20191022 打开更微小的世界

阅读量: 331

20191022 打开更微小的世界

331

打开更微小的世界

随着科技的发展,人类对于世界的认识也不断随之扩展,向更微观或是更宏观的未知“进军”。1993年,中国科学院北京真空物理实验室(现为中国科学院物理所纳米物理与器件实验室)庞世瑾等科学家操纵原子,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。
纳米其实是一种长度单位,1纳米是1米的十亿分之一,相当于10个氢原子一个挨一个排起来的长度。20纳米才相当于1根头发丝的三千分之一;遗传物质DNA的螺旋结构的半径是1纳米,而1个典型病毒的大小是100纳米。
事实上,直到20世纪70年代,科学家们才开始从不同角度提出有关纳米科技的构想。1974年,东京理科大学的谷口纪男第一次提出纳米的概念。不过,有了概念,人们却一直没有办法观测到原子、分子的世界。
1982年,德国科学家Gerd Binnig 和Heinrich Rohrer在瑞士苏黎世的IBM实验室发明了研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜。那一年,被称为纳米元年。从此,人类可以直观地观察到单个原子,这对纳米科技发展产生了积极的促进作用。
接下来,人们需要突破的就是如何操纵原子。在1989年,Don Eigler博士发现利用了他的扫描穿隧显微镜做了一件“不可思议”的事,他使用了35个氙原子写出了“IBM”三个字母。虽然,这三个英文字母只占了几个平方纳米的面积,但却是人类第一次实现了操纵单个原子。之后,Don Eigler的研究团队发明了“量子收集盘”。它让科学家可以用来观看和研究被局限在极小空间中的电子的量子力学上的特性,也提供了未来可能的纳米电子元件的操作空间。
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。第二年,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。
经过近30年的发展,中国科学家在纳米科技领域取得了一系列重要的科研成果,纳米科技研究的整体实力已走在世界前列。随着中国建设具有全球影响力的科技创新中心和综合性国家科学中心等一系列科技创新重大决策部署的推进和落实,中国纳米科技研究面临新的重大发展机遇。它汇聚了现代多学科领域在纳米尺度的焦点科学问题,促进了多学科交叉融合,孕育着众多的科技突破和原始创新机会。同时,纳米科技对高技术的诞生,对人们的生产、生活也将产生巨大的影响,其应用已经遍布材料与制造、电子与信息技术、能源与环境、医学与健康等领域。(综合)  

分享到

菜单