奈米檢測技術是什麼原理,奈米技術是什麼原理?

2022-03-13 00:57:40 字數 6428 閱讀 5518

1樓:天上在不在人間

奈米測量技術是利用改制的掃瞄隧道顯微鏡進行微形貌測量,這個技術已成功的應用於石墨表面和生物樣本的奈米級測量。

縱觀奈米測量技術發展的歷程,它的研究主要向兩個方向發展:

一是在傳統的測量方法基礎上,應用先進的測試儀器解決應用物理和微細加工中的奈米測量問題,分析各種測試技術,提出改進的措施或新的測試方法;

二是發展建立在新概念基礎上的測量技術,利用微觀物理、量子物理中最新的研究成果,將其應用於測量系統中,它將成為未來奈米測量的發展趨向。

但奈米測量中也存在一些問題限制了它的發展。建立相應的奈米測量環境一直是實現奈米測量亟待解決的問題之一,而且在不同的測量方法中需要的奈米測量環境也是不同的。同時,對奈米材料和奈米器件的研究和發展來說,表徵和檢測起著至關重要的作用。

由於人們對奈米材料和器件的許多基本特徵、結構和相互作用了解得還不很充分,使其在設計和製造中存在許多的盲目性,現有的測量表徵技術就存在著許多問題。此外,由於奈米材料和器件的特徵長度很小,測量時產生很大擾動,以至產生的資訊並不能完全代表其本身特性。這些都是限制奈米測量技術通用化和應用化的瓶頸,因此,奈米尺度下的測量無論是在理論上,還是在技術和裝置上都需要深入研究和發展。

2樓:匿名使用者

還未到來的時候我就不知道了,你的人生態度就是這樣吧。我的手機號發的

3樓:小彤彤

利用極其靈敏的奈米檢測技術,可以實現疾病的早期檢測與預防等

4樓:馮致

是利用改造的顯微鏡看細微的東西

5樓:侯哥

奈米,檢測的非常細緻。

奈米技術是什麼原理?

6樓:雨說情感

奈米技術,是指在0.1-100奈米的尺度裡,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。

科學家們在研究物質構成的過程中,發現在奈米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性製造具有特定功能裝置的技術,就稱為奈米技術。

奈米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是現代科學(混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學)和現代技術(計算機技術、微電子和掃瞄隧道顯微鏡技術、核分析技術)結合的產物。

奈米科學技術又將引發一系列新的科學技術,例如:奈米物理學、奈米生物學、奈米化學、奈米電子學、奈米加工技術和奈米計量學等。

擴充套件資料

奈米技術與微電子技術的主要區別

奈米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現裝置特定的功能,是利用電子的波動性來工作的;而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能,是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發奈米技術的目的,就是要實現對整個微觀世界的有效控制。

奈米技術是一門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。2023年國際奈米科技指導委員會將奈米技術劃分為奈米電子學、奈米物理學、奈米化學、奈米生物學、奈米加工學和奈米計量學等6個分支學科。

其中奈米物理學和奈米化學是奈米技術的理論基礎,而奈米電子學是奈米技術最重要的內容。

7樓:縱橫豎屏

奈米技術(nanotechnology)是用單個原子、分子製造物質的科學技術,研究結構尺寸在1至100奈米範圍內材料的性質和應用。

奈米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是現代科學(混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學)和現代技術(計算機技術、微電子和掃瞄隧道顯微鏡技術、核分析技術)結合的產物。

奈米科學技術又將引發一系列新的科學技術,例如:奈米物理學、奈米生物學、奈米化學、奈米電子學、奈米加工技術和奈米計量學等。

擴充套件資料:

奈米技術應用領域(部分):

1,測量技術

奈米級測量技術包括:奈米級精度的尺寸和位移的測量,奈米級表面形貌的測量。奈米級測量技術主要有兩個發展方向。

一是光干涉測量技術,它是利用光的干涉條紋來提高測量的解析度,其測量方法有:雙頻雷射干涉測量法、光外差干涉測量法、x射線干涉測量法、f一p標準工具測量法等,可用於長度和位移的精確測量,也可用於表面顯微形貌的測量。

二是掃瞄探針顯微測量技術(stm),其基本原理是基於量子力學的隧道效應,它的原理是用極尖的探針(或類似的方法)對被測表面進行掃瞄(探針和被測表面實際並不接觸),借助奈米級的三維位移定位控制系統測出該表面的三維微觀立體形貌。主要用於測量表面的微觀形貌和尺寸。

用這原理的測量方法有:掃瞄隧道顯微鏡(stm)、原子力顯微鏡(afm)等。

2,加工技術

奈米級加工的含意是達到奈米級精度的加工技術。

由於原子間的距離為0.1一0.3nm,奈米加工的實質就是要切斷原子間的結合,實現原子或分子的去除,切斷原子間結合所需要的能量,必然要求超過該物質的原子間結合能,即所播的能量密度是很大的。

用傳統的切削、磨削加工方法進行奈米級加工就相當困難了。

截至2023年奈米加工有了很大的突破,如電子束光刻(uga技術)加工超大規模積體電路時,可實現0.1μm線寬的加工:離子刻蝕可實現微公尺級和奈米級表層材料的去除:

掃瞄隧道顯微技術可實現單個原子的去除、扭遷、增添和原子的重組。

3,材料合成

自2023年gleiter等人率先制得奈米材料以來,經過10年的發展奈米材料有了長足的進步。如今奈米材料種類較多,按其材質分有:金屬材料、奈米陶瓷材料、奈米半導體材料、奈米複合材料、奈米聚合材料等等。

奈米材料是超徽粒材料,被稱為「21世紀新材料」,具有許多特異性能。

例如用奈米級金屬微粉燒結成的材料,強度和硬度大大高於原來的金屬,奈米金屬居然由導電體變成絕緣體。一般的陶瓷強度低並且很脆。

但奈米級微粉燒結成的陶瓷不但強度高並且有良好的韌性。奈米材料的熔點會隨超細粉的直徑的減小而降低。

例如金的熔點為1064℃,但10nm的金粉熔點降低到940℃,snm的金粉熔點降低到830℃,因而燒結溫度可以大大降低。

奈米陶瓷的燒結溫度大大低於原來的陶瓷。奈米級的催化劑加入汽油中。可提高內燃機的效率。

加入固體燃料可使火箭的速度加快。藥物製成奈米微粉。可以注射到血管內順利進入微血管。

8樓:檀時芳夔霜

什麼是奈米技術。

奈米是長度單位,原稱"毫微公尺",就是10-9(10億分之一公尺)。奈米科學與技術,有時簡稱為奈米技術,是研究結構尺寸在1至100奈米範圍內材料的性質和應用。

從具體的物質說來,人們往往用"細如髮絲"來形容纖細的東西,其實人的頭髮一般直徑為20-50微公尺,並不細。單個細菌用肉眼看不出來,用顯微鏡測出直徑為5微公尺,也不算細。極而言之,1奈米大體上相當於4個原子的直徑。

奈米技術包含下列四個主要方面:

第一方面是奈米材料,包括製備和表徵。在奈米尺度下,物質中電子的放性(量子力學學性質)和原子的相互作用將受到尺度大小的影響,如能得到奈米尺度的結構,就可能控制材料的基本性質如熔點、磁性、電容甚至顏色。而不改變物質的化學成份。

用超微粒子燒成的陶瓷硬度可以更高,但不艙裂:無機的超微粒子灰分在加入橡膠後,將粘在聚合物分子的端點上,所做成的輪胎將大大減小磨損和處長壽命。

第二方面是奈米動力學,主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械系統(mems),用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統,特種電子裝置、醫療和診斷儀器等。mems用的是一種類似於整合電器設計和製造的新工藝。特點是部件很小,刻蝕的深度往往要求數十至數百微公尺,而寬度誤差很小。

這種工藝還可用於製作三相電動機,用於超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入奈米尺度,但有很大的潛在科學價值和經濟價值。

第三方面是奈米生物學和奈米藥物學,如在雲母表面用奈米微粒度的膠體金固定dna的粒子,在二氧化矽表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗,磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜,dna的精細結構等。有了奈米技術,還可用自組裝方法在細胞內放入零件或元件使構成新的材料。新的藥物,即使是微公尺粒子的細粉,也大約有半數不溶於水;但如粒子為奈米尺度(即超微粒子),則可溶於水。

第四方面是奈米電子學,包括基於量子效應的奈米電子器件、奈米結構的光/電性質、奈米電子材料的表徵,以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。"更小"是指響應速度要快。

"更冷"是指單個器件的功耗要小。但是"更小"並非沒有限度。

9樓:冒友靈

奈米是長度單位,原稱"毫微公尺",就是10-9(10億分之一公尺)。奈米科學與技術,有時簡稱為奈米技術,是研究結構尺寸在1至100奈米範圍內材料的性質和應用。

從具體的物質說來,人們往往用"細如髮絲"來形容纖細的東西,其實人的頭髮一般直徑為20-50微公尺,並不細。  單個細菌用肉眼看不出來,用顯微鏡測出直徑為5微公尺,也不算細。

極而言之,1奈米大體上相當於4個原子的直徑。   奈米技術包含下列四個主要方面:   第一方面是奈米材料,包括製備和表徵。

在奈米尺度下,物質中電子的放性(量子力學學性質)和原子的相互作用將受到尺度大小的影響,如能得到奈米尺度的結構,就可能控制材料的基本性質如熔點、磁性、電容甚至顏色。

而不改變物質的化學成份。用超微粒子燒成的陶瓷硬度可以更高,但不艙裂:無機的超微粒子灰分在加入橡膠後,將粘在聚合物分子的端點上,所做成的輪胎將大大減小磨損和處長壽命。

  第二方面是奈米動力學,主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械系統(mems),用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統,特種電子裝置、醫療和診斷儀器等。

mems用的是一種類似於整合電器設計和製造的新工藝。特點是部件很小,刻蝕的深度往往要求數十至數百微公尺,而寬度誤差很小。這種工藝還可用於製作三相電動機,用於超快速離心機或陀螺儀等。

奈米技術的原理是什麼?

10樓:匿名使用者

奈米技術(nanotechnology)是用單個原子、分子製造物質的科學技術,研究結構尺寸在0.1至100奈米範圍內材料的性質和應用。奈米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是現代科學(混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學)和現代技術(計算機技術、微電子和掃瞄隧道顯微鏡技術、核分析技術)結合的產物,奈米科學技術又將引發一系列新的科學技術,例如:

奈米物理學、奈米生物學、奈米化學、奈米電子學、奈米加工技術和奈米計量學等。

奈米技術包含下列四個主要方面:

1、奈米材料:當物質到奈米尺度以後,大約是在0.1—100奈米這個範圍空間,物質的效能就會發生突變,出現特殊效能。

這種既具不同於原來組成的原子、分子,也不同於巨集觀的物質的特殊效能構成的材料,即為奈米材料。

如果僅僅是尺度達到奈米,而沒有特殊效能的材料,也不能叫奈米材料。

過去,人們只注意原子、分子或者宇宙空間,常常忽略這個中間領域,而這個領域實際上大量存在於自然界,只是以前沒有認識到這個尺度範圍的效能。第乙個真正認識到它的效能並引用奈米概念的是日本科學家,他們在20世紀70年代用蒸發法製備超微離子,並通過研究它的效能發現:乙個導電、導熱的銅、銀導體做成奈米尺度以後,它就失去原來的性質,表現出既不導電、也不導熱。

磁性材料也是如此,像鐵鈷合金,把它做成大約20—30奈米大小,磁疇就變成單磁疇,它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期,人們就正式把這類材料命名為奈米材料。

為什麼磁疇變成單磁疇,磁性要比原來提高1000倍呢?這是因為,磁疇中的單個原子排列的並不是很規則,而單原子中間是乙個原子核,外則是電子繞其旋轉的電子,這是形成磁性的原因。但是,變成單磁疇後,單個原子排列的很規則,對外顯示了強大磁性。

這一特性,主要用於製造微特電機。如果將技術發展到一定的時候,用於製造磁懸浮,可以製造出速度更快、更穩定、更節約能源的高速度列車。

2、奈米動力學:主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械系統(mems),用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統,特種電子裝置、醫療和診斷儀器等.用的是一種類似於整合電器設計和製造的新工藝。

特點是部件很小,刻蝕的深度往往要求數十至數百微公尺,而寬度誤差很小。這種工藝還可用於製作三相電動機,用於超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。

雖然它們目前尚未真正進入奈米尺度,但有很大的潛在科學價值和經濟價值。

理論上講:可以使微電機和檢測技術達到奈米數量級。

3、奈米生物學和奈米藥物學:如在雲母表面用奈米微粒度的膠體金固定dna的粒子,在二氧化矽表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗,磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜,dna的精細結構等。有了奈米技術,還可用自組裝方法在細胞內放入零件或元件使構成新的材料。

新的藥物,即使是微公尺粒子的細粉,也大約有半數不溶於水;但如粒子為奈米尺度(即超微粒子),則可溶於水。

奈米生物學發展到一定技術時,可以用奈米材料製成具有識別能力的奈米生物細胞,並可以吸收癌細胞的生物醫藥,注入人體內,可以用於定向殺癌細胞。(上面是老錢加註)

4、奈米電子學:包括基於量子效應的奈米電子器件、奈米結構的光/電性質、奈米電子材料的表徵,以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷,更小,是指響應速度要快。

更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小並非沒有限度。 奈米技術是建設者的最後疆界,它的影響將是巨大的。

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