1, 나노미터는 기하학적 치수의 측정 단위이고 1 나노 = 백만 분의 1 밀리미터입니다.
나노 기술은 기술 혁명을 촉진했습니다.
3. 나노기술로 만든 약은 모세혈관을 막고 암세포를' 굶어 죽을' 수 있다.
4. 위성에 나노 집적장치를 사용하면 위성이 더 작고 발사하기 쉽다.
5. 나노기술은 다과학의 종합이며, 어떤 목표는 실현하는 데 오랜 시간이 걸린다.
6. 나노기술, 정보과학기술, 생명과학기술은 현재 과학발전의 주류이며, 이들의 발전은 인류사회, 생존환경, 과학기술 자체를 더 좋게 만들 것이다.
7. 나노기술은 환자의 체내 암세포의 병리 변화와 상황을 관찰하여 의사가 증상에 약을 투여할 수 있도록 한다. 나노급 측정 기술에는 나노급 치수와 변위의 정밀한 측정, 나노급 표면 형태 측정이 포함됩니다. 나노급 측정 기술은 주로 두 가지 발전 방향이 있다.
하나는 빛의 간섭 줄무늬를 이용하여 측정 해상도를 높이는 광학 간섭 측정법이다. 측정 방법에는 이중 대역 레이저 간섭 방법, 광 헤테로 간섭 방법, X 선 간섭 방법, F-P 표준 도구 측정 방법 등이 있습니다. 길이와 변위의 정확한 측정이나 표면 미시 형태 측정에 사용할 수 있습니다.
두 번째는 스캐닝 프로브 마이크로측정 기술 (STM) 으로, 기본 원리는 양자역학에 기반한 터널링 효과입니다. 원리는 매우 날카로운 프로브 (또는 이와 유사한 방법) (프로브는 실제로 측정된 표면과 접촉하지 않음) 를 사용하여 측정된 표면을 스캔하고 나노급 3D 변위 위치 제어 시스템을 사용하여 표면의 3D 마이크로입체형을 측정하는 것입니다. 표면의 미시적 형태와 크기를 측정하는 데 주로 사용됩니다.
이 원리를 이용한 측정 방법에는 스캔 터널 현미경 (STM) 과 원자 현미경 (AFM) 이 포함됩니다. 나노급 가공은 나노급 정밀도를 가진 가공 기술을 말한다.
원자 사이의 거리는 0. 1-0.3nm 이기 때문에 나노 가공의 본질은 원자 사이의 성키를 차단하여 원자나 분자의 제거를 실현하는 것이고, 원자 사이의 성키를 차단하는 데 필요한 에너지는 물질 원자 사이의 성건에너지를 초과해야 한다. 즉, 재배된 에너지 밀도가 매우 높다는 것이다. 전통적인 절단과 연마 방법으로 나노급을 가공하는 것은 상당히 어렵다. 2008 년까지 나노 가공은 이미 큰 돌파구를 이루었다. 예를 들어, VLSI 를 전자빔 리소그래피 (UGA 기술) 로 가공할 때 0. 1μm 선폭 가공을 할 수 있습니다. 이온 에칭은 미크론 및 나노 크기의 표면 재료를 제거 할 수 있습니다. 터널 현미경을 스캔하면 개별 원자를 제거, 왜곡, 추가 및 재구성할 수 있습니다. 나노 입자의 제비 방법은 매우 다양하여 물리적 방법과 화학적 방법으로 나눌 수 있다.
나노 기술로 만든 의류
진공 냉급법: 진공 증발, 가열, 고주파 감지를 통해 원료를 기화하거나 형성하는 등 알갱이를 만든 다음 불을 피운다. 순도가 높고, 결정체 구조가 좋고, 정도는 조절할 수 있지만, 기술 장비에 대한 요구가 높은 것이 특징이다.
물리적 분쇄법: 기계적 분쇄, 스파크 폭발 등을 통해 나노 입자를 얻습니다. 조작은 간단하고 비용은 낮지만 결정체 제품은 순도가 낮아 결정립을 따라 고르지 않게 분포되어 있는 것이 특징이다.
기계적 볼 밀링법: 볼 밀링법을 사용하여 적절한 조건을 제어하고 순수 원소, 합금 또는 복합 재료의 나노 입자를 얻습니다. 조작은 간단하고 비용은 낮지만 제품 순도는 낮고 입자 분포는 균일하지 않다는 것이 특징이다.
기상침착법: 금속화합물 증기의 화학반응을 통해 나노재료를 합성한다. 제품 순도가 높고 입도 분포가 좁은 것이 특징이다.
침전: 소금 용액에 침전제 반응을 첨가한 후 침전을 열처리하여 나노 물질을 얻는다. 그 특징은 간단하지만 순도가 낮고 입자 크기가 커서 제비 운반체에 적합하다. 수열 합성법: 고온고압의 수용액이나 증기에서 합성한 다음 분리하여 열처리하여 나노 입자를 얻는다. 순도가 높고 분산성이 좋아 인장 강도를 쉽게 조절할 수 있는 것이 특징이다.
졸-겔법: 금속화합물은 용액, 솔, 젤을 통해 경화된 후 저온열처리를 거쳐 나노 입자를 생성한다. 그 특징은 반응종이 많고, 산물 입자가 균일하며, 과정이 쉽게 제어되며, 산화물과 1 1-VI 화합물의 제조에 적용된다는 것이다.
Hui 로션법: 2: 불용 용제는 표면활성제의 작용으로 로션을 형성하고, Hui 거품에서 핵 형성, 재결합, 응축, 열처리 후 나노 입자를 얻는다. 특징 입자는 단일 분산성과 인터페이스가 우수하며 1 1-VI 반도체 나노 입자는 대부분 이 방법으로 준비됩니다.
수열 합성-수용액이나 증기 등 유체의 고온 고압에서 합성한 다음 분리와 열처리를 거쳐 나노 입자를 얻는다. 순도가 높고 분산성이 좋아 입자 크기를 쉽게 조절할 수 있는 것이 특징이다. 199 1 년 Gleiter 등이 나노 물질을 최초로 준비한 이후 10 년의 발전을 거쳐 나노 소재는 큰 발전을 이루었다. 현재 나노 소재는 금속 재료, 나노 세라믹 재료, 나노 반도체 재료, 나노 복합 재료, 나노 고분자 재료 등으로 나뉜다. 나노 소재는 초미립자 소재로' 2 1 세기의 신소재' 라고 불리며 많은 특수한 성질을 가지고 있다.
예를 들어, 나노 크기의 금속 분말을 소결시켜 만든 재료는 강도와 경도가 원래 금속보다 훨씬 높았으며, 나노 크기의 금속은 실제로 도체에서 절연체로 바뀌었다. 일반 도자기는 연약하고 깨지기 쉽다. 나노 분말이 소결된 도자기는 강도가 높을 뿐만 아니라 인성도 좋다. 나노 재질의 융점은 초극세 분말 직경이 감소함에 따라 감소한다. 예를 들어 금의 융점은1064 C 이지만 10nm 의 금가루융점은 940 C 로 떨어지고 snm 의 금가루는 830 C 로 줄어들어 소결 온도를 크게 낮출 수 있다. 나노 세라믹의 소결 온도는 원래 세라믹보다 훨씬 낮습니다. 나노 촉매제는 휘발유에 첨가된다. 내연 기관의 효율을 높일 수 있다.
고체 연료를 넣으면 로켓을 가속화할 수 있다. 그 약은 나노 분말로 만들어졌다. 혈관에 주사하여 미혈관에 순조롭게 들어갈 수 있다. 현재 일반적인 영상 기술은 조직 내 암으로 인한 가시적 변화만 감지할 수 있으며, 현재 이미 수천 개의 암세포가 생성되어 전이될 가능성이 있다. 그리고 종양을 볼 수 있다 해도 종양 자체의 범주 (악성 또는 양성) 와 특징 때문에 생체검사를 통해 효과적인 치료법을 결정해야 한다. 암세포나 전암세포를 어떤 식으로든 표기하면 기존 장비로 검출해 암 진단에 더 도움이 된다.
이를 위해 두 가지 필수 조건이 있다. 한 가지 기술은 암세포를 특이하게 인식하고 식별된 암세포를 보이게 하는 기술이다. 나노 기술은 이 두 가지를 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물의 표면에는 항체 코팅이 되어 있는데, 이 항체 () 는 암세포의 표면에 표현된 수용체를 특이하게 식별할 수 있다. 금속 산화물은 MRI (MRI) 또는 컴퓨터 단층스캔 (CT) 에서 고대비 신호를 보내기 때문에 일단 체내에 들어오면 이 금속 산화물 나노 입자의 항체 표면이 암세포와 선택적으로 결합되어 검출기가 암세포를 효과적으로 식별할 수 있게 한다. 마찬가지로, 김나노 입자도 내시경 기술의 광산을 강화하는 데 사용될 수 있다. 나노기술은 암 유형과 다른 발전 단계를 식별하는 분자 표시를 시각화할 수 있어 의사들이 기존 이미징 기술로 감지할 수 없는 세포와 분자를 볼 수 있다.
암과의 싸움에서 승리의 절반은 조기 발견으로 인한 것이다. 나노기술은 암의 진단을 더 일찍, 더 정확하게 하고 치료 모니터링에 사용할 수 있게 한다. 나노 기술은 또한 조직과 체액에서 바이오 표지물의 선별을 강화하거나 완전히 혁신할 수 있다. 각종 분자의 표현과 분포의 차이로 암과 암 사이, 암세포와 정상 세포 사이에 차이가 있다. 치료 기술이 발달하면서 치료 방안을 확정할 때 다양한 암 바이오마커를 동시에 검사해야 한다. 나노 입자 (예: 퀀텀닷) 는 자체 크기에 따라 다양한 색상의 빛을 방출하여 여러 표지물을 동시에 감지할 수 있습니다. 항체 코팅 된 퀀텀닷 발신 광 신호는 특정 유형의 암을 스크리닝하는 데 사용할 수 있습니다. 다른 색깔의 퀀텀닷 는 각종 암 생물 표지물 항체 과 결합 할 수 있어 종양학자 가 본 스펙트럼 을 통해 암세포 와 건강 세포 를 구분할 수 있다. 에칭 기술이 나노 스케일에서 한계에 도달했기 때문에 조립 기술은 나노 기술의 중요한 수단이 되어 큰 관심을 받고 있다.
나노 조립 기술은 기계, 물리, 화학 또는 생물학적 방법을 통해 원자, 분자 또는 분자를 집합적으로 조립하여 기능 구조 단위를 형성하는 것이다. 조립 기술에는 분자 질서 조립 기술, 스캐닝 프로브 원자, 분자 재배치 기술 및 생물 조립 기술이 포함됩니다. 질서 정연한 분자 조립은 분자 간의 물리적 또는 화학적 상호 작용을 통해 질서 정연한 2 차원 또는 3 차원 분자 체계를 형성하는 것이다. 현재 분자 질서 조립 기술 및 응용 연구의 최신 발전은 주로 LB 막의 연구와 관련 특성의 발견이다. 생물학적 거대 분자의 식별과 조립. 단백질과 핵산 등 생체 활성 대분자의 조립에는 상밀도 취향이 필요한데, 이는 고성능 바이오센서 준비, 바이오분자 개발, 바이오매스 간 상호 작용 연구에 매우 중요하다. LgG 생물 대분자를 조립하는 과정에서 처음으로 항체 활성 조각의 인식 기능을 이용하여 활성 생물 대분자를 조립하였다. 이 중요한 진전은 생체 분자의 방향성 조립 방면에서 새로운 돌파구를 얻었다.
위에서 언급한 몇 가지 조립 외에도 긴 사슬 중합체 분자의 질서 있는 조립, 교련 자체 조립 기술 및 질서 있는 분자막의 응용 연구도 진전을 이루었다. 나노 가공 기술은 또한 원자 수준의 재료 가공에 사용되어 가공 기술이 더욱 세밀한 깊이로 들어가도록 할 수 있다. 나노 구조 자체 조립 기술의 발전은 나노 기계, 나노 기계 시스템, 나노 생물학 방면에서 돌파구를 마련할 것이다.
중국은 나노 기술 분야의 과학적 발견과 산업화 연구 방면에서 어느 정도 우세를 가지고 있다. 미국, 일, 독일 등 현대국가는 국제 제 1 계단 선두에 있다. 근대 중국은 이미 일정량의 나노재료 생산기지를 세웠지만 나노기술의 개발과 응용도 우후죽순처럼 생겨나 초보적인 산업화를 이루었다. 나노 규모의 대규모 저비용 산업화 생산을 달성하기 위해서는 아직 해야 할 일이 많으며, 대량의 자금과 첨단 기술 투입에 의존해야만 높은 이윤 수익을 얻을 수 있다. 나노 생물학은 나노 잣대에서 세포 내 각종 세포기의 구조와 기능을 연구하는 것이다. 세포 내, 세포와 전체 유기체 사이의 물질, 에너지, 정보의 교환을 연구하다. 나노 생물학 연구는 주로 다음과 같은 측면에 초점을 맞추고 있다.
DNA 연구는 형태 관찰, 특성 연구, 유전자 개조의 세 가지 방면에서 큰 진전을 이루었다.
뇌 기능 연구
일의 목표는 인간의 기억, 사고, 언어, 학습의 고급 신경 기능과 인간의 뇌의 정보 처리 기능을 찾는 것이다.
바이오닉스 연구
이것은 나노 생물학의 뜨거운 연구 내용이다. 지금은 이미 많은 성적을 거두었다. 이것은 나노 기술의 유망한 부분이다.
세계에서 가장 작은 모터는 생체 모터인 편모 모터이다. 프로펠러처럼 회전시켜 편모를 회전시킬 수 있다. 모터는 일반적으로 10 개 이상의 단백질 집단으로 구성되며, 그 구조는 마치 인공 모터와 같다. 고정자, 로터, 베어링 및 유니버설 조인트로 구성됩니다. 직경은 3nm 에 불과하며 회전 속도는 15r/min 까지 올라갈 수 있으며 1 μ s 내에서 우회전 및 좌회전 전환을 수행할 수 있습니다. 추가 전기장을 사용하면 가속이나 감속을 할 수 있습니다. 회전의 동력원은 세균 중 모터를 지탱하는 막 안팎의 질소산소 이온의 농도가 떨어지는 것이다. 실험 증명. 세균 안팎의 전위차도 편모 모터를 구동할 수 있다. 현대인들은 전위차로 제어할 수 있는 인조 편모 모터 드라이브를 설계하고 있다.
일본 미쓰비시 (Mitsubishi) 는 인간의 눈으로 시각적 이미지를 처리하는 기능을 시뮬레이션하는 망막 칩을 개발했습니다. 이 칩은 비소 반도체를 기반으로 한다. 각 칩에는 4096 개의 감지 요소가 포함되어 있습니다. 로봇에 더 적용될 것으로 예상됩니다.
반지와 막대기 같은 분자 기계를 만들 것을 제의받았다. 컴퓨터의 회로 장치로 조립합니다. 단위 크기는 Inm 에 불과하며 초소형 컴퓨터로 조립할 수 있으며, 부피는 몇 미크론에 불과하여 현대의 일반 컴퓨터와 같은 성능을 얻을 수 있다.
나노 구조 자체 조립 복잡한 휘장 기계 시스템 제조에서 큰 문제는 시스템 내 각종 부품의 조립이다. 시스템이 선진적일수록 복잡할수록 조립 문제를 해결하기 어렵다. 단백질, DNA, 세포 등. 자연계의 각종 생물은 모두 매우 복잡한 구조를 가지고 있다. 생성 및 조립은 자동입니다. 생물학적 거대 분자의 자기 조립 원리를 이해하고 통제할 수 있다면, 자연에 대한 인간의 인식과 개조는 반드시 새롭고 높은 수준으로 올라갈 것이다.