作者 | 高佩雯 陈天真
孩子们都喜欢机器人,大人也喜欢。电影里我们看得太多,但少有人知道,当前机器人到底发展到哪一步了?波士顿的机器狗,固然非常吸引人,像人一样会旋转跳跃翻跟斗的机器人,也足够惊爆眼球。不过,正如宏观世界之下还有微观世界,微型机器人也是一个不容小觑的阵地。
翻跟斗+旋转跳的机器人,动作很流畅。|波士顿机器人
想象一下,有一天你买了一个手机,里面有一个app,可以控制你体内成千上万个微型机器人,对你的健康状态进行监测,甚至跟着音乐在你的血管里跳一支机器人舞。那感觉一定amazing!
其实,这个场景看起来不远了。——至少,把这些机器人造出来,并注入你的体内,现在就可以办到(当然,后果暂时就没人顾得上了)。而且这些机器人,价格真的不要太便宜,因为它们是可以批量生产的,一下子就能“印”出好几百万个,每个只要几毛钱,跑起来还很灵活!
微型行走机器人,尺寸不到0.1毫米(约为人的头发宽度)。研究人员甚至想有一天把它们放进人的大脑,来倾听神经元。是不是有点炸裂呢!|康奈尔大学
研究人员将详情发表在8月的《自然》杂志上。
新型致动器催生的迷你机器人
我们之前可能听说过很多微型机器人,比如DNA折纸机器人(一种用单链DNA组装成的给药机器人,依靠人体内的循环系统而移动)、多腿的软体机器人(一种用软性硅薄片制作,下面装着上百条毛腿的机器人,可在外部电磁设备协助下,在人体内高效移动),甚至可愈合的活细胞机器人(一种使用皮肤细胞和心肌细胞组合而成的机器人,可通过心肌细胞的收缩产生不对称作用力,完成特定运动),等等。
六边形DNA纳米管机器人,可以打开释放药物(左)和长腿的软体微型机器人,正在运送胶囊(右、插图)|来自相关论文
但它们看起来都价格不菲,或者有这样那样的不足之处,比如,不够灵活,无法通讯,功能单一,离实际较远,会产生免疫反应,体型偏大……等等。
而这一次,康奈尔大学的科学家们,使用一种非常简单的方法,做出了一种可与外部通讯,功能可以非常多样的微型机器人。并且它的尺寸可达到0.1毫米以下,而且一做就是几百万个,协同起来,应用前景非常可观。
这种机器人的应用核心,在于它有一个相对成熟的“头部”;其关键突破,则是它有一个新型的“腿部”。从这个迷人的小东西身上,我们可以看到,科学家们是怎样在现有技术之上,通过一个“小小”的创新,来完成令人惊奇的科技突破的。(实际上,其“头部”亦来自同一团队成员之前的创新,该团队可谓“一步一个脚印”。)
微型机器人结构图,有头,有腿。|MarcMiskin, et al
首先要说它的头部。当然,这部分是现成的。机器人头部的制作工艺,就来自现有的半导体制造技术。
随着摩尔定律五十多年发展,半导体行业正在使用越来越先进的生产工艺,制造出越来越小的器件。现在,这些工艺可以把上百万个晶体管,放入差不多一个单细胞草履虫那么大的空间里。不仅如此,他们还能制作出微型传感器、LED屏,还有一堆小到看不见的封装。
(摩尔定律是指:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。由戈登·摩尔在1965年提出,目前快要到达瓶颈。)
这是迷你机器人的基础,也是当前所有智能机器的基础。
我们可以想象,没有腿的机器人是什么样的。不错,就是你手中的智能手机那个样子。这才15年不到,它就掌控了整个世界,不仅相当智能,通信功能一流,而且一只手就可以掌握。里面的元件多到数不胜数,要放到显微镜下才能将芯片上的电路看清。
康奈尔大学的这款迷你机器人的头,也跟它差不多,就像一个细胞级的智能手机,配备了专门的应用程序,尺寸也比正常手机足小了上万倍。它被称为光学无线集成电路(OWIC)。其上有小型的太阳能电池,如果把光照射在上面,就会激活一小块电路,驱动迷你LED屏幕,实现与外界交流。就像萤火虫一样。
微型机器人的头部,一个光学无线集成电路,可被光照激活。|MarcMiskin, et al
很酷的一点是,我们有不同的OWIC,搭配不同的传感器(将不同信号转换成电信号),有的可以测电压,有的可以测温度,或者有的只是一个闪烁的光点,告诉你它就在那里。这些OWIC作为微型安全智能标签,识别度比指纹还好。所以也被应用于其他医疗器械,用于获取更多信息,甚至可以被放进大脑,来倾听神经元,并通过LED闪烁将信号传出去。
不过,这只是一个“头”,没有腿,不能移动。要成为一个真正有行动力的机器人,还得有腿才行。
所以,科学家们在此基础上,给它开发出了一组会动的腿,或者我们可以称它——致动器。在显微镜下观察,可以看到它会在电压下蜷缩。
这些腿是如此细小,和迷你头部正好相配,以至于红细胞放在旁边,就像筷子边放了一个面包圈一样。肉眼当然是别想看到了。
科学家给OWIC配的腿,本来是直的,但是加电压后会蜷缩。|MarcMiskin, et al
原始的条带状的腿,伸缩动图。|MarcMiskin, et al
它是怎么动的呢?原来,动力来自于腿上沉积的铂层——大概十几个原子层厚。如果把铂放进水中,并施加电压,水中的原子就会吸附或脱离铂的表面——这取决于电压高低——从而产生力。借助吸附或驱赶铂表面的原子层,就可实现对腿的动作的控制,因为腿只有一面是铂层,另一面是钛或其他材料。
由于这些条带状的腿非常薄,所以可以反复弯曲伸直而不会断裂。研究人员还在此基础上用坚硬的板子(刚性聚合物)制作出了图案,其间隙就像是人的膝盖和脚踝,使得腿的弯曲能够达到预期,可做出想要的动作。
微型机器人模拟图,注意看它的腿,条带上有小硬片。|MarcMiskin, et al
这样,一个既有头、又有脚的迷你小机器人就出现了。它既有思想、又有驱动力。OWIC就是它的大脑,为我们提供传感器和电源(将光转化为电压),还能通过光来和我们互动。铂层就是肌肉,可以让机器人四处走动。只要把激光投射在OWIC的不同太阳能板上,产生电压,就能选择要驱动哪条腿移动,从而让它行走起来。
使用光刻技术实现批量生产
但这项研究更妙的不是机器人有多么小巧灵活,而是,它可以批量生产,一下就是几百万个。
你会以为,这些头和脚要分开制造,再拼接起来。实际上并非如此。它是使用光刻技术,就像制造传统芯片一样,类似逐层打印,先在晶片上一起“印”制好,再用化学药品从底部基质上“抠”下来的。头和腿可以同时打印,一“印”就是几百万个,一“抠”就是一个机器人军团。它们在离开基质后,自由翻折成成品的形状。
见识一下被化学药品泡下来的机器人,研究人员正用移液器将其转移到别处。|MarcMiskin, et al
据悉,一个4英寸(约10厘米)的圆晶硅片上,可以制造100万个这样的机器人。只需要非常低的电压,和非常少的能量就可以行动,能源利用效率非常高。并且它还非常坚固,可以忍受各种酸碱环境和超过200摄氏度的温度变化。在制造完成后20秒时间内,就可以自由行动。
由于非常微弱的电流就可以控制其腿部运动,它们具备与微电子电路集成的巨大潜力,可以与传感器和逻辑元件无缝集成(升级头部)。这意味着,在未来,这些机器人将不仅仅是完成行走这样的简单任务,还可以接收来自传感器和逻辑电路的更高级指令,具备感知能力和可编程性,进行丰富复杂的活动。
甚至,有一天,它可能成为我们体内的常驻工程师,用一根微小的针头,就可以将成千上万个机器人注射进我们的身体,完成各种功能。就像现在,它们已经可以顺利通过针头,并毫发无损。
小到极致的微型机器人,即使通过针头,再注射进人体,也毫发无损。|MarcMiskin, et al
不可避免的瓶颈,和非凡的应用前景
不过,凡事总有一些局限性。这款机器人,目前也面临一些瓶颈。
比如,就现下而言,它们还未能摆脱人的直接控制。换句话说,仍是一群提线木偶。其能量来源、计算和决策元件与本体都是分开的,还需要研究人员用激光照射才能为机器人提供指令。
而这本质上依然是一种尺寸限制。如果能够制造出完全自主的机器人,将能量存储、逻辑电路和传感器结合起来,当然会有更加广阔的应用前景。但在小尺度上面临着更加严苛的技术限制,能够在500微米大小的微型机器人上实现的功能,对50微米的机器人可能异常困难,对5微米的机器人或许就不可能了。
所以,这款机器人目前更多是作为一种模型,在尚未突破技术限制之前,为我们展示微型机器人的非凡应用前景。如果有一天我们突破了这所有瓶颈,那么就将真正迎来一个人造的微观世界。
在那里,无数机器人像细菌一样生活在我们的组织和血液里,提醒我们可能的健康风险,以及择机进行外科手术;当细胞癌变时,它们又聚拢起来,与一个个癌细胞奋勇作战,并通过手机告诉我们病情。
当我们的孩子们去野外取一滴水,放在显微镜下,看到的将不止有草履虫和细菌,还可能有一个个小机器人,见证我们与自然的奇异互动。
真的很期待那一天到来,不知
战后初期东通工时代
位于德国柏林Potsdamer Platz的索尼中心
1945年,日本在第二次世界大战后,首都东京成为一片废墟。井深大在东京日本桥地区的百货公司仓库成立“东京通信研究所”。盛田昭夫在井深大的邀请之下加入共同经营,公司并获得盛田酒业19万日元资金,于1946年正式成立“东京通信工业株式会社”,并迁址到品川区御殿山。
井深大在其公司“成立意旨书”(日文原文:设立趣意书)当中期望“要充分发挥勤勉认真的技术人员的技能,建立一个自由豁达、轻松愉快的理想工厂”,期待成为“工程师的乐园”。
成立初期经营无法稳定成长,直到10年后的1956年发展当时不被看好的晶体管技术,开发出世界第一台晶体管收音机“TR-55”一举成功,公司营运终于渐入佳境。
特丽珑技术
1950年代,索尼的黑白电视虽然大卖,但其技术竞争力却毫无优势,其后所制造的彩色电视量产良率上的品质亦不甚理想,导致巨额亏损甚至公司已到达倒闭的边缘。1967年,索尼发表了由井深大亲自加入开发特丽珑(Trinitron)映像管技术,这项技术使得索尼电视在全球热卖,盛田昭夫自日本开发银行借得巨额开发债务也在3年内还清。
快速成长
Betamax落败
索尼的HDV产品:Sony HVR-S270U
1970年,索尼与JVC、松下共同发表了U-Matic磁带录影系统,正式为日后的录像带规格竞争揭开序幕,1975年4月16日,索尼发表了全球第一台针对民生用市场Betamax规格的SL-300,并一举让索尼成为全球的消费性电子影像大厂。
而日本JVC在1976年9月推出了VHS规格,而松下幸之助也决定加入了VHS阵营。在Betamax与VHS影像纪录竞争中,由于VHS针对Betamax最大的弱点(录影时间只有1小时)作改良,以及Betamax在索尼不愿意开放规格授权的情况下,VHS以Betamax三倍的速度迅速扩张市场。
索尼摄像机
索尼坚持以Betamax对抗由全世界公开规格的VHS联盟,最后长达14年的规格主导之争终于在1988年索尼毅然加入VHS阵营,Betamax全面退出市场而结束。单从技术上来看,Beta格式远远的强于VHS格式,但是松下通过灵活的授权运作获得了众多厂家的支持,因而统领了民用市场。Betamax格式凭借技术优势进入了专业领域,成为专业广播级视频领域的主导标准,如今的众多广播级视频标准都是基于这一起点的。
随身听
1979年3月,在井深大的要求下,音响部门把记者用的小型录音机“新闻人”(Pressman)修改成体积更小的录音机,在得到许多人赞美良好的音质评价后,在盛田昭夫的主导下,索尼在1979年7月开始,推出了Walkman(随身听),盛田昭夫将Walkman定位在青少年市场,并且强调年轻活力与时尚,并创造了耳机文化,1980年2月开始在全世界开始做销售,并在1980年11月开始全球统一使用“Walkman”这个不标准的日式英文为品牌,直到1998年为止,“Walkman”已经在全球销售突破2亿5000万台。盛田昭夫在1992年10月受封英国爵士,英国媒体的标题是:起身,索尼随身听爵士。
发展壮大
收购哥伦比亚电影
索尼在Betamax与VHS影像纪录竞争中惨败后,盛田昭夫认为有必要将最高档的硬件与最先端的内容结合,才能掌握市场。1989年9月25日,在盛田昭夫的主导下,日本索尼陆续并购了CBS(Columbia Broadcasting System,哥伦比亚广播公司)的电影与音乐部门,使它成为SPE(索尼影视娱乐,Sony Picture Entertainment)的旗下子公司。
在当时的时空背景下,日本经济大幅成长,奠定了世界第二大经济体的
Sony Qrio机器人
地位,而美国的经济却是走下坡般萎靡不振;日本由于第二次世界大战中败给美国,许多日本企业为了民族自尊心,疯狂的并购了美国的企业,而众家美国公司却无力反击。
其中以三菱(Mitsubishi)买下纽约的地标洛克菲勒中心(Rockefeller Center)以及索尼以60亿美元天价买下哥伦比亚三星电影公司,创下了当时日本最大的一宗海外并购案,被美国人视为日本人入侵美国。
但是,这一日本历史上金额最高的收购案也使索尼一度成为日本历史上亏损额度最高的企业。1980年代末期,日本开始爆发了泡沫经济危机,而索尼电影事业群也因为票房不佳,从此惨赔数年,成为当时索尼获利的主要障碍。直到1997年,霍华德·斯金格主导改革,逐渐获利,并于2004年11月并购了历史悠久的米高梅电影公司。
PlayStation
索尼PSP
由于任天堂公司所出品的红白任天堂主机的成功,促使索尼在1988年宣布与任天堂合作,共同开发超级任天堂用CD-ROM主机。
1992年5月在任天堂的背叛之下合作破局,久多良木健向当时最高经营决策者大贺典雄全力争取开发新一代游戏机计划,大贺典雄在众多的反对声浪中,强力为久多良木健的游戏机开发计划背书,1993年开始,索尼旗下的“日本索尼音乐”成立索尼电脑娱乐(SCE),并计划代号“PS-X”开发新一代的CD-ROM游戏主机,全力对抗任天堂所主导的游戏市场。
1994年12月3日,SCE推出了PlayStation(PS),2000年3月4日推出PlayStation 2(PS2),2004年12月12日,推出PlayStation Portable(PSP),2006年11月11日推出PlayStation 3(PS3),2011年12月17日推出PlayStation Vita(PSVITA)。2013年11月15日推出Playstation4(PS4)。至2012年3月31日止,PlayStation系列电视游戏机销售量超过4亿2300万台,其中PS为1亿425万台,PS2为1亿5580万台,PSP为7630万台,PS3为6485万台,PlayStation成为继Walkman后,全球最为成功的产品。
数码梦想小孩
在大贺典雄的钦定下,跃过十四位资深董监事与资深元老,索尼1995年3月22日宣布由默默无闻的出井伸之出任社长,激起媒体记者一片“出井是谁?”的疑问,1995年4月1日上任,也开启了10年的出井伸之数位梦想时代。自1995年担任以来,在公司的内部改革中,出井伸之引进美国董事会的模式,将原内部董事会的成员大幅削减,并提高外部董事。 在公司的定位与经营理念中,提出了“数位、梦想、小孩”、“Do you dream in Sony”、“无所不在的价值网络”…等对索尼新的愿景,出井伸之认为索尼卖的是个人体验,我们存在的理由是创造人们的欲望,提供一种梦想。
Sony Cyber-shot DSC HX200V
他的结论是:索尼卖的是个人体验,电影、VAIO、PlayStation、Walkman等等。它们不是维持人类生命的必需品,我们存在的理由是创造人们的欲望,进入他们的生活,提供一种梦想,为了达到这目地,我们得保持充满好奇和欢乐的赤子之心,给予人们一种像孩子般无忧无虑的快乐生活。”
“如果不发展出一个崭新的业务模式,索尼将沦为网络 *** 作者零部件供应商。新的索尼产品就应是娱乐、电子和情感的融合。”
以电子、游戏、娱乐、金融四大领域,带进数位化、网络化。1996年后索尼陆续推出了CyberShot数码相机、VAIO笔记型电脑、Clie PDA(个人数位助理)…等数位化的产品,并在市场上获得了空前的成功。而在原本收益极差的电影事业群,找来了媒体人霍华德·斯金格,在其改革下营运逐渐好转,而后推出《蜘蛛侠》、《卧虎藏龙》…等热门影片,娱乐事业群成为索尼的重要获利来源。在2001年4月公布的2000年财报,索尼靠著PlayStation 2的热卖,使它获得成立以来的最高获利25亿美元。
面临危机
世界第一台随身听产品:Sony TPS-L2
PlayStation游戏机打败了劲敌任天堂、逼走了SEGA(世嘉)、数码相机领先传统相机品牌、影像接收芯片独占市场、VAIO系列个人电脑热卖。但自2001全球经济衰退、网络泡沫化;1994年发表至今PlayStation开发后已经有10年未再发表独创性的产品;本身在电子领域中因为WalkMan不支持MP3格式造成苹果电脑的iPod数位随身听在全球热卖,取代了WalkMan原有地位。
拥有自傲特丽珑(Trinitron)技术的WEGA独自开发高清影像技术而错估液晶电视的发展,使得拥有液晶技术的夏普(Sharp)、三星([4]Samsung)取得电视影像的领导地位…一连串的决策错误以及电子产品价格不断压缩等因素,使得索尼在2000年得到的空前成功,到了2002年却严重受挫至今。
2003年4月,索尼公布2002年财政年度报表,公司巨额亏损的消息披露后,索尼危机开始浮现台面,引发了索尼震撼(Sony Shock),索尼股票连续2天跌停25%,并诱发日本股市的高科技股纷纷跳水,带动日经指数大幅下跌,震撼了日本股市,高科技公司的股票纷纷遭到抛售。出井伸之遭受批判作梦做太久、不务正业声音也不断出现,从过去被评选为最成功的CEO沦落成最差劲的CEO。2003年12月出井伸之说明网络就像陨石坠落一样,恐龙因此惨遭灭绝,索尼正有如此的危机存在。当月也发布了期望三年内电子部门盈余可以达到10%的“转型60”改革计划。
中期与未来
索尼的第一款Cyber-shot相机:DSC-F1
在2006年国际消费电子展上,索尼公司公布娱乐业务的未来发展相关的战略:重点发展四大支柱业务,即高清领域、数位影院、游戏和电子娱乐,以强化其作为一家全方位娱乐服务公司的地位。
2006年10月1日起, 索尼集团将调整电子业务负责人以加强中长期发展策略,进一步支持核心业务,并重点加强产品开发和产品质量领域。研发和所有新业务职能将会集中在索尼总部,直接由中钵良治领导。
2008年索尼入选世界品牌价值实验室编制的《中国购买者满意度第一品牌》,排名第12。
2012年平井一夫上任后,将移动设备业务,数字影像业务和游戏业务列为索尼电子业务的核心业务,同时努力扭转电视业务,积极开发新业务。 同时提出one sony战略,以期集合全集团力量。
2013年4月16日索尼宣布和医疗器械厂商奥林巴斯共同设立了内视镜研发公司,将正式加入医疗器材行业[5]。
1. 仿写纳米技术就在我们身边第4自然段3段仿写:
我看见过美丽的迎春花,观赏过火红的香山红叶,却从没看见过玫瑰这样的花.玫瑰真红啊,红的好像战士的鲜血;玫瑰真美啊,美得让人陶醉;玫瑰真香啊,香的招引来了几只蜜蜂;我静静地看着,看着那仙女般的,娇嫩的玫瑰,让正在观赏的我陶醉在那里.
我看见过波澜壮阔的大海,玩赏过水平如镜的人工湖,却从没见过黄山这样的水.黄山的水可真凉啊,凉的扑在脸上,比夏天洗个凉水澡都舒服;黄山的水可真清啊,清的能看见小鱼在水里玩耍、嬉戏;黄山的水可真急啊,急得拍打在岩石上,水花四溅.“嘿!儿子,该上山了!”我这才想起我该上山了.
我见过香气扑鼻的夜来香,观赏过婀娜多姿的月季花,但是我更喜欢坚强不屈的梅花,梅花真洁白啊!像冬天里的雪花;梅花真美丽啊!像翩翩起舞的天鹅;梅花真坚强啊!像个英勇的战士.梅花坚强不屈的精神一直激励着我前进.
2. 纳米技术纳米是长度单位,原称毫微米,就是10^-9米(10亿分之一米),即10^-6毫米(100万分之一毫米)。
纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。
这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 对于固体粉末或纤维,当其有一维尺寸小于100nm,即达到纳米尺寸,即可称为所谓纳米材料,对于理想球状颗粒,当比表面积大于60m2/g时,其直径将小于100nm,即达到纳米尺寸。
纳米材料比表面积研究是非常重要的,纳米材料的比表面积检测数据只有采用bet方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点bet法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以bet测试方法为基础的,请参看我国国家标准(gb/t 19587-2004)-气体吸附bet原理测定固态物质比表面积的方法。
比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员就时刻都不能离开,并且要高度集中,观察仪表盘, *** 控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。真正完全自动化智能化比表面积测试仪产品,才符合测试仪器行业的国际标准,同类国际产品全部是完全自动化的,人工 *** 作的仪器国外早已经淘汰。
真正完全自动化智能化比表面积分析仪产品,将测试人员从重复的机械式 *** 作中解放出来,大大降低了他们的工作强度,培训简单,提高了工作效率。真正完全自动化智能化比表面积测定仪产品,大大降低了人为 *** 作导致的误差,提高测试精度。
f-sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现bet法检测功能的仪器(兼备直接对比法),更重要的f-sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备,其测试结果与国际一致性很高,稳定性也很好,同时减少人为误差,提高测试结果精确性。编辑本段纳米技术的含义-1. 所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。
科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。. 纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。
人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。. 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。
1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
编辑本段纳米技术的含义-2纳米技术(纳米科技nanotechnology)纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。从迄今为止的研究状况看,关于纳米技术分为三种概念。
第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。
这种概念的纳米技术未取得重大进展。第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。
也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。
现有技术即便发展下去,从理论上讲终将会达到限度。这是因为,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,这样将破坏绝缘效果。
此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。
所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。
从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世。
3. 有关纳米技术的作文(580)纳米技术,人类的最新科技! 纳米技术,一个崭新的名词出现在人类面前,人们可以把它用在医学、科学上。
等等,它为人类做出了巨大贡献,人们可为发现它而感到自豪! 就拿一个真实的例子来说吧:水蛰,土话蛰弟,一种擅喝人血的动物,让人十分恐惧!那是我上6年级时的暑假,我跟我弟弟一起去小河里钓鱼,弟弟说他很热,要下去洗个澡,我说:“好吧,你小心点,找水浅的地方游,千万别找水深的地方!”“知道了!”他说了一句。
过了一会,我钓到了4条鱼,突然听到弟弟喊救命!我猜他一定是掉到水深的地方了,没想到他在水浅的地方抱着腿在大叫,我以为他耍我,只听他说:“我被蛰弟蛰到了,现在它在我腿里。啊。
!”我一看他的腿,可不是么?!一条鼓鼓的东西在弟弟腿里蠕动,我想起了如果不及时将它弄出来,我弟弟的血肯定会被它吸干!我用手使劲的打弟弟的腿,想把它弄出来,但我越打它它越往里钻,这下完了,我跌落在草地上。 突然,我想起了附近有个卫生室,于是我背起弟弟飞速向卫生室跑去,到了那里后,医生说这种情况很棘手,只能试试用纳米机器人强行进去驱逐水蛰。
经过一段时间后,水蛰终于背纳米机器人驱逐出来了,惊险过去了。 通过这个事件使我知道了两件事情: ①以后千万不能在没有大人陪同的情况下自己去河湾坝塘等地。
②纳米技术太有用了! 纳米技术,人类的最新科技。
4. 求一篇关于纳米技术的文章纳米技术
纳米是长度单位,原称毫微米,就是10的-9次方米(10亿分之一米)。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。从具体的物质说来,人们往往用细如发丝来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。 纳米技术包含下列四个主要方面:
⒈纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。
⒉纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。
⒊纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。
⒋纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子 *** 纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的。
在1998年的四月,总统科学技术顾问,Neal Lane 博士评论到,如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响,我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技大挑战机构,资助进行跨学科研究和教育的队伍,包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括:
把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中,这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。由自小到大的方法制造材料和产品,即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。生产出比钢强度大10倍,而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便,更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率,使今天的奔腾?处理器已经显得十分慢了。运用基因和药物传送纳米级的mri对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官去除在水和空气中最细微的污染物,得到更清洁的环境和可以饮用的水。提高太阳能电池能量效率两倍。
5. 谁有关于纳米技术的作文几年来,我们看到了我们伟大的祖国的科技事业的迅猛发展,这让我为我是个中国人而感到无比的自豪。记得很久以前,手机的用途几乎只有一个,那就是打电话,可是前几年,手机有了很大的改变,不仅外观漂亮多了,而且用途也多了,可以用手机拍照、开会、上网、发短信息等等一系列的事情,这让我们的生活更为方便,也让我更加领会到了科技的力量,不过,我只是个初出茅庐的学生,对“科技”二字的内容还知之有限,我无法用一些很深奥的理论来阐述科技的玄奇,也无法对各位走上工作岗位的长辈们承诺我所能实现的科技蓝图。但我愿意用一个学生的角度来畅想科技与未来。
从基因工程“让人活到一千岁”的梦想,到纳米技术“包你穿衣不用洗”的诺言;从人工智能“送你一只可爱机器狗”的温馨,到转基因技术“让老鼠长出人耳朵”的奇观。不断有新的科技在诞生,每一个新科技的发现都会让人们欣喜若狂,因为,这些新科技正在逐步地改善我们的生活,让我们更加了解自己。就近期而言,中国首先完成了非典病毒全基因组测序,非典现在是全球公认的危害性最大的疾病,可是为什么别的国家不能首先完成,而我们国家就偏偏完成了呢?很简单,这说明了我们国家不比别人落后,不比别人差,回头看看我们祖国的过去,从曾经一个刚刚起步的改革开放的国家到现在的拥有领先的科技水平的大国,我们的祖国经历了多少的风风雨雨,多少的困难与坎坷,但是我们的祖国还是挺过来了,因为我们的祖国坚信——科技不仅改变命运,还可改变未来。
对于我们这一代人,对社会的普遍感觉是竞争意识强了,学习劲头足了。科普知识是我们关注的焦点,爱因斯坦、霍金、比尔·盖茨是我们心目中的明星,计算机科学、现代物理和化学动态更是无时不牵动着我们。我们已经明白科技的重要性,也知道了科技的普遍性。
虽然科技创造新生活的前景引人遐思,令人神往。但是归根结底是要靠我们共同的努力实现的。作为祖国未来建设的中坚,我们这一代年轻人肩上的担子的确不轻,新的机遇总是伴着风险与挑战,但是,我们不会轻易地说放弃,我们用我们的青春向前辈们发誓:决不辜负前辈们对我们的希望。
回望文明的历程,是科技之光扫荡了人类历史上蒙昧的黑暗,是科学之火点燃了人类心灵中的熊熊的希望;科技支撑了文明,科技创造着未来,而未来在我们手中。让我们成为知识的探索者,让我们在未知的道路上漫游,让我用我们的创造力将我们居住的世界变得更美好。
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