美國國家納米啟動計劃

納米技術的定義
    納米技術本質(zhì)是一種可以在分子水平上，一個原子、一個原子地來創(chuàng)造具有全新分子形態(tài)的結(jié)構的手段。結(jié)構在10^-9到10^-7m（1-100納米）的物質(zhì)和獨立的大約1納米（10^-9m）或一大塊物質(zhì)的特性表現(xiàn)相比，它的表現(xiàn)完全不同。納米技術被認為與物質(zhì)和系統(tǒng)的結(jié)構和元素有關，因為這種結(jié)構和元素在納米范圍內(nèi)，所以他們表現(xiàn)出新穎和有大幅提高的物理、化學和生物特性、現(xiàn)象和處理過程。納米技術的目標是通過在原子、分子、超分子水平上控制結(jié)構來發(fā)現(xiàn)這些特性，以及學會有效地生產(chǎn)和運用這些工具。保持接觸面的穩(wěn)定和在微米、肉眼觀察范圍內(nèi)合成這些納米結(jié)構是另外一個目標。

　　從已觀察到大范圍結(jié)構的表現(xiàn)來預測納米結(jié)構的新表現(xiàn)是不必要的。最重要的表現(xiàn)變化不是由于數(shù)量尺寸的減少，而是通過新觀察得到的在納米范圍內(nèi)將要或者已經(jīng)占主導地位的現(xiàn)象本質(zhì)產(chǎn)生的，比如，尺寸的限制，接觸面現(xiàn)象的優(yōu)勢和量子機械。一旦能夠控制這些決定性的結(jié)構，我們就能提高材料的性質(zhì)和設備的功能，其功能將遠遠超出我們現(xiàn)在所知道的或者認為可能的。減少結(jié)構的大小導致實體的產(chǎn)生，比如碳納米管，量子線和點，超薄薄膜，DNA結(jié)構，和激光發(fā)射器，它們有獨一無二的特性。假如我們能發(fā)現(xiàn)和完全利用這些根本的原理，這些新的形式的材料和設備將宣布新的科技時代的到來。

正在孕育的一場革命: 驅(qū)動力
    1959年，Richard Feynman 發(fā)表了他的著名報告- "There is Plenty of Room at the Bottom."他預示了讓觀眾激動的新發(fā)現(xiàn)－我們能夠制造在納米范圍內(nèi)的材料和設備。他指出，如果他所假設的會發(fā)生的話，需要有一系列新的微型化的設備來測量這些微小納米結(jié)構的特性。正如他所預料的，還沒到80年代末，具備這些能力的儀器已經(jīng)出現(xiàn)。這些儀器，包括掃描隧道顯微鏡，原子力顯微鏡和近場磁力顯微鏡，他們提供了測量和操縱納米結(jié)構的"眼睛"和"手指"。在同樣速度的發(fā)展中，發(fā)展迅速的電腦能力能夠在納米范圍模仿材料的特性。

    這些工具和技術在科學界引起轟動。傳統(tǒng)的特性理論和設備操作的模型和材料是包括基于臨界范圍普遍大于100納米的假設。當物質(zhì)結(jié)構的至少一維在這個臨界面以下，與眾不同的表現(xiàn)會出現(xiàn)，這些現(xiàn)象將不能被傳統(tǒng)的模式和理論所解釋。因而，各個不同學科的科學家熱心研制和分析納米結(jié)構，來發(fā)現(xiàn)在單個分子/原子中等范圍內(nèi)的新穎現(xiàn)象以及眾多分子下的新穎現(xiàn)象的發(fā)展。納米結(jié)構提供了材料制造的新方法，通過亞微米的裝配（理想的是運用自我組織和安裝的方法）來制造材料，是用由小到大的，而不是由大到小的微型化方法-把更小的結(jié)構從大的結(jié)構上分離下來。然而，我們只是剛開始理解其中的一些規(guī)律并運用來創(chuàng)造重新設計的納米結(jié)構以及如何經(jīng)濟的制造納米設備和系統(tǒng)。第二，即使當納米制造的時候，那些納米結(jié)構觀察、加工設備的物理和化學特性也正在逐步被發(fā)現(xiàn)�，F(xiàn)行的微米和更大設備是只有基于超過100納米的模型上才能工作。在每一個物理、化學、生物特性和制造原理和發(fā)展控制他們的方法的進步，將產(chǎn)生我們設計，生產(chǎn)和裝配納米結(jié)構和設備成為一個工作系統(tǒng)的能力提高。

    這個在財政上強烈支持納米技術研究和發(fā)展的提案是由于納米技術不可估計的社會回報和社會利益的潛力所產(chǎn)生的，包括為信息產(chǎn)業(yè)的電子/光電子繼續(xù)發(fā)展的提高；為制造業(yè)、國防、航空和環(huán)境應用提供更高表現(xiàn)，更低維護的材料；在醫(yī)療、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)上加速的生物進步。John Armstrong--IBM的前首席科學家，在1991年寫到"我相信納米科學和技術將會是下一個信息時代中心，就像在70年的微米引起的革命一樣"。最近，那些參加1999年1月17日到29日的納米科學, 工程和技術聯(lián)合工作小組專題研究會議的工業(yè)領導者已經(jīng)預測到在下一個世紀納米科學和技術將會改變?nèi)嗽煳矬w的特性。這種表現(xiàn)在材料的巨大進步和改變生產(chǎn)范例將產(chǎn)生工業(yè)革命。

    政府支持納米技術的基礎建設是必要的，這使美國在全球市場上競爭和在戰(zhàn)略技術中領先。在過去五年中，集中于納米方面的研究項目幾乎在所有的工業(yè)化國家開始了。現(xiàn)在，美國在合成、化學和生物方面領先；在納米設備的研究、納米器械的生產(chǎn)，超精機械、陶瓷和其他結(jié)構的材料上是落后的。日本在納米器械和加固納米結(jié)構上領先。歐洲在分散和涂層新型的儀器實力強大。日本、瑞典、瑞士和歐盟都創(chuàng)建重點的納米技術特殊用途的研究中心。

　

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