作者：读书堂
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
微小的世界试读：
内容提要
本书从以下内容阐述，分别为：
第一章 纳米科技的发展历程
、第二章 纳米科技的重要意义和产业前景、第三章 纳米科技的应用领域、第四章 纳米材料的制备方法和应用领域。第一章 纳米科技的发展历程1.1 20世纪80年代末正式诞生
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼最早提出了纳米尺度上的科学和技术问题。他在一次演讲中提出：“如果人类能够在原子/分子尺度上来加工材料和制造装置，我们将有许多激动人心的新发现。”这是关于纳米科技的最早梦想。
1962年，久保（Kubo）等人提出了超微粒子的量子限制理论（或叫量子限域理论），推动了向纳米尺度的微粒进行探索。
1974年，Taniguchi最早使用纳米技术（nanotechnology）一词描述精细机械加工。
20世纪70年代后期，美国麻省理工学院德雷克斯勒提昌开展纳米科技的研究，但当时多数主流科学家对此持怀疑态度（历史如此相似：早在1912年就提出来的大陆漂移学说，在当时也受到忽视，直到20世纪60年代才能广泛接受，并使地质学活跃起来）。
20世纪80年代初，由于发明了扫描隧道显微镜（STM），原子力显微镜（AFM）等微观表征和操纵技术，对一些纳米微粒的结构、形态和特性进行了比较系统的研究，并在用量子尺寸效应解释超微粒子的某些特性时获得成功。
1984年，德国萨尔大学Gleiter等人首次采用惰性气体蒸发冷凝法制备了具有清洁表面的纳米Fe、Cu、Pd等金属粉末，然后在真空室中原位加压制得纳米固体。随后又发现纳米TiO陶瓷在室温下呈现良2好的韧性，使人们看到了改善陶瓷脆性的希望。
1985年，Kroto等人采用激光加热石墨蒸发并在甲苯中形成C，60于是在全世界兴起了C的研究热潮。60
1990年7月，在美国巴尔的摩同时举办了第1届国际纳米科学技术会议和第5届国际扫描隧道显微学术会议，标志着纳米科技的正式诞生。正式提出了纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学和纳米机械学的概念，并决定出版《纳米技术》、《纳米结构材料》和《纳米生物学》三种国际性专业期刊。从此，一门崭新具有潜在应用前景的科学技术——纳米科技得到了全世界科技界的密切关注。
诺贝尔物理奖获得者、美国哥仑比亚大学的斯托默（Stormer）说：“纳米技术给了我们工具来摆弄自然界的极端——原子和分子。万物都由它而制成……创造新事物的可能性看来是无穷无尽的。”诺贝尔化学奖获得者、美国康奈尔大学的霍夫曼（Hoffman）说：“纳米技术是一种天才的方法，能够对各种大小、性质错综复杂的结构进行控制。这是未来的方法，精确而且对环境保护十分有利。”一时间，“纳米热”遍及全球，纳米科技成为世界各国竞相投巨资，加紧攻关的一项热门技术。
从纳米科技诞生之日起，纳米科技就已经取得了很多新的研究成果。其显著特点是，基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们的预料。1989年，美国斯坦福大学搬动原子团写下了“斯坦福大学”的英文名字。1990年，美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”字样。1991年，日本首次发现纳米碳管，它的质量是相同体积钢的1/6，而强度却是钢的10倍，于是，纳米碳管立刻成为纳米热点。1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。1998年，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学成功地制备出量子磁盘。这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系，美国商家已组织有关员将这项技术迅速转化为产品，预计2005年市场销售额可达400亿美元。1999年7月，美国加利福尼亚大学与惠普公司合作研制成功100nm芯片。2000年，美国柯达公司成功地研制了一种既具有颜料，又具有染料功能的新型纳米粉体，预计将给彩色印像业带来革命性的变革……
1.2 21世纪各加紧攻关
（1）美国1991年，美国正式把纳米技术列入“国家关键技术”和“2005年的战略技术”，并指出：“微米级和纳米级制造涉及微米和纳米材料、器件的制造和使用，对先进的纳米技术的研究可能导致纳米机械装置和传感器的产生……纳米技术的发展可能使许多领域产生突破性进展。”
1998年4月，美国总统科技顾问莱恩（Lane）说：“如果我被问及明日最能产生突破的一个科技领域，我将指出这是纳米科学和技术。”
1999年1月，美国国家科学基金会发表了一个声明，指出：“当我们进入21世纪的时候，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”“纳米科技将与信息技术和生物技术一样，对21世纪经济、国防和社会产生重大影响，并可能引导下一场工业革命。”“70年代重视微米技术的国家如今都成为发达国家，现在重新纳米技术的国家很可能成为下一世纪的先进国家。”“纳米科技未来的应用将远远超过计算机工业。”“纳米科技将对人类产生深远的影响，甚至改变人们的传统思维方式和生活方式。”
美国《商业周刊》将纳米科技到为21可能取得重要突破的3个领域之一（其它两个为生命科学和生物技术，从外星获得能源）。
2001年1月，美国总统克林顿在加州理工学院正式宣布了美国的国家纳米技术倡议（NNI），并在2001年财政年度增加科技支出26亿美元，其中近5亿美元用于发展纳米技术。克林顿说：“我的预算支持一个比较重要的、新的国家纳米技术倡议，即在原子和分子水平上操纵物质的能力、价值为5亿美元。试设想一下这些可能性：材料将10倍于钢的强度而重量只有其几分之一；国会图书馆内所有信息可以压缩在一块方糖产大小的器件之中；当癌病变只有几个细胞那样大小时就可以探测到。我们的某些目标可能需要20年或更长的时间才能达到，但这恰恰是为什么联邦政府要在此起重要作用。”
对于纳米技术的前途和地位问题，美国政府的结论是：“众所周知，集成电路的发现创造了“硅时代”和“信息时代”，而纳米技术在总体上对社会的冲击将远远比集成电路大得多，它不仅应用在电子学方面，还可以用到其它很多方面。有效的产品性能改进和制造业方面的发展，将在21世纪带领许多产业革命”，因此，应把纳米科技放在科学技术的最优先地位。据说，克林顿宣布的美国国家纳米技术倡议书中原来还有一个副标题：“领导下一次工业革命”。这就是美国真正的动机、目标和野心——试图象微电子那样也在纳米科技这一领域独占老大地位。为此，美国还成立了一个纳米科学技术工程协作小组（IWGN），该小组由物理学家、化学家、生物学家和工程师组成并准备成立10个纳米中心，目标是尽快将纳米技术这一可行性变成现实。美国2000～2001年联邦政府机构的纳米研究开发经费分配美国按研究项目分配的纳米研究开发经费（2）日本
日本早在20世纪80年代初就斥巨资资助纳米技术研究。从1991年起又实施一项为期10年、耗资2.25亿美元的纳米技术研究开发计划。日本制订的关于先进技术开发研究规划中有12个项目与纳米技术有关。在21世纪刚刚到来的时候，鉴于美国政府把纳米科技到为国家技术发展战略目标，日本政府不会忘记20世纪美国在信息高速公路发展中的表现出的战略眼光，这一历史教训迫使政府民纳米技术作为今后日本科研的新重点，投入研究开发经费约3.1亿美元，并设立了专门的纳米材料研究中心，力争在这一高新技术领域中不落后于美国。日本决定从2001年起开始实行“官产学”联合攻关的方法加速开发这一高新技术。在未来5年科技基本计划中，把以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通讯、环境保护并列为4大重点发展领域。研究物重点方面是纳米级材料的制造技术和功能，通信用高速度、高密度的电子元件和光存储器等。日本的野心是组建“世界材料中心”，以提高其材料技术的国际竞争力，主要开展无机材料特别是陶瓷材料技术的研究和开发——“因为纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。”（3）欧洲
德国在1993年就提出了今后10年重点发展的9个关键技术领域，其中4个领域就涉及纳米技术。最近，德国以汉堡大学和美因茨大学为纳米技术研究中心，政府每年出资6500万美元支持微型技术的研究和开发。德国还拟建立或改组6个政府与企业联合的研发中心，并启动国家级的纳米技术研究计划。已取得的重大成果有纳米秤、原子激光束等。
英国也制订了纳米技术研究计划，在机械、光学、电子学等领域遴选了8个项目进行研究。
法国最近决定投资8亿法郎建立一个占地8公顷、建筑面积为6万平米，拥有3500人的微米/纳米技术发配中心，配备最先进的仪器和超净室，并成立微米纳米技术之家。
欧共体从1998年开始正式执行第5个框架计划，材料技术仍然是其中主要的领域之一，总投入约5.4亿欧元。提出了用纳米技术改变材料的生产工艺，提高材料和产品的性能，扩大其应用领域。到目前为止，欧洲已有50所大学，100个国家级研究机构在开展纳米技术的研究。
1999年美国对各国纳米技术的研究现状进行调合指出，当前美国在纳米材料合成、化学品和生物方面占优势，而在纳米器件、纳米仪器、超精度工程、陶瓷和其它结构材料方面略逊于欧洲。日本则在纳米器件和复合纳米结构主面有优势，而在分子电子学技术领域仅次德国在纳米测量技术、超薄膜等领域具有很强的优势。美国、日本、德国、英国、瑞典、瑞士等国家都已经建立了优秀的纳米技术研究中心。过去10年，西方发达国家纳米科技领域的投资以年均25%的速度增长，总投资达100亿美元。（4）中国
我国对纳米科技的重要性已有较高的认识，想方设法从经费上给予了一定的支持。从“八五”、“九五”开始就设立了“攀登计划”项目和相关的重点、重大项目。尽管如此，我国通过这些项目对纳米科技领域资助的总经费才约相当于700万美元，与发达国家相比，投入经费相差很我国拥有一支比较精干的纳米科技队伍，他们主要集中于中科院和国内一批知名高校。我国的研究力量主要是纳米材料的合成和制备、扫描探针显微学、分子电子学以及极少数纳米技术的应用等方面。特别是在纳米材料方面获得了重要的进展，并引起了国际上的关注。1993年，中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国进入国际纳米科技前沿。1998年，清华大学范守善小组在国际上首次制备出直径3～50nm、长度达微米级的发蓝光氮化镓（GaN）半导体的一维纳米棒。不久，中科院物理所解思深小组合成了目前世界上最长（达3nm）、直径最小（0.5nm）的“超级纤维”纳米碳管。1999年，中科院金属所成会明制备了高质量的半壁纳米碳管，并测定了其储氢容量。2000年，中科院金属所卢柯在国际首次发现纳米晶体铜的室温延展超塑性，纳米晶体铜在室温下竟然可拉伸50倍而不断裂。1995年，德国科技部对各国在纳米技术方面的相对领先程度的分析中，认为我国的纳米材料方面与法国同列为第5等级，前4个等级依次为日本、德国、美国、英国和北欧。但由于科研条件的限制，我国的研究工作只能集中在一些硬件条件要求不太高的领域，属世界首创的、具有独立知识产权的成果还很少。
在纳米产业方面，国内外都还处于起步阶段。我国已经建立10多条纳米材料生产线，涉及纳米科技的企业达到102家。我国在纳米科技领域的总体几乎与发达国家仍然存在很大差距——尤其是在纳米器件研制方面，这将对我国未来纳米产业参与世界竞争极为不利。抓住机遇，迎头赶上，才能使我国在国际纳米科技领域的竞争中占有一席之地。
第二章 纳米科技的重要意义和产业前景
2.1 重要意义
纳米科技的陡然升温不仅仅是尺度的缩小问题，实质是由于纳米科技在推动人类社会产业巨大变革方面所具有的重要意义决定的。（1）纳米科技将促使人类认知的革命
人类对客观世界的认识是随着科学技术的发展而不断深入的。认识从直接用肉眼就能看到的事物开始，然后不断深入，逐渐发展为两个层次：一是宏观领域；二是微观领域。这里的宏观领域是指以人的肉眼可见的物体为最小物体开始，直至无限大的宇宙天体。微观领域是指以分子原子为起点，下至无限小的领域。然而，在宏观领域与微观领域之间，还存在着一个过渡区称之为介观领域。它包括从微米、亚微米（0.1～1μm）、纳米（1～100nm）到团簇尺寸（由n个～几百个原子组成）的范围。介观领域特别是纳米尺度范围内，出现了许多奇异的物理和化学特性，从而引起人们极大的研究兴趣。但是，纳米尺度内的物质世界及其特性是人类较为陌生的领域，也是一片新的研究疆土。在纳米尺度上有许多新现象，新规律有待发现，它充满了原始创新的机会，这也是新技术发展的源头。纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归类为任何一门传统的学科领域。而且现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性突破的。因此，对于还比较陌生的纳米世界中尚待揭示的科学问题，科学家有着极大的好奇心和探索欲望。
纳米科技是对人类认知领域新疆域的开拓，人类将承担对新发现和新理论重新学习和理解的任务。而一旦对这一领域探索过程中形成的理论和概念在我们的生活中得以广泛应用，那么人类将建立不同于我们肉眼所能观察到的物质世界的新概念，它将极大地丰富我们的认知世界，并给人类社会带来观念上的变革。这种影响绝不亚于信息社会和生物技术对人类的影响。（2）纳米科技是人类实现可持续发展的保证
20世纪是大发展的年代，但也是对环境大破坏的年代。从人类未来发展的角度看，可持续发展将是人类社会进步的唯一选择。纳米科技是从原子、分子出发制造材料和产品，原材料消耗少，对环境造成的污染程度低。因此，纳米科技推动产品的微型化、变性能化以及对环境友好化，这将极大地节约资源和能源，减少人类对其过分的依赖，并促进生态环境的改善。从此，将在新的层次上为可持续发展的理论变为现实提供物质和技术保证。（3）纳米科技将引发一场新的工业革命
纳米科技是未来信息技术和生物技术等各种学科深入发展的一个重要基础。它本身又可以形成一个很大的新兴产业。最初，纳米科技的一个主要推动力来自于信息产业。由于量子效应，一般认为微电子器件的极限线宽是70nm。如果半导体器件的尺寸能做到100nm以下，则纳米技术下的计算机运算和存储能力将比目前向来主技术下的计算机性能呈指数倍提高，这将是对信息产业和其它相关产业的一场深刻革命。美国和日本都已经研制成功单个电子晶体管，它可以控制单个电子的运动状态并完成特定功能；还可以使功耗降低到原先的1/1000，从而将根本上解决日益严重的功耗问题。与传统的电子之器件相比，这种量子器件具有响应速度快、结构简单、可靠性强、成本低等优点。美国IBM公司于1991年制造出了一种氙原子开关，开关速度居然达到了30.05纳秒（200亿分之一秒）。有关专家预计，这一突破性的发明可能使美国国会图书馆的全部藏书存储在一个直径约0.3米的硅电上。
同样，生命科技和生物技术也面临着纳米科技影响下的变革。例如，以20种氨基酸为原料，利用纳米技术按分子设计合成所需的蛋白质“零件”，并进一步利用肌肉细胞的纤维结构骨架和纤维结构，从而制造出分子机器人。可利用这种分子机器人在人体血液中循环，对身体各部位检测、诊断，并实施特殊治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，甚至可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。又如将药物储存在纳米碳管中，随血液流动输送到人体的各个部位，并通过一定的机制激发药剂的释放，使定位病变治疗和可控药剂成为现实。在人工器官外表面涂上纳米粒子可预防移植后的排斥反应。研究耐用的与人体友好的人工组织、器官复明和复聪器件。研制生物仿生化学药品和生物可降解材料，研制测定DNA用的基因芯片，对动植物进行基因改善和治疗等。
纳米科技不仅对信息和生物技术产生革命性的影响，而且也促使传统产业技术升级和“旧貌换新颜”。这是目前出现纳米研究热的重要原因之一。纳米技术已经渗透到衣、食、住、行等，传统产业中，如染料、涂料、食品、建材等。通过纳米材料的研究，在化纤和纺织制品中加入主TiO、SiO、AlO等微粒，可以起到除味、杀菌、防2223静电、保暖等作用。无菌餐具、无菌玩具、自洁瓷砖、自洁玻璃、抗老化塑料、防紫外化妆品等新产品相继问世。把纳米AlO微粒加入23到金属或合金中，可以细化晶粒，大大改善力学性能；加入到橡胶中可提高橡胶的介电性和耐磨性；加入到透明的玻璃中，既不影响透明度，又提高了高温冲击韧性；加入到有机玻璃（PMMA）中，表现出良好的宽频带红外吸收性能。通过纳米技术的应用，使建筑物外墙涂料的耐洗刷性由原来的1000多次提高到10000多次，老化时间也延长了2倍多。利用纳米粉末，可以使废水彻底变成清水，在环保方面具有极为广阔的应用前景。
2.2 产业前景
德国科学技术部曾经对2000年纳米技术市场进行预测。他们认为，到2000年纳米结构器件市场容量将达到6357亿美元，纳米粉末、纳米复合陶瓷以及其它纳米复合材料的市场容量将达到5457亿美元，纳米加工技术市场容量将达到442亿美元，纳米材料的评价技术市场容量达到27.2亿美元。1996年，德国科学技术部又对2010年的纳米技术市场做了预测，估计2010年能达到14400亿美元。目前，全世界纳米技术的实际应用每年可创造500亿美元的营业额。
1997年，德国研究技术部预测2000年纳米技术市场的情况表明，微电子器件、微传感器、光学器件、精密喷嘴、精密滤器等将成为最主要的市场突破领域。实际上，利用纳米技术生产的计算机硬驱动器的关键部件——“读磁头”，已经实现年产值340亿美元。1997年德国对世界纳米技术市场的调查和预测（亿英磅）
另外，有人预测具有小于1nm微孔的催化剂载体将形成一个每年超过300亿美元的产业。孔径10～100的纳米材料将在消除水和空气中的污染物方面具有十分广泛的应用前景。
美国人指出，纳米粉末仍然是今后一段时间纳米技术市场的主流产品。德国人也预测，2001年世界纳米粉末市场将达到125亿美元，今后几年的年平均增长率将达15～20%。2001年全世界对纳米粉末的需求量将达到3.2万吨，主要应用领域是：机械（40.3%），热能（34.6%），电磁（12.9%），生物医学（8.9%），光学（2.4%），其它0.9%）。2000年美国对纳米材料在美国总需求量的调查和预测
日本人认为，纳米技术的中期应用主要是通过芯片尺寸来改进电子器件，设计新药，绿色污染过滤制造超敏传感器等。而长期应用是“智能化”的模拟反应材料，原子层次、纳米点和自组装的方式设计智能化材料。
鉴于纳米科技对未来工业的革命性影响和对传统产业技术改造的广泛性，据预测，在未来20～30年纳米科技将形成一个巨大的产业市场。而由美国国家科学基金会（NSF）于1999年组织召开的由一流科学家和工程师组成的一个委员会会议对纳米科技进行评价的结果表明，在今后10～20年中在纳米尺度上的新发现有望带来革命性的商业应用。因为根据美国半导体工业协会（SIA）的预计，大约到2010年，半导体芯片可以达到100nm的精度，即人类离纳米结构器件相距不远了。
我国已建成10多条纳米材料生产线，涉及纳米科技的企业已达100多家。纳米产业呈现出良好的发展前景。1998年，中国仅塑料抗菌剂产量为40吨，销售额300万元；抗菌制品产值达到30亿元。1999年，抗菌剂产量猛增至160吨，销售额1200万元；抗菌制品产值达到100亿元。可见，我国的无机抗菌市场前景十分乐观。我国已经开发成功的纳米材料以纳米粉末为主，产品有纳米TiO、纳米ZnO、纳米2SiO、纳米AlO、纳米ZiO、纳米CaCO、纳米Ti、纳米Cu、纳米22323SiC、纳米SiN、纳米金刚石。34
纳米科技的很多应用前景是以纳米材料为基础的。目前的研究开发方向主要是将纳米粉末掺到某种传统材料中去，或者将纳米粉末制成纳米固体，看看是否具有不同于常规材料的性能，然后这种新材料推出去寻找应用领域。但是，目前的大多数科研成果从实验到产业化还不完全成熟，主要障碍是批量生产能力和产品成本等问题。
第三章 纳米科技的应用领域
纳米科技横跨多个学科、涉及面十分广泛，包括物理、化学和生物学在内的所有与材料有关的工程领域。概念中的、正在开发的和已经商业化的纳米科技正在不断发展，对许多传统科技领域乃至整个社会都产生了巨大的影响，为人们展示了无限商机。目前，全世界纳米科技的应用每年可创造500亿美元的营业额。据预测，10年后的纳米科技市场容量可达14400亿美元。
3.1 材料与制造
纳米科技正在从根本上改变今后材料和器件的制造与生产方式。传统的制造方式是把原料如钢板、混凝土等，经过压、切、铸等工艺和过程制成部件和产品。而应用纳米科技可以从原子和分子开始制造材料和产品，即原子、分子出发，到纳米粉末纤维和其它小结构组件，再到材料和产品。这种从小到大的制造方式，需要的材料较少，消耗能源较少，造成的污染程度较低。在纳米尺度上，通过精确地控制尺寸和组成来合成纳米结构单元，然后再将它们组合成具有独特性能和功能的较大结构，制备更轻、更强和可设计的材料，同时具有长寿命和低维修费用的特点；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料——生物材料和仿生材料；实现材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复……这些能力将使未来材料制造业发生革命性的变化。
科学家们期望能够在材料中加进复杂的象生命一样的功能，创造出具有象生命一样行为的合成物，使材料变得聪明。比如混凝土能在内部检测到下降的征兆，或者能够对外来的腐蚀做出响应，并释放化学物质来抵抗腐蚀。又如能或其它建筑材料可以感觉天气状况并且通过改变其内部结构，以使空气和湿气能够渗透，从而对天气变化做出响应。将来建筑物的舒适性和能源效率将会大大的改善，并能对敏感危害自动采取纠正或避免措施。今后我们还可能制造出能在任何地点、任何时间改变形状和颜色以便与环境相近的类似变色龙的伪装材料。我们还可以制造出具有自我修复功能的合金，这种会自动地填充、弥合并加强细微的裂纹。把塑料的分子链与陶瓷纳米粒子相综合而制成的材料将更加耐磨。在不久的将来，我们能借助纳米科技开发出许多以前在自然界中没有见过的材料。
在这里还要着重介绍一下纳米技术在陶瓷材料领域的应用前景。陶瓷材料在日常生活和工业生产中起着举足轻重的作用。但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性和强度都较差，因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。美国科学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。Cleiter也指出，如果多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成，则能够在低温下任意弯曲而不产生裂纹。许多专家认为，如能掌握单位纳米陶瓷在烧结过程中抑制晶粒长大的技术，以使将陶瓷晶粒尺寸控制在50nm以下，则纳米陶瓷将具有高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点。纳米陶瓷的硬度和强度一般比相同成分的普通陶瓷高出4～5倍。目前，虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其优良的宝温和高温力学性能，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等许多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻环境下起着其它材料不可替代的作用。
3.2 微电子、光电子与计算机
未来所有的纳米电子器件都将具有更小（集成度更高）、更快（响应速度更快）、更冷（单个器件的功耗更小、温升低）的特点。如果记录媒体采用纳米层和纳米点的形式，1000张CD盘中的信息就可能存储到一个手表大小的存储器中。除了存储量千百倍甚至百万倍地增加外，计算机的速度也将大幅度提高。传送电磁信号（包括无线电信号和激光信号）的器件将变得更加小巧而功能却更加强大。任何人、任何物体都将可能在任何时间、任何地点与未来的互联网相连；而将来的互联网更象是一个无处不在的信息环境，而不仅仅是一个计算机网络。
美国半导体工业协会（SIA）制订一个关于信息处理器件在小型化、速度和功耗方面不断改善的技术发展线路。这些信息处理器件包括用于信号获取的纳米传感器、用于信号处理的逻辑器件、用于数据记忆的存储器、用于可视化的显示器和用于通信的传输器件。根据SIA的预测，大概到2010年，半导体片可以达到100nm的精度，与纳米结构器件相距不远。实际上，1999年，美国加州大学与惠普公司合作获已经研制成功100nm的芯片。1998年，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学制出了量子磁盘，密度高达10″bit/in。
2，美国商家认为2005年的市场可达到400亿美元。
目前，利用纳米技术已经研制成功多种纳米器件。单电子晶体管，红、绿、蓝三基色可调谐的纳米发光二极管以及利用纳米丝、纳米棒制成的微型探测器已经问世。日本日立公司成功研制出单个电子晶体
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]