미국 과학자 닐 라이스는 "나노기술은 앞으로 돌파할 가능성이 가장 높은 과학과 공학 분야" 라고 말했다. 이 기술은 소형화를 향한 한 걸음 더 나아가는 것이 아니라, 새로운 미시세계이며, 물질의 운동은 양자 원리에 의해 지배된다.
재료의 특성을 설명하는 전통적인 이론은 임계 길이가 100 nm 인 물질에만 적용됩니다. 구조의 차원이 임계 길이보다 작으면, 물질의 속성은 전통적인 이론으로 해석할 수 없다. 20 세기 말에 전 세계의 과학자들은 단일 분자나 원자 수준에서 수십만 개의 분자에 이르는 중급 분야의 신기한 현상을 찾으려고 노력하고 있다. 이 기초 이론의 연구는 오늘날 나노 과학 연구의 진보에 긍정적인 추진 작용을 하였다.
우리는 물질의 기본 단위가 원자라는 것을 안다. 그래서 오늘날 나노 기술에 대한 연구는 사람들이 원자 수준에서 세계를 알고 있다는 것입니다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
일찍이 1993 년 중과원 베이징 진공물리학 연구소의 연구원들은 현미경으로 바둑을 두는 것처럼 자유롭게 원자를 조작하고' 중국' 이라는 글자를 썼는데, 이는 중국이 국제나노 분야에서 자리를 잡기 시작했다는 것을 상징한다. 이것은 단지 실험일 뿐이지만, 인류는 나노 세계의 존재의 기적을 발견하고 볼 수 있다. 인류는 나노 기술이라는 새로운 분야에서 점점 더 큰 이익을 얻을 것이다.
과학자들은 이미 나노 스케일 제품의 응용 전망을 설명했으며, 가까운 장래에 특별하고 참신한 신소재가 나올 것으로 예상된다. 이러한 재질은 환경 변화를 감지하고 그에 따라 대응할 수 있는 다양한 기능을 갖추고 있습니다. 나노 기술 전문가들은 강철이 또 다른 강도를 가질 것으로 예상한다. 10 배 재질이며 종이 1/ 10 에 불과한 무게로 초전도, 투명도 및 융점이 높습니다.
나노 기술은 우리 생활에서 무슨 소용이 있을까? 예를 들어, 인간의 머리카락 지름의 10 분의 1 보다 작은 탄소 나노튜브는 매우 미세한 전선이나 초소형 전자 장치로 사용될 수 있습니다. 메모리에 나노 기술을 사용하면 전자 장비의 저장 기능을 크게 향상시킬 수 있으며, 수백만 권의 책이 있는 도서관의 정보는 사탕봉 크기만 있는 장치에 넣을 수 있다.
또 다른 예로, 나노 물질을' 산업 조미료' 라고 부르는 사람들이 있는데, 만약 그것을 많은 전통 재료에 뿌리면 오래된 제품이 또 새로운 면모를 보이기 때문이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 도마, 걸레, 타일, 지하철 마그네틱 카드, 이런 깨끗한 작은 것들은 나노 입자를 넣으면 탈취 살균을 할 수 있다. 인체 나노 입자가 섞인 시멘트 콘크리트로 건축하면 공기 중의 유해 물질을 흡수하고 분해할 수 있고, 철근 콘크리트도 숲처럼' 심호흡' 할 수 있다. 기존의 실리콘 칩은 수백 배나 작은 나노튜브 부품으로 대체될 것이며, 몇 개의 방을 차지하는 거대한 컴퓨터는 이제 주머니에 넣을 수 있을 정도로 작아질 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 실리콘명언)
현실에서 가장 매력적인 것은 미래의' 나노 로봇' 이다. 그것은 인체에 들어가 건강한 세포를 손상시키지 않고 모든 암세포를 파괴할 수 있다. 그것은 인체에서 앞뒤로 약을 보내고, 동맥을 청소하고, 심장, 뇌 등의 장기를 치료할 수 있으며, 수술이 필요하지 않다.
1999, 나노 기술에 대한 보고서에서 미국 정부는 나노 기술 및 엔지니어링에 대한 기초 연구를 가속화할 것을 촉구했다. 미국 대통령은 나노 기술이 미국 과학기술과 경제의 선두 지위를 유지하는 데 매우 중요하다고 생각하는데, 나노 기술 연구의 연방 예산을 두 배로 늘리는 것, 즉 4 에 달할 것을 제안한다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 95 억 달러. 미국 Nano Technology Program 의 연구는 각 정부 R&D 프로젝트의 고위 대표인 위원회가 조율할 예정이다. 에너지부, 국방부, 상무부, 우주국, 국립과학재단, 국가위생연구소는 국가과학기술위원회의 지도 아래 중요한 역할을 할 것이다. 초기 단계에서 미국 국가 나노 기술 프로그램은 분자 수준에서 참신한 특징을 가지고 물리적 및 화학적 성질을 크게 개선하는 재료에 초점을 맞추었다. 이 프로그램의 목적은 미국 최고의 기기 설비를 제공하는 것뿐만 아니라, 최첨단 나노 기술을 전문적으로 연구하는 연구자들을 양성하기 위한 것이다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
각국의 나노 기술 연구원들이 관심을 갖는 일부 나노 기술 프론티어 분야는 다음과 같은 다섯 가지 측면으로 요약할 수 있다.
나노 수준에서 전자와 원자 사이의 상호 작용은 변화 요인의 영향을 받는다. 이렇게 하면 과학자들은 재료의 화학 성분을 바꾸지 않고 자성, 저장 능력, 촉매 능력과 같은 재료의 기본 특성을 통제할 수 있다.
나노 수준에서 생물학적 시스템은 과학자들이 인공 부품과 조립 시스템을 세포에 쉽게 넣을 수 있도록 체계적인 조직을 가지고 있으며, 인간은 자연을 시뮬레이션하고 분자 기계를 만들 수 있다.
나노 구성요소는 표면적이 커서 이상적인 촉매제와 흡수제가 되어 전기를 방출하고 인체 세포에 약물을 적용하는 데 사용할 수 있다.
일반 소재에 비해 나노기술로 만든 재료는 성분이 변하지 않을 경우 부피가 크게 줄어들고 강도와 인성도 높아진다. 나노 입자는 매우 작아서 표면 결함이 발생하지 않으며 나노 입자의 표면 에너지가 높기 때문에 강도가 높아집니다. 이것은 고강도 복합 재료 제조에 매우 유용할 것이다.
거시적 구조보다 각 차원에서 나노 구조의 크기가 작기 때문에 상호 작용이 더 빨리 발생하며, 이는 사람들에게 에너지 효율이 더 높고 성능이 더 좋은 시스템을 가져다 줄 것이며, 인류가 점차 하이엔드 기술 분야로 나아갈 수 있게 해 줄 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
세계 각지의 나노 전문가의 노력으로 나노 시대가 우리에게 손짓하고 있다. 일부 과학자들은 이 나노 기술 혁명이 트랜지스터 대신 마이크로전자 장비로 인한 혁명과 비교될 수 있다고 예측했다. 앞으로 나올 마이크로 나노 트랜지스터와 나노 메모리 칩은 컴퓨터의 속도와 효율성을 수백만 배 향상시키고 디스크의 저장 용량을 오늘날 수백 배에 이르며 에너지 소비량은 현재 10 만 배로 줄일 것입니다. 수백 배의 통신 대역폭을 향상시킬 수 있으며 축소 가능한 디스플레이는 현재 디스플레이보다 10 배 더 밝습니다. 또한 나노 수준에서는 생물과 비생물 구성 요소가 대화형 센서와 프로세서로 결합될 가능성이 있어 인류를 위해 봉사하는 데 더 도움이 될 수 있습니다.
과학자들은 미래를 얼마나 예측할 수 있습니까? 미국 반도체 산업 협회는 프로세서, 센서, 스토리지 및 전송 장비의 발전 로드맵을 개발했지만 이 로드맵은 20 10 년으로 연장되어 100 나노미터 크기의 구조만 도달할 뿐 모든 나노 구조의 부품보다 크다. 이 협회는 과학적 발견이 상업적으로 실행 가능한 기술이 되는 데는 시간이 걸리며 나노 기술이 20 10 ~ 20 15 가 되어야 성숙할 것으로 예상된다고 설명했다.
가까운 장래에 나노급 제품이 대거 등장한다는 것은 명백한 사실이라는 것을 알 수 있다. 나노 기술과 제품에 대한 심도 있는 연구에 따라 10 여 년 후에 나노 기술과 기술 특허가 상용화될 것이다. 나노 기술은 우리 일상생활의 일원이 되어 인간 사회, 생활 환경, 기술을 더욱 아름답게 만들 수 있을 것 같다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 과학명언) 우리는 이 날이 하루빨리 오기를 갈망한다.