纳米制造科学与技术中的基础问题研究进展

纳米制造是支撑纳米技术、信息技术和生物技术走向应用的基础．是制造业发展的方向。而纳米制造科学与技术中的基础问题．则是研究纳米制造的根本。本文在概述了纳米制造的基本概念之后,详细介绍了国内外纳米制造科学与技术中基础问题的研究进展．并在最后对于纳米制造科学与技术的未来研究进行了展望。     

光子束超衍射纳米加工技术及应用基础研究

新型纳米加工技术的研究开发是目前国际上关注的热点,是纳米技术、特别是纳米器件获得应用所必须解决的重要问题之一。纳米器件尺寸小型化、结构多样化、集成高度化的发展趋势要求纳米加工技术不仅具有纳米量级的加工分辨能力,而且也能够实现包括从二维到三维复杂纳米结构的加工与器件制备。     

纳米制造基础研究的相关进展

纳米制造是多学科的新型交叉研究领域。对其基础研究的深入展开可为前沿制造技术的进步提供有力支撑。在过去的20多年里，基于纳米制造的探索已展示出宽广的发展前景，并将在多个行业为社会带来巨大的经济效益。本文在简要介绍纳米制造背景、意义及应用的同时，着重描述国内外在纳米制造基础领域的研究现状，以及天津大学微纳制造实验室（MNMT）近年来所取得的研究进展。并对纳米制造基础研究进行展望。     

纳米酶标准术语

纳米酶是一类本身蕴含酶学特性的纳米材料,能够催化酶的底物,产生如同天然酶类似的催化反应,并具有酶促反应动力学等特征,属于一类新型模拟酶。自2007年首次报道以来,纳米酶已成为多学科交叉的研究热点,其应用研究涉及医学、环境、农业、国防安全等多个领域。近年来,基于纳米酶的新技术不断涌现,已有纳米酶相关产品问世。此刻,十分有必要对纳米酶的相关术语进行研讨并形成规范,以便专业人员深入理解和准确评价纳米材料的类酶活性,也有助于促进纳米酶产业化。     

认准目标 及时支持

信息技术在当代社会起着重要作用,它的基础是以硅集成电路为核心的微电子技术.可是集成电路的发展在物理上和技术上都已逼近了极限,多年来,人们一直在探索新的发展途径.一条现实可行的道路是,仍然以硅和硅集成技术为基础,利用硅基纳米器件的量子效应,建立量子电子学或称纳米电子学.若同时把速度最快的光作为信号的载体与纳米电子学结合,可以发展成硅基纳米光电子集成.纳米电子学和纳米光电子集成将成为未来信息技术的基础.     

纳米科技的内涵

目前科技界普遍公认的纳米科技的定义是：在纳米尺度（1-100nm）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技与众多学科密切相关,它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。现在已不能将纳米科技划归任何一个传统学科。如果将纳米科技与传统学科相结合,     

纳米科技的内涵

目前科技界普遍公认的纳米科技的定义是：在纳米尺度（1-100nm）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技与众多学科密切相关，它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。现在已不能将纳米科技划归任何一个传统学科。如果将纳米科技与传统学科相结合，     

纳米尺度物质的生物环境效应与纳米安全性

纳米尺度的物质进入生物、环境以后,与生命体和环境的相互作用过程以及所产生的生物环境效应,是一个新兴的、典型的学科交叉领域。本文主要介绍了纳米生物环境效应的科学问题,并结合国内外已有的实验结果分析了纳米尺度物质可能产生的新的生物效应以及对生物环境健康与安全的潜在影响。本文认为:纳米生物环境效应的研究必须与纳米科学技术的发展同步进行;纳米技术有可能成为人类第一个在其可能产生负面效应之前,就已经过认真研究,引起广泛重视,并最终能安全造福人类的新技术。     

纳米生物机器原理、制备及其应用探索

纳米生物机器是纳米生物技术领域的前沿热点之一,不仅对了解细胞运作规律、构建人工纳米机器有着重要意义,还为智能材料体系,生物传感器的设计、构造等提供理论和技术基础。本项目围绕纳米生物机器的构建及其运动机理这一核心问题,主要针对典型的天然蛋白质机器和人工核酸机器,通过对其结构与操控机制的研究,探索纳米生物机器的构建原理及一般性工作原理,发展纳米生物机器操控的新方法,     

纳米认知增强的伦理思考

纳米技术由于其自身的特性而能够在药物、植入物、基因技术等方面为认知增强提供更多更为直接有效的手段和途径。但是,纳米认知增强亦是一把双刃剑,其目的的不同会引起一些社会、伦理方面的问题,纳米科技专家和管理部门在研究和开发纳米认知增强技术的过程中,应遵循保护人类受试者、区别对待、预防原则以及底线原则等伦理原则,以促进纳米认知增强技术更好地为人类造福。     

基于电流体动力学的电驱动纳米模塑技术

目前,作为集成电路以及纳米加工主流工艺的光学光刻技术．由于其受到光学衍射极限的物理限制．在16nm线宽及其以下节点的结构制造中,其技术复杂性和设备制造成本大大增加。纳米压印作为一种高分辨率、高效率、低成本和操作过程简单的技术,引起了各国研究人员的广泛关注。然而纳米压印中不可避免引入的机械压力又会引发纳米结构几何变形、变尺寸结构填充不均匀等问题。本项目针对常规纳米压印存在的问题,基于介电聚合物的电流体动力学行为研究．提出了利用电场力替代机械力的电驱动模塑技术．在保持纳米压印突出优势的前提下．克服或避免了机械压力引发的技术性难题．成功实现了15nm节点结构的高保真复型以及深宽比8的大深宽比纳米结构成型。     

德国纳米伦理学研究的理论与实践

德国是较早开展纳米伦理学研究的国家,经过十多年的发展,德国的纳米伦理学研究在该领域产生了较为积极的影响。在理论层面,德国纳米伦理学研究注重对纳米伦理学的哲学反思,如对纳米技术技科学特征的分析;在实践层面,则包括对纳米技术的评估和如何应对纳米伦理问题的思考,如纳米技术的远景评估、纳米技术智慧伦理的应对策略;在研究方法上,主要是提出了"探索性的纳米技术哲学"的研究路径,并试图从文化多样性的视角去理解纳米伦理问题。德国纳米伦理学研究立足本国特点,旨在为纳米技术的可持续性发展和负责任的创新提供理论上的反思和政策上的建议,但同时也有一定的局限性,这对当前我国的纳米伦理学研究具有重要的借鉴意义。     

从天使到魔鬼的纳米物质

纳米，已经越来越多地进入到我们的生活中，各种纳米涂料、纳米服装、纳米化妆品、纳米电池等，似乎我们身边的所有东西都可以被“纳米”。但近来研究发现，涂料所含纳米微粒可导致人类发生严重肺纤维化，甚至死亡。中国科学院一位不愿透露姓名的纳米专家说：“大部分的纳米物质有一个特性就是尺寸越小，毒性越大。因为尺寸越小，它的表面积越大，反应活性也就越高，进入生物体后跟别的物质反应的可能性就越大。”     

08AL表面纳米化处理的研究及应用

通过对08Al板材的表面纳米化处理,经过拉伸试验、盐雾试验和磨损试验发现,经过表面纳米处理的08Al板屈服强度和抗拉强度显著提高,耐腐蚀性显著增强,但延伸性能和耐磨性能有所下降.对08Al板表面纳米化处理技术已经得到实际应用,并开发出产品.     

精成所至"金"石为开——记东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室教授佟伟平

学者们普遍认为,表面纳米化技术和低温渗氮技术是目前在纳米材料领域较有实用前景的技术之一.表面纳米化即利用各种物理或化学方法将材料的表层晶粒细化至纳米量级,制备出具有纳米结构的表层,但是基体仍然保持原有的粗晶状态,借以改善和提高材料的表面性能,如疲劳强度、抗蚀性和耐磨性等.     

三维自组装:从多分散的纳米粒子到单分散的超级纳米粒子

如何将具有特殊光、电性能的单个无机纳米粒子按照人类的意愿构建成宏观尺度、具有特定结构和性质的集合体,一直是当今科学界最具挑战性的前沿课题之一。我们发现,尺寸分布不均一的无机纳米粒子能自发组装为尺寸均一、具有核/壳结构的超级纳米粒子。这种多分散纳米粒子的自限制生长过程由纳米粒子自身的库仑排斥力和范德华吸引力间的平衡所控制。对这些相互作用力本质的认识为纳米粒子组装基元的可控设计和合成提供了理论基础,并可用于构建包括具有分级结构的胶体晶体在内的各种自组装结构,为纳米粒子的实际应用提供了新途经。此外,该研究结果对于理解单分散性的病毒等生物体系和聚合物等有机大分子超结构的形成具有指导意义。     

分子导线：半导体性-金属性组合的双壁纳米碳管

由于双壁纳米碳管独特的双层结构,可望在纳米器件领域得到广泛应用。如根据构成两层碳管的导电性不同,可用作分子导线和记忆功能的分子存贮器等纳米电子器件,并可用作分子轴承、分子马达、超高频分子振荡器等纳米机械器件。同时,双壁纳米碳管的双层结构也为研究层间作用力对声子和电子结构的影响提供了理想的平台。但是迄今为止,所制备的双壁纳米碳管由于纯度低、无序排列和直径分布较宽的特点,严重阻碍了对其深入的理论研究和实际应用。沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部任文才等于2002年率先提出了流动催化剂化学气相沉积法用…     

六维微位移、力全反馈纳米压印装备的关键技术与应用研究

纳米压印光刻（Nano Imprint Lithography，NIL）是面向45nm以下半导体制造工艺下一代光刻技术的主流之一。基于紫外纳米压印光刻是一种在常温和常压下使用的光刻技术，是非常有希望成为未来光刻技术的主流工业技术。多层纳米压印套印对准技术是基于常温紫外纳米压印设备的核心关键技术，该技术是制约紫外纳米压印光刻技术，广泛应用于半导体制造并促其成为主流光刻技术的瓶颈。将并联机构引入纳米压印装备的研制之中，进一步提升纳米压印设备中掩模台和工件台之间的对准精度和定位精度。     

我国纳米科技研究力量的机构分布与地域分布

参照加拿大国家研究理事会(NRC)提供的79个纳米篇纳米科技论文和中国专利信息数据库中的1280项纳米科技专利,本文展示了1994-2001年间我国国内纳米科技成果的机构分布与地域分布,揭示出我国纳米科技研究机构与研究地域相对分散,而研究成果高度集中等特点.     

纳米科技发展与前沿

评述了纳米科技的发展历史和最新进展,对开展我国的纳米技术研究提出了若干建议。