나노 기술 소개
나노 과학기술은 많은 현대 선진 과학기술을 기초로 한 과학기술이다. 현대과학, 혼돈물리학, 양자역학, 중관물리학, 분자생물학과 현대기술, 컴퓨터기술, 마이크로전자와 스캔터널현미경 기술, 핵분석기술이 결합된 산물이다. 나노 과학 기술은 나노 물리학, 나노 생물학, 나노 화학과 같은 새로운 과학 기술을 불러일으킬 것이다.
나노 기술의 이론적 중요성
나노 기술 * * * 나노 기술 * *, 일명 나노 기술은 1 nm 에서 100 nm 사이의 구조 치수 재료의 특성과 응용을 연구하는 기술입니다. 198 1 년 스캐닝 터널 현미경이 발명된 후 1 부터100nm 까지의 분자 세계가 탄생했습니다. 그 궁극적인 목표는 원자나 분자에서 직접 특정 기능을 만드는 것입니다 그래서 나노기술은 사실 단일 원자와 분자를 이용하여 물질을 배열하는 기술이다.
현재 연구에서 나노 기술에 대한 세 가지 개념이 있습니다.
첫 번째는 미국 과학자 드렉슬러 박사가' 65438 년부터 0986 년까지의 창조기계' 라는 책에서 내놓은 분자 나노 기술이다. 이 개념에 따르면 분자를 결합하는 기계를 실용화하여 각종 분자를 임의로 결합하여 어떤 분자 구조도 만들 수 있다. 이 개념의 나노 기술은 큰 진전을 이루지 못했다.
두 번째 개념은 나노 기술을 미세 가공 기술의 한계로 정의합니다. 나노 정밀도의' 가공' 을 통해 나노 구조를 수동으로 형성하는 기술이다. 이런 나노급 가공기술도 반도체의 소형화를 한계에 이르렀다. 기존 기술이 계속 발전해도 이론적으로 한계에 도달할 수 있습니다. 회로의 선폭이 점차 줄어들면 회로를 형성하는 절연막이 매우 얇아지고 절연 효과가 손상될 수 있기 때문입니다. 또한 발열, 떨림 등의 문제도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 연구? A href ='' target =' _ blank'> 기침 폐쇄? 형자 도둑질은 어떻게 국제 시장을 판단하는 데 능할 수 있습니까? /p >
세 번째 개념은 생물학적 관점에서 제기된 것이다. 원래 생물은 세포와 생체막 모두에 나노급 구조를 가지고 있었다. DNA 분자 컴퓨터와 세포 생물 컴퓨터의 발전은 이미 나노 기술의 중요한 내용이 되었다.
나노 기술의 주요 내용
나노기술은 교차성이 매우 강한 종합 학과로, 연구 내용은 현대 과학기술의 광활한 영역을 포함한다. 나노 기술은 주로 다음을 포함합니다:
나노 시스템 물리학, 나노 화학, 나노 물질 과학, 나노 생물학, 나노 전자학, 나노 기계 가공, 나노 역학 등. 이 7 개의 비교적 독립적이고 상호 침투한 학과와 세 가지 연구 분야, 즉 나노재료, 나노부품, 나노스케일의 검출 및 표상. 나노 물질의 제비와 연구는 전체 나노 기술의 기초이다. 그 중에서도 나노 물리학과 나노 화학은 나노 기술의 이론적 기초이며, 나노 전자학은 나노 기술의 가장 중요한 내용이다.
65438-0993 년, 제 1 회 국제나노기술대회 * * * INTC * * 가 미국에서 열리면서 나노기술을 나노물리학, 나노생물학, 나노화학, 나노전자, 나노가공기술, 나노미터량 6 개 분기로 나누어 나노기술의 발전을 촉진시켰다. 이 기술의 특수성, 마법성, 보편성으로 인해 세계 각지의 많은 우수한 과학자들이 열심히 연구하게 되었다. 나노 기술은 일반적으로 나노 스케일 ***0. 1- 100 nm * * 의 재료, 설계, 제조, 측정, 제어 및 제품 기술을 말합니다. 나노 기술은 주로 나노급 측정 기술: 나노급 표면 물리적 기계 성능 테스트 기술: 나노급 가공 기술, 나노 입자의 제조 기술; 나노 물질 나노 생명 공학 나노 조립 기술 등.
나노 기술은 다음 네 가지 주요 측면으로 구성됩니다.
1. 나노 물질: 물질이 나노급, 즉 0.1-100nm 정도에 도달하면 물질의 성능이 갑자기 변경되어 특별한 성능이 나타납니다. 이것은 원래의 원자와 분자와 거시적인 재료와는 달리 나노 재료라고 불린다.
나노 스케일 소재일 뿐 특별한 성능이 없다면 나노 소재라고 부를 수 없다.
예전에는 원자, 분자, 우주 공간에만 집중했고, 실제로 자연계에 대량으로 존재하는 이 중간장을 간과하는 경우가 많았는데, 이전에는 이 척도의 효율성을 깨닫지 못했다. (윌리엄 셰익스피어, 원자, 분자, 우주공간, 우주공간, 우주공간) 일본 과학자들은 그 효율성을 진정으로 인식하고 나노 개념을 도입한 최초의 사람이다. 그들은 1970 년대에 증발을 통해 초미이온을 제조하고, 그 효율을 연구하여 전도열을 전도하는 구리 은도체가 나노 잣대를 만든 후, 원래의 성질을 잃고 전도도 열전도도 하지 않았다. 자성 재료도 마찬가지다. 예를 들면 철코발트 합금이다. 20-30 나노미터 정도의 크기로 만들면 자구는 단일 자구가 되어 자기보다 1000 배 더 높습니다. 1980 년대 중반, 사람들은 공식적으로 이런 재료를 나노재료라고 명명했다.
자구가 단일 자구가 되고 자성이 원래보다 1000 배 높은 이유는 무엇입니까? 이는 단일 원자의 자기 도메인 내 배열이 규칙적이지는 않지만, 단일 원자 가운데에는 원자핵이 있고, 바깥쪽에는 전자가 둘러싸여 있기 때문이다. 이것이 바로 자성이 형성되는 원인이다. (존 F. 케네디, 원자, 원자, 원자, 원자, 원자, 원자) 그러나 단일 자구가 된 후, 단일 원자는 규칙적으로 배열되어 외부에 강한 자성을 나타냈다.
이 특성은 마이크로 모터 제조에 주로 사용됩니다. 기술이 일정 시간으로 발전하여 자기부양을 만드는 데 사용하면 더 빠르고 안정적이며 에너지 효율이 높은 고속 열차를 만들 수 있습니다.
2. 나노역학: 주로 마이크로기계와 마이크로모터 또는 마이크로기계시스템 * * * * * * * 그것은 통합 전기 설계 및 제조와 유사한 신기술을 채택했다. 특징은 부품이 매우 작고, 각식 깊이는 종종 수십 ~ 수백 미크론이 필요하며, 폭 오차는 매우 작다는 것이다. 이 공정은 3 상 모터, 초고속 원심분리기 또는 팽이를 만드는 데도 사용할 수 있다. 연구에서, 준원자 잣대의 미세한 변형과 미세한 마찰을 그에 따라 검사해야 한다. 아직 나노 잣대에 진입하지는 못했지만 엄청난 잠재적 과학과 경제적 가치를 지니고 있다.
이론적으로, 마이크로모터와 검사 기술은 나노급에 이를 수 있다.
3. 나노생물학과 나노약리학: 예를 들어 나노입자 크기의 콜로이드 금으로 DNA 입자를 운모 표면에 고정시키고, 실리카 표면의 포크지전극으로 생물분자간 상호 작용을 실험하고, 인지질과 지방산의 이중층 평면 생체막, DNA 의 섬세한 구조를 진행한다. 나노 기술을 사용하면 자체 조립을 통해 부품 또는 어셈블리를 세포에 넣어 새로운 재료를 만들 수도 있습니다. 약 절반의 신약, 심지어 미크론 알갱이의 미세한 가루도 물에 녹지 않는다. 그러나 입자가 나노급, 즉 초극세 입자라면 물에 녹을 수 있다.
나노 생물이 특정 기술로 발전하면 나노 물질로 인식력이 있는 나노 생물 세포를 만들어 암세포의 생의학 흡수를 인체에 주사하여 암세포를 정향적으로 죽이는 데 사용할 수 있다. * * * 이것은 오래된 돈 인상입니다 * * *
4. 나노 전자학: 양자 효과에 기반한 나노 전자 장치, 나노 구조의 광/전기적 특성, 나노 전자 재료의 표상, 원자 조작 및 조립이 포함됩니다. 오늘날의 전자 기술 동향은 장비와 시스템이 더 작고, 더 빠르고, 더 차갑고, 더 작다는 것을 요구하며, 이는 더 빠른 응답을 의미합니다. 더 차갑다는 것은 개별 장치의 전력 소비량이 적다는 것을 의미합니다. 그러나 더 작은 것은 무한하지 않다. 나노 기술은 건설가의 마지막 국경이며, 그것의 영향은 어마할 것이다.
나노 기술의 잠재적 위험
생명 공학과 마찬가지로 나노 기술에도 많은 환경과 안전 문제가 있습니다. 예를 들어, 크기가 작아서 생물의 자연 방어 시스템을 피할 수 있는지, 생분해할 수 있는지, 독성 부작용이 얼마나 큰지 등을 들 수 있습니다.
사회적 피해
나노 입자의 위험
나노 물질 * * * 나노 입자가 들어 있는 물질 * * * 자체는 위험하지 않습니다. 어떤 방면만이 유해하다, 특히 그들의 기동성과 향상된 반응력. 어떤 나노 입자의 어떤 측면이 생물이나 환경에 해로울 때만 우리는 진정한 위험에 직면할 수 있다.
나노 물질이 건강과 환경에 미치는 영향을 논의하기 위해 우리는 두 가지 유형의 나노 구조를 구분해야 한다.
나노 크기의 입자는 나노 복합 재료, 나노 표면 구조 또는 나노 구성 요소 * * * * 전자, 광학 센서 등과 같은 기체, 재료 또는 장치에 조립됩니다. , 고정 나노 입자라고도 합니다.
"자유" 나노 입자는 특정 생산 단계에 저장되든, 아니면 단일 나노 입자를 직접 사용하든.
이러한 유리 나노 입자는 나노 크기의 단일 요소, 화합물 또는 복잡한 혼합물이 될 수 있습니다. 예를 들어, 한 요소에 다른 물질을 칠한 "코팅" 나노 입자나 "코어-쉘" 나노 입자가 있습니다.
현대에 공인된 견해는 우리가 고정 나노 입자가 있는 재료에 관심을 가져야 하지만 자유 나노 입자가 가장 시급한 관심사라는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 자유나노 입자, 자유나노 입자, 자유나노 입자, 자유나노 입자, 자유나노 입자, 자유나노 입자)
나노 입자는 일상생활의 나노 입자와 너무 다르기 때문에 유해한 영향은 알려진 독성에서 추론할 수 없다. 이런 식으로 유리 나노 입자가 건강과 환경에 미치는 영향에 대해 토론하는 것은 중요한 의의가 있다.
더 복잡한 것은, 우리가 나노 입자에 대해 이야기할 때, 우리는 나노 입자가 들어 있는 가루나 액체가 거의 단 한 번도 분산되지 않고 일정 범위 내에서 여러 가지 치수를 가지고 있다는 것을 알아야 한다는 것입니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 남녀명언) 이렇게 하면 큰 나노 입자가 작은 나노 입자와 특성이 다를 수 있기 때문에 실험 분석이 더욱 복잡해집니다. 그리고 나노 입자는 수렴하는 경향이 있고, 수렴된 나노 입자는 단일 나노 입자와는 다른 행동을 한다.
건강 문제
나노 입자가 인체에 들어가는 네 가지 방법이 있다: 흡입, 삼키기, 패널로부터 흡수, 의료 과정에서 의도적으로 주사하거나 이식물에서 방출한다. 일단 인체에 들어가면, 그것들은 고도의 유동성을 가지고 있다. 어떤 경우에는 혈뇌 장벽을 통과할 수도 있습니다.
나노 입자의 장기에서의 행동은 여전히 연구해야 할 큰 과제이다. 기본적으로 나노 입자의 동작은 크기, 모양 및 주변 조직과의 상호 작용에 따라 달라집니다. 이물질을 삼키고 파괴하는 삼키는 세포를' 과부하' 시켜 방어성 발열을 일으키고 기체 면역력을 낮출 수 있다. 그것들은 천천히 분해되거나 분해될 수 없기 때문에 장기에 축적될 수 있다. 또 다른 걱정은 인체 내 특정 생물 과정과 반응하는 잠재적인 위험이다. 표면적이 크기 때문에 조직과 액체에 노출된 나노 입자는 그들이 만나는 대분자를 즉시 흡착한다. 예를 들어, 이것은 효소와 다른 단백질의 조절 메커니즘에 영향을 줄 것이다.
환경문제
주로 걱정하는 것은 나노 입자가 미지의 해를 초래할 수 있다는 것이다.
사회적 위험
나노 기술의 사용도 사회적 위험이 있다. 기기 수준에서는 나노 기술이 군사 분야에서 운용될 가능성도 포함되어 있다. * * * 예를 들어, MIT 병사 나노 기술 연구소에서 연구한 이식물이나 기타 장비 병사들의 방법, 나노 탐지기에 의해 강화된 모니터링 방법 등이 있습니다.
구조적으로 나노 기술의 비평가들은 나노 기술이 재산권과 회사가 통제하는 신세계를 열었다고 지적했다. 그들은 생명공학이 유전자를 조작하는 능력이 생명의 특허를 수반하는 것처럼 나노 기술 조작분자가 물질의 특허를 가져왔다고 지적했다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 지난 몇 년 동안 나노급 특허를 획득한 것은 골드러시와 같다. 2003 년에 800 여 개의 나노 관련 특허를 비준했고, 이 수치는 매년 증가하고 있다. 대기업은 나노급 발명과 발견에 대한 대량의 특허를 독점했다. 예를 들어, NEC 와 IBM 은 나노 기술의 초석 중 하나인 탄소 나노튜브의 기본 특허를 보유하고 있습니다. 탄소 나노튜브는 용도가 광범위하여 전자와 컴퓨터에서 보강재, 약물 방출 및 진단에 이르기까지 많은 산업 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 탄소 나노튜브는 전통 원자재를 대체하는 주요 공업 거래 재료가 될 수 있다. 그러나 용도가 확장되면 탄소 나노튜브를 만들거나 판매하려는 사람은 어떤 앱이든 먼저 NEC 나 IBM 에서 라이센스를 구입해야 합니다. 나노 기술의 내용