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科学家们是怎么发现纳米的，纳米这么小是怎么被发现的

生活经验怎么

科学家们是怎么发现纳米的
纳米技术的灵感来自于已故美国物理学家查理·范曼的演讲 ， 他在1959年向加州理工学院的同事们提出了一个新的想法 。从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关 。
实际上这一灵感来自于大自然从单个分子，甚至单个原子创造物质的启示 。如果把人体分解成组成它的基本单元，我们获得的将是一小桶的氧、氢和氮，一小堆碳、钙和盐 ， 微量的硫、磷、铁和镁 ， 以及微不足道的20种或更多的其他化学元素 。它们的总价值可以说是微不足道的 。然而，大自然就是采用它们自己的、科学家们称之为纳米工程的方法 ， 把这些廉价的、丰富的、无生命单元转成具有自生成、自维持、自修复、自意识能力的生灵，可以行走、扭动、游泳，具有嗅觉和视觉，甚至可以思想和做梦，其价值无与伦比 。因此，纳米技术就是向大自然学习，力图在纳米尺度精确操纵原子或分子来制造产品的技术，统称为“由底向上”或“由小到大”的加工技术 。
纳米这么小是怎么被发现的“纳米”是“
nanometer”的译名 ， 即为毫微米，通常用 “nm”表示 。在物理学中，纳米是长度的单位 ， 1纳米＝10－9米 。如果做个比较 ， 一纳米只有3个原子那么长 。所谓纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度（1～100nm）调制的各种固体超细材料，它包括零维的原子团簇（几十个原子的聚集体）和纳米微粒；一维调制的纳米多层膜；二维调制的纳米微粒膜（涂层）；以及三维调制的纳米相材料 。纳米材料包括纳米微粒与纳米固体：纳米微粒通常＞1nm ， 需用电子显微镜才能看到；纳米固体系纳米结构材料 。尺寸为 1～100nm的纳米微粒凝聚而成的块体、薄膜、多层膜和纤维，又分为晶态、准晶态和非晶态三类 。
纳米技术是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化 ， 以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体系 。从1982年扫描隧道显微镜发明至今，纳米材料与纳米科技问世已有近 20年的历史，大致完成了材料创新、性能开发阶段，现在正步入完善工艺和全面应用阶段 。纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界，它是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，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 。
纳米材料由纳米粒子组成 。纳米粒子一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域 。纳米尺度空间所涉及的物质层次，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统，亦非典型的宏观系统，是一种相对独立的中间领域，典型的介观系统 。这种基本特性使纳米粒子呈现许多奇异的物理性质、化学性质，出现一些“反常现象”，如金属为导体，但纳米金属微粒在低温下由于量子尺寸效应会呈现电绝缘性；纳米磁性金属的磁化率是普通金属的20倍；化学惰性的金属铂制成纳米微粒（箔黑）后 ， 却成为活性极好的催化剂等 。
如何看到纳米级的物质能用肉眼能看清的最小长度是一毫米 。也就是1‰米 。纳米级的物质，其长度也就是十的负九次方米 。要让肉眼能看到 ， 需要放大一百万倍 。我们可以用电子显微镜，离子显微镜 。20世纪70年代，透射式电子显微镜的分辨率约为0.3纳米(人眼的分辨本领约为0.1毫米) 。现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍，而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍，所以通过电子显微镜就能直接观察到纳米级物质 。
纳米技术以后还可以怎么发展19世纪70年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想 ， 1974年，科学家谷口纪男（Norio Taniguchi）最早使用纳米技术一词描述精密机械加工；1981年，科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜 ， 为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用；
1990年 ， IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破 。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母 。这证明费曼是正确的，二个字母加起来还没有3个纳米长 。不久，科学家不仅能够操纵单个的原子 ， 而且还能够“喷涂原子” 。使用分子束外延长生长技术 ， 科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子 。现代制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术 。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 。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生；1991年 ， 碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研究的热点，诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等；1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用35个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“ 中国”二字，标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地；1997年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子 ， 利用这种技术可望在2017年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机；1999年，巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤” ， 它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；此后不久 ， 德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤，打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录；到1999年 ， 纳米技术逐步走向市场，全年基于纳米产品的营业额达到500亿美元；2001年 ， 一些国家纷纷制定相关战略或者计划，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发重点；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 。中国也将纳米科技列为中国的“973计划”，其间涌出了像“安然纳米”等一系列以纳米科技为代表的高科技企业 。


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