1.1.纳米科学概念-历史及特点.pptxVIP

纳米药物研究方法赵明 讲师 （北京大学药学院化学生物学系）;第一章 绪论;纳米科学 纳米科学是一个新的科学领域，这个领域中存在许多科学概念。 从以往的科学理论象物理学和化学中继承来的概念：密度、比 表面积、电导率、光化学量子产率等等 纳米科学出现之后才有的观念：自组装、纳米管、纳米角、碳 纳米管海绵、纳米尺、纳米秤等等。 纳米科学要研究这些科学概念之间的关系，并且要通过这些关系 阐述纳米现象的本质。; 鸟—飞得很高、看得很远、观察得全面，把不同的问题、概念、思想和方法联系在一起，整合型的。 青蛙—只去关注某一个具体的问题的细节，每次只去解决一个问题，分析型的，实证的。 17世纪初两位哲学家提出的不同的方法论 鸟—“我思故我在”René Descartes 青蛙—“一切应该基于亲眼所见之事实”Francis Bacon 鸟和青蛙都很伟大。 Freeman Dyson ，Birds and Frogs, AMS Notices of the VOL.56, Number2，212（2009）;1.纳米科学和技术概念的提出及其历史发展沿革;关于bottom一词的解释 ; Feynman教授的观点——什么是纳米科学？ “我将描述一个几乎是无人问津的领域，但是从原理上讲却有数量庞大的工作有待完成。这个领域不完全象那些不能告诉我们物理学原理的其他的领域（例如：奇怪的粒子是什么？），它更类似于固体物理学，带给我们对于很多复杂情形中的奇怪现象的兴趣。更进一步说，重点在于这个领域将有大量的技术应用。这个问题就是在小尺度操纵和控制物体。” ;Feynman教授提出的12个纳米科学问题;纳米技术的概念; 扫描隧道显微镜（STM） 1981年，瑞士苏黎士的IBM实验室研制了隧道扫描显微镜（STM），1986年的诺贝尔物理学奖授予Gerd Binnig 与 Heinrich Rohrer,奖励他们设计隧道扫描显微镜的成就。 ; 1983年，L.E.Brus在J.Chem.Physics发表了CdS量子点的工作。Brus获得2008年度Kavli奖。 ; 1986年，原子力显微镜（AMF）出现，原子力显微镜原理是通过悬臂受力的测量反映探针尖端??子与测定样品表面原子的相互作用，AMF比STM优越之处在于样品毋须具有导电性质，有助于生物和药物结构的研究。 ;1985年，合成Fullerenes，三位科学家Richard E. Smalley，Rick，Robert Curl因此获得1996年度诺贝尔化学奖。 1986年MIT的K.Eric.Drexler博士在其著作创造的工程中提出自组装概念。 1989年美国加州大学Lawrence -Berkeley实验室首次用STM观察到小牛胸腺DNA右手双螺旋结构。 1990年, Nature发表了Don Eigler等在位于美国加州Almaden的IBM公司研究实验室使用扫描电镜用35个Xe原子在镍金属(110)晶面排列出IBM公司的logo的工作,可以在小尺度根据人的意志操控原子并制造出微小的结构。 1990年7月在美国Baltimore召开首届国际纳米科学技术会议（Nano’I），讨论纳米科学前沿领域的进展（纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米机械学等），决定出版三种杂志：Nanostructured Materials，Nanobiology，nanotechnology。;碳纳米材料; 1991年合成碳纳米管，2008年的Kavli纳米科学奖授予日本科学家Sumio Iijima，奖励他在合成碳纳米管（carbon nanotube）等一维纳米材料的贡献。他还是全世界上最先合成碳纳米角（carbon nanohorn）的科学家。 1998年Robert A.Freitas 博士的三卷本著作Nanomedicine的第一卷出版,标志纳米医学时代到来。 1999年，巴西和美国科学家合作研制出纳米秤，可以称量单个生物分子的质量。哈佛大学两位科学家研制成功纳米镊子。 2007年，Gerhard Ertl由于其对于表面科学，特别是气体-固体界面的研究获得诺贝尔化学奖，他开始从事该领域研究的时代“纳米技术”一词还没有出现，他的工作为纳米尺度研究催化和表面过程奠定了基础。 2010诺贝尔物理学奖授予Andrei Geim 和 Konstantin Novoselov，奖励他们对两维纳米材料石墨烯（gra