什麼是微奈米技術
微奈米技術(MEMS,nano technology)為微機電系統(MEMS)技術和奈米科學技術(nano science and technology, nano ST)的簡稱。是20世紀80年代末在美國、日本等已開發國家興起的高新科學技術。由於其巨大的應用前景,因此自問世以來微奈米技術受到了各國政府和學者的普遍重視,是當前科技界的熱門研究領域之一。
微機電系統技術主要涉及0.1μm到數毫米尺度範圍內的感測器、微執行器和微系統的研究開發,它以單晶矽為基本材料,以光刻並行製造為主要加工特點,採用微電子工藝裝置結合其他特殊工藝裝置作為加工手段。
奈米尺度一般是指1~100nm,奈米科學是研究奈米尺度範疇內原子、分子和其他型別物質運動和變化的科學,而在同樣尺度範圍內對原子、分子等進行操縱和加工的技術則稱為奈米技術,奈米尺度的機電系統則稱作納機電系統。
可見二者之間既有聯絡又有區別,前者是後者的基礎,而後者是前者的發展方向。
奈米技術包含下列四個主要方面:
1、奈米材料:當物質到奈米尺度以後,大約是在0.1—100奈米這個範圍空間,物質的效能就會發生突變,出現特殊效能。 這種既具不同於原來組成的原子、分子,也不同於巨集觀的物質的特殊效能構成的材料,即為奈米材料。
2、奈米動力學:主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械系統(MEMS),用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統,特種電子裝置、醫療和診斷儀器等.用的是一種類似於整合電器設計和製造的新工藝。特點是部件很小,刻蝕的深度往往要求數十至數百微米,而寬度誤差很小。這種工藝還可用於製作三相電動機,用於超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入奈米尺度,但有很大的潛在科學價值和經濟價值。
3、奈米生物學和奈米藥物學:如在雲母表面用奈米微粒度的膠體金固定dna的粒子,在二氧化矽表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗,磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜,dna的精細結構等。有了奈米技術,還可用自組裝方法在細胞內放入零件或元件使構成新的材料。新的藥物,即使是微米粒子的細粉,也大約有半數不溶於水但如粒子為奈米尺度(即超微粒子),則可溶於水。
4、奈米電子學:包括基於量子效應的奈米電子器件、奈米結構的光/電性質、奈米電子材料的表徵,以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷,更小,是指響應速度要快。更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小並非沒有限度。 奈米技術是建設者的最後疆界,它的影響將是巨大的。
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