“纳米洗衣机”、“纳米羊绒衫”等等。纳米材料几乎无处不在，在这里简单谈谈我对纳米材料的认识。 纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material)是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。它从思维方式的概念表明生产和科研的对象将向更小的尺寸、更深的层次发展，将从微米层次深人至纳米层次。纳米技术未来的目标是按照需要，操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。 纳米材料具有许多的特殊性质。由于纳米级尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度等物理特征尺寸相当或更小，使得晶体周期性的边界条件被破坏纳米微粒的表面层附近的原子密度减小；电子的平均自由程很短，而局域性和相干性增强。尺寸下降还使纳米体系包含的原子数大大下降，宏观固定的准连续能带转变为离散的能级。这些导致纳米材料宏观的声、光、电、磁、热、力学等的物理效应与常规材料有所不同，体现为量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观隧道效应等。 纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征三个研究领域。 经过几十年对纳米技术的研究探索。现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子．纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪四大领域高速发展。 目前，不少国家纷纷制定相关计划，投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能，尤其是纳米机器人具有不可限量的应用前景。用不了多久，个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。
7 纳米技术就在我们身边 【教学目标】 1.认识“乒、乓”等11个生字，读准多音字“率”，会写“纳、拥”等15个字，会写“纳米、拥有”等词语。 2.正确、流利地朗读课文，能把文中的科技术语读正确。能提出不懂的问题和同学交流解决。 3.能结合课文内容和查找的资料，说出对“纳米技术就在我们身边”“纳米技术可以让人们更加健康”的理解。 4.能结合对纳米技术的认识，发挥想象，说说自己对它的运用。【重点难点】 重点： 能提出不懂的问题和同学交流解决。 难点： 能结合课文内容和查找的资料，说出对“纳米技术就在我们身边”“纳米技术可以让人们更加健康”的理解。 【教学准备】 多媒体课件 【课时安排】 2课时 第一课时 教学过程 一、质疑导入
板书课题。 师：当你看到这个标题，你有什么疑问？你想知道些什么？（纳米技术是什么？我们身边有它吗？它在哪些地方呢？等等）师：今天我们就一起走进《纳米技术就在我们身边》，解开这些疑问。 二、学习生字词 1.出示生字，引导学生读准字音、记住字形。讲解本课的多音字。 生字：纳拥箱臭蔬碳钢隐健康胞疾防灶需 2.指导学生进行生字书写，要引导学生观察生字结构，发现规律，分类学习。 3.提示易错字：“灶”读zào，不读zhào；“乒”读pīng，不读b īng。 三、初读课文，整体感知 1.用自己喜欢的方式读读课文，读准字音，读通课文。 2.检查朗读（抽读、举手读），指导把科技术语读正确。（碳纳米管、碳纳米管天梯、纳米缓释技术等） 3.学生交流：读了课文，知道了什么？还有哪些问题？ 第二课时 教学过程 一、细读课文，深入理解 1.读一、二自然段，理解“纳米”“纳米技术”
生活中的纳米技术的感想 熊靖雯 法学1402班U201416553 ·初印象 对纳米这个词的第一印象大概是初中物理课堂时老师说到质子与分子时偶然的提到，于是这个概念就随着那句“一件纳米衣服可以穿几年不洗不换”深刻的印在我的脑海里。 而现在纳米这个概念对于人们来说似乎不在那么陌生了，我们在生活的各个领域甚至有时会偶尔不经意发现它的存在。 但归根结底我对纳米的了解其实也不过是这是种很小的度量单位，可以应用于各种材料制作方面。于是本学期的公选课我选了这门生活中的纳米技术，希望可以更进一步了解这种神奇而实用的技术，了解它应用的一些基本原理，了解它具体可以影响与改变我们生活中的什么。 ·初接触 像初中物理老师提及的一样，纳米技术在纺织服装领域有着广泛的应用。通过简单的了解，我知道了除了可以利用纳米技术制作防水防灰尘的衣服，还可以利用纳米技术改变衣服材质增加衣物的舒适感，或者加入纳米物质使衣物有效的避免散发汗臭味等不良气味，还可以应用于军队士兵的服装上。使用这种纳米技术做出的衣物可以有效的吸收电磁波，增强士兵在战场上的隐蔽能力保护士兵的安全，在未来的战场上有很广的前景。 其中让我觉得最神奇的是科学家利用纳米技术发明了第一批有机发光体材料，这种材料的应用性很灵活而且很神奇，能制造的像叶子一样薄，也可以用作当背景屏幕，还可以在上面展览画作，甚至制作成衣服后可以在上面放电影。这不禁让我想起了小时候看的天线宝宝，原来觉得神奇的事情其实已经随着科学技术的发展变成现实了啊。 总的来说，纳米科技在纺织服装上的应用主要是利用其小分子的特性，通过加工处理改变原有衣物材料的质地或性能，增加一些新的功能。或改变产品的外观效果使其防缩防皱，或改变产品的质地增加着装的舒适度与人体的贴合性，或强化产品的抗污清洁能力，或增加一些护体或保健的功能，比如防紫外线等。 像上面说的一样，纳米材料的应用不仅是高科技或者军用领域，现在也正在广泛的进入民用领域，提高我们的生活水平，给生活带来极大的便利。科技与人们的生活越来越不可分离的，人们生活的需要使纳米这种物质的应用更亲民化，也是这种看起来神秘的物质变得有些可爱了。 随着生产力的发展，人们的生活水平日益提高，对生活质量的要求也越来越高。纳米技术的出现使人们在改善衣服的材质上有了新的突破方面。我们又在自然中寻找制作材料，到自己加工改造制作材料，到可以应用纳米技术自己创造出新的材料。不得不说纳米技术在生活中的应用，不仅反映着生产力发展水平的提高，人类智慧的应用，也间接反映了社会心理。我们在追求美学的同时，也更在注重对自身的保护。 但是这些新材料在衣物上的应用给人们带来前所未有的新体验或舒适感的同时。其实也存在着问题。纳米材料是否对人类健康全然没有损害还有待考证，所有的纳米材料应用的无毒性也还有待进一步研究。在纳米材料的安全性上我们还是应该予以重视，要有效的避免这种新材料的应用对人们的害处反而大于其益处。
7纳米技术就在我们身边 ?教学目标 1．认识“乒、乓”等11个生字，读准1个多音字，会写“纳、拥”等15个字，正确读写“纳米、无能为力”等16个词语。 2．正确、流利地朗读课文，读准文中的科技术语，将不懂的问题提出来。 3．能结合课文内容和查找的资料理解“纳米技术就在我们身边”等句子的含义。 ?教学重难点 1．正确、流利地朗读课文，将不懂的问题提出来。 2．理解“纳米技术就在我们身边”等句子的含义。 ?教学策略 1．字词教学 学生可以用以前学过的方法自学大部分的字。“率”字是多音字，在“死亡率”这个词中读“l ǜ”；“康”字被包部分的下半部分不要写错；“蔬”字笔画较多，要重点指导。 2．阅读理解 主要让学生分成四人小组合作探究，采取“读—画—议—悟”的方式，自读自悟，学会自己分析作者用了哪些说明方法，介绍纳米技术造福人类具体表现在哪些方面。 3．语言运用 学习课文中列数字、举例子、作比较等说明方法，并能将这些方法运用到自己的作文中。 ?教学准备 1.预习提纲：完成《状元大课堂·好学案》对应课文预习作业。 2.准备资料：多媒体课件。 ?教学课时2课时 第1课时 ?课时目标 1．认识“乒、乓”等11个生字，读准1个多音字，会写“纳、拥”等15个字，正确读写“纳米、无能为力”等16个词语。
2．能正确、流利地朗读课文，读准课文中出现的科技术语，整体感知课文。 ?教学过程 板块一视频导入，激发兴趣 1.课前谈话。 （1）师导入：这节课先请大家观看一段影片。 （2）师播放视频。（课件出示：《西游记》中孙悟空变成一只小虫，趁铁扇公主喝茶时进入了铁扇公主肚子的片段） （3）生交流观后感受。（感受影片故事的神奇） 2.导入新课。 （1）师述：在科学技术高度发达的今天，还有比这更神奇的事物。 （2）课件出示医用纳米机器人工作时的图片。 （3）简介图片，导入新课。 师：这是一张医用纳米机器人工作时的图片，它可以清理人体血管垃圾，可以将人脑与云脑连接，可以送药、手术……这样微小而具有神奇功能的机器人，就是用纳米材料和纳米技术制造的纳米机器人。今天让我们共同走进《纳米技术就在我们身边》。 （4）板书课题：纳米技术就在我们身边。 3.读题质疑。 （1）生齐读课题。 （2）师引导：读了课题后，你有什么疑问？你最想知道什么？ （3）预设：什么是纳米？什么是纳米技术？纳米的新奇特性具体体现在哪些方面？ 【设计意图】用视频、图片导入新课，能很快集中学生的注意力，调节课堂气氛，激发学生学习的兴趣，让学生从课题中质疑，养成边读书边思考的习惯，引起阅读期待。 板块二学习字词，整体感知 1.初读课文。 （1）师：究竟什么是纳米？它的新奇特性体现在哪些方面呢？快快走进课文去看看吧。 （2）课件出示阅读要求。 课件出示： 自由读课文，要求读准字音，读通句子。
1.认识“乒、乓”等12个生字,读准多音字“率”,会写“纳、拥”等15个字,会写“纳米、无能为力”等17个词语。 2.正确、流利地朗读课文,和同学交流不懂的问题。 3.结合课文内容和相关资料,联系实际,体会纳米技术在生活中的运用,培养学科学、爱科学的精神。 - 第一课时 - 一、激发兴趣,导入新课。 1.播放动画片《西游记》中,孙悟空变成一只虫子落入铁扇公主的茶杯里,随茶水进入铁扇公主肚子里的镜头。 2.同学们,这样的情景以前就只能存在于神话世界里,而现在,这样的情景也可以存在于现实生活中。这就是纳米时代!今天让我们走进《纳米技术就在我们身边》这篇课文,去感受纳米技术的神奇。 二、初读课文,检查预习。 1.读了课题之后,你最想知道些什么? 预设:什么是纳米?什么是纳米技术?纳米技术存在于哪些地方? 谁能来帮助同学解决这几个问题? 2.认读生字新词。 课件出示词语,先让学生自己读,再指名读。 你有什么需要提醒大家注意的吗? 3.找出文中的科技术语,把它们读准确。 课件出示,学生读。 4.指导书写课后田字格中的字。 着重分析指导“臭、蔬”,在田字格中示范。(“臭”字不要少点。“蔬”是上下结构,左下方的写法要注意,是五笔。) 三、再读课文,整体感知。 1.朗读课文,说说这篇课文主要告诉我们有关纳米的哪些知识。(这篇文章向我们介绍了纳米和纳米技术的定义,纳米技术的应用以及纳米技术的美好前景。) 2.根据文章内容,理清文章层次。 课文分为四部分: 第一部分(1):21世纪是纳米的世纪。 第二部分(2):具体介绍什么是纳米以及纳米技术。 第三部分(3~4):写纳米技术与人们的生活、健康密切相关。 第四部分(5):写纳米技术的发展前景广阔。 3.这篇文章,作者采用了什么结构方式来写?(总—分—总) 4.找出第2~4自然段的中心句,读一读。 什么是纳米技术呢? 纳米技术就在我们身边。 纳米技术可以让人们更加健康。 四、布置作业。 1.把课文读熟练。
对纳米科技的利弊及其未来的发展的思考 主题：【(讨论课总结)对纳米科技的利弊及其未来的发展的思考】发布人：吴天晨发布时间：2008-05-15[回复] 参与了“纳米科技与人类生活”课程讨论课之后，我在对纳米科技的认识上又有了很多的收获，通过一些个人的总结呵思考，我对纳米科技有了更加深入的理解，对于其未来发展也有一些个人的看法和想法，希望通过这份总结表述出我个人对于本次讨论主题的若干认识，并在和其他同学交流切磋的过程中吸取更多的精华、收获更大的进步。 一、关于本次讨论课主题 本次讨论课主题，是关于纳米科技的利弊及其未来的发展。正如大家在讨论课上所表述的那样，纳米科技在现实生活中的运用非常广泛，这一门新兴科技在未来的几十年中势必会发挥出极大的潜力和优势。 关于纳米科技的运用，其实关乎到我们生活中的方方面面。根据我们讨论课上所讨论的内容，我又寻找了一些资料进行补充，总结各位同学的关键，发觉确实纳米科技涵盖的范围非常广泛： （1）军事国防领域：纳米卫星以及相关的纳米传感器可以灵敏地“感觉”水流、水温、水压等极细微的环境变化,并及时反馈给中央控制系统,最低限度地降低噪声、节约能源，其高科技成分的体现还在于它能根据水波的变化提前“察觉”来袭的敌方鱼雷,使潜艇及时做规避机动;能用较低的辐射功率完成“智能武器”的敌我识别,以免误伤自己。这其中有些优势恐怕是当今世界其他的侦查设备所望尘莫及的。 （2）环境保护领域：在燃煤中加入纳米级助燃催化剂,可帮助煤充分燃烧,提高能源利用率,防止有害气体产生。研究表明,纳米钛酸钴还可在发动机汽缸内发挥催化作用,使汽油燃烧时不再产生及排放一氧化硫和氮氧化物,使汽车尾气无需处理。此技术对我国船舶发动机有很好的应用前景。同时，纳米的净水装置也将为我们的生活提供非常大的便利，新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力,是普通净水剂的10～20倍。通过纳米孔径的过滤装置,还能除去水中的细菌,使水分子、矿物质以及微量元素被保留下来,处理后即可以饮用。 （3）医学生物领域：遗传学领域中，通过纳米技术先将DNA染色体全部分解为单个基因,然后根据需要进行组装,转基因整合成功率几乎可达100%。而在医疗过程中，纳米级别的诊断和治疗器件能够最大程度减少医疗器械堆对人体组织的损害，再比如纳米传感器能够哦探测早期癌细胞并传递药物，种种事实表明，纳米技术运用于医学遗传领域将有助于化解许多目前的问题，从而为人类做出巨大的贡献。 （4）纳
纳米技术阅读答案 人类对物质世界的认识不断发生革命性的飞跃。从最初的分子、原子到电子以及质子、中子等更小的微粒的发现，人类正不断揭开微观物质世界的神秘面纱。随着这一认识的不断深入，纳米技术应运而生。纳米技术也叫超微科技，是21世纪的一个全新的概念，它研究和制造极其微小的物体（十亿分之一米），广泛用于工业、农业、军事等各个领域。 ⑴1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 ⑵近年来，一些国家纷纷制定相关战略或计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新5年科技基本计划的研究重点；德国专门建立纳米技术研究网；美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心，美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1．16亿美元增加到2001年的4．97亿美元。 ⑶纳米技术制造的产品固然小得令人眼花缭乱，可是有什么用途呢？老实说，由于这个技术发展的时间还很短，可以说还处于打基础的阶段，目前应用并不广泛，但是，就是这样，其应用前景已经显现在人们面前，仅2001年，纳米技术产品的销售额就高达500亿美元，而德国萨尔布鲁肯市的一个专门研究纳米化学的研究所，就有90多家来自全世界的公司前来签订合同和合作协议。下面我们只择其要者略举几项。 ⑷首先，当然还是计算机信息存储芯片，它越小而存储量越大，计算机就会在体积缩小的同时，增大性能。今年年初，克林顿总统在宣布为美国纳米技术研究拔款50亿美元的讲话中赞叹地说，“请大家想像，整个国会图书馆的图书都能存储在一个糖块儿大小的芯片中”，这该是多么令人惊奇。 ⑸其次，使用纳米技术可以选定原子来构成分子，这样就可以制造新物质，而这样的应用多得简直无法叙说。仅就涂料来说，将使用纳米技术制造出来的硬度极强的涂料涂在刀具上，机械工人就不会因刀具不锋利而苦恼了；将抗磨的涂料镀在玻璃和眼镜片上，玻璃和镜片再也不会有划痕；将抗热又抗压的涂料镀在建筑物的玻璃幕墙上，不仅抗压，而且可以不让阳光透过，甚至可以防火；将不产生摩擦的涂料镀在输液和排液的医疗用管道内壁，护士就不会为总在管道中有遗留物而发愁了。 ⑹至于新材料的应用，就连想像力极强的人也无法全部想到，这里只举关于能嗅到气味的材料的几个应用例子就可见一斑。将这种物质放入冰箱中就能检测里面食物的新鲜程度；将这种物质放入牙刷中，医生可以根据它检测出来的口腔气味来判断人的健康程度和生病的迹象；将这种物质放入电缆中，在电缆即将要燃烧但还没有燃烧的时刻，它就可以报警，这是非常重要的。几天前报道的美国一家航空公司在4年前的失事原因，就是因为电缆起火而引起发动机起火的，莫斯科电视塔的大火也怀疑是由于电缆起火造成的。如果使用纳米技术产品，一切就平安无事了。 ⑺一个新技术的发展，必然要导致其他技术的发展，因此，难怪从事纳米技术的科学家骄傲地宣称：“我们正在引起一场新的技术革命。” 1．解释文中加点的词语。 “至于新材料的应用，就连想像力极强的人也无法全部想到，这里只举关于能嗅到气味的材料的几个应用例子就可见一斑。” 可见一斑： 2．通读全文，试说说本文围绕纳米技术主要说明了什么内容。
7.《纳米技术就在身边》教案 【教学目标】 1．抓住关键语句，有目的地筛选信息．了解纳米有关知识。 2．体会深入浅出地介绍科学知识的方法。 3．培养正确的科学观念。 【教学重点】 抓住关键语句，把握说明重点。 【教学难点】 培养正确的科学观念。 【教学安排】两课时 【教学步骤】 一、导入新课 “纳米”，是20世纪90年代开始兴起的一个名词。“纳米技术”是继互联网、基因之后人们关注的又一大热点。那么，什么是“纳米’’?什么是“纳米技术”?“纳米技术”对人类社会的发展有什么好处?要想对这些问题有一个初步的了解，就让我们一起来阅读何佳写的《神奇的纳米》这篇文章吧。 二、朗读课文，弄懂几个新概念。 1．全班朗读课题，谈谈你读过课题后最想了解什么内容? 2．学生带着板书出来的问题朗读全文。 3．学生自主思考以下几个问题：(1)什么是“纳米”?(2)什么是“纳米机器人”?(3)什么是“纳米技术”?(4)“纳米”神奇在哪里?
(纳米：又称毫微米，是一种长度计量单位，l纳米等于十亿分之一米。纳米机器人：在纳米尺寸上制造的机器人。纳米技术：在0．I 纳米到几百纳米的长度范围内对原子、分子进行观察、操纵、加工的技术。纳米的神奇之处在于：在医学上，外科手术不用手术刀，而用纳米机器人在人体内清除病灶，不流血，病人无痛苦；在日常生活上，由纳米传感器和纳米变色材料组成的沙窗会自动送入新鲜空气，自动调节室内的亮度；用纳米尺度的元件制造的计算机能力已精确到原子水平；在航空方面，用纳米制造卫星可以将数百万颗微小卫星送入太空。) 三、再读文章，品文章技巧 这篇短小的科技说明文将“纳米”、“纳米技术”这样一些专业术语以及蕴藏其中的深奥抽象的理论说得浅显易懂，连我们这些一窍不通的门外汉也能饶有兴趣的了解相关的知识。你们说说作家用了什么妙招?并依靠文本作出说明。 1．减少专业术语的出现。 2．借助大量的事例和形象深入浅出的阐述抽象的理论。 3.多使用生动、活泼的语言。 此环节旨在让学生认识科普读物深人浅出的介绍科学知识的特点，其中要对学生强调的一点是：对于写作科普文章语言除了生动、活泼外，准确是必须做到的。 四、仔细思考，讨论几个关于“科学”问题 1．科学研究是为了探求事物的真相、规律，它要求我们必须有
对纳米科技的认识 欧阳家百（2021.03.07） 1529401029 机电工程学院机械类专业级 指导教师鲁娟 摘要参与了一学期“走进纳米科学”的学习后，我在对纳米科技的认识上有了很大的收获，通过一些个人的总结和思考，我对纳米科技有了更加深入的理解，对于其未来发展也有一些个人的看法和想法，希望通过这篇小论文表述出我个人对于纳米科技利与弊的理解，并且希望借由此次机会展示我这一学期的学习成果。这一课程开阔了我的视野，翻新了我的世界观，受益匪浅，十分感谢老师这一学期的指导。 关键词纳米科技利与弊展望未来 1 对纳米科技的大体认识 1.1 什么是纳米科技？ 纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物
学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。 1.2 纳米技术的主要内容 1.2.1 纳米材料 当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。 1.2.2 纳米动力学 主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。 1.2.3 纳米生物学和纳米药物学
《纳米技术就在我们身边》创新教案 【教学理念】 1.整体感知课文内容，理清文章思路。 2.培养学生筛选信息能力，了解纳米的有关知识和应用前景。 3.激发科学兴趣，培养学生勇于大胆想象的科学精神。 【教学流程】 一、谈话引入，激发兴趣。 1．今天我们来学习一篇新课文《纳米技术就在我们身边》（板书课题）。 2．以前听说过“纳米技术”吗？你了解纳米技术吗？是怎么了解到的？ 预设：我通过预习课文了解到“纳米技术”就是研究小小物质新奇特性的一门学问。 预设：我是通过查找资料了解什么是纳米，什么是纳米技术的。 二、通读课文，了解大意。 1.检查课文朗读。 出示课文中的科技术语和句子。先组内相互听读纠正，然后全班交流。 词语：除臭技术纳米缓释技术长度单位纳米涂层碳纳米管纳米吸波材料探测雷达波。 句子：纳米技术就是研究并利用这些特性造福于人类的一门新学问。 2．自由交流：读了课文，你知道了什么？ 3.自学了课文后你有什么问题想问？ 三、研读课文，筛选信息。 [科技说明文的阅读要突出培养学生筛选信息的能力，重点围绕具体问题进行筛选信息。要让学生学会从文本中找寻信息点，学会提取和概括，力求准确、全面。把相关信息制作成读书卡。] 1.教师导学，展示读书卡的制作要求：卡片体例要一致；出处时间要清楚；规格大小要适当；抄写剪贴可灵活。 2.根据下列提示，学生筛选信息，制作读书卡。 A、什么是纳米？ B、什么是纳米技术？ C、什么是纳米机器人？ D、纳米神奇在哪些方面？ E、纳米技术对于人类的发展前景如何？ 3.展示读书卡。 4.师小结。本文的信息量相当大，有的是明示信息，有的是隐含信息。明示信息容易筛选，隐
关于中国纳米科技的理性思考 1 、中国的纳米科技研究 1.1 发展概况 在纳米科技的发展初期,中国的科学家已经开始关注这方面的研究.从1990年开始,中国就“纳米科技的发展与对策”、“纳米材料学”、“扫描探针显微学”、“微米Π纳米技术”等方面,召开了数十个全国性的会议.中国科学院还在北京主持承办了第7届国际扫描隧道显微学会议和第4届国际纳米科技会议。这些国际和国内会议的举办,为开展国际和国内的学术交流与合作,起到了积极的促进作用.中国的有关科技管理部门对纳米科技的重要性已有较高的认识,并给予了一定的支持.中国科学院(CAS)和国家自然科学基金委员会(NSFC)从20世纪80年代中期即开始支持扫描探针显微镜(SPM)的研制及其在纳米尺度上科学问题的研究(1987—1995).国家科委(SSTC)于1990年至1999年通过“攀登计划”项目,连续10年支持纳米材料专项研究.1999年,科技部又启动了国家重点基础研究发展规划项目(“973”计划)———“纳米材料与纳米结构”,继续支持纳米碳管等纳米材料的基础研究.国家“863”高技术计划,亦设立一些纳米材料的应用研究项目.据不完全统计,国内有不少于50所高等学校、20个中国科学院研究所开展了纳米科技领域的研究工作.现有与纳米科技相关的企业已达300余家.国家科研机构和高等院校从事纳米科技的研究开发人员大约有3000人.整体上国内的纳米科技研究的面比较宽,点多分散,尚未形成集中的优势.国内已有中国科学院、清华大学、北京大学、复旦大学、南京大学、华东理工大学等单位成立了与纳米科技有关的研究开发中心.纳米科技是多学科综合的新兴交叉学科,在多学科的集成方面,中国科学院、北京大学、清华大学、复旦大学等研究单位占有优势.中国科学院从20世纪80年代后期开始启动了一系列重大科研计划,组织了中国科学院物理研究所、化学研究所、感光化学研究所、金属研究所、上海硅酸盐研究所、固体物理研究所以及中国科学技术大学等单位,积极投入纳米科学与技术的研究.支持方向有:激光控制下的单原子操纵和选键化学;分子电子学———分子材料和器件基础研究;巨磁电阻材料和物理;纳米半导体光催化和光电化学研究;材料表面、界面和大分子扫描隧道显微学研究;碳纳米管及其他纳米材料研究;人造“超原子”体系结构和物性的研究等等.与此同时,中国科学院还主持或承担了多项国家级重大项目.2000年,中国科学院组织了有11个研究所参与的“纳米科学与技术”重大项目,作为中国科学院“知识创新工程”支持的重点项目,总投资2500万人民币.项目的主要研究内容是:发展或发明新的合成方法和技术;制备出有重要意义的新纳米材料及器件.希望通过项目的支持,在纳米材料和纳米结构的规模制备,纳米粉体颗粒的分散和表面修饰,纳米材料和纳米复合材料的稳定性,纳米尺度内物理、化学和生物学性质的探测及特异性质的来源以及纳米微加工技术等方面取得重要的进展. 中国科学院在2000年还成立了由其所属的20个研究所组成的中国科学院纳米科技中心,开通了隶属于中心的纳米科技网站,并在化学研究所建成纳米科技楼.纳米科技中心围绕纳米科技领域的重点问题和国家、院重大科技计划,组织分布在不同地域、不同单位的科技人员,利用纳米科技网站与纳米科技中心研究实体,实现有关科研信息、技术软件和仪器设备的共享,体现科研纽带、产业纽带、人才纽带、设备纽带的优势,加强不同学科的交叉与融合,促进自主知识产权成果向产业化的转化,加速高级复合型人才的培养,在统一规划协调下,充分发挥仪器设备的效用.应该说,中国的纳米科技研究与国外几乎同时起步,在某些方面有微弱优势.从近期美国《科学引文索引》核心期刊发表论文数看,中国纳米科技论文总数位居世界前列.例如,有关纳米碳管方面的学术论文排在美、日之后位居世界第三.但与发达国家相比,除纳米材料外,纳米科技的其他基础研究相对薄弱,研究总体水平还有不小差距,特别是在纳米器件及产业化方面.
纳米科学与现代生活的认识和感想 学院：机械工程学院班级：09机械三班学号2009500531 姓名李远 这个学期选修了关于纳米技术的课程。在这期间了解了很多关于纳米技术的知识，也些许了解了纳米技术为何物，在经济生活、乃至其他领域的用处。 纳米科技英文名称是nanotechnology 定义 能操作细小到0.1 100nm物件的一类新发展的高技术。生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。纳米是长度单位 1纳米是十亿分之一米 对宏观物质来说 纳米是一个很小的单位 不如 人的头发丝的直径一般为7000-8000nm 人体红细胞的直径一般为3000-5000nm 一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小 金属的晶粒尺寸一般在微米量级 对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示 1埃相当于1个氢原子的直径 1纳米是10埃。纳米科技是一门交叉性很强的综合学科 研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括 纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。从迄今为止的研究状况看，关于纳米技术分为三种概念。 第一种概念是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，将使构成电路的绝缘膜的为得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 纳米材料是纳米科技的一个应用方面 它与人们的生活息息相关。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件 一是材料的特征尺寸在1-100nm之间 二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。其应用包括：天然纳米材料、纳米磁性材料、纳米陶瓷材料、纳米传感器、纳米倾斜功能材料、纳米半导体材料、纳米催化材料、医疗上的应用、纳米计算机、纳米碳管、家电、环境保护、纺织工业、机械工业。下面分别介绍纳米的一些作用影响等。 一、陶瓷增韧 纳米微粒颗粒小，比表面大并有高的扩散速率，因而用纳米粉体进行烧结，致密化的速度快，还可以降低烧结温度。 二、磁性材料 1、巨磁电阻材料。磁性金属和合金一般都有磁电阻现象，所谓磁电阻是指在一定磁场下电阻改变的现象，人们把这种现象称为磁电阻。所谓巨磁阻就是指在一定的磁场下电阻急剧减小，一般减小的幅度比通常磁性金属与合金材料的磁电阻数值约高10余倍。 2．新型的磁性液体和磁记录材料。油酸为表面活性剂，把它包覆在超细的Fe3O4微颗粒上(直径约为l0m)，并高度弥散于煤油(基液)中，从而形成一种稳定的胶体体系。 3．纳米微晶软磁材料纳米微晶软磁材料目前沿着高频、多功能方向发展，其应用领域将遍及软磁材料应用的各方面，如功率变压器、脉冲变压器、高频高压器、可饱和电抗器、互感器、磁屏蔽、磁头、磁开关、传感器等，它将成为铁氧体的有力竞争者。 4、纳米微晶稀土永磁材料由于稀土永磁材料的问世，使永磁材料的性能突飞猛进。 5．纳米磁致冷工质磁致冷发展的趋势是由低温向高温发展，20世纪30年代利用顺磁盐作为磁致冷工质，采用绝热去磁方式成功地获得mk量级的低温，20世纪80年代采用
熊靖雯 法学1402班U3 ·初印象 对纳米这个词的第一印象大概是初中物理课堂时老师说到质子与分子时偶然的提到，于是这个概念就随着那句“一件纳米衣服可以穿几年不洗不换”深刻的印在我的脑海里。 而现在纳米这个概念对于人们来说似乎不在那么陌生了，我们在生活的各个领域甚至有时会偶尔不经意发现它的存在。 但归根结底我对纳米的了解其实也不过是这是种很小的度量单位，可以应用于各种材料制作方面。于是本学期的公选课我选了这门生活中的纳米技术，希望可以更进一步了解这种神奇而实用的技术，了解它应用的一些基本原理，了解它具体可以影响与改变我们生活中的什么。 ·初接触 像初中物理老师提及的一样，纳米技术在纺织服装领域有着广泛的应用。通过简单的了解，我知道了除了可以利用纳米技术制作防水防灰尘的衣服，还可以利用纳米技术改变衣服材质增加衣物的舒适感，或者加入纳米物质使衣物有效的避免散发汗臭味等不良气味，还可以应用于军队士兵的服装上。使用这种纳米技术做出的衣物可以有效的吸收电磁波，增强士兵在战场上的隐蔽能力保护士兵的安全，在未来的战场上有很广的前景。 其中让我觉得最神奇的是科学家利用纳米技术发明了第一批有机发光体材料，这种材料的应用性很灵活而且很神奇，能制造的像叶子一样薄，也可以用作当背景屏幕，还可以在上面展览画作，甚至制作成衣服后可以在上面放电影。这不禁让我想起了小时候看的天线宝宝，原来觉得神奇的事情其实已经随着科学技术的发展变成现实了啊。 总的来说，纳米科技在纺织服装上的应用主要是利用其小分子的特性，通过加工处理改变原有衣物材料的质地或性能，增加一些新的功能。或改变产品的外观效果使其防缩防皱，或改变产品的质地增加着装的舒适度与人体的贴合性，或强化产品的抗污清洁能力，或增加一些护体或保健的功能，比如防紫外线等。 像上面说的一样，纳米材料的应用不仅是高科技或者军用领域，现在也正在广泛的进入民用领域，提高我们的生活水平，给生活带来极大的便利。科技与人们的生活越来越不可分离的，人们生活的需要使纳米这种物质的应用更亲民化，也是这种看起来神秘的物质变得有些可爱了。 随着生产力的发展，人们的生活水平日益提高，对生活质量的要求也越来越高。纳米技术的出现使人们在改善衣服的材质上有了新的突破方面。我们又在自然中寻找制作材料，到自己加工改造制作材料，到可以应用纳米技术自己创造出新的材料。不得不说纳米技术在生活中的应用，不仅反映着生产力发展水平的提高，人类智慧的应用，也间接反映了社会心理。我们在追求美学的同时，也更在
纳米材料科学浅谈 摘要：本文简单介绍了纳米科学和纳米科技的定义，研究内容，新材料和新科学的应用，未来的应用前景以及面临的挑战。 关键字：纳米技术 STM 发电机微型计算机 引言： 著名科学家费曼于1959年所作的There's Plenty of Room at the Bottom ---- An Invitation to Enter a New Field of Physics的演讲，以“由下而上的方法”(bottom up) 出发，提出从单个分子甚至原子开始进行组装，以达到设计要求。他说道，“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言，“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话，将极大得扩充我们获得物性的范围。” 1981年，G.Binning & H.Rohrer 发明扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope –STM），实现了人类的直接看到原子；按意愿去安排原子、分子的愿望。 1986年，G.Binning, C.F.Quate, C.Gerber 等发明原子力显微镜（Atomic Force Microscope - AFM）人类获得了微观表征和操纵技术！ 为纳米科学、纳米科技大发展奠定基础。纳米科技的最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。关键是，运用原子和分子的已知化学特性，制备出新颖的具有出色特性的分子设备，以便单个操纵分子并把它放到真正需要的地方来生产所需的结构。纳米技术的焦点是可识别的任何化学稳定的 结构都能被生产出来。 纳米材料的研究被越来越多的国家 重视，建立专门的纳米材料研究中心，纳米材料和科学在科学研究和人类生活在 越来越常见。 讨论 1：纳米科学和纳米科技 纳米（Nanometer），是一种长度单位，即1米的十亿分之一，单位符号为 nm。 纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内（0.1 — 100nm）研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
对纳米科技的认识 1529401029 机电工程学院机械类专业 2015级 指导教师鲁娟 摘要参与了一学期“走进纳米科学”的学习后，我在对纳米科技的认识上有了很大的收获，通过一些个人的总结和思考，我对纳米科技有了更加深入的理解，对于其未来发展也有一些个人的看法和想法，希望通过这篇小论文表述出我个人对于纳米科技利与弊的理解，并且希望借由此次机会展示我这一学期的学习成果。这一课程开阔了我的视野，翻新了我的世界观，受益匪浅，十分感谢老师这一学期的指导。 关键词纳米科技利与弊展望未来
1 对纳米科技的大体认识 1.1 什么是纳米科技？ 纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。 1.2 纳米技术的主要内容 1.2.1 纳米材料 当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。 1.2.2 纳米动力学 主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。 1.2.3 纳米生物学和纳米药物学 纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，可以用于定向杀癌细胞。 1.2.4 纳米电子学 包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、
《纳米技术就在身边》教学设计 【教学目标】 1．抓住关键语句，有目的地筛选信息．了解纳米有关知识。 2．体会深入浅出地介绍科学知识的方法。 3．培养正确的科学观念。 【教学重点】 抓住关键语句，把握说明重点。 【教学难点】 培养正确的科学观念。 【教学安排】两课时 【教学步骤】 一、导入新课 “纳米”，是20世纪90年代开始兴起的一个名词。“纳米技术”是继互联网、基因之后人们关注的又一大热点。那么，什么是“纳米’’?什么是“纳米技术”?“纳米技术”对人类社会的发展有什么好处?要想对这些问题有一个初步的了解，就让我们一起来阅读何佳写的《神奇的纳米》这篇文章吧。 二、朗读课文，弄懂几个新概念。 1．全班朗读课题，谈谈你读过课题后最想了解什么内容? 2．学生带着板书出来的问题朗读全文。 3．学生自主思考以下几个问题：(1)什么是“纳米”?(2)什么是“纳米机器人”?(3)什么是“纳米技术”?(4)“纳米”神奇在哪里?
(纳米：又称毫微米，是一种长度计量单位，l纳米等于十亿分之一米。纳米机器人：在纳米尺寸上制造的机器人。纳米技术：在0．I 纳米到几百纳米的长度范围内对原子、分子进行观察、操纵、加工的技术。纳米的神奇之处在于：在医学上，外科手术不用手术刀，而用纳米机器人在人体内清除病灶，不流血，病人无痛苦；在日常生活上，由纳米传感器和纳米变色材料组成的沙窗会自动送入新鲜空气，自动调节室内的亮度；用纳米尺度的元件制造的计算机能力已精确到原子水平；在航空方面，用纳米制造卫星可以将数百万颗微小卫星送入太空。) 三、再读文章，品文章技巧 这篇短小的科技说明文将“纳米”、“纳米技术”这样一些专业术语以及蕴藏其中的深奥抽象的理论说得浅显易懂，连我们这些一窍不通的门外汉也能饶有兴趣的了解相关的知识。你们说说作家用了什么妙招?并依靠文本作出说明。 1．减少专业术语的出现。 2．借助大量的事例和形象深入浅出的阐述抽象的理论。 3.多使用生动、活泼的语言。 此环节旨在让学生认识科普读物深人浅出的介绍科学知识的特点，其中要对学生强调的一点是：对于写作科普文章语言除了生动、活泼外，准确是必须做到的。 四、仔细思考，讨论几个关于“科学”问题 1．科学研究是为了探求事物的真相、规律，它要求我们必须有