纳米技术的产生和发展

纳米科技是新世纪科技竞争的关键领域，是新兴工业变革的核心驱动力，如今已发展成为国际上规模最大且竞争最激烈的科研方向。现阶段纳米科技已广泛普及，深入到民众的日常起居各方面，显著改变了人们的生存模式与劳动模式。特别是某些纳米产品的面世，对于提升人类身体机能具有极为重要的价值。

那么，什么是纳米技术呢？纳米技术依托纳米科学，探究尺寸介于0.1至100纳米之间的材料特性及其用途，开发新物质、新装置，探索新流程的技术途径和措施。纳米科技依据物理学和化学的微观层面研究原理kaiyun全站登录网页入口，借助现代精密设备和前沿检测方法，是当代科学（包括混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）与当代技术（涵盖计算机技术、微电子及扫描隧道显微镜技术、核分析技术）相互融合的成果。

关于纳米技术的构想可以追溯到20世纪60年代。1959年，知名物理学家、诺贝尔奖得主理查德·费曼(Richard Feynman)前往加州理工学院参加美国物理学会的会议，发表了题为《底部还有巨大空间》(There’s Plenty of Room at the Bottom)的知名演说，并且展望，人类能够借助微小的装置制造更为微小的装置，最终会实现依照人类心意，单个地排列原子，从而创造物品，这便是纳米技术最初的构想。纳米技术这个术语的初始记载出现在1974年kaiyun全站app登录入口，由东京理工大学的谷口纪男教授首创，他是在一篇名为《论纳米技术的基本概念》的科学文章里，首次运用该词汇来阐释精密机械加工的技术。从事纳米技术研究实验环境构建工作的是德国物理学家格尔德·宾宁以及瑞士物理学家海因里希·罗雷尔，1981年，他们俩在IBM公司位于瑞士苏黎世的实验室里，合作研发了扫描隧道显微镜。借助扫描隧道显微镜，人类得以初次实时观测到物质表面单个原子的排布情形，同时也能洞察其与表面电子活动关联的物理及化学特性。

赫伯特·格莱特教授

全球首个纳米材料问世，主要归功于德国物理学家赫伯特·格莱特教授的卓越贡献，他本人也是图4.4中的形象。1980年某个时刻，赫伯特·格莱特教授正驾驶着租赁的车辆，独自穿越澳大利亚荒凉的沙漠地带。四周的空旷与寂静，让他内心格外平静，思绪得以自由驰骋。他是一位长期致力于晶体物理领域探索的学者。眼下，一个萦绕心头许久的问题在他脑中浮现：怎样开发出拥有非凡特性的全新材料？在漫长的晶体材料探索中，人们将具备完整空间点阵结构的物体看作晶体的核心；同时，把空间点阵里的空隙、间隙元素、相界面以及晶界等视为晶体材料中的瑕疵。他忽然意识到，假如换个角度去探究，以“不足”为核心，开发出一种晶界占据显著比例的材质，将会产生什么效果？格莱特教授在沙海里的设想迅速化为现实，经过四年的持续奋斗，他带领的科研团队于1984年成功制出了深色金属粉末。测试显示，所有金属微粒，一旦其尺度达到纳米级别，便会呈现黑色。首个纳米级固体材料，就此形成了。

格莱特教授成功合成了铁质、铜质、铅质以及二氧化硅形态的微小晶体，由此奠定了纳米材料科学的研究基础，此后kaiyun官方网站登录入口，形形色色的纳米物质相继问世，各式各样的纳米制品持续涌现，纳米科技慢慢融入了大众的作业与日常。

摘自《科技史与方法论》清华出版社授权登载

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