二十一世纪,新兴的纳米技术,像二十世纪70年代微电子技术引发信息技术革命一样,将会引发一次新的工业革命,成为信息时代的核心技术,从而对目前的产业结构产生重大影响。
纳米科学技术是一门崭新的交叉学科,学科领域涵盖纳米物理学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学、纳米医学、纳米显微学、纳米计量学和纳米制造等,有着十分宽广的学科领域。
二十一世纪,纳米技术将广泛应用于信息、医药和新材料等领域,在未来的二十至三十年内,纳米技术将在三个方面对人类社会产生深刻的影响:一、社会生产途径;二、人类生活方式;三、人们思维模式。所以,纳米技术的出现,标志着人类社会在发展进程中正迈向一个新的台阶。
纳米电子学将得到迅速发展,将引起新的电子技术革命。开发单电子晶体管,只要控制一个电子的行为即可完成特定功能,使功耗降低到原来的1000-10000分之1,从根本上解决集成电路日益严重的功耗问题,而响应速度提高1000-10000倍。新世纪还要研制能够收集,处理和传送大量数据的集成纳米传感器系统。
纳米技术使许多产品变“小”,而且美丽,这是未来科学技术发展的趋势。
用极微小的部件组装成一辆比米粒还小,能够运转的汽车;能够转动的微车床;直径仅5.5毫米的“尺蠖”,有朝一日它也许会钻进核电站管道系统检查管道是否有裂缝;只有蜜蜂大小且能升空的直升机;眼睛几乎看不见的发动机;提供化工产业使用的火柴盒大小的反应器。
在硅片上制造成功微机电系统,一个芯片就是一个系统;如削尖的铅笔尖大小,能高速转动的微型发动机,最终将推动电子显示器、手表、摄录机和激光扫描器的发展。
纳米技术的研究和开发,不仅有微直升飞机、微马达、微泵、微喷器、微传感器等一系列微机电器件和问世;在超高密度存储,医疗器械,环境保护和太阳能利用等方面也将大显身手。
纳米机器人是纳米生物学中最具诱惑力的内容。纳米机器人可以注入人体血管内,进行全身健康检查,疏通脑血管中的血栓,清除心脏动脉脂肪淀积物,吞噬病毒,杀死癌细胞。纳米机器人将包含有纳米计算机和可以进行人机对话的装置。在一秒钟内完成数10亿次操作,使人类的劳动方式产生彻底的变革。
用碳纳米管制造太空升降机,一根碳纳米管缆绳从地球同步轨道卫星上垂到地球表面,提供了一种把人或构件提升到外层空间的可能方法,也许将成为人类星际旅行的理想方法。
利用碳纳米管制作显示屏,使壁挂电视成为可能。高质量的碳纳米管能储存大量的氢气,从而可以实现用氢气为燃料驱动无污染汽车。用碳纳米制成电子枪,点亮新一代平面显示屏。
在飞机外表面涂上纳米超微粒材料,可以有效吸引雷达波,这就是隐身飞机。
纳米卫星、微型飞船和原子精密度计算机,都将一一成为现实。可以预期,纳米科学技术将使人类许许多多异想天开的理想得以逐个实现。
让我们回顾一下技术发展只。在热学的基础上,蒸汽机的发明,引发了第一次工业革命;在由磁学的基础上,各种电器的发明,引发了第二次工业革命,人类进入电气化时代;在现代物理学的基础上,晶体管和集成电路的发明,引导了第三次工业革命,人类正迈向信息化时代;今天,在现代物理学和高技术相结合的基础上,纳米技术的出现,可能会引导一次新的工业革命,这是值得引起高度重视的。
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