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Desde hace un tiempo la nanotecnología aparece con frecuencia en los medios de comunicación y se han publicitado ampliamente las ventajas de la nanotecnología, los nanomateriales y los productos fabricados con nanotecnología. Entonces, ¿qué es la nanotecnología? Este artículo presenta este conocimiento como referencia para principiantes.
. Nano es una unidad de longitud con el símbolo nm. 1 nm = 1 nm = 10 m (una milmillonésima parte de un metro), que es aproximadamente la longitud de 10 átomos. Supongamos que el diámetro de un cabello es de 0,05 mm, que está dividido en 50.000 cabellos en promedio en la dirección radial y que el grosor de cada cabello es de aproximadamente 1 nm.
. 1. El significado de nanotecnología
La llamada nanotecnología se refiere a una nueva tecnología que estudia los patrones de movimiento y las características de los electrones, átomos y moléculas en la escala de 0,1. a 100 nanómetros. En el proceso de estudiar la composición de la materia, los científicos han descubierto que varios o docenas de átomos o moléculas contables aislados en la escala nanométrica presentan muchas propiedades nuevas. La tecnología que utiliza estas propiedades para crear dispositivos con funciones específicas se llama nanotecnología.
La principal diferencia entre la nanotecnología y la microelectrónica es que la nanotecnología estudia el control de átomos y moléculas individuales para lograr funciones específicas del dispositivo. Utiliza las fluctuaciones de los electrones para funcionar, mientras que la microelectrónica realiza su función principalmente mediante; controla la población de electrones y utiliza la naturaleza partícula de los electrones para funcionar. El objetivo del desarrollo de la nanotecnología es lograr un control efectivo de todo el mundo microscópico.
La nanotecnología es un tema integral con fuertes características transversales, y su contenido de investigación cubre una amplia gama de ciencia y tecnología modernas. Desde 65438 hasta 0993, el Comité Directivo Internacional de Nanotecnología dividió la nanotecnología en seis subdisciplinas: nanoelectrónica, nanofísica, nanoquímica, nanobiología, nanofabricación y nanometrología. Entre ellos, la nanofísica y la nanoquímica son la base teórica de la nanotecnología, y la nanoelectrónica es el contenido más importante de la nanotecnología.
2. Características de los dispositivos nanoelectrónicos
El rendimiento de los dispositivos electrónicos fabricados mediante nanotecnología es mucho mejor que el de los dispositivos electrónicos tradicionales;
La velocidad de trabajo de los dispositivos nanoelectrónicos es rápido La velocidad de trabajo es 1000 veces mayor que la de los dispositivos de silicio, por lo que el rendimiento del producto se puede mejorar enormemente. Bajo consumo de energía, el consumo de energía de los dispositivos nanoelectrónicos es solo 1/1000 del de los dispositivos de silicio. Hay una enorme cantidad de información almacenada. En un disco óptico de 5 pulgadas, cuyo tamaño es menor que la palma de la mano, se puede almacenar toda la colección de al menos 30 bibliotecas de Beijing. De tamaño pequeño y peso liviano, puede reducir en gran medida el tamaño y el peso de varios productos electrónicos.
Nano es una unidad de longitud y su símbolo es nm. 1 nm = 1 nm = 10 m (una milmillonésima parte de un metro), que es aproximadamente la longitud de 10 átomos. Supongamos que el diámetro de un cabello es de 0,05 mm, que está dividido en 50.000 cabellos en promedio en la dirección radial y que el grosor de cada cabello es de aproximadamente 1 nm.
. 1. El significado de nanotecnología
La llamada nanotecnología se refiere a una nueva tecnología que estudia los patrones de movimiento y las características de los electrones, átomos y moléculas en la escala de 0,1. a 100 nanómetros. En el proceso de estudiar la composición de la materia, los científicos han descubierto que varios o docenas de átomos o moléculas contables aislados en la nanoescala exhiben muchas propiedades nuevas. La tecnología que utiliza estas propiedades para crear dispositivos con funciones específicas se llama nanotecnología.
La principal diferencia entre la nanotecnología y la microelectrónica es que la nanotecnología estudia el control de átomos y moléculas individuales para lograr funciones específicas del dispositivo. Utiliza las fluctuaciones de los electrones para funcionar, mientras que la microelectrónica realiza su función principalmente mediante; controla la población de electrones y utiliza la naturaleza partícula de los electrones para funcionar. El objetivo del desarrollo de la nanotecnología es lograr un control efectivo de todo el mundo microscópico.
La nanotecnología es un tema integral con fuertes características transversales, y su contenido de investigación cubre una amplia gama de ciencia y tecnología modernas. Desde 65438 hasta 0993, el Comité Directivo Internacional de Nanotecnología dividió la nanotecnología en seis subdisciplinas: nanoelectrónica, nanofísica, nanoquímica, nanobiología, nanofabricación y nanometrología. Entre ellos, la nanofísica y la nanoquímica son la base teórica de la nanotecnología, y la nanoelectrónica es el contenido más importante de la nanotecnología.
Un nanómetro es una unidad diminuta de longitud, y 1 nanómetro equivale a una cienmillonésima de metro. Un cabello humano mide entre 70.000 y 80.000 nanómetros. El término nanotecnología apareció en 1974. La nanociencia y la nanotecnología están en 0. Estudia los patrones de movimiento y características de electrones, átomos y moléculas en un espacio de 10 a 100 nanómetros. Los nanomateriales son una parte importante de la nanotecnología y también son un tema candente y difícil en la competencia internacional. Desde que se descubrieron los nanotubos de carbono en 1991, se los considera el material del futuro. Los nanotubos de carbono son aproximadamente 100 veces más resistentes que el acero y tienen mejores propiedades de transferencia de calor que todos los demás materiales conocidos. Los nanotubos de carbono tienen buena conductividad eléctrica y casi no producen resistencia cuando conducen electricidad a temperatura ambiente. Los materiales nanocerámicos pueden ser tan blandos como la plastilina a una temperatura alta de 1.600 grados Celsius y pueden doblarse libremente a temperatura ambiente. Desde el primer nanotransistor del mundo en 1998 hasta el chip de 100 nanómetros en 1999, la "nanofiebre" que surgió en el mundo en la última década del siglo XX se ha intensificado aún más.
China alguna vez ocupó un lugar en el campo de la nanotecnología y estaba entre los más avanzados del mundo. Hemos preparado con éxito una variedad de nanomateriales, incluidos metales, aleaciones, óxidos, hidruros, carburos, cristales iónicos y semiconductores, hemos sintetizado una variedad de nanocables coaxiales y dominamos la tecnología para preparar nanotubos de carbono puro, que pueden ser nanotubos ultralargos con longitudes de Se pueden producir de 2 a 3 milímetros en grandes lotes. El diámetro del nanotubo de carbono más delgado sintetizado es de sólo 0,33 nanómetros, lo que no sólo supera el diámetro de sólo 0,5 nanómetros creado por científicos chinos no hace mucho, sino que también supera el límite teórico de 1.992,4 nanómetros establecido por científicos japoneses. El artículo "El tetracloruro de carbono transforma la paja en diamante alquímico" ha recibido excelentes críticas. Recientemente, se ha desarrollado con éxito un nuevo material de interfaz nanomaterial-superhidrófobo. Este material es súper hidrofóbico y súper oleofóbico, y se puede convertir en textiles sin aceite, lavado ni colorantes.
Las perspectivas de aplicación de la nanotecnología son muy amplias y los beneficios económicos enormes. Autoridades estadounidenses predicen que el mercado de la nanotecnología alcanzará los 144 mil millones de dólares en 2010, y que la aplicación de la nanotecnología en el futuro superará con creces la de la industria informática. Los nanocompuestos, la modificación de plásticos, caucho y fibras, y el diseño y aplicación de materiales de recubrimiento nanofuncionales inyectarán nuevo contenido de alta tecnología en la producción y los productos tradicionales. Los expertos señalan que en los campos de los textiles, materiales de construcción, productos químicos, petróleo, automóviles, equipos militares, equipos de comunicaciones y otros campos, inevitablemente se producirá una "revolución de los materiales" provocada por la nanotecnología. Actualmente, casi 65.438.000 empresas en China han registrado nanomateriales y nanotecnología y han establecido más de 65.438.000 líneas de producción de nanomateriales y nanotecnología. Se han producido en masa nanotelas y prendas de vestir, como ropa de trabajo informática, ropa antiestática, ropa anti-UV, etc. El nuevo revestimiento que utiliza nanotecnología no sólo mejora más de diez veces la resistencia al lavado, sino que además no es tóxico, es inofensivo y no tiene olores. Un nanodisco puede almacenar cientos o miles de películas, mientras que un disco óptico normal sólo puede almacenar dos. La nanotecnología está mejorando y potenciando la calidad de vida de las personas.
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572020-05-08
¿Cómo puede la nanotecnología ayudar a la humanidad?
La nanotecnología es una ciencia y tecnología que utiliza átomos y moléculas individuales para crear sustancias. La nanotecnología es ciencia y tecnología basada en muchas tecnologías avanzadas modernas. Es el producto de la combinación de la ciencia moderna (física del caos, mecánica cuántica, física mesoscópica y biología molecular) y la tecnología moderna (tecnología informática, tecnología microelectrónica, tecnología de microscopio de efecto túnel y tecnología de análisis nuclear). La nanotecnología se puede convertir en ropa que proteja contra los rayos UV. La nanotecnología puede hacer que el metal sea decenas de veces más duro que el metal ordinario.
28 visitas 1792017-08-04
¿Cuáles son los beneficios de la nanotecnología para el ser humano?
24 visitas 45922020-03-26
Una breve descripción de la ayuda de la nanotecnología al ser humano
Introducción: La nanotecnología, también conocida como nanotecnología, es la Estudio del tamaño de estructuras. Propiedades de materiales y tecnologías aplicadas entre 0,1 y 100 nanómetros. Tras la invención del microscopio de efecto túnel en 1981, nació un mundo molecular con una longitud de 0,1 a 100 nanómetros cuyo objetivo final es construir productos con funciones específicas directamente a partir de átomos o moléculas. Por lo tanto, la nanotecnología es en realidad una tecnología que utiliza átomos y moléculas individuales para organizar la materia. El uso de la nanotecnología para organizar átomos de xenón en la nanotecnología de IBM es un tema altamente interdisciplinario y completo, y el contenido de la investigación involucra una amplia gama de ciencia y tecnología modernas. La nanociencia y la tecnología incluyen principalmente la física de nanosistemas, la nanoquímica, los nanomateriales, la nanobiología, la nanoelectrónica, el nanoprocesamiento, la nanomecánica, etc. Estas siete disciplinas relativamente independientes pero interpenetradas y tres áreas de investigación: nanomateriales, nanodispositivos y detección y caracterización a nanoescala. La preparación y la investigación de nanomateriales son la base de toda la nanotecnología. Entre ellos, la nanofísica y la nanoquímica son la base teórica de la nanotecnología, y la nanoelectrónica es el contenido más importante de la nanotecnología. Cómo la nanotecnología ayuda a los humanos: reimprima un artículo como referencia. Nanotecnología: la entrada en la vida humana traerá cambios revolucionarios a la vida de las personas modernas. Reportero, Beijing, 28 de septiembre (Reportero) Cuando se vierte agua o aceite vegetal sobre la superficie de la ropa, aparecen manchas inmediatamente en una de las prendas, mientras que solo quedan unas pequeñas gotas de agua en la otra cuando se sacude. , no aparece nada. Recientemente, la Academia de Ciencias de China celebró una exposición de aplicaciones de nanomateriales en Beijing, donde la nanotecnología abrió los ojos de la audiencia. Según el profesor Jiang Lei, uno de los beneficiarios del "Programa de los Cien Talentos" de la Academia de Ciencias de China, iniciador de la "Teoría de la Nanoestructura Sinérgica Binaria" y supervisor de doctorado, todas las exposiciones mencionadas utilizan "nanointerfaz sinérgica binaria". "materiales", que formarán una estructura estable en la superficie del material. La película de gas evita que el aceite o el agua entren en contacto directo con la superficie del material, de modo que la superficie del material exhiba propiedades "superhidrófobas" libres de agua y aceite. Diversos tejidos textiles, como algodón, lino, seda, lana, cachemira, tejidos mixtos, fibras químicas, etc. , procesado con tecnología de material de interfaz "superhidrófobo", tiene propiedades "superhidrófobas" que son "antiadherentes" al jugo, tinta, salsa de soja, aceite vegetal, etc. , pero esta tecnología de tratamiento no cambiará las diversas propiedades del tejido original, es decir, la resistencia de la fibra, el color del tejido, la lavabilidad, la transpirabilidad y el tacto agradable para la piel. Al mismo tiempo, también tiene las funciones auxiliares de esterilización, protección radiológica y prevención de moho. Esto puede reducir en gran medida la cantidad de veces que se lava la ropa y el método de lavado solo necesita blanquearse ligeramente con agua. La gente puede decir adiós a la era del uso de mucho detergente para lavar la ropa, reducir la contaminación, ahorrar recursos hídricos y ahorrar tiempo, no hace falta decirlo. Esto significa que esta tecnología traerá cambios revolucionarios a nuestras vidas. La nanotecnología es otro punto importante al que la gente presta atención después de Internet y los genes. ¿Qué es Nano? Un nanómetro es una unidad de medida de dimensiones geométricas. Su longitud es sólo una milmillonésima parte de un metro, aproximadamente igual a la longitud de 45 átomos dispuestos juntos. La nanotecnología es la creación de objetos que no tienen más de unos pocos cientos de nanómetros de tamaño y sólo tienen un ancho de unas pocas docenas de átomos agrupados. De hecho, hoy en día, la nanotecnología ha penetrado silenciosamente en todos los aspectos de nuestra vida diaria, como la alimentación, la ropa, la vivienda y el transporte. Utilizando nanotecnología y nanomateriales se pueden fabricar refrigeradores y lavadoras antibacterianos. Ahora también están disponibles productos que utilizan nanotecnología y nanomateriales, como vajillas esterilizadas, naipes esterilizados y gasas esterilizadas.
Si se utiliza la nanotecnología en la fabricación de alimentos, puede ayudarnos a mejorar la absorción gastrointestinal. Por poner otro ejemplo, como todos sabemos, la pintura puede embellecer la sala de estar, pero la pintura tradicional puede volverse de varios tonos debido a su mala capacidad de lavado y al poco tiempo. Después de la aplicación de la nanotecnología, muchos indicadores de los recubrimientos mejorarán enormemente. La lavabilidad de la pintura para paredes exteriores aumentará de 1.000 a 1.000 veces y el tiempo de envejecimiento se duplicará con creces. Desde principios de la década de 1990, el Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y la Academia China de Ciencias han incluido la investigación en nanotecnología en los planes de escalada y en proyectos importantes y clave relacionados. El año pasado, el Ministerio de Ciencia y Tecnología lanzó el proyecto nacional clave de investigación básica sobre nanomateriales, y la inversión en investigación básica y fondos de apoyo alcanzó decenas de millones de yuanes. En la actualidad, China ha establecido varias bases de investigación en nanotecnología. La Academia de Ciencias de China, la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Pekín y otras unidades han formado un equipo dedicado a la investigación en nanotecnología y han logrado una serie de resultados notables a nivel internacional, y algunos incluso están a la vanguardia del mundo. Los expertos dicen que con el desarrollo continuo de la tecnología de materiales nanofuncionales y su aplicación integral en diversos campos, la vida de las personas experimentará cambios revolucionarios y la era nano se acerca cada vez más a nosotros. Además de ser resistentes al desgaste, las superficies de vidrio, baldosas cerámicas, mármol, placas de yeso y otros materiales utilizados para la decoración del hogar pueden mostrar propiedades únicas de "doble hidrofobia" después de ser tratadas con nanotecnología, mejorando algunas propiedades de los propios materiales y ampliando su ámbito de aplicación. En el futuro podremos despedirnos de la molesta situación de "mirar la estufa grasienta y estar sucio" en la cocina, y dejar que "ir a la cocina" sea como entrar en un espacio limpio y refrescante, con un disfrute artístico.
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¿Qué significa para la humanidad la aparición de la nanotecnología?
La nanotecnología es una tecnología emergente en el cambio de siglo. Su aparición marca una nueva etapa para que los humanos transformen la naturaleza, es decir, de átomos y moléculas de escala micrométrica a escala nanométrica, permitiéndoles finalmente manipular átomos y moléculas individuales según sus propios deseos y lograr un control efectivo del mundo microscópico. Los expertos creen que así como el surgimiento y aplicación de la revolución industrial, los antibióticos, la energía nuclear y la microelectrónica han tenido un enorme impacto, la nanotecnología creará un milagro inimaginable, promoverá el progreso en el nuevo siglo y se convertirá en la tecnología central de la era de la información en este siglo. Por lo tanto, tan pronto como apareció la nanotecnología, muchos países la clasificaron como "tecnología clave" e invirtieron mucho en investigación y desarrollo.
16 visitas 822020-01-01
¿Qué beneficios aporta la nanotecnología al desarrollo de la sociedad humana?
(1) La nanotecnología en la industria de la información: La industria de la información no sólo juega un papel importante en el extranjero, sino también en China. En 2000, la industria de la información de China generó un PIB de 580 mil millones de yuanes. La aplicación de la nanotecnología en la industria de la información se refleja principalmente en tres aspectos: ① comunicación en red, comunicación en red de banda ancha, dispositivos de nanoestructura, tecnología de chips y tecnología de pantalla digital de alta definición. Debido a que todos los dispositivos de comunicación, integración y visualización requieren dispositivos originales, Estados Unidos ha comenzado a desarrollarlos. Ahora existen dispositivos de un solo electrón, dispositivos electrónicos de túneles y dispositivos electrónicos de espín, que se han desarrollado con éxito en laboratorios y pueden ingresar al mercado. en 2001. ② Los dispositivos optoelectrónicos, los dispositivos electrónicos moleculares y los dispositivos electrónicos magnéticos gigantes todavía están muy atrasados en China, pero estos dispositivos originales tardarán 10 años en ingresar al mercado. Por lo tanto, China debe estudiar estos aspectos con 65.438 05 a 20 años de antelación. ③El nivel de investigación de nanodispositivos clave en comunicaciones de red, como láseres, filtros, resonadores, microcondensadores, microelectrodos, etc. , no se queda atrás en China y también existe en la provincia de Anhui. ④ Reóstato, resistencia no lineal, etc. Puede modificarse añadiendo nanomateriales de óxido de zinc. (2) Nanotecnología en la industria ambiental: La nanotecnología es una tecnología insustituible que degrada contaminantes de 20 nm en el aire y contaminantes de 200 nm en el agua. Para purificar el medio ambiente hay que utilizar la nanotecnología. Ahora hemos preparado con éxito un dispositivo que puede degradar formaldehído, óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono, y puede reducir los gases nocivos en el aire de más de 10 ppm a 0,1 ppm. El dispositivo ha entrado en la etapa de producción real. Los nanomateriales fotocatalíticos combinados con perlas porosas se han utilizado con éxito para degradar la materia orgánica en las aguas residuales y también tienen buenos efectos de degradación de contaminantes orgánicos como el fenol, que son difíciles de degradar con otras tecnologías tradicionales.
En los últimos años, muchas empresas se han comprometido a trasplantar nanotecnología, como la fotocatálisis, a la industria del tratamiento del agua para mejorar la calidad del agua, y han logrado resultados iniciales. La tecnología de nanocombinación de óxido de cerio de tierras raras y metales preciosos también es muy eficaz en la transformación de; Dispositivos de tratamiento de gases de escape de automóviles. Recientemente, las investigaciones iniciales sobre el control de la contaminación por algas en lagos de agua dulce han tenido éxito en el laboratorio. (3) Nanotecnología en la energía y la protección del medio ambiente: La utilización racional de la energía tradicional y el desarrollo de nuevas energías son tareas importantes para nuestro país en el presente y en el futuro. En términos de utilización racional de la energía tradicional, existen principalmente detergentes y aceleradores de combustión, que pueden quemar completamente el carbón, autocircular durante la combustión y reducir las emisiones de azufre sin ningún dispositivo auxiliar. Además, existen aditivos que utilizan la nanotecnología para mejorar la gasolina y el diésel. En realidad, es una sustancia líquida de grupo inflamable de molécula pequeña que tiene efectos purificadores y de apoyo a la combustión. El desarrollo de nuevas fuentes de energía en el extranjero está avanzando rápidamente, que consiste en convertir gases no inflamables en gases inflamables. En la actualidad, la comunidad internacional está desarrollando principalmente materiales de conversión de energía, y China también lo está haciendo, incluida la conversión de energía solar en energía eléctrica, la conversión de energía térmica en energía eléctrica y la conversión de energía química en energía eléctrica. (4) Nanobiomedicina: este es el campo con mayor potencial después del acceso de China a la OMC. Actualmente, la industria farmacéutica internacional se enfrenta a una nueva decisión, que es desarrollar la industria farmacéutica a nanoescala. La nanobiomedicina extrae sustancias necesarias de animales y plantas y luego las combina a nanoescala para maximizar el efecto terapéutico. Esta es exactamente la idea de la medicina tradicional china. Después de extraer la esencia, se utilizan algunos esqueletos, como azúcar y almidón, que pueden ser absorbidos por el cuerpo humano, para liberar y atacar de manera eficiente el fármaco. El rendimiento de las medicinas tradicionales se puede mejorar utilizando la nanotecnología. (5) Nuevos nanomateriales: Aunque los nuevos nanomateriales no son productos finales, son muy importantes. Según cálculos estadounidenses, para el año 265438, el 40% de los materiales de acero y metal de los automóviles serán sustituidos por materiales ligeros y de alta resistencia, que pueden ahorrar un 40% de gasolina y reducir un 40% de las emisiones de CO2. Sólo esto generará 100 mil millones de dólares en beneficios sociales para los Estados Unidos de América cada año. Además, existen diversos materiales funcionales. El vidrio tiene buena transparencia, pero es pesado. Modifíquelo con nanopartículas para hacerlo más liviano, de modo que este material no solo tenga propiedades mecánicas, sino que también tenga otras funciones, como cambio de color y almacenamiento de luz, reflexión de diversos rayos ultravioleta e infrarrojos, absorción y almacenamiento de luz, etc. (6) La transformación de las industrias tradicionales por parte de la nanotecnología: para China, es el mejor momento para que la nanotecnología ingrese a las industrias tradicionales y combine la nanotecnología con tecnologías en diversos campos. El primero son los electrodomésticos, la industria ligera y la electrónica. Hefei Meiling Group comenzó a desarrollar nanorefrigeradores en 1996. El sello magnético plegable de PVC para puerta del refrigerador no tiene moho y utiliza un revestimiento antibacteriano. El plato de fruta del interior está fabricado con nanomateriales. El desarrollo de la industria ligera, la electrónica y los electrodomésticos puede impulsar el desarrollo de recubrimientos, materiales, componentes electrónicos y otras industrias. El siguiente es el textil. Las fibras sintéticas son la tendencia de desarrollo de las industrias textiles y de fibras químicas. Si la industria textil china quiere ocupar una posición favorable después de unirse a la OMC, ahora debe aplicar la nanotecnología y los nanomateriales de manera integral. La promoción televisiva del año pasado sobre edredones y ropa aislantes térmicos mencionó que la aplicación de la nanotecnología tiene funciones especiales como antiestática y retardante de llama. Cuando se ensamblan en su interior materiales nanoconductores, el cuerpo humano puede protegerse de altos voltajes de 1,654, 38 0,000 voltios. En este sentido, la nanotecnología tiene amplias perspectivas de aplicación en la industria textil. El tercero es la industria energética. El uso de nanotecnología para transformar botellas de porcelana de transmisión por transformador de 200.000 voltios y 110.000 voltios puede mejorar de manera integral la resistencia a las descargas eléctricas de las botellas de porcelana de 110.000 voltios. El esmalte no se congelará y otras propiedades integrales son muy buenas. En cuarto lugar, los revestimientos y revestimientos en la industria de materiales de construcción. , incluidos varios esmaltes y tintas cerámicos pueden mejorar el rendimiento del producto con la intervención de la nanotecnología.
15 visitas 15072020-03-11