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纳米技术是如何工作的

作者:Kevin Bonsor &乔纳森·斯特里克兰

纳米技术的世界

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一位工程师在微芯片生产的早期阶段准备硅片。
山姆住宅小区/法新社/盖蒂图片社

专家们有时对纳米尺度的构成存在分歧,但一般来说,你可以想到纳米技术可以处理1到100纳米之间的任何东西。比它大的是微尺度,比它小的是原子规模。

纳米技术正迅速成为一个跨学科的领域。生物学家、化学家、物理学家和工程师都从事纳米级物质的研究。Störmer博士希望不同的学科发展出一种共同的语言,并相互交流[来源:Störmer]。他说,只有这样,我们才能有效地教授纳米科学,因为如果你没有多元科学的坚实背景,就无法理解纳米技术的世界。

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纳米尺度的一个令人兴奋和具有挑战性的方面是量子力学在其中所扮演的角色。量子力学的规则与经典物理学有很大的不同,这意味着物质在纳米尺度上的行为有时会因其不稳定的行为而与常识相矛盾。你不可能走到一堵墙前就立刻传送在纳米尺度上,一个电子可以电子隧穿.的物质绝缘体,这意味着它们不能携带电荷,体积可能会变大半导体在纳米尺度下。熔点会因表面积的增加而改变。许多纳米科学要求你忘记你所知道的,然后重新开始学习。

这意味着什么呢?现在,这意味着科学家们正在对纳米级物质进行实验,以了解它们的特性,以及我们如何在各种应用中利用它们。工程师们正试图使用纳米尺寸的电线来制造更小、更强大的微处理器。医生们正在寻找将纳米颗粒用于医学应用的方法。不过,要让纳米技术主导技术和医疗市场,我们还有很长的路要走。

在下一节中,我们将研究两种重要的纳米技术结构:纳米线和碳纳米管。