今日、ナノ製造の時代が到來し、ナノ科學の夜明けが始まりました。ナノテクノロジー研究の深化とナノテクノロジーの継続的な応用により、ナノテクノロジーは最も求められている分野の1つになりました。 Science and Nature の年次科學技術コンペティションでは、ナノテクノロジー研究の成果が最前線にあります。多くの國が國家戦略としてナノテクノロジーの開発を計畫しており、ナノテクノロジーの開発は年々増加しています。など) 人工的に原子を操作し、分子がナノマテリアルを作り、意識的に意識することは決してありません 製造プロセスへの理論的ブレークスルーへ.物質。細胞は、タンパク質、DNA、RNA 分子などの多數(shù)のナノ生物を含むナノメートル マシンの自己複製集合體です。これらのナノスケールの細胞「器官」は、その役割を果たします。タンパク質の構築、光合成によるバイオエネルギーの急速な成長により、地球の元の表面は微生物、植物、その他の有機物質で覆われ、地球の大気中の CO? が O 2 に完全に変化し、地球の表面が完全に変化しました。と雰囲気。これらのナノマシン集合體は、自然の進化において極めて重要な役割を果たしていることがわかります. 天然無機ナノ粒子さまざまな複雑な內部ナノ物質の存在に加えて、天然無機ナノ粒子の自然な存在.古代中國では、人々はろうそくを燃やしてほこりを集めて洗練されたものを作りました。このほこりはナノサイズのカーボンブラックです。古代の青銅の鏡の表面には錆の薄い層があり、テスト後、錆の層はナノスズ酸化物で構成されたフィルムであることがわかりました。これらの天然無機ナノ材料は、人々がナノテクノロジー研究を実施するための天然素材を提供します。可能性のある新しい素材を構築するためのボトムアップの技術的手段の數(shù)?？茖W者によるナノテクノロジーの理論的研究は 1860 年代に始まり、Thomas Graham はゼラチンを溶解および分散してコロイドを調製し、コロイド粒子の直徑は 1 ～ 100 nm でした。その後、科學者たちはコロイドについて多くの研究を行い、コロイド化學理論を確立しました。 1905年、アルバート?アインシュタインは、実験データで水から糖を計算し、約1nmの糖分子直徑を計算しました.これは、人間の次元で初めて知覚的な知識を持っています. 1935 年まで、Max Knoll と N.Ruska は、サブナノスケールのイメージングを実現(xiàn)する電子顕微鏡を開発し、人々が微視的な世界を探索するための観察ツールを提供しました。日本のミサイル探知機用の赤外線吸収剤。不活性ガスの保護下で,真空蒸著法により純粋な亜鉛黒を調製した。ジンクブラックの平均粒子サイズは10nm未満でした。しかし、まだ現(xiàn)実には適用されておらず、戦爭は終わっています。その後、ドイツの科學者も同様の方法でナノ金屬粒子を調製しました.ナノマテリアルの概念がないときに、この物質を超微粒子(超微粒子)と呼びます.これは、ナノマテリアルを製造する人間の目的である可能性があります.本當にファインマンが予言したナノテクノロジーの起源 1959 年 12 月、ノーベル賞受賞者のリチャード ファインマンは、カリフォルニア工科大學のアメリカ物理學研究所で開催された會議で、「底にはたくさんの余地がある」と題したスピーチを行いました。彼は「ボトムアップ」から始め、設計要件を満たすために単一の分子または原子から組み立てることを提案しています。 「少なくとも私の意見では、物理法則は、原子が原子のように原子を生成する可能性を排除していません」と彼は予測しました。 「本當に『ナノメートル』のカテゴリーに屬する技術が登場したのはほんの數(shù)十年後のことですが、この講演でファインマンはナノテクノロジーの未來を予見し、ナノ科學の研究におけるナノテクノロジーの役割を定義した最も初期の理論的根拠を提供します。実際、このスピーチに觸発されたスピーチによって、研究結果の後にナノメートルスケールの多くの科學者が大部分を占めています。 1968年、アルフレッド?Y?チョーとジョン。 Archu と彼の同僚は、分子線エピタキシーを使用して単層原子を表面に堆積させました。 1969 年に江崎と津は、2 つ以上の異なる物質から構成される超格子理論、コンスティテュートを提案しました。 1971 年、Zhang Ligang と超格子理論と分子線エピタキシャル成長技術を使用した他のアプリケーション、半導體多層の異なるエネルギー ギャップ サイズの準備、および量子井戸と超格子を実現(xiàn)するために、非常に豊富な物理的効果が観察されました。量子井戸における量子閉じ込め効果は、広範かつ深く研究されており、多くの新しい高性能オプトエレクトロニクスおよびマイクロエレクトロニクスデバイスがこれに基づいて開発されています。 1974 年、谷口紀夫は公差が 1 μm 未満の機械を表す「ナノテクノロジー」という用語を発明し、ナノテクノロジーを歴史の段階で真に獨立した技術にしました。しかし、ナノメートル スケールでの物理學の全體像は明らかではありませんでした。ナノテクノロジーにおける大きなブレークスルー ナノメートル革命の象徴 1981 年、Gerd Binnig と Heirich Rohrer は、量子力學のトンネル効果に基づく世界初の走査型トンネル顕微鏡 (STM) を開発しました。固體原子と電子の表面電流を検出することにより、固體表面の形態(tài)と操作を観察しました。 STMの発明は顕微鏡の分野における革命であり、「ナノメートル革命の象徴」です。 STM に基づいて、原子間力顕微鏡 (AFM)、磁気顕微鏡、レーザー顕微鏡など、一連の走査型プローブ顕微鏡が開発されています。 STM の出現(xiàn)により、人類は材料の表面の個々の原子の狀態(tài)と、表面電子の挙動に関連する物理的および化學的特性をリアルタイムで観察できるようになり、Gerd Binnig と Heirich Rohrer は 1986 年のノーベル物理學賞を受賞しました。走査型トンネル顕微鏡 (STM) の科學者である Gerd Binnig (左) と Heinrich Rohrer。出典: IBM 単一原子の最初の操作1989 年、IBM Almaden Research Center の Donald M. Eigler チームは、STM の助けを借りて、金屬 Ni (110) の表面に吸著された 35 個の Xe 原子を動かし、3 つの文字を形成しました。人間の原子を初めて操作したIBMの、ビッグテックニュースの1つ。科學者たちは、単一の原子を操作するこのナノテクノロジーから、分子サイズのデバイスを設計および製造するという希望を見てきました。この會議は、ナノ材料科學を材料科學の新しい分野として正式に位置づけた。出発點として、ナノテクノロジーは 1990 年代を通じて急速な発展を遂げました。1991 年、日本の學者である飯島純男電子顕微鏡法が初めて多層カーボン ナノチューブを発見し、カーボン ナノチューブの出現(xiàn)を示しました。 2年後、飯島とIBM社のドナルド?ベスーンは、単層カーボンナノチューブを作りました。光ファイバー通信、CD アクセス、ディスプレイなど。 1997年、ミネソタ大學の電気工學科のナノ構造研究室は、ナノリソグラフィーを使用して開発に成功しました。ディスクサイズは100nm×100nm。直徑100nm、長さ40nmで構成されていました。 41011 ビット/インチの記憶密度を持つ量子ロッド アレイに配置されています。米國の國立ナノテクノロジー イニシアチブ (NNI) の立ち上げ、ナノテクノロジーの研究資金の大幅な増加、認知度の大幅な向上、およびナノテクノロジーに関する世界的な研究の波が発表されました。日本の文部科學省、科學技術は、「ナノテクノロジー統(tǒng)合支援プログラム」を実施するために、2002 年度予算で 301 億円 (US $ 2 億 3400 萬) を割り當てる予定です。 .同時に、EU の研究プログラムは最大であり、研究機関が最も多く設立され、幅広い分野をカバーしています。1980 年代半ば以降、中國政府はナノテクノロジーの開発を非常に重視しています。
出典：Meeyou Carbide