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納米科學(xué)與技術(shù)范文1

關(guān)鍵詞：《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》講義;CAI課件;教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）19-0140-02

一、《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程的現(xiàn)狀

納米技術(shù)的發(fā)展依靠的是人才的發(fā)展，納米科技人才是納米技術(shù)發(fā)展的根本保證。我國(guó)一直以來(lái)十分重視對(duì)納米科技方面人才的培養(yǎng)。《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要（2001―2010年）》中明確地提出：要從學(xué)校的教育抓起，要重視納米科技的相關(guān)學(xué)科建設(shè)，擇優(yōu)設(shè)立有關(guān)于納米科技的專業(yè)，同時(shí)在物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專業(yè)內(nèi)部，設(shè)置有關(guān)納米科技的新課程，重視和保障我國(guó)納米科技的可持續(xù)發(fā)展。目前，納米技術(shù)的相關(guān)教學(xué)工作十分活躍，國(guó)內(nèi)許多高校都開(kāi)設(shè)了與納米技術(shù)相關(guān)的公共選修課或者專業(yè)選修課。在材料類本科專業(yè)中，開(kāi)設(shè)有“納米材料與技術(shù)”、“納米材料”課程，這是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域中重要的專業(yè)課程。為彌補(bǔ)專業(yè)課程的不足和提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，不少高校還在化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程等專業(yè)中開(kāi)設(shè)了“納米科技導(dǎo)論”選修課程，受到學(xué)生的普遍歡迎。

為了讓對(duì)納米科技有興趣的學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)納米科技的基本知識(shí)、基本概念、基本方法及其應(yīng)用，我們?cè)诠鹆蛛娮涌萍即髮W(xué)大學(xué)一年級(jí)新生中開(kāi)設(shè)了“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”通識(shí)教育選修課程。這門選修課程推出后，立即受到了廣大學(xué)生的歡迎，選修本門課的學(xué)生人數(shù)達(dá)到了200人，且仍有相當(dāng)部分的學(xué)生由于受到選課人數(shù)的限制未能選上這門課程。實(shí)踐表明，學(xué)生選修“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程的興趣主要源于對(duì)新興納米科技知識(shí)的求知欲望。目前，在我國(guó)的高等院校開(kāi)設(shè)的納米技術(shù)相關(guān)課程中，大部分是偏向納米材料的內(nèi)容，這些納米材料類課程一般是作為高年級(jí)專業(yè)主干課或?qū)I(yè)選修課開(kāi)設(shè)。這類課程的開(kāi)設(shè)，一般要求選修的學(xué)生具有一定的材料、化學(xué)、生物等相關(guān)專業(yè)知識(shí)。對(duì)于我校大一新生來(lái)說(shuō)，目前的相關(guān)教材和教學(xué)內(nèi)容顯然過(guò)于深?yuàn)W。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，經(jīng)常有學(xué)生發(fā)出這樣的疑問(wèn)：“納米技術(shù)這門課這么深?yuàn)W，我們?cè)撊绾螌W(xué)呢？以后工作中能用到嗎？”

綜上所述，我們必須對(duì)“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”這門課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等進(jìn)行改革。根據(jù)教育部“關(guān)于推進(jìn)高等教育面向新世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃實(shí)施工作的若干意見(jiàn)”的指示精神，結(jié)合辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，面向大一新生這類特殊的教學(xué)對(duì)象，本文在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中探索了一條切實(shí)有效的教學(xué)改革之路。

二、新的教學(xué)模式和方法在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中的應(yīng)用

（一）教學(xué)模式改革的目的

在“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程教學(xué)中，結(jié)合該課程理論和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)過(guò)程中教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材建設(shè)和考核方法等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，推動(dòng)“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程的建設(shè)，為將來(lái)從事與納米科技研究及產(chǎn)業(yè)相關(guān)工作的本科生提供必要的知識(shí)準(zhǔn)備，以便能快速進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域，滿足社會(huì)之需求。并力圖培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)高層次、綜合性、有創(chuàng)新意識(shí)和能力的人才奠定基礎(chǔ)。

（二）新的教學(xué)模式和方法

1.編制新的講義。目前可供高校教師上課選擇的有關(guān)納米技術(shù)的相關(guān)教材較少，且絕大部分是專業(yè)性較強(qiáng)的專業(yè)教材。在以往的教學(xué)實(shí)踐中，使用類似的教材，大一學(xué)生常常感到接受起來(lái)比較困難，影響了教學(xué)效果和學(xué)生的積極性。因此，有必要針對(duì)大一新生，查閱國(guó)內(nèi)外大量與本課程相關(guān)的資料，旁征博引，編寫納米技術(shù)的相關(guān)講義。該講義既要比較全面地介紹納米技術(shù)的相關(guān)基本概念、理論和應(yīng)用，又要把握專業(yè)深度，體現(xiàn)出專業(yè)性和科普性的結(jié)合。主要包括：納米技術(shù)概述、掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡、納米材料、納米生物與醫(yī)學(xué)技術(shù)、納米機(jī)械、納米電子學(xué)等內(nèi)容。納米科技的研究對(duì)象涉及諸多領(lǐng)域，它的基礎(chǔ)研究問(wèn)題又與應(yīng)用密不可分。對(duì)于大一新生，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，不可能把納米技術(shù)的方方面面都做個(gè)系統(tǒng)講授，比較可行的做法是將本學(xué)科領(lǐng)域最近發(fā)生的重要事件納入講義，并將這些事件產(chǎn)生的巨大影響加以闡述，讓學(xué)生真切感受到知識(shí)的實(shí)用性與社會(huì)效應(yīng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這就對(duì)教師的專業(yè)綜合素質(zhì)提出了較高的要求。結(jié)合大一新生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)較弱同時(shí)對(duì)前沿科技比較感興趣的特點(diǎn)，我們?cè)诂F(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上編制了新的講義，注重趣味性、通俗性、易懂性，提高了對(duì)學(xué)生的吸引力。

2.CAI課件研制。“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程涵蓋面較廣、信息量教大，單一的板書教學(xué)手段不易滿足該課程的教學(xué)需要。將現(xiàn)代化多媒體技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，利用視聽(tīng)說(shuō)等手段向?qū)W生提供聲、像、圖、文等綜合信息，有利于學(xué)生集中注意力。納米技術(shù)的許多知識(shí)是微觀領(lǐng)域的，單靠語(yǔ)言和文字描述，學(xué)生難以理解。通過(guò)多媒體技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫模擬，可以使微觀知識(shí)宏觀化，變抽象為具體。因此，必須系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研制“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程CAI課件，該課件以科學(xué)研究前沿課題形式體現(xiàn)納米技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，尤其是國(guó)內(nèi)外高校和公司中納米技術(shù)應(yīng)用的具體實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究熱情。

在新的講義基礎(chǔ)上，為了達(dá)到好的教學(xué)效果，我們研制了高質(zhì)量的CAI課件。對(duì)于納米尺度相關(guān)問(wèn)題的研究，采用圖像、視頻、動(dòng)畫等形式，這就比單純的文字說(shuō)明更加具有感染力，也更利于學(xué)生接受，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.依托科研項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)手段。目前，依托多媒體等現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了板書向PPT教學(xué)的轉(zhuǎn)化，但在教學(xué)內(nèi)容上，比較偏重理論，教學(xué)手段和教學(xué)方法比較單一。《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程對(duì)于大一新生來(lái)說(shuō)，屬于內(nèi)容比較陌生，概念抽象，較難理解的課程。如果還是采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)手段，往往使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，影響課堂效果。針對(duì)這種情況，我們采取了依托科研項(xiàng)目，將教材內(nèi)容和科研項(xiàng)目中相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)兩者的有機(jī)結(jié)合。具體表現(xiàn)為：在教學(xué)內(nèi)容上，首先講解基本的知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)概念，用淺顯易懂的語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，讓學(xué)生容易接受，接著引入科研項(xiàng)目中相關(guān)的例子，將課堂講解的內(nèi)容在科研項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，便于學(xué)生有更切實(shí)的直觀體驗(yàn);在教具的準(zhǔn)備上，如果條件允許，將科研項(xiàng)目中相關(guān)的原理樣機(jī)、視頻、圖像等在課堂上進(jìn)行展示，和教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，可以引起學(xué)生極大的興趣和參與感。例如，在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中，通過(guò)展示微流控芯片的原理樣機(jī)，啟發(fā)學(xué)生思考芯片的設(shè)計(jì)和加工流程。通過(guò)展示膠囊內(nèi)窺鏡、納米機(jī)器人等最新科研成果，激發(fā)學(xué)生的科研興趣和學(xué)習(xí)熱情。另外，通過(guò)科研項(xiàng)目，邀請(qǐng)有合作研究的企業(yè)技術(shù)人員、其他高校合作研究人員等以講座、培訓(xùn)等形式實(shí)現(xiàn)多元化的教學(xué)模式，豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段。

4.在教學(xué)中發(fā)掘出科研前沿新課題。通識(shí)教育選修課程的教學(xué)目標(biāo)主要是擴(kuò)充大學(xué)生的知識(shí)面，注重知識(shí)點(diǎn)的“廣度”而非“深度”，因此，應(yīng)具備科普性、前沿性、實(shí)用性與趣味性的特點(diǎn)要求。與此相對(duì)應(yīng)的教學(xué)形式和教學(xué)方法上也和其他的課程有所區(qū)別。在教學(xué)形式上，以專題形式展開(kāi)教學(xué)。針對(duì)學(xué)生所關(guān)注的問(wèn)題，開(kāi)設(shè)各相關(guān)專題，例如納米機(jī)器人、生物分子馬達(dá)、隱形飛機(jī)表面的納米涂層、納米生物芯片等，來(lái)充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。實(shí)施討論式、啟發(fā)式的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的潛能。比如提出問(wèn)題：“月亮和地球之間的天梯如何實(shí)現(xiàn)？”來(lái)引出納米材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì);從學(xué)生熟悉的例子入手，比如媒體上炒的很熱的納米冰箱、納米保暖內(nèi)衣等，引出納米技術(shù)的真正定義。采用多媒體教學(xué)手段，不斷改善教學(xué)質(zhì)量和效果。

納米技術(shù)是目前國(guó)家大力支持的發(fā)展項(xiàng)目，各項(xiàng)科研資金投入較大。所以，如何通過(guò)教研相長(zhǎng)，將教學(xué)研究作為科學(xué)研究的創(chuàng)新源，從教學(xué)中發(fā)掘出科研前沿新課題和新領(lǐng)域，是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題，通過(guò)為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)講座，積極倡導(dǎo)科學(xué)精神和創(chuàng)新精神指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，集思廣益，提煉出科研前沿課題，同時(shí)挖掘?qū)W生創(chuàng)造性思維潛力，提高分析和解決工程問(wèn)題的能力。

三、總結(jié)

通過(guò)以上新的教學(xué)模式和方法在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課堂教學(xué)中的應(yīng)用，有效地提高了課堂教學(xué)效果，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李素敏，趙玉濤.關(guān)于專業(yè)選修課《納米材料》課程的思考[J]考試周刊，2011，（27）.

納米科學(xué)與技術(shù)范文2

摘要：納米技術(shù)為人類帶來(lái)的便利：納米技術(shù)的發(fā)展，不僅可以在治理環(huán)境污染方面起到很好的作用，對(duì)于有害氣體，污水處理，而且對(duì)于磁輻射，廢棄物等治理方面起到了很大的作用，但是隨著納米技術(shù)的逐步發(fā)展，人類一味的對(duì)技術(shù)產(chǎn)生依賴心理，在這種情況下我們要用自己的判斷力，增加自己的基本素養(yǎng)，具備獨(dú)立思維的能力，合理的運(yùn)用科技的發(fā)展為人類服務(wù)。

關(guān)鍵詞：納米技術(shù) 污水處理 依賴技術(shù) 基本素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：N031 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-026X（2013）10-0000-02

1.納米技術(shù)的定義

納米技術(shù)是一種創(chuàng)新的技術(shù)，它在非常小的范圍之內(nèi)之內(nèi)，來(lái)進(jìn)行對(duì)原子，分子的研究，并利用其來(lái)進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新的一門技術(shù)，納米機(jī)器人，納米馬桶，人類通過(guò)電子顯微鏡看到的微觀的人體細(xì)胞，病毒等等。利用納米技術(shù)制作的材料又與我們經(jīng)常使用的材料有很大的區(qū)別，它發(fā)展了吸附等的一系列功能。那么這種新型材料的出現(xiàn)，也將會(huì)利用到人類生活的各個(gè)方面，帶來(lái)了技術(shù)創(chuàng)新。

2.納米技術(shù)為人類帶來(lái)的便利

納米技術(shù)的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了新的改革，納米技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了醫(yī)學(xué)、藝術(shù)等方面的發(fā)展。醫(yī)學(xué)中產(chǎn)生了光學(xué)傳感設(shè)備，對(duì)于骨質(zhì)修復(fù)作用產(chǎn)生了重要的作用，同時(shí)納米技術(shù)在藥物輸送方面產(chǎn)生了重要作用，納米技術(shù)在藝術(shù)層面也產(chǎn)生了重要的影響，納米畫等作品。納米技術(shù)不僅從技術(shù)層面關(guān)心人類，而且從人的綜合狀態(tài)中予以提升。

2.1 納米技術(shù)帶來(lái)了科技層面的改革

例如，納米技術(shù)制作的微型器械，按照人類的操作任意運(yùn)動(dòng)，將微小的顆粒，劃分成原子或者分子，再按照自己的想法任意拼接，這些器械不僅可以按照人類的想法任意工作，而且具有自我還原的能力。納米材料是一種新型的材料，這也體現(xiàn)了從認(rèn)識(shí)―實(shí)踐―認(rèn)識(shí)的客觀規(guī)律。人類之所以能制作出納米儀器，利用納米材料的主要原因是人類對(duì)于納米世界認(rèn)識(shí)的比較深入全面，然后再利用納米材料制作出納米設(shè)備，這也是令一個(gè)再認(rèn)識(shí)―實(shí)踐―認(rèn)識(shí)的過(guò)程，推動(dòng)了從不斷認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的過(guò)程，體現(xiàn)出了發(fā)展是靠不斷運(yùn)動(dòng)的哲學(xué)道理。

2.2 納米技術(shù)體現(xiàn)了物質(zhì)和意識(shí)的關(guān)系

物質(zhì)決定意識(shí)，意識(shí)對(duì)物質(zhì)有反作用。人類推動(dòng)了納米材料的發(fā)展，最主要的原因在于人類對(duì)納米世界有了非常客觀的認(rèn)識(shí)，了解了它的運(yùn)動(dòng)發(fā)展規(guī)律，通過(guò)人類對(duì)于納米世界的學(xué)習(xí)和研究，來(lái)創(chuàng)造出納米材料，而這種材料的創(chuàng)造體現(xiàn)了物質(zhì)決定意識(shí)，意識(shí)對(duì)物質(zhì)起到了發(fā)作用。

2.3 納米技術(shù)同時(shí)體現(xiàn)了由量變到質(zhì)變的一個(gè)過(guò)程

物質(zhì)的質(zhì)變有兩種來(lái)源，一種形式是量變達(dá)到一定程度就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)變，質(zhì)變的另一種形式就是在總量不變的前提下，內(nèi)部組織自己行的排列與組合，從而產(chǎn)生質(zhì)變，納米技術(shù)一方面是利用納米結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而生產(chǎn)的一種納米材料，另一種就是利用原子，分子中間的距離變化，重新組合，而產(chǎn)生的質(zhì)變生產(chǎn)的納米材料，這就體現(xiàn)了由量變到質(zhì)變的過(guò)程，

2.4 納米技術(shù)加強(qiáng)了人們對(duì)于排列結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

原子，或分子之間的距離，位置不同就會(huì)形成新的不同的物質(zhì)，納米技術(shù)也就是利用了這一特點(diǎn)，而形成的技術(shù)。納米技術(shù)完成了從生物到非生物的跨越，在醫(yī)學(xué)上生產(chǎn)出新的微型儀器，置放在人體中代替，或者彌補(bǔ)人體某些部分臟器的功能，通過(guò)改變?nèi)梭w細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)，利用納米技術(shù)孕育出新的生命，

3.納米技術(shù)帶來(lái)的消極影響

納米就會(huì)造成人類社會(huì)的危害，人類的想象和發(fā)明沒(méi)有邊界，納米技術(shù)的產(chǎn)生就是對(duì)原子分子進(jìn)行重新的排列組合，在這種非常方便的狀況下，納米技術(shù)也會(huì)生產(chǎn)出任何東西，這是一件可怕的事情，在這種沒(méi)有節(jié)制的的狀態(tài)下，納米技術(shù)就像病毒一樣無(wú)限蔓延開(kāi)來(lái)，可以想象一下，我們周圍到處存在著納米儀器，有有利于人類發(fā)展的儀器設(shè)備，醫(yī)藥用品，也有限制人類發(fā)展的納米病毒，學(xué)生利用納米儀器來(lái)應(yīng)付考試，小偷利用納米儀器進(jìn)行偷竊，人人都有納米設(shè)備防身，這是一件多么可怕的事情。

人類如果過(guò)度依賴技術(shù)，就會(huì)將人類和技術(shù)之間的關(guān)系發(fā)生改變，不是技術(shù)為人類服務(wù)，而是人類對(duì)技術(shù)的崇拜，人的思想會(huì)隨著發(fā)生改變，產(chǎn)生混亂和偏執(zhí)，基本理論的缺失。

技術(shù)會(huì)導(dǎo)致人缺乏用自己的思維，一味的對(duì)技術(shù)產(chǎn)生依賴心理。有些觀點(diǎn)認(rèn)為納米技術(shù)可以解決任何問(wèn)題，此觀點(diǎn)認(rèn)為，所有的物質(zhì)存在方式都是按照自己的規(guī)律存在的，萬(wàn)事萬(wàn)物的存在都有自己的規(guī)則，相互之間也有自己的的特點(diǎn)，遵循著某種法則，依照納米技術(shù)的原理，人類社會(huì)的存在方式也可以任意組合，相互之間可以打亂，再進(jìn)行新的排列組合，有的觀點(diǎn)認(rèn)為，人的思維，與任何一種社會(huì)存在進(jìn)行排列組合，所有的存在都可以依照納米技術(shù)的存在方式來(lái)進(jìn)行發(fā)展，有機(jī)界和無(wú)機(jī)界，非生物和生物，任何物種都可以排列組合，有些組合還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，得依據(jù)納米技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究。更有甚者認(rèn)為人的思維是由大腦控制的，為了改變?nèi)说乃季S方式完全可以像納米技術(shù)那樣，將人的大腦細(xì)胞與大腦結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行排列組合，這種思想是非常可怕的。

依照這種推論，我們要想讓剛種的樹(shù)苗，瞬間長(zhǎng)大，完全可以改變它內(nèi)部細(xì)胞生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，要想讓剛出生的嬰兒長(zhǎng)大，改變他的細(xì)胞排列結(jié)構(gòu)，要想讓養(yǎng)的家禽快速長(zhǎng)大，只要改變體內(nèi)細(xì)胞的排列結(jié)構(gòu)，這是一件多么可怕的事情，況且這種言論還沒(méi)有成立，納米技術(shù)的無(wú)限制發(fā)展就會(huì)對(duì)人類社會(huì)帶來(lái)危害，使人的思維發(fā)生錯(cuò)亂，

這也是一種拜物的想法，一味的抬高技術(shù)的發(fā)展，而降低了人的主觀能動(dòng)性，人服務(wù)于技術(shù)，技術(shù)是最高的物質(zhì)，失去了人在社會(huì)中的主導(dǎo)地位，雖然這樣的想法沒(méi)有辦法去證明它的合理性，但也很難證明它的不合理性，但是能夠確定的是，如果按照這種狀況發(fā)展下去，人類社會(huì)的發(fā)展將會(huì)被阻撓。

4.面對(duì)納米技術(shù)的優(yōu)劣是該如何解決

根據(jù)納米技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一些消極理論，我們必須做一些考慮，針對(duì)性的提出一些意見(jiàn)，來(lái)限制其肆意發(fā)展。阻止其危害人類社會(huì)。納米技術(shù)的發(fā)展一方面促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展，為人類的醫(yī)學(xué)，藝術(shù)，技術(shù)各個(gè)方面提供了積極地影響，而另一方面納米技術(shù)的肆意發(fā)展又導(dǎo)致了人的異化，對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了阻礙，這種現(xiàn)象也是不可避免的，事物的發(fā)展總是存在這兩面的，如果利大于弊，它就是正面的，可繼續(xù)發(fā)展的，如果弊大于利，就要引起人們的反思，那么從納米技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，它更多地是造福人類，但是在它為人類帶來(lái)方便的同時(shí)又對(duì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了阻礙。對(duì)于這一利大于弊的現(xiàn)狀，針對(duì)于它的利弊我們一方面要改變?nèi)说挠^念發(fā)揚(yáng)正面的力量；另一方面，應(yīng)該采取一些相關(guān)的政策措施，針對(duì)性的阻礙它的負(fù)面影響。

4.1 改變?nèi)藗兊挠^念發(fā)揚(yáng)正面力量

在科技不斷發(fā)展的今天，從人的本身開(kāi)始，從知識(shí)文化層面，提高人本身的素養(yǎng)，對(duì)科學(xué)技術(shù)重新認(rèn)識(shí)，樹(shù)立科學(xué)的文化精神。只有這樣，當(dāng)新的的技術(shù)出現(xiàn)時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)違背科學(xué)文化而出現(xiàn)的不合于人的倫理道德的事情，人類尊重科學(xué)知識(shí)，但不盲目崇拜，對(duì)科學(xué)技術(shù)的態(tài)度，要合理保護(hù)。只有這種科學(xué)知識(shí)觀念扎根在人的腦海中，任何消極的觀念都不會(huì)滋生，另一方面，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的最要的目的，是以為人類共同利益而服務(wù)的，我們應(yīng)該分出什么任務(wù)是共同的，這就需要對(duì)人類自身修養(yǎng)的提高與豐富，當(dāng)面對(duì)共同利益時(shí)，聯(lián)合起來(lái)，共同發(fā)展，當(dāng)科學(xué)技術(shù)不符合人的共同利益時(shí)，人的自我修養(yǎng)自我意識(shí)，就可以提醒自己，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展危害到人的共同利益時(shí)，要知道杜絕其發(fā)展，人的思想也是一步一步完善起來(lái)的，科學(xué)技術(shù)也在發(fā)展的階段，雖然人類很難預(yù)測(cè)科技發(fā)展的后果，但由于人類有基本的科學(xué)素養(yǎng)，基本的科學(xué)文化，人類在面臨科學(xué)發(fā)展的時(shí)候，最基本要做到的是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要與人類社會(huì)的發(fā)展，相互協(xié)調(diào)。

科學(xué)技術(shù)是一種被人類用來(lái)創(chuàng)造的東西，是人類達(dá)到某種目的的手段或者媒介，是人類可以掌控的東西，在這個(gè)時(shí)候就對(duì)創(chuàng)造者有要求，創(chuàng)作發(fā)明者本著為人類共同利益的原則，選擇性的發(fā)展科學(xué)技術(shù)哲學(xué)，納米技術(shù)也一樣，當(dāng)它符合人的共同利益的時(shí)候我們大力發(fā)展，當(dāng)它沒(méi)有邊界肆意發(fā)展，為社會(huì)的發(fā)展總成阻礙，危害人類的共同利益，違反公共道德，反人類的基本素養(yǎng)，創(chuàng)造者就要摒棄它，限制其發(fā)展，當(dāng)然在不同的年代，各個(gè)國(guó)家對(duì)于科學(xué)技術(shù)發(fā)展，納米技術(shù)的發(fā)展的衡量標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，在這個(gè)時(shí)候，首先納米技術(shù)的發(fā)展要符合當(dāng)時(shí)，符合國(guó)家的需求，符合人們的共同利益，不能超越人類的道德底線，不同年代，不同國(guó)家的國(guó)情，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要和當(dāng)時(shí)國(guó)家的人們素質(zhì)，國(guó)慶的發(fā)展相互協(xié)調(diào)，整體性推動(dòng)人類發(fā)展的歷史進(jìn)程。始終不能違反人類的共同需求，和人性發(fā)展的基本素質(zhì)的本質(zhì)要求。

4.2 納米技術(shù)的發(fā)展應(yīng)從政治、教育、法律等方面來(lái)約束和規(guī)范

從政治方面國(guó)家應(yīng)該出抬相應(yīng)的政策引導(dǎo)納米技術(shù)的發(fā)展朝向符合國(guó)家利益，人民根本利益的方向發(fā)展，明確規(guī)定杜絕哪些科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。最大化的實(shí)現(xiàn)人民根本利益的。要杜絕不良技術(shù)的發(fā)展滋生，不僅僅要依靠政策的導(dǎo)向，嚴(yán)重的情節(jié)要依靠法律的武器，徹底消滅不符合人類發(fā)展規(guī)律的科技發(fā)展，有些人為了自己私利，不顧人類發(fā)展的根本利益，利用科學(xué)技術(shù)，發(fā)展生產(chǎn)一些危害人類的利益，危害社會(huì)健康的一些科技，在這種情況之下，國(guó)家的法律應(yīng)該做出明確的規(guī)定，對(duì)于這類，危害人類，危害社會(huì)發(fā)展的行為，予以法律的制裁。目前我們的國(guó)家正處于發(fā)展中的階段，以上說(shuō)的政策導(dǎo)向。和法律法規(guī)還需要一個(gè)發(fā)展過(guò)程，科學(xué)技術(shù)，尤其是納米技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)新型的事物，人類對(duì)它的了解是一個(gè)非常模糊的狀態(tài)，所以難免會(huì)造成一些違背大眾基本文化原則的事情，所以人類要樹(shù)立這種科技發(fā)展的文化觀，在每朝每代，社會(huì)輿論，難免是人類發(fā)展的一個(gè)催化劑，我們應(yīng)該樹(shù)立正確的輿論導(dǎo)向，人人心里樹(shù)立正確的和意識(shí)，引導(dǎo)科學(xué)技術(shù)從正確的方向發(fā)展，當(dāng)科學(xué)技術(shù)，違背大眾輿論的時(shí)候，人類要積極站出來(lái)，對(duì)不良的發(fā)展想象造成壓力，時(shí)刻朝向正確健康的方向發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)：納米技術(shù)是一種新型的科學(xué)技術(shù)，是科技發(fā)展的一場(chǎng)革命，它將人類帶進(jìn)了另一個(gè)新的先進(jìn)的世界，它的發(fā)展造福了大眾，另一個(gè)新的光明的世界已經(jīng)到來(lái)，任何事物的發(fā)展都有雙層的利害關(guān)系，納米技術(shù)的發(fā)展也如此，人類不能被異化，要樹(shù)立對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)和基本素養(yǎng)，并通過(guò)政治、文化、法律等一列的約束和導(dǎo)向，使科學(xué)技術(shù)朝正確的方向發(fā)展，造福人類。

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納米科學(xué)與技術(shù)范文3

學(xué)貫中西 赤心報(bào)國(guó)促交流

朱教授作為海外留學(xué)杰出的歸國(guó)人才，2003年回國(guó)以后，為了適應(yīng)納米多學(xué)科交叉研究、聯(lián)合攻關(guān)和相應(yīng)人才培養(yǎng)新需要，他利用自己與澳大利亞和美國(guó)材料領(lǐng)域尤其是納米材料領(lǐng)域科學(xué)家有廣泛的學(xué)術(shù)合作關(guān)系和學(xué)術(shù)聯(lián)系，率先簽署了“中國(guó)―澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室合作協(xié)議”和“昆士蘭大學(xué)學(xué)術(shù)合作協(xié)議”，創(chuàng)建了我國(guó)目前在功能納米材料前沿領(lǐng)域唯一的中國(guó)-澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，打造了一個(gè)由院士、教授、副教授、博士后、博士及碩士生組成的研究團(tuán)隊(duì)（包括10余名中國(guó)科學(xué)院院士和澳大利亞聯(lián)邦教授院士組成的實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)），形成了一個(gè)有特色的、多學(xué)科交叉的納米研究國(guó)際合作和研究生聯(lián)合培養(yǎng)（尤其是聯(lián)合授予博士學(xué)位）平臺(tái)。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究方向被集中在當(dāng)前納米材料界的熱點(diǎn)問(wèn)題：通過(guò)非平衡熱力學(xué)過(guò)程來(lái)可控制備、加工、改性、組裝納米結(jié)構(gòu)和器件。以超快過(guò)程新效應(yīng)和納米尺寸新效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，以非平衡熱力學(xué)過(guò)程為工具，將不同材料整合或改性成一個(gè)全新的納米結(jié)構(gòu)或器件，實(shí)現(xiàn)其全新功能。

朱教授先后聯(lián)合澳洲和美國(guó)科學(xué)家申請(qǐng)合作研究項(xiàng)目10余項(xiàng)，聯(lián)合培養(yǎng)研究生10余名，邀請(qǐng)澳洲、美國(guó)等國(guó)知名院士、教授、專家來(lái)華訪問(wèn)、講學(xué)、交流、合作20多人次。共計(jì)實(shí)現(xiàn)了中澳、中美研究人員互訪交流合作近100人次，合作申請(qǐng)專利6項(xiàng)，30余篇，相關(guān)合作成果被重點(diǎn)推選在2010上海世博會(huì)澳大利亞-中國(guó)科技周上展示。

聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建與正式成立引起近100家行業(yè)媒體關(guān)注與報(bào)道，標(biāo)志著中澳雙方合作進(jìn)入一個(gè)新的歷史階段。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將聯(lián)合中澳雙方實(shí)驗(yàn)室技術(shù)力量，進(jìn)一步發(fā)揮中澳雙方實(shí)驗(yàn)室各自的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，開(kāi)展納米科學(xué)與技術(shù)在生物能源、信息技術(shù)、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域中前沿戰(zhàn)略性的研究與應(yīng)用，推動(dòng)和促進(jìn)物理、化學(xué)、材料、生物醫(yī)學(xué)等學(xué)科的交叉發(fā)展，為發(fā)展我國(guó)的納米科學(xué)做出貢獻(xiàn)。同時(shí)在促進(jìn)亞太地區(qū)納米研究的國(guó)際交流與合作上扮演重要角色。

兢兢業(yè)業(yè)科研方面結(jié)碩果

1986年，朱教授在中國(guó)科學(xué)院固體物理所開(kāi)始納米材料研究，是中國(guó)為數(shù)不多最早開(kāi)展納米研究的科學(xué)家和國(guó)際功能納米材料領(lǐng)域青年學(xué)術(shù)帶頭人之一。親歷了納米材料科學(xué)和技術(shù)研究三個(gè)發(fā)展階段。在納米材料設(shè)計(jì)、制備、改性及納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面有二十余年的研究經(jīng)驗(yàn)。近十五年在澳大利亞國(guó)立大學(xué)、美國(guó)伊利諾大學(xué)香檳分校、阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、杰弗遜國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Univ of Georgia的納米科學(xué)與工程中心及廈門大學(xué)等單位，用多種非平衡方法制備出納米粒子、納米膜、納米孔、多孔硅、納米球殼有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)、納米線和納米管及其宏觀有序陣列等新型低維納米結(jié)構(gòu)（多種結(jié)構(gòu)屬首次發(fā)現(xiàn)），并對(duì)各種納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行了大量系統(tǒng)的電鏡原位和非原位觀察。發(fā)展了納米結(jié)構(gòu)亞穩(wěn)性新理論。工作得到Nature編委重視和許多位國(guó)際知名同行專家高度評(píng)價(jià)。

他認(rèn)為，納米結(jié)構(gòu)是一個(gè)非平衡的亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)，具有很大不確定性，納米實(shí)驗(yàn)是一個(gè)長(zhǎng)期的、仍需不斷實(shí)踐的過(guò)程，納米研究不能僅停留在其表面現(xiàn)象或被其表面現(xiàn)象所迷惑，而是要深入系統(tǒng)探究其物理本質(zhì)。他首次指出現(xiàn)有數(shù)學(xué)工具和物理概念原理不再適用于非平衡、非線性、非對(duì)稱有序納米現(xiàn)象的描述，納米學(xué)科研究本質(zhì)是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科的不斷挑戰(zhàn)和突破過(guò)程，納米學(xué)科的建立必須是傳統(tǒng)學(xué)科的一個(gè)質(zhì)飛躍，這個(gè)突破飛躍不是依靠個(gè)人就能夠完成的，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期甚至幾代人學(xué)術(shù)理論、科研實(shí)踐的長(zhǎng)時(shí)間積累。為了能全面系統(tǒng)證明他提出的“納尺寸（nanosize）”和“納時(shí)間（nanotime）”新概念和建立相應(yīng)的納米穩(wěn)定性新的理論體系，他目前手頭已積累大量實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和論文稿件，并沒(méi)有為了一時(shí)的功利和榮譽(yù)，而急于發(fā)表。

教書育人 桃李滿園爭(zhēng)天下

回國(guó)后，朱教授利用自己雙語(yǔ)和國(guó)外經(jīng)歷優(yōu)勢(shì), 每學(xué)年為廈門大學(xué)開(kāi)設(shè)并承擔(dān)了四門研究生雙語(yǔ)課程和一門本科生雙語(yǔ)課程。他已先后指導(dǎo)博士后2名、博士生5名（畢業(yè)一名）、碩士生10余名（畢業(yè)6名）、本科生畢業(yè)論文20余名。并在教學(xué)方面實(shí)現(xiàn)以下改革：1）他提倡培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、主動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)要授予學(xué)生自己得到知識(shí)的方法，而不僅是知識(shí)的傳教；2）他采用中英文相結(jié)合的方式講解，授課形式不僅局限于講解，而且穿插形式靈活多變的學(xué)生自己講座、提問(wèn)和討論；3）他特別注意科研對(duì)教學(xué)的促進(jìn)與融合，通過(guò)教學(xué)研究與自己最新科研成果轉(zhuǎn)換，開(kāi)發(fā)、凝練了內(nèi)容新穎、方法靈活的開(kāi)放式創(chuàng)新性本科和研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程教學(xué)方式，自編課件, 把具基礎(chǔ)性、研究性、前沿性及學(xué)科最新發(fā)展成果引入到教學(xué)中來(lái)。其中, 朱賢方負(fù)責(zé)的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程在2007年獲得福建省省級(jí)精品課程稱號(hào)，目前正在積極爭(zhēng)取申請(qǐng)國(guó)家省級(jí)精品課程。

朱教授極推動(dòng)和參與了廈門大學(xué)985工程建設(shè)論證申請(qǐng)、凝聚態(tài)物理省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)申請(qǐng)、校院十一五211工程建設(shè)論證申請(qǐng)、校納米學(xué)科建設(shè)和其他學(xué)科建設(shè)工作。

另外，他以學(xué)術(shù)帶頭人身份申請(qǐng)和組建了廈門大學(xué)凝聚態(tài)物理國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科、物理系工程碩士、福建省材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、材料科學(xué)與工程系一級(jí)博士和碩士授權(quán)點(diǎn)、生物材料系博士和碩士授權(quán)點(diǎn)及電子工程系一級(jí)博士和碩士授權(quán)點(diǎn)、智能型生物醫(yī)用材料團(tuán)隊(duì)及光電子與信息技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

精勤不倦的他，而今仍?shī)^戰(zhàn)在教育第一線上……

納米科學(xué)與技術(shù)范文4

關(guān)鍵詞：納米技術(shù);納米材料

前言

自從1990年7月在美國(guó)召開(kāi)的第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議上，正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個(gè)新分支開(kāi)始，納米技術(shù)便一步一步進(jìn)入人們的生活。納米科技是研究由尺寸在0.1-100nm之間的物質(zhì)組成的體系運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用，以及實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。從材料的結(jié)構(gòu)層次來(lái)說(shuō)，它介于宏觀物質(zhì)和微觀原子、分子的中間領(lǐng)域。納米技術(shù)不是一門單一的新型學(xué)科或者技術(shù)，它廣泛應(yīng)用于各類學(xué)科中，其中在機(jī)械工程中的應(yīng)用對(duì)于機(jī)械工程學(xué)科的技術(shù)變革起到了不可估量的作用。納米技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械方面尤其是產(chǎn)生了微型機(jī)械技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)研究的核心技術(shù)，很多國(guó)家在納米技術(shù)上開(kāi)始了越來(lái)越多的研究。

1.關(guān)于納米技術(shù)

所謂的納米技術(shù)就是指用單一的分子、原則制造物質(zhì)的一種科學(xué)技術(shù)，納米科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為了將很多現(xiàn)代的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)作為了基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)，并且成為了現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行組合的重要產(chǎn)物之一，現(xiàn)代科學(xué)主要包括分子生物學(xué)、介觀物理、量子力學(xué)和混沌物理，現(xiàn)代技術(shù)主要包括核分析技術(shù)、掃描隧道顯微鏡技術(shù)，微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，納米技術(shù)一定會(huì)引發(fā)起一系列的全新的科學(xué)技術(shù)，比如納米機(jī)械學(xué)、納米材科學(xué)以及納電子學(xué)等等。

2.微型納米軸承

在沒(méi)有納米技術(shù)之前，軸承的體積都很大，因此會(huì)有較大的摩擦力，一般都是依靠油減少摩擦力，但減少并不意味著可以避免摩擦力。運(yùn)用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)的微型納米軸承幾乎沒(méi)有摩擦力，美國(guó)科學(xué)家研制的這種微型軸承具有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)，首先是非常小，該軸承的直徑僅有一根頭發(fā)的萬(wàn)分之一，而運(yùn)用在機(jī)電系統(tǒng)中的其直徑更是只有1nm。僅有微型機(jī)械的千分之一。其次，幾乎沒(méi)有摩擦力，這種納米微型軸承的摩擦力比起以往研制的微型軸承，納米微型軸承的摩擦力都不到其最小值的千分之一。

3.納米材料運(yùn)用

合肥大學(xué)研制成功了納米新型陶瓷刀具，這標(biāo)志著利用納米材料制作新型金屬陶瓷刀具的問(wèn)世。這項(xiàng)研究史載金屬?gòu)椩~中加入了納米氧化鈦從而細(xì)化品粒。因?yàn)閷?duì)于品粒的細(xì)化可以增加材料的硬度和甚至斷裂任性。同時(shí)，這種納米技術(shù)的應(yīng)用也大大優(yōu)化了其力學(xué)性能，納米材料加入到傳統(tǒng)的金屬陶瓷中對(duì)其力學(xué)性能來(lái)說(shuō)是個(gè)很大的提供，刀具的壽命也提高到2倍以上。

4.納米耐磨復(fù)合涂層的應(yīng)用

由于納米材料的顆粒之間往往都存在著庫(kù)侖力、范德華力，有些顆粒甚還與化學(xué)鍵結(jié)合，這也就導(dǎo)致了陶瓷的顆粒極其容易團(tuán)聚，并且顆粒之間越小其進(jìn)行的團(tuán)聚就越緊，也就使其應(yīng)有的性能很難得到充分的發(fā)揮，這個(gè)問(wèn)題也就能夠通過(guò)施加機(jī)械能和化學(xué)作用這兩種力式來(lái)進(jìn)行解決，但是，硬團(tuán)聚的顆粒之間緊密結(jié)合，僅僅通過(guò)化學(xué)作用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要對(duì)其輔助很大的機(jī)械力，這些機(jī)械力主要包括剪切力和撞擊力。

5.納米技術(shù)馬達(dá)

納米技術(shù)馬達(dá)的最新一代是由一家美國(guó)公司生產(chǎn)的，Mano Muscle公司生產(chǎn)這款納米技術(shù)馬達(dá)首先亮世于中國(guó)的深圳，從體積方面測(cè)量，新一款的納米技術(shù)馬達(dá)僅有傳統(tǒng)電磁馬達(dá)體積的二十分之一。其功率能夠負(fù)載大約四千克的重量，使用壽命更是達(dá)到了100萬(wàn)次，性能如此良好，但其長(zhǎng)度卻不到一根火柴桿的長(zhǎng)度。該馬達(dá)通過(guò)采用納米技術(shù)制造的智能材料，將傳統(tǒng)的銅、鐵、磁等材料替代，因此，新一代的馬達(dá)相比于傳統(tǒng)馬達(dá)具有許多優(yōu)點(diǎn)。重量更輕，幾乎沒(méi)有噪音，而制造成本也更低。目前這種微型馬達(dá)在機(jī)械中的運(yùn)用并不是很廣泛，主要運(yùn)用于汽車的電動(dòng)車窗方面。

6.納米磁性液體用于旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)密封

通常靜態(tài)的密封都是采用橡膠、塑料或金屬等材料制成的“O”形環(huán)作為密封元件。旋轉(zhuǎn)條件下的動(dòng)態(tài)密封一直是未能解決的問(wèn)題，無(wú)法在高速、高真空條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封。納米技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了磁性液體密封技術(shù)的產(chǎn)生。南京大學(xué)已試制成水基、烷基、二脂基、硅油等多種類型的磁性液體。在電子計(jì)算機(jī)的硬盤轉(zhuǎn)處已普遍采用磁性液體的防塵密封，除此之外磁性液體還可于制造新型劑，巧妙利用磁場(chǎng)原理改善效果。納米技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用舉不勝舉，通過(guò)以上這些新型技術(shù)的產(chǎn)生，我們不難看出納米技術(shù)對(duì)于機(jī)械工程的發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響。同時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械工程來(lái)說(shuō)，也正是因?yàn)榧{米技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)才能取得這樣顯著的成果。

6.1納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的尺寸效應(yīng)

在納米技術(shù)領(lǐng)域，其顯著成果之一就是在旋轉(zhuǎn)軸中，對(duì)傳統(tǒng)的尺寸單位進(jìn)行了縮小，以前的計(jì)量單位級(jí)為毫米，而今則是納米級(jí)，而1納米僅相當(dāng)于1毫米的百萬(wàn)分之一，如果運(yùn)用在機(jī)械工程之中，那么機(jī)械的體積會(huì)因?yàn)榧{米技術(shù)的應(yīng)用而極大的降低，在此基礎(chǔ)上就有了微型機(jī)械為代表的新型機(jī)械的誕生和生產(chǎn)。實(shí)際上，這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發(fā)生了重大變化，而更多的是指可以成批進(jìn)行制作生產(chǎn)微傳感器、集合微結(jié)構(gòu)、微驅(qū)動(dòng)器、微電路等處置裝置于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。

6.2 納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的摩擦性能

納米技術(shù)最為顯著的一個(gè)特征就是其摩擦性能，在機(jī)械工程中，特別是結(jié)構(gòu)和尺寸比較大的機(jī)械，由于摩擦力的影響，各種軸承對(duì)會(huì)因摩擦出現(xiàn)損傷，對(duì)機(jī)械的磨損非常嚴(yán)重。而納米材料，則幾乎處在一種無(wú)摩擦的狀態(tài)，非常好的克服了摩擦的問(wèn)題。

6.3 納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的材料以及多元化

納米技術(shù)的應(yīng)用使原材料能夠以一種更加微小的形態(tài)出現(xiàn)，而且性能強(qiáng)大。其首先不僅改良了傳統(tǒng)的材料，同時(shí)通過(guò)采用納米科技，更多更新的新材料也不斷涌現(xiàn)。磁性液體密封技術(shù)證明了磁性液體能夠能夠被磁場(chǎng)控制的特性，另外在材料的應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)向其添加一定的微量元素，還能夠使材料獲得更好的效果。

7.結(jié)語(yǔ)

納米材料在機(jī)械工程中改變甚至顛覆了傳統(tǒng)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示了其強(qiáng)大的科技含量，但是在其運(yùn)用中，我們?nèi)杂泻芏喾矫尕酱鉀Q：如何準(zhǔn)確表征納米材料的各種精細(xì)結(jié)構(gòu);怎樣從結(jié)構(gòu)上分析、解釋納米材料的新特性;能否利用某種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)預(yù)測(cè)微區(qū)尺寸減少到多大時(shí)，材料表現(xiàn)出特殊的性能等等。對(duì)于這些問(wèn)題，我們?nèi)孕枭钊胙芯浚员慵{米技術(shù)更好地服務(wù)于機(jī)械工程領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

納米科學(xué)與技術(shù)范文5

Abstract: Nano technology research and development is a major breakthrough for technology development and has been applied in all areas of society. Using nano technology in mechanical engineering is its core. Its performance are in many aspects. This article attempts to show off the application of nano technology in this area from examples, and comes to the change of traditional mechanical engineering.

關(guān)鍵詞: 納米技術(shù);納米材料;摩擦性能

Key words: nano technology;nano-materials;friction properties

中圖分類號(hào):TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)29-0143-01

0引言

自從1990年7月在美國(guó)召開(kāi)的第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議上,正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個(gè)新分支開(kāi)始,納米技術(shù)便一步一步進(jìn)入人們的生活。納米科技是研究由尺寸在0.1~100 nm之間的物質(zhì)組成的體系運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用,以及實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。從材料的結(jié)構(gòu)層次來(lái)說(shuō),它介于宏觀物質(zhì)和微觀原子、分子的中間領(lǐng)域。納米技術(shù)不是一門單一的新型學(xué)科或者技術(shù),它廣泛應(yīng)用于各類學(xué)科中,其中在機(jī)械工程中的應(yīng)用對(duì)于機(jī)械工程學(xué)科的技術(shù)變革起到了不可估量的作用。納米技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械方面尤其是產(chǎn)生了微型機(jī)械技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)研究的核心技術(shù),很多國(guó)家在納米技術(shù)上開(kāi)始了越來(lái)越多的研究,在機(jī)械工程方面對(duì)于納米技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾方面。

1微型納米軸承

傳統(tǒng)的軸承體積較大,摩擦力也只能靠來(lái)減少,但仍不可避免。美國(guó)科學(xué)家研制的這種幾乎沒(méi)有摩擦的微型納米軸承主要有兩個(gè)特點(diǎn):第一是微型,他的直徑只有一根頭發(fā)的萬(wàn)分之一,應(yīng)用在機(jī)電系統(tǒng)的微型軸承更是只有1nm,是微型機(jī)械的千分之一大小。第二是極小的摩擦力。若軸承體積小,那么套在一起的管子之間的摩擦力便會(huì)暴露出微型軸承的弱點(diǎn),摩擦力大時(shí)甚至無(wú)法使用。這種納米軸承與通常制造的微型機(jī)械的軸承相比,摩擦力僅為其最小值的千分之一。

2納米材料運(yùn)用

合肥大學(xué)研制成功了納米新型陶瓷刀具,這標(biāo)志著利用納米材料制作新型金屬陶瓷刀具的問(wèn)世。這項(xiàng)研究史載金屬?gòu)椩~中加入了納米氧化鈦從而細(xì)化品粒。因?yàn)閷?duì)于品粒的細(xì)化可以增加材料的硬度和甚至斷裂任性。同時(shí),這種納米技術(shù)的應(yīng)用也大大優(yōu)化了其力學(xué)性能,納米材料加入到傳統(tǒng)的金屬陶瓷中對(duì)其力學(xué)性能來(lái)說(shuō)是個(gè)很大的提供,刀具的壽命也提高到2倍以上。

3納米技術(shù)馬達(dá)

新一代的納米技術(shù)馬達(dá)是由美國(guó)Nano Muscle公司生產(chǎn),這種微型馬達(dá)首次在深圳面世,該產(chǎn)品體積只有傳統(tǒng)電磁馬達(dá)體積的二十分之一,長(zhǎng)度甚至比火柴桿還短,卻能負(fù)載四千克的重量,壽命可達(dá)100萬(wàn)次。這種馬達(dá)主要是用納米技術(shù)制造的智能材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅線圈和磁鐵,因而比傳統(tǒng)馬達(dá)更輕、成本更低,同時(shí)噪音很低,可以成為世界上最靜音的馬達(dá)。這種微型馬達(dá)在機(jī)械中運(yùn)用不多,主要用于玩具和汽車的電動(dòng)車窗,這項(xiàng)研究也已在深圳進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)。

4納米磁性液體用于旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)密封

通常靜態(tài)的密封都是采用橡膠、塑料或金屬等材料制成的“O”形環(huán)作為密封元件。旋轉(zhuǎn)條件下的動(dòng)態(tài)密封一直是未能解決的問(wèn)題,無(wú)法在高速、高真空條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封。納米技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了磁性液體密封技術(shù)的產(chǎn)生。南京大學(xué)已試制成水基、烷基、二脂基、硅油等多種類型的磁性液體。在電子計(jì)算機(jī)的硬盤轉(zhuǎn)處已普遍采用磁性液體的防塵密封,除此之外磁性液體還可于制造新型劑,巧妙利用磁場(chǎng)原理改善效果。納米技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用舉不勝舉,通過(guò)以上這些新型技術(shù)的產(chǎn)生,我們不難看出納米技術(shù)對(duì)于機(jī)械工程的發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響。同時(shí),相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械工程來(lái)說(shuō),也正是因?yàn)榧{米技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)才能取得這樣顯著的成果。

第一,納米技術(shù)的尺寸效應(yīng)。納米技術(shù)的主要效果之一便是縮小了傳統(tǒng)尺寸的單位,將毫米進(jìn)化為納米,一納米相當(dāng)于十億分之一米。納米技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械中,可以大大降低機(jī)械的體積,從而形成了新型機(jī)械――微型機(jī)械。這種不是傳統(tǒng)機(jī)械單純地在尺度上微小型化,而通常是指可以成批制作的集合微機(jī)構(gòu)、微驅(qū)動(dòng)器、微能源以及微傳感器和控制電路、信號(hào)處理裝置等于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。他們大部分都是運(yùn)用納米技術(shù)的成果,因而它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇,而是基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),并作為整個(gè)納米科技重要組成部分和用一種嶄新的思維方式與技術(shù)路線指導(dǎo)下的產(chǎn)物。

第二,納米技術(shù)使材料多元化,應(yīng)用多元化。納米技術(shù)是原材料形成更微小的形態(tài),功能也更加強(qiáng)大,不僅能改良傳統(tǒng)材料,又能源源不斷地產(chǎn)生出新的材料。磁性液體密封技術(shù)便是證明,利用磁性液體可以被磁場(chǎng)控制的特性,將納米單位的液體置于磁場(chǎng)之內(nèi),從而達(dá)到密封的效果。同時(shí)在材料運(yùn)用中可將微量的元素融入到基礎(chǔ)材料中,達(dá)到更好的效果。納米復(fù)合氧化鋯是成功應(yīng)用在工業(yè)上的納米材料,這種材料提高了材料的耐高溫性能和導(dǎo)氧及儲(chǔ)氧功能,因此廣泛運(yùn)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中。

第三,納米材料摩擦性能。納米技術(shù)最顯著的特性就是其擦性能,在機(jī)械中,各種軸承等都存在著摩擦,但是納米材料的出現(xiàn),使得各類機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸便小,同時(shí)對(duì)于過(guò)小的零件,摩擦力便顯的尤為重要,摩擦力如果相對(duì)較大,則零件便會(huì)造成磨損。但是納米技術(shù)也同樣克服了這一問(wèn)題,現(xiàn)已出現(xiàn)納米材料幾乎無(wú)摩擦的狀態(tài)。美國(guó)科學(xué)家研制的這種微型納米軸承可在運(yùn)動(dòng)是無(wú)磨損和撕裂,達(dá)到了理想的效果。

第四,納米技術(shù)節(jié)能效果。納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“小材大用”,帶來(lái)的又一優(yōu)勢(shì)便是節(jié)能和環(huán)保。在納米技術(shù)的應(yīng)用中,產(chǎn)生了很多新型材料,它們減少了很多不必要的消耗,使得傳統(tǒng)的機(jī)械工程中需要的大量材料迅速降低,對(duì)于原材料的節(jié)約起到了驚人的效果。德國(guó)不萊梅應(yīng)用物理所已研制成功并且申請(qǐng)了一項(xiàng)專利,即用納米Ag代替微米Ag制成導(dǎo)電膠,可節(jié)省Ag粉50%,用這種導(dǎo)電膠焊接金屬和陶瓷,涂層不需太厚,而且涂層表面平整,效果理想。

納米材料在機(jī)械工程中改變甚至顛覆了傳統(tǒng)模式的運(yùn)轉(zhuǎn),顯示了其強(qiáng)大的科技含量,但是在其運(yùn)用中,我們?nèi)杂泻芏喾矫尕酱鉀Q:如何準(zhǔn)確表征納米材料的各種精細(xì)結(jié)構(gòu);怎樣從結(jié)構(gòu)上分析、解釋納米材料的新特性;能否利用某種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)預(yù)測(cè)微區(qū)尺寸減少到多大時(shí),材料表現(xiàn)出特殊的性能等等。對(duì)于這些問(wèn)題,我們?nèi)孕枭钊胙芯?以便納米技術(shù)更好地服務(wù)于機(jī)械工程領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn):

納米科學(xué)與技術(shù)范文6

關(guān)鍵詞：納米材料；納米技術(shù)；特征；方式

目前，隨著生物技術(shù)、信息技術(shù)以及能源技術(shù)等的迅猛發(fā)展，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊笤絹?lái)越高，所以，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，開(kāi)發(fā)和利用新型材料，成為提高科技水平的必要途徑。

1.納米材料的特征

1.1納米材料具有表面效應(yīng)

納米微粒的尺寸較小，表面積較大，而且原子在表面上占有很大的比例，而隨著粒徑的減少，表面積迅速增大，從而使得表面的原子數(shù)急劇增加。所以，納米材料性質(zhì)的變化，是與納米粒子的表面原子數(shù)、總原子數(shù)以及粒徑的變化有關(guān)的。

1.2納米材料具有體積效應(yīng)

納米粒子的體積效應(yīng)是指當(dāng)納米粒子的尺寸與傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)或者較短時(shí)，周期性的邊界條件遭到破壞，內(nèi)壓、磁性、光吸收、熱阻、化學(xué)活性、熔點(diǎn)以及催化性等特性與宏觀顆粒的相比發(fā)生了變化，同時(shí)，納米材料的體積效應(yīng)拓寬了納米粒子的應(yīng)用范圍。

1.3納米材料具有小尺寸效應(yīng)

當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與德布羅意、光波波長(zhǎng)以及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或者投射深度等物理特性尺寸相當(dāng)或者更小時(shí)，晶體周期性的邊界條件被破壞；非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面層附近原子的密度減小，導(dǎo)致光、聲、電磁和熱力學(xué)等特征都隨著尺寸的縮小而發(fā)生明顯的變化。

1.4納米材料具有量子尺寸效應(yīng)

納米材料的量子尺寸效應(yīng)是指當(dāng)納米粒子的尺寸下降到某一值時(shí)，金屬粒子納米面附近電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)，而且，納米半導(dǎo)體微粒存在著不連續(xù)的最高被占據(jù)的分子軌道能級(jí)和最低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí)，從而出現(xiàn)能隙變寬的現(xiàn)象。比如，超導(dǎo)相向正常相轉(zhuǎn)變、光吸收增加、金屬熔點(diǎn)降低等。

2.納米技術(shù)的具體應(yīng)用方式

2.1納米技術(shù)應(yīng)用于陶瓷領(lǐng)域

作為三大支柱材料之一，陶瓷材料在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位，但是，傳統(tǒng)的陶瓷材料具有質(zhì)地脆、韌性差、強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍有限，而隨著納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，納米陶瓷成為彌補(bǔ)陶瓷材料缺陷的重要資源。盡管在技術(shù)方面納米陶瓷還存在著諸多的不足，但是其具有室溫性能優(yōu)良、抗彎強(qiáng)度較大、高溫力學(xué)性能較好等優(yōu)點(diǎn)，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軸承、切削刀具、和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件等方面，另外，由于納米陶瓷材料能夠適應(yīng)強(qiáng)腐蝕、超高溫等苛刻的環(huán)境，所以具有非常廣闊的發(fā)展空間。

2.2納米技術(shù)應(yīng)用于微電子學(xué)

作為納米技術(shù)的重要組成部分，納米電子學(xué)是根據(jù)納米粒子的量子效應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)、制備納米量子器件的一種技術(shù)，其最終目標(biāo)是進(jìn)一步減小集成電路，研制出由單原子或者單分子構(gòu)成的、能夠使用于不同室溫的各種器件。目前，通過(guò)納米電子學(xué)已經(jīng)成功研制出各種納米器件。紅、綠、藍(lán)三基色可調(diào)諧的納米發(fā)光二極管、單電子晶體管以及超微磁場(chǎng)探測(cè)器等已經(jīng)問(wèn)世，而且，隨著碳納米管的研制成功，納米電子學(xué)的發(fā)展速度不斷提高，因而，立足于最新的物理理論和最先進(jìn)的工藝手段，按照全新的理念構(gòu)造電子系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)物質(zhì)潛在儲(chǔ)存和處理信息能力的納米電子學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)信息采集和處理能力的革命性突破，成為信息時(shí)代的發(fā)展核心。

2.3納米技術(shù)應(yīng)用于生物工程

分子可以保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不變，所以，作為一種很好的信息處理材料，每一個(gè)生物分子本身就是一個(gè)微型的處理器，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，可以預(yù)測(cè)方式，進(jìn)行狀態(tài)變化，其原理與計(jì)算機(jī)的邏輯開(kāi)關(guān)相似，因而，可以利用生物分子的特性和納米技術(shù)，設(shè)計(jì)量子計(jì)算機(jī)。目前，雖然分子計(jì)算機(jī)僅僅處于理想階段，但是，科學(xué)家已經(jīng)考慮利用幾種生物分子制造計(jì)算機(jī)的組件。比如紫紅質(zhì)細(xì)菌，它不僅具有很好的穩(wěn)定性和特異的光、熱、化學(xué)物理特性，而且其奇特的光學(xué)循環(huán)可以用于儲(chǔ)存信息，來(lái)代替計(jì)算機(jī)信息處理和信息存儲(chǔ)的作用。盡管，在未找到具有開(kāi)關(guān)功能的微型器件的情況下，目前尚未出現(xiàn)商品化的分子計(jì)算機(jī)，但是，納米計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，將會(huì)突破傳統(tǒng)極限，極大地提高單位體積物質(zhì)的儲(chǔ)存和信息處理的能力，促進(jìn)電子學(xué)的發(fā)展。

2.4納米技術(shù)應(yīng)用于光電領(lǐng)域

納米技術(shù)的快速發(fā)展，加強(qiáng)了微電子與光電子之間的聯(lián)系，在光電信息傳輸、處理、顯示、運(yùn)算和存儲(chǔ)等方面，光電器件的性能不斷提高。把納米技術(shù)用在現(xiàn)有雷達(dá)的信息處理上，可以使其能力提高10倍到幾百倍，甚至可以利用納米技術(shù)進(jìn)行高精度的對(duì)地偵察，但是，想要獲取高分辨率的圖像，則需要依靠先進(jìn)的數(shù)字信息處理技術(shù)。因此，在光電領(lǐng)域合理應(yīng)用納米技術(shù)，成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>

2.5納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)

在納米技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，醫(yī)學(xué)上逐漸引入納米技術(shù)。研究人員發(fā)現(xiàn)，生物體內(nèi)線度在15～20nm的RNA蛋白復(fù)合體和多種病毒也是納米粒子，這些納米粒子比紅血球小，可以在血管中自由流動(dòng)，因而，假如將超微粒子注入到血夜里，可以通過(guò)血管輸送到人體各個(gè)部位。另外，利用納米w粒作為載體的病毒誘導(dǎo)物方式已經(jīng)應(yīng)用于臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn)之中，并且將服務(wù)于人類。此外，科學(xué)家們?cè)O(shè)想利用納米技術(shù)制造出分子機(jī)器人，檢測(cè)、診斷身體各個(gè)部位，并且實(shí)施特殊治療，來(lái)清除心臟動(dòng)脈脂肪沉積物、疏通腦血管中的血栓甚至吞噬病毒、殺死癌細(xì)胞，所以，在不久的將來(lái)，高血壓、艾滋病和癌癥等疑難雜癥可能會(huì)通過(guò)納米技術(shù)得以解決。

2.6納米技術(shù)應(yīng)用于其它方面

在溝通交流方面，利用納米技術(shù)制成含有納米電腦的可人一機(jī)對(duì)話并且具有自我復(fù)制能力的納米裝置；利用納米羥基磷酸鈣為原料，制作人的牙齒、關(guān)節(jié)等仿生納米材料；在軍事方面，通過(guò)昆蟲(chóng)作平臺(tái)，把分子機(jī)器人植入昆蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)，來(lái)控制昆蟲(chóng)的飛向，收集敵方情報(bào)，可以起到很大的干擾功能。