154纳米技术在材料工业中的应用.pptVIP

* 浙江大学研究生课程—纳米技术与系统 第十五章 纳米技术的广泛应用和潜力 浙江大学 2017-04-17 章海军 15.1 世界各国的纳米技术发展战略 15.2 纳米技术在信息技术领域应用 15.3 纳米技术在微机械中的应用 15.4 纳米技术在材料工业中的应用 15.5 在生物医学领域的应用 15.6 纳米技术在军事领域的应用 15.7 在日常生活中的应用 第十五章 纳米技术的广泛应用和潜力 纳米技术（Nanotechnology）是一门以现代科技为基础的前沿学科，是现代科学（如量子力学、分子生物学等）和现代技术（如微电子技术、计算机技术、高分辨率显微术、核分析术等）相结合的产物，它在 尺度研究利用原子、分子现象及其结构信息，由此推动现代科技、现代工业生产及人类社会各个 重要领域的进步。 0.1～100 nm 15.1 世界各国的纳米技术发展战略 ? 美国： 美国政府决定把纳米技术列为21世记重点开发的11个关键领域之—。美国于2000年1月21日发表《国家纳米技术倡议》，宣布成立国家纳米研究机构，此举是要使纳米技术成为美国经济发展的又一个助推器，并借此 来领导下一次工业革命。 2016财年，美国纳米技术投资为15亿美元，比2015财年估计预算（14.9亿美元）上涨了约0.5%，但 比2014财年实际预算（15.7亿美元）降低了约5%。 2016财年美国NNI主要资助五大领域： ? 基础研究，共资助5.124亿美元，约占总预算的34.2%，资 助所占比例最高；? 纳米应用、设备和系统研发，共资助3.858亿美元，约占总 预算的25.7%； ? 五大“纳米技术联合计划” (NSIS)，共资助2.515亿美元，约 占总预算的17%，太阳能收集和转换纳米技术7700万美元、 可持续纳米制造业4220万美元、未来的纳米电子学7380万 美元、创建基于纳米技术的基础设施2360万美元、传感纳 米技术和纳米传感器的开发3450万美元。 ? 基础设施和仪器研究，共资助2.402亿美元，约占总预算的 16.1%； ? 环境、健康和安全，共资助1.54亿美元，约占总预算7%。 ? 日本： 在1998年时就已提出两项有关纳米技术的计划《纳米结构研究计划》和《微机械研究计划》，为期10年。2000年11月21日，日本又确定了将成为政府科学技本政策框架的科学技术基本计划草案（2001至2005年度）。该基本计划草案将纳米技术作为国家研究开发投资的重点战略领域之一，投入大量资金，并实行“产官学”联合攻关（其中有Fujitsu、Hitachi、NTT、NEC等大公司投资参与），以加速这一高新技术的开发。日本在纳米设备和强化纳米结构领域具有优势，在其中的许多领域 处于国际领先地位。 ? 德国： 把纳米技术作为纪科研创新的战略领域，并争取占据世界领先地位。19家研究机构已在卡尔斯鲁厄研究中心签署一项合作协一议，建立一个遍布全德的研究网。以共同研究作为“21世纪关键技术”的纳米技术。德国在纳米组装和原子操纵、分散、涂层和新仪器应用 方面处于国际领先地位。 ? 英国： 在1990年代初期就已先后实施了三项有关纳米技术的研究计划，现在有上千家公司、三十多所大学、七个研究中心积极进行纳米技术的应用开发。英国在分散、涂层和新仪器应用方面处于重要领先地位。 ? 中国： 1991年11月召开纳米科技发展战略学术研讨会：确立纳米科技为新兴的跨世纪战略性科技领域；提出了加强纳米科技研究项目与国家其他的重大计划之间的衔接与统筹安排。制订了纳米科技发展战略对策，对发展我国纳米科技进行部署，将纳米材料的制备科学与性能研究列入八五、九五期间科技部又启动了攀登项目等重大项目。2000年底制定了国家“纳米科技发展纲要”，“十五”期间建十个国家级纳米研究中心。十一五、十二五、十三五都将纳米技术作为重点。在长、薄碳纳米管的研制方面领先，现能定向、定点生长出碳纳米管、碳化硅棒；发现纳米铜的超延展性；具有生产各种纳米粉体的技术和设备；在纳米组装和纳米器件的研制、纳米表征技术和设备方面相对落后。 2010年全球纳米技术的产值达到 1.5万亿美元 —— 相当于2003年中国GDP值 2016年中国GDP值：11.2万亿美元 15.2 纳米技术在信息技术领域的应用 ? 1996年，美国耶鲁大学完成对单个分子的电学测量， 利用双STM针尖测得5V电压时流过二疏苯基分子的 电流0.2?A，每秒钟穿过分子的电子数1012个，呈量 子化特征，证明