纳米技术发展史篇1
关键词：计算机技术发展趋势
1、计算机技术的发展历史
为了计算导弹的运行弹道,历史上第一台电子计算机（肯尼亚克）于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生。到20世纪60年代和80年代后,计算机除应用于军用单位以外,很多政府部门和大型的科研机构,甚至一些比较有实力的企业部门也开始应用计算机进行管理。之后,intel4位中央处理器的问世让计算机的普及与发展更深入,并于1982年创造了第一台个人计算机,促使了计算机成本的飞速降低,实现了计算机除有能力的单位或研究组织和军事机构之外的家庭和小型企业也能使用。20世纪90年代开始,很多企业和家庭也使用了计算机。同时计算机向两极分化:一方面是往微、往小、往便宜发展进入家庭;另一个向高、向难、向大发展,仍然运用于军事、科学技术。现在,计算机在互联网、公司、政府机关、家庭等领域得到广泛应用。
从计算机的发展历史我们不难发现,计算机技术作为一项历史突破性技术,不断的在快速成长、更新和发展,而它的每次更新也都必然促进它自身的发展与推广。
2、新型计算机系统的出现
2.1光子计算机
光子计算机是以光子代替电子,将光子作为计算机的传导粒子,将传统的导线连接创新为光互连接,传统的计算机硬件也将被光硬件设备取代。在运算形式上,光子计算机能够在并行度及运行速度上得到飞跃式提高。光子计算机的通讯量也是传统计算机望尘莫及的,此外,光子计算机还具有十分强大的纠错特性,能够确保当某一计算机出现问题时,其他的计算机能够继续安全运行,从而在一定程度上保护的计算机是计算结果的正确程度。
2.2纳米计算机
纳米计算机使计算机在外观上大有改变,在能源的消耗方面,纳米技术具有十分明显的优势。纳米计算机技术使电脑耗材的使用量大大减少,提高了相关硬件的使用年限。因此,在诸多新兴计算机当中,纳米计算机可以说是最先进。
2.3分子计算机
分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当,而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。Dna计算机消耗的能量非常小,只有电子计算机的十亿分之一,由于生物芯片的原材料是蛋白质分子,所以生物计算机既有自我修复的功能,又可直接与生物活体相联。
2.4量子计算机
量子计算机是基于量子效应基础上开发的,它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。量子计算机在特征上介于器件与架构之间,量子计算机中数据用量子位存储。
3、计算机技术发展趋势预测
3.1纳米技术将广泛发展和应用
由于纳米技术突破了计算机集成和处理速度的双重限制,因此需要大力发展该项技术,它也将随着科技发展的大趋势成为未来计算机发展的一个重要方向。量子计算机的运算速度可达每秒1万亿次,储存容量可达到1万亿亿二进位。随着纳米技术的发展,可以产生量子计算机和生物计算机,而它们的运算速度,存储能力都远远超过目前的计算机,因而纳米技术的进一步发展和应用,将是未来的一个重要方向。
3.2改善计算机的体系结构
计算机是一个组合体,是一个具有不同功能的体系结构。当前计算机在结构设计方面主要是进行多任务的并行计算,这样可以利用同一台机器进行多个任务的处理。对于大型电脑来说,另一种发展趋势是集群系统,它能够给用户提高可靠性以及相融性。因此,为了提升当前计算机和用户之间的交互性,应该重点发展集群性的计算机系统,强化系统的可靠性以及兼容性。
3.3网络技术的发展
计算机的运用越来越广泛,与人们的生活息息相关,这最主要的原因就是网络技术的发展。正是网络的出现与快速发展使得计算机有了更加广阔的发展空间。当前计算机的发展已经离不开网络。随着网络技术的不断的成熟和发展,人们和网络之间的联系也在不断的密切。这就使得未来的互联网云技术的发展提供了广阔的空间。因此,大力发展网络技术有利于计算机的发展。随着科技的进步,人们将步入物联网、智能电网的时代,这些都必须基于先进的网络技术。
3.4软件技术
对于计算机来说,软件是非常重要的。目前主流的操作系统和计算机硬件性能作对比,软件性能作用不小。用实际使用系统来说,属于microsoft的都形成了工业台式计算机的占多数的实际使用系统,还能促进对企业工程区域进展。数据库的作用越来越完整,不过针对数据内容的解决会脱离仅仅限制在数字与符号等,对于多媒体消息的解决还可以超过仍然还处于单一的进制代码文件的储备。程序语言是
软件性能的主要构成类别,因为互联网的通用性,多种类的语言逐一实行支撑互联网新技术。计算机协调工作性能同样仍然是现在软件技术进展的相同目标。
3.5多媒体性能
多媒体性能的开拓与进展把服务器、路由器以及转换器诸多互联网需要的设施的技术明显提高,其中包含有用户端、内存、图形片诸多硬件性能。互联网使用人不再像原来一样被动地接受解决信息的形态,而是更加以踊跃主动的形式来进入现在的互联网空间。除此以外还有蓝牙技能的发明运用,令多媒体通信技能无线电、数字信息、个人区域网络、无线宽带局域网等快速更新。
事实上,多媒体性能数字化是促使将来技能扩展的主要方面。由于多媒体性能是电脑赖以生存与发展的基础,数字多媒体芯片性能就会变成将来多媒体性能生命里的核心。
4、结语
计算机技术是一个自我生存能力、自我发展能力极其强大、前途无量的一门新技术,软件、互联网、计算机系统组织、纳米等技术的运用,不仅是实现发展高速化、智能化、多元化和微型化的前提,还是未来计算机技术提高的关键环节。因此,总结和了解计算机技术发展的历史、现状并对其未来发展进行预测,能够有助于我们进一步发展计算机技术和计算机产业,更好地让计算机技术服务于我们的生产和生活。
参考文献
[1]彭斌.计算机技术发展中的创造与选择[D].南京:东南大学,2004.
纳米技术发展史篇2
关键词：微纳制造;教学方法;虚拟科研;虚拟实验
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）44-0090-02
一、微纳米制造技术课程的背景及特点
微纳米科学与技术已成为一种战略性的、占主导地位的技术，被中国机械工程协会列为影响我国制造业发展的问题之一。微纳米制造技术通过在微纳米尺度范围内对物质的集成与控制，创造并使用新的材料和装置，以实现不同功能的机电或机光电一体化智能系统，涉及电子、机械、光学、物理、化学、材料、制造、生物、信息等多种学科，是制造技术的融合交叉新领域。教育部已经将微机电工程列为机械工程一级学科的五个二级学科之一，相当多的高校陆续开设了相关课程。《微纳米制造技术及理论》作为微机电工程研究的入门课，提高其课堂教学的质量，逐步开展实验教学是非常有必要的。我们在精品化教学内容的基础上，在教学实践中探索了微纳米制造技术及理论课程的虚拟实验与模拟科研教学法，并取得了较好的课堂效果。
二、精品化课程内容
《微纳米制造技术及理论》作为一门导论类课程，内容涵盖了微机械加工、半导体加工、纳米制造和生物制造等种类繁多的微纳米加工方法，且各制造方法的相关性不强，给教学带来了极大的挑战。结合本校特点，我们编排的课程内容从分子操作到纳米加工、从生物制造到仿生制造、从微细机械加工到微细特种加工、从集成电路工艺（iC工艺）到memS（微电子机械系统）构成了结构对称的多学科制造技术。在体系编排上从纳尺度制造到微尺度制造、从低维低复杂度制造到高维高复杂度制造、从探索前沿到实用产业构成了循序渐进的知识体系。总体内容涵盖了机械、材料、电子等工程学科知识及物理、化学、生物等基础学科的理论，培养了学科交叉创新的意识。
教学内容组织首先强调“由理及表”，即从原理到应用、从理论到实际，同时强调内容来源的“鲜活性”，即紧密跟踪国际前沿最新科学研究成果，紧跟国家战略需求，最终使学生达到微纳米制造技术基础理论学习和工程应用等综合能力的培养。
三、探索虚拟科研情景教学法
（一）虚拟科研情景教学
技术发展有不以人的意志为转移的内在驱动力，在讲解某项微纳制造技术时，可以通过讲解该技术发明前的客观需求、相关技术和理论发展水平来引领学生的思维，使学生站在研究者的角度去思考如何创造一种“新”的微纳加工方法来解决面临的“历史”问题，从而引出具有内在逻辑必然性的该项微细加工技术。例如在讲解深硅等离子刻蚀技术时，我们首先讲解加速度传感器的历史现状，为提高其灵敏度，亟需高深宽比微纳结构的加工方法，而当时的硅化学刻蚀方法，无法实现高深宽比的微纳加工;等离子加工技术和理论已在集成电路加工中获得应用，如何开展基于等离子刻蚀技术的高深宽比硅加工成为当时的热门研究课题。学生从科学探索的角度和教师一起从化学原理的角度分析基于“SF6+o2”的加工方法，逐渐引出在通用的BoSCH深硅加工工艺。这种基于虚拟科研情景再现的授课方式，不但提高了学生的注意力，还使学生从一个研究者的角度去思考问题，轻松掌握了该微纳米制造技术的用途、原理和特点。
（二）多媒体辅助虚拟实验教学
微纳米制造技术及理论课程知识涵盖面广、信息量大，而教学时间仅有32个学时，如何提高课堂效率成为一个重要问题。除了突出重点，在微纳尺度效应、微机械切削原理、体微硅制造、表面微加工等方面深入讲解外，在装备原理、工艺过程等方面通过多媒体等手段增加形象认识是非常有必要的。例如，光刻过程包含清洗、烘干、涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影、显影检查、显影硬烘等多步工艺，我们在研究生课的讲解中采用了传统的讲授方法，由于多数学生对相关工艺过程不了解，既不容易抓住重点，也不容易提起兴趣。而在留学生课的教学中，在给学生讲授了光刻的基本原理的基础上，我们采用了播放光刻过程实景录像，穿插关键点讲解的教学方式，这样既提高了课堂效率，又吸引了学生的兴趣，加深了理解的形象化程度。
（三）虚拟科研的考核方式
在《微纳米制造技术及理论》的课程考核中，过去我们多依赖闭卷考试的方式，闭卷考试能考察学生对基础理论的掌握，督促学生在课后进行重点内容的复习和掌握。而在本轮的改革尝试中，我们增加了要求学生写一个课程总结的考核方式。这份课程总结不是对本课程主要内容的综述，而是针对某一项微纳米制造技术的现状综述，并给出一个利用该种加工工艺制作某种新型微结构或微器件的创新性提案。虽然多数学生的提案可行性不大，但至少达到了使学生站在一个科研工作者的角度去了解并利用微纳米制造技术的教学目的。
（四）微纳米制造课的实验教学
通过虚拟科研实验的教学方式，虽然能在一定程度上增加学生的直观认识，但给人最深刻的认识一般还是从实践中获得的。《微纳米制造技术及理论》作为一门实践性很强的课，实验教学是一项重要的教学环节。但本校尚未设立微机电系统工程专业，也没有相关教学实验中心，因此开展实验教学难度很大。为此，本教学团队克服困难，采取特定时间开放科研环境，与教学并用的方案，安排了三堂精彩的实验课教学。首先为使学生对微纳米制造以直观的认识，我们在实验室展示了基于仿生制造技术的功能表面、基于生物制造技术的功能颗粒、基于微机电系统技术的微传感器等成果，并给学生展示了相关的实验环境、加工设备及原理。为进一步加深学生的认识，我们分组进行了光刻工艺试验和溅射工艺试验，使学生体验并认识到加工过程中的难点和技巧，给学生留下了深刻的印象，加深了对课堂知识的认识。此外，通过与半导体加工条件较好的科研单位合作，以创造更优良的教学参观环境，相信能使学生获得更深刻的认识，促进微纳米制造工程实践能力的培养。
四、结语
微纳米制造技术发展迅速，制造学科高年级本科生或研究生具有掌握微纳米制造的基础知识，了解其最新的发展动态及技术现状的强烈需求。要在有限的课堂时间内把丰富的微纳制造相关内容讲授给知识背景和研究方向各不相同的学生具有极大的挑战性。我们从精品化教学内容以增强内容间的逻辑性、开展虚拟科研实验教学实现教学与科研的融合、改善实验条件加深学生感性认识等三个方面做了初步探索，并取得了一定成效，力争为微纳米制造领域的教学改革和学生培养做出贡献。
参考文献：
[1]中国机械工程学会.中国机械工程技术路线图[m].北京：中国科学技术出版社，2011.
[2]张海霞，赵小林，译.微机电系统设计与加工[m].机械工业出版社，2010.
[3]唐道武.微机电系统课程教学改革的思考[J].产业与科技论坛，2012，（11）.
纳米技术发展史篇3
【关键词】纳米材料；纳米技术；应用
有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究，美国从2000年启动了国家纳米计划，国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次，与纳米技术有关的国际期刊也很多。
一、纳米材料的特殊性质
纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质，往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、剂等领域。
（一）力学性质
高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。
（二）磁学性质
当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBo3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。
（三）电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（Simit）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
（四）热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2o3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。转（五）光学性质
纳米粒子的粒径远小于光波波长。与入射光有交互作用，光透性可以通过控制粒径和气孔率而加以精确控制，在光感应和光过滤中应用广泛。由于量子尺寸效应，纳米半导体微粒的吸收光谱一般存在蓝移现象，其光吸收率很大，所以可应用于红外线感测器材料。
（六）生物医药材料应用
纳米粒子比红血细胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由运动，如果利用纳米粒子研制成机器人，注入人体血管内，就可以对人体进行全身健康检查和治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物等，还可吞噬病毒，杀死癌细胞。在医药方面，可在纳米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品纳米材料粒子将使药物在人体内的输运更加方便。
二、纳米技术现状
目前在欧美日上已有多家厂商相继将纳米粉末和纳米元件产业化，我国也在国际环境影响下创立了一（下转第37页）（上接第26页）些影响不大的纳米材料开发公司。美国2001年通过了“国家纳米技术启动计划（nationaltechnologyinitiative）”，年度拨款已达到5亿美圆以上。美国科技战略的重点已由过去的国家通信基础构想转向国家纳米技术计划。布什总统上台后，制定了新的发展纳米技术的战略规划目标：到2010年在全国培养80万名纳米技术人才，纳米技术创造的GDp要达到万亿美圆以上，并由此提供200万个就业岗位。2003年，在美国政府支持下，英特尔、蕙普、iBm及康柏4家公司正式成立研究中心，在硅谷建立了世界上第一条纳米芯生产线。许多大学也相继建立了一系列纳米技术研究中心。在商业上，纳米技术已经被用于陶瓷、金属、聚合物的纳米粒子、纳米结构合金、着色剂与化妆品、电子元件等的制备。
目前美国在纳米合成、纳米装置精密加工、纳米生物技术、纳米基础理论等多方面处于世界领先地位。欧洲在涂层和新仪器应用方面处于世界领先地位。早在“尤里卡计划”中就将纳米技术研究纳入其中，现在又将纳米技术列入欧盟2002——2006科研框架计划。日本在纳米设备和强化纳米结构领域处于世界先进地位。日本政府把纳米技术列入国家科技发展战略4大重点领域，加大预算投入，制定了宏伟而严密的“纳米技术发展计划”。日本的各个大学、研究机构和企业界也纷纷以各种方式投入到纳米技术开发大潮中来。
中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。
三、前景展望
经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。
纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。
纳米技术发展史篇4
版画是印刷术发展过程中的一个副产物。印刷是纯粹的复制技术，在历史上，版画摆脱了复制功能才被承认为独立的版画艺术。丝网印刷作为一种印刷方式，历史非常悠久，但作为一种艺术形式却很短。丝网版画20世纪初始于美国，经过许多画家的实践探索，二次世界大战后又进入欧洲，逐渐为公众所接受，并得以跻身于版画艺术之列，与木版、铜版、石版并称为四大版种。中国的丝网版画起步于上个世纪70年代末，它嫁接西方的创作版画，于本土传统和现实生活的土壤中成长起来。在几代艺术家的共同努力下，丝网版画体系逐渐完善、丝网版画队伍日益成长和壮大。作为只有二三十年历史的版种已逐渐被大众喜爱，且被众多的艺术家认为是富有创新和充满生机的艺术表现形式。随着人们生活水平和文化素质的逐渐提高，丝网版画艺术品将以它独特的优势逐渐成为繁荣大众文化的重要形式之一。但是与其他版画种类相比，丝网版画无论是在教学上还是在创作上，都处于相对落后的位置。正如齐凤阁所说，我国的丝网版画正处在发展进程中的“平原阶段”。
丝印版画和传统的版种相比有着明显的区别，需要创作者在把握传统版画造型的基础上，加入新的表现语言和创作元素，给作品注入新的生命力。它的科技含量是其他版种无法比拟的，它以广泛性、包容性、灵变性实现了其他版种无法实现的构想，极大地开拓了版画新的视觉范围和表达语言。要使丝网版画艺术出现新的辉煌不仅需要在创作过程中能推陈出新，丝印版画也需要能结合当今科学技术大胆创新。
2、丝网印刷与丝印版画
原始人在岩石上拓印的图形和斐尼基岛上的土著利用植物叶茎漏印图形的方式被认为是网印技术的最古老的形式。然而几千年来这种印刷形式一直停留在利用镂空图形漏印的原始阶段。一直到日本人发明了利用发丝等纤维物质解决图形分割的搭桥技术，才使得孔版技术的表现力得到了划时代的进展。较其他印刷相比，丝网印刷适应较大幅面的图形印刷，不受承印物大小的限制；印刷油墨较厚，色彩鲜艳、覆盖力较强；可在柔软、曲折、粗糙、易碎和各种成型物上印刷。在过去的一个世纪里，丝网印刷从手工操作发展到成熟的工业化程度，其应用领域也十分广泛，例如大型广告、陶瓷图案、电子线路板、光盘印刷，防伪印刷等等。随着大工业的飞速发展，各种印刷机械的产生，丝网印的低成本高效率以及宽泛的材料使用和制版方式，使其成为一种版画家族中最具活力、最为丰富、适用范围最为广泛，也最有市场的艺术形式，而这一切都不能不归功于科学技术的发展与进步。
丝网印刷术与丝网版画是两个不同的概念，前者指的是技术，后者指的是艺术。技术与艺术相比较，技术的目的性应用性更强，艺术的目的就是其本身，是反映着创作者的一种精神指向，是创作者对艺术的理解和对生活的感受。丝网印刷从开始的绷网、刮胶到感光制版、印刷，是一个技术性很强的过程。丝网版画要求创作者既要熟练掌握印制技术，更需要探讨艺术创造规律与技术的融合，充分体现丝网版画语言的特殊性。丝网版画的制版印刷过程，也就是艺术再创造的过程，因此丝网印刷只有在版画艺术创作中才能拓展它技术的空间。反之丝网印刷材料和设备的发展，有助于提高艺术家对多种技法和材料的驾驭拓展能力。从而形成更多更丰富的创作风格，太大的推动我国丝印版画的发展。
3，当代科技对丝网版画的推动
丝印版画是现代工业的产物。近几年日新月异的网印技术和器材，不但为丝网版画专业人员带来了新的创作契机，更吸引了其他门类艺术家的关注和参与，为丝网版画提供了更大的发展可能和实验研究空间。作为是绘画领域里重要的画种之一，丝网版画是以版材作为媒介物制作出来绘画作品，它是美术与印刷术相结合的产物。目前，高品质水性油墨的引入使丝网版画摆托了以往油性油墨气味大、清洗不变、有害健康的诸多问题；计算机技术已经广泛应用于印刷各环节；现代感光材料的应用使制版技术实现了一次飞跃，让艺术家们可以制作出更精美的作品。总之，丝网版画的发展不仅需要创作者们的灵感，更需要优质的材料与先进的制版印刷的技术和机器设备。
3，1造纸术
丝印版画中用到的承印物基本都是纸材，纸材品质的高低直接影响了作品的艺术水平，好的纸材能够提升作品的品味和质量，性能优良的纸张，能完整地完成油墨转移，使图文清晰、饱满地再现于纸张上，从而获得令人满意的复制效果。纸张的平滑度、吸墨性、表面强度、含水率、酸碱度、白度和不透明度等特性指标都会对印刷品的性能产生一定影响。例如，纸张平滑度：它决定了在压印瞬间，纸张表面与着墨的印版或橡皮布表面接触的程度，是影响油墨转移是否全面，图文是否清晰的重要因素。纸张的油墨吸收性能是影响印刷品质量的重要的印刷适性指标。纸张的白度越高，其表面越能使油墨色彩的特性准确表现出来。白色纸张可真实、客观地反映出印刷品彩色画面的全部色彩，提高文字墨迹的反差，使复制品色彩鲜艳、层次丰富、反差鲜明。而表而强度差的纸张，当印刷过程中油墨施于纸及纸板表面的外向强力大于纸及纸板的内聚力时，则会出现起毛、掉粉、起鼓等现象。丝网版画创作者可以根据自己的创作意图和画面要求选择各种的性能纸张，或利用纸张性能进行个性化的刨作制作。
3，2纳米技术
纳米(nm)如同厘米、分米和米一样，是度量长度的单位，一纳米等于十亿分之一米。纳米科技就是一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。
自从1994年美国的马萨诸赛州XmX公司成功申请了用于制造油墨用的纳米级均匀微粒原料的专利后，纳米技术在油墨领域掀起波澜。将纳米颗粒添加进油墨中去，或者将制造油墨的原材料(如树脂、颜料、填料等)制成纳米级大小，这样就生产出来了纳米油墨。在丝网版画中用到的油墨一般都需要较高的品质，纳米油墨无论是在附着力还是色彩饱和度都大大的优干传统油墨。用于丝网版画的传统油墨颜料颗粒大，与纸的表面附着力差，容易使纸产生褶皱和断裂。许多普通油墨在制造过程中都需要添加表面活性剂来降低连接料的表面张力，使得整个体系的亲和性增加。而纳米颗粒本身就具有很好的表面润湿性，它们吸附在油暴中颜料颗粒的表面，使得油墨的亲油以及润湿性提高，并让油墨的固、液结构达到稳定，所以，添加了纳米颗粒的油墨都能在很大程度上提高其印刷适性。纳米ti02是永久性的紫外线吸收剂，将它加入到树脂油墨中，紫外线的透过率显著降低。这种油墨用在丝网版画中可以保护画质，防止面质老化。另外，纳米ti02的光学效应随粮径而变化，尤其是金红石型ti02具有随角异色效应，即从不同的角度观察，可以看到不同的颜色。如果将它与闪光铝粉或云母珠光颜料并用时可产生多色效应，使丝网版画画面色彩斑斓。纳米Si02比表面积大，表面上带有一些不同键合状态的羟基，这些羟基可使邻近的Si02颗粒间相互作用而形成氢键。在剪切力下氢键被破坏，粘度下降，剪切力消除，氢键又重新形成，这样就使其具有良好的触变性能，应用在油墨中大大改善油墨的流变性及悬浮稳定性等。另外，有的纳米颗粒(如含“-n＝n-”基团的纳米颗粒)具有发光基团，可以自己发光，经几分钟光照就可以在黑暗中发光12小时以上，无毒、无害、稳定、耐候，可以用于防伪油墨。将纳米技术和防伪技术相结合研制开发的纳米防伪印刷油墨不仅具有良好的印刷效果，而且可使防伪效果和防伪性能进一步改善。艺术家们可以利用它来进行创作或设计签名，已达到防伪的目的。在艺术创作中，纳米化油墨能够更好地表达出创作者预计要印的各种颜色和特殊效果以及丰富的层次，为丝网版画艺术家创造了一个下净、便利、舒适、安全的创作环境。
另外，纳米技术在造纸术中也有突出的作用。例如，木材加工到纳米级后，木材的内部结构被破坏，纤维素、半纤维素和木素等组分可以用机械方法进行分离，大大提高制浆率。同时，也降低了造纸工业由于化学分离所造成的环境污染和能源浪费；纳米Si02的加入可以改善纸浆的流变性能；钛白是最好的白色颜料，造纸时纳米ti02可以作为优良的增白剂来应用；纳米CaC03是一种良好的填料，用它代替木桨和其它填料，可改善纸张的光泽度、致密度等；而纳米硅溶胶可以增强纸张的抗拉伸、耐摩擦等力学性能。目前，一种新型纳米防水纸研制成功，它通过在普通纸表面制备纳米结构层，使普通纸除保持纸张原有的书写、复印功能外，还具有超级疏水性和防潮性能。这种纸张应用到丝网版画中，将的到一幅防水防潮的版画作品，有利于它的保存。
总之，在纳米技术突飞猛进的今天，它必将为丝网版画开辟一片新的天地。
3，3制版技术
现代丝网版画一般使用的是光化学制版。光化学制版形成的版膜适应不同种类油墨的性能要求；具有相当的耐印力，能承受刮墨版的相当次数的刮压；与丝网的结合能力好，印刷时不产生脱膜故障；易剥离，利于丝网版材的再生使用。早期用重铬酸镶和明胶或聚乙烯醇混合制感光版，造成严重环境污染，影响人的身体健康，被勒令停止使用，探索不得不停止，制约了丝网版画的进一步发展。后来，无污染重氮感光胶的研制成功，使得丝网版画在中国的“生命”得以延续。与传统的手工雕制版相比，丝网感光制版大大提高了制版效率，降低了出错风险、制版周期和制版成本，使丝网版画迈向了现代化科学技术的新领域。
随着科学技术的不断前行，目前已经出现了许多新型的制版技术：(1)计算机直接制版技术(ctp)：它可以分为喷墨Ctp和激光曝光Ctp。①喷墨Ctp通过喷射不透明油墨到涂好感光板的网版上，用“墨点”代替胶片上的网点部分，然后用紫外光进行晒版，显影后“墨点”覆盖的感光胶因未见光不发生固化，从而可以被冲掉，露出网孔。喷墨Ctp的优点是可以对网版全面曝光而不必担心图像损失细节，但关键问题是油墨必须有足够的密度以阻挡全面曝光时的紫外光。②激光曝光Ctp：将数字信号发送到激光控制系统，过计算机控制激光曝光器在网版上成像，见光部分交联硬化，然后显影，制成丝网版。这种系统相当于把网版当作胶片，用激光产生的光束直接进行曝光。与喷墨类Ctp相比，该系统用激光代替油墨，不需要后面的晒版步骤。(2)激光烧蚀网印直接制版：先在金属丝上涂好丝网感光胶并使之干燥，再在网版上覆盖一个金属图像罩，用二氧化碳或氩激光烧穿感光层，从而让丝网版上的图文网孔通透。(3)模板直接成像制版：在网版涂上一种化学涂层，用计算机在已喷涂好化学涂层的模版上根据原稿图像扫描，之后用水冲掉化学涂层即可成像。
这几种制版方法都将作为以后的发展方向，将计算机制版技术应用于丝网版画，能够有效提高作品的美感和精细度，为丝网版画带来新的发展动力。
3，4数码技术
制作一幅丝网版画是一个复杂的过程，包括主题的确定、材料收集、图像处理、黑稿输出的前期工作以及感光成像、套色印刷等一系列后期制作工作，而现代数码技术几乎贯穿整个前期过程。目前，大幅面数码印刷技术得到了显著的发展。该技术所具有的快捷有效的编排、高品质的成像技术、色彩的一致性和更短周期等优势，已转化成了相对于传统印刷更高的效率和利润。计算机图像处理的功能不仅在美术设计领域举足轻重，而且在纯绘画领域也大显身手。目前，结合数码技术的技法，已应用在版画的诸版种里。在丝网版画的创作中，前期的图像处理阶段可以采用电脑有的放矢的进行。数字图片最大的优势是人们能够通过计算机用图像处理软件对图片进行编辑，编辑的手段多样而全面，省时省力而且节省了空间，这是传统的暗房处理所望尘莫及的。它既可以模拟传统暗房中所有的特殊加工技巧又拥有许多自己独有的手段，例如，可以轻松而准确的调节色相，亮度。饱和度等，还可以通过滤镜功能得到一些特殊的效果。对于另外，如前所述，随着电脑数字处理技术的不断成熟，网版印刷制版技术发生了一场重大的技术革命，这便是计算机直按制版法――Ctp。这种制版方法制作的模版，不变形、对位准，印刷精度高，是今后发展的方向。数码技术带给丝网版画技术方面的优势的同时，也改变着丝网版画艺术创作的方方面面。
4、结论与展望
纳米技术发展史篇5
[论文摘要]科技的发展，使我们对物质的结构研究的越来越透彻。纳米技术便由此产生了，主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述。
一、纳米的发展历史
纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。
二、纳米技术在防腐中的应用
纳米涂料必须满足两个条件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响，如纳米Sio2用于建筑涂料，可防止涂料的流挂；第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性，如利用纳米tio2、Sio2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等；第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力，可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。
纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径，目前用于涂料的纳米材料最多的是Sio2、tio2、CaCo3、Zno、Fe2o3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之间极易团聚，纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多，性能各异，不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能，需要经过大量的实验研究工作，才有可能得到真正的纳米涂料。
纳米涂料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin－williams、mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SnCZ、英国的Britishpetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料，性能不错，甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展，也可以生产纳米漆。
我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。
三、纳米材料在涂料中应用展前景预测据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。经测试，对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量。
四、结语
由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
参考文献：
[1]桥本和仁等［J］.现代化工.1996(8):25～28.
纳米技术发展史篇6
沛纳海置地太子专卖店是品牌在亚洲于2002年开业的首家专卖店，也是全球第二家继意大利佛罗伦萨之后的历史悠久沛纳海专卖店。此次，为了庆祝香港的专卖店开业十周年，特别举办的腕表珍藏展共呈现出48枚沛纳海独特腕表，且每一枚腕表都是来自收藏家们视若珍宝的私人珍藏，非常难能可贵。这也是基于他们对于品牌的信任和喜爱，才如此慷慨无私地与大众分享，参观者也才得以有这次机会，在香港欣赏到众多集创意巧思的非凡臻品。
展览布置现场，外观设计犹如巨形Luminor腕表表壳，中央展厅由三面半透明墙环绕，参观者一进入即刻仿若置身于富有沛纳海历史传承色彩和独特意式设计的世界。两组双面设计的展柜内井然有序地展出48枚经典腕表，设置成为依照时针的线轴划分的四个展厅区域。
不同区域的特色展示
四个展区的布置各具内涵特色，a区是历史传承区，此区向宾客展示沛纳海深厚的意大利历史积淀，在展出的12款复刻腕表内包括Radiomir47毫米腕表(pam00021)，它是沛纳海于1997年被历峰集团收购后推出的第一款稀有腕表，复刻了始创于1938年的首枚Radiomir腕表，并且首次以Radiomir命名于世人眼前。
pam00412
特为香港推出的特别版表款，腕表底盖刻有香港最有代表性的地标，中银大厦为主体的维多利亚港沿岸景致，只在香港专卖店有卖，限量生产200枚。
B区是经典珍藏区，展出过去十年以来最为稀有的腕表，展出的18款展品，当中包括Luminormarinamilitare—44毫米(pam00217)及稀有的Luminormarina腕表-44毫米(pam00412)。pam00412则是专为香港沛纳海专卖店而设且只在其中有售的香港特别版，表背上刻有以中银大厦为主的香港的精细景致图案。
C区是精湛工艺区，卓越精巧机芯系列为展区的主角，并精选九款顶尖技术结晶于此。包括现代系列中的LuminorSubmersible1950amagnetic3Daysautomatictitanio-47毫米3日动力储存防磁自动钛金属腕表(pam00389)，搭载品牌自行研发的自动机芯p.9000，是沛纳海2012年最新推出的腕表并首次于亚洲区展示。此腕表采用以钛金属制成的表壳结构将防磁技术功能大大提升，而灵感源于1950年代为埃及海军所研发的型号。
创新意念的D区，展示沛纳海在特殊物料的开发上所实现的多项划时代的突破。因此，品牌特别展出九款最能代表这方面成就的腕表，当中包括RadiomirCompositemarinamilitare8Giorni－47毫米8日动力储存腕表(pam00339)和Radiomir8DaysGmtoroRosso－45毫米8日动力储存两地时间红金腕表(pam00395)。
最后，设置于展览会中央最引人注目的部分是Radiomir陶瓷材质表壳制作过程的展柜，曾于今年初展示在SaloninternationaldelaHauteHorologerie2012，再一次呈现沛纳海不断追求创新与采用特殊物料的信念。
从精心布置的展厅中，我们能体味到品牌根植于佛罗伦萨和海洋世界的永恒价值，同时又不断创新瑞士制表技艺，让每一枚全新推出的沛纳海腕表均独具特色。
纳米技术发展史篇7
【关键词】纳米技术；环境保护；污水处理；废气处理
1、纳米技术的定义
纳米技术是近年来出现的一门高新技术。纳米是人其大小在0.1～100nm之间的x微小原子，是人类用肉眼无法看到的，纳米技术是产生在这种物质至上的一种技术，它的主要原理就是将微小的纳米原子进行重新的排列与组合，生产出新的产品的一种技术，这种技术不仅满足了人类的想象，而且利用了纳米材料的特点而发展的，纳米技术作为一种高新科技，目前纳米技术已经发展延伸到了人类生活的多个领域，而且纳米材料成本较低，人类已经完全接受了这种技术，并期待它有着进一步的发展，可以说，纳米技术的发展是人类科技发展的另一个阶段，是科学技术史上的一次革命，它不仅将克服传统环保技术材料的不足，而且生产出新型高效环保材料和环保技术，拓展了环保视野，提高环保能力，彻底改善环境状态，是环境保护工作的一次革命。
2、纳米技术在环境保护中的应用
2.1污水处理
污水通常指受一定污染的、来自生活和生产的废弃水，其主要污染物有病原体污染物，耗氧污染物，植物营养物和有毒污染物等，严重威胁人们的健康。污水处理就是将污水中的有害物质从水中去除。原始的污水处理，会造成再度污染，而且处理的速度慢，水质不能完全还原，一直不能达到人们理想的结果，这就依赖于纳米材料的技术应用了。一种新型纳米技术提取污水中的有用金属，将它们再利用，创造出新的价值。不但净化了污水，而且防止了资源的浪费。
此外通过纳米技术研发的一种新型的喷剂，这种喷剂的吸附功能是原始抨击功效的22倍左右，其处理过程可分为三步：
第一步：利用纳米净水剂将污水中的杂物吸取出来。
第二步：纳米材料的设备，应用于吸收水中的杂物，产生洁净的水资源
第三步：一种特殊的设备，分别装置纳米孔和纳米薄膜，将水放置到这一设备分别通过以上两种装置，在水通过的时候纳米材料就和水中的危害物质产生化学反应，提出危害物质，还原留存出净化水，提高水的质量
1）废水在无机污染下的处理
当水被检测成有重金属存在时，要注意了，这种水对人类会造成危害，这就是无机污染下的水资源，但直接处理掉不利用的话，又会造成资源浪费。纳米技术的发展为人类带来了希望，它将纳米材料放入水中，使得水中的有效金属自动脱离，这样的效果既能使用干净的水资源，又能吸取回水中的有用金属。
2）废水在有机污染下的处理
tio2科作为纳米技术的引用材料，利用光的作用，与水中的有害物质产生化学反应，它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和Co等无害物质。提高了水的质量，减少了污染。这样的实验为人们带来了喜讯，利用这种方式使得改善过的水资源，完全可以达到清洁的目的，对于饮用水的这种处理，是一个不错的选择，人们的生活用水要达到纯净，无污染的愿望完全可以实现。
3）出去饮用水中的有害物质
此净化技术既可以处理污水，也可以对自来水进行净化处理，去除细菌，把对人体有利的矿物质和元素保留下来。经过净化的自来水对人体健康很有利，可以保护肝肾免受伤害。
2.2污水的清洁和清新空气的再造
人们的生活环境一直被污染过的空气和水资源所困扰着，源源不断的新的产品使用在空气净化和污水处理的需求中，虽然有一些成效，但是也造成了一些负面的影响，以及成本的供不应求，针对于这种情况，纳米材料在新技术上得到了广泛的应用，房屋内部的空气改善就是纳米新技术的一个施展方向，为人们带来了绿色生活，清新的空气，而且纳米催化剂催化下的土质，用于路面建设也是一个不错的选择，使路面的成分中含有化学因子，减少空气中的有害物质，目前我们所研制的一种空气净化设备，就是纳米材料的一种应用，在人流比较拥挤的地方，使用较大型的设备，在其设备中添加纳米成分，这样在平常我们认为空气质量差的地方，感受到清新的空气，人们也更愿意在这种环境下绿色出行。同时又可以在，污秽的墙壁等地方，刷上含有纳米材料的催化剂，可以达到这个地方进行自己清洁的效果涂更加方便了人们的生活，改善了环境
1）去除空气中的有害化合物
这种化合物的来源主要是从没有被完全利用的物质中产生的，严重危害人类健康，纳米材料带来的新兴技术投入到物质的使用当中时不仅可以充分使用，而且会转变它自身的存在状态。通过化学实验，有害化合物中硫的含量就会减少，因此纳米技术不仅节约了能源，提高能源的综合利用率，减少了环境污染问题，而且使废气等有害物质的再利用成为一种可能。
纳米技术发展史篇8
摘要：纳米技术为人类带来的便利：纳米技术的发展，不仅可以在治理环境污染方面起到很好的作用，对于有害气体，污水处理，而且对于磁辐射，废弃物等治理方面起到了很大的作用，但是随着纳米技术的逐步发展，人类一味的对技术产生依赖心理，在这种情况下我们要用自己的判断力，增加自己的基本素养，具备独立思维的能力，合理的运用科技的发展为人类服务。
关键词：纳米技术污水处理依赖技术基本素养
中图分类号：n031文献标识码：a文章编号：1006-026X（2013）10-0000-02
1.纳米技术的定义
纳米技术是一种创新的技术，它在非常小的范围之内之内，来进行对原子，分子的研究，并利用其来进行发展和创新的一门技术，纳米机器人，纳米马桶，人类通过电子显微镜看到的微观的人体细胞，病毒等等。利用纳米技术制作的材料又与我们经常使用的材料有很大的区别，它发展了吸附等的一系列功能。那么这种新型材料的出现，也将会利用到人类生活的各个方面，带来了技术创新。
2.纳米技术为人类带来的便利
纳米技术的发展为科学技术的发展带动了新的改革，纳米技术的发展也推动了医学、艺术等方面的发展。医学中产生了光学传感设备，对于骨质修复作用产生了重要的作用，同时纳米技术在药物输送方面产生了重要作用，纳米技术在艺术层面也产生了重要的影响，纳米画等作品。纳米技术不仅从技术层面关心人类，而且从人的综合状态中予以提升。
2.1纳米技术带来了科技层面的改革
例如，纳米技术制作的微型器械，按照人类的操作任意运动，将微小的颗粒，划分成原子或者分子，再按照自己的想法任意拼接，这些器械不仅可以按照人类的想法任意工作，而且具有自我还原的能力。纳米材料是一种新型的材料，这也体现了从认识―实践―认识的客观规律。人类之所以能制作出纳米仪器，利用纳米材料的主要原因是人类对于纳米世界认识的比较深入全面，然后再利用纳米材料制作出纳米设备，这也是令一个再认识―实践―认识的过程，推动了从不断认识到实践的过程，体现出了发展是靠不断运动的哲学道理。
2.2纳米技术体现了物质和意识的关系
物质决定意识，意识对物质有反作用。人类推动了纳米材料的发展，最主要的原因在于人类对纳米世界有了非常客观的认识，了解了它的运动发展规律，通过人类对于纳米世界的学习和研究，来创造出纳米材料，而这种材料的创造体现了物质决定意识，意识对物质起到了发作用。
2.3纳米技术同时体现了由量变到质变的一个过程
物质的质变有两种来源，一种形式是量变达到一定程度就会产生质变，质变的另一种形式就是在总量不变的前提下，内部组织自己行的排列与组合，从而产生质变，纳米技术一方面是利用纳米结构的特点而生产的一种纳米材料，另一种就是利用原子，分子中间的距离变化，重新组合，而产生的质变生产的纳米材料，这就体现了由量变到质变的过程，
2.4纳米技术加强了人们对于排列结构的认识
原子，或分子之间的距离，位置不同就会形成新的不同的物质，纳米技术也就是利用了这一特点，而形成的技术。纳米技术完成了从生物到非生物的跨越，在医学上生产出新的微型仪器，置放在人体中代替，或者弥补人体某些部分脏器的功能，通过改变人体细胞的组织结构，利用纳米技术孕育出新的生命，
3.纳米技术带来的消极影响
纳米就会造成人类社会的危害，人类的想象和发明没有边界，纳米技术的产生就是对原子分子进行重新的排列组合，在这种非常方便的状况下，纳米技术也会生产出任何东西，这是一件可怕的事情，在这种没有节制的的状态下，纳米技术就像病毒一样无限蔓延开来，可以想象一下，我们周围到处存在着纳米仪器，有有利于人类发展的仪器设备，医药用品，也有限制人类发展的纳米病毒，学生利用纳米仪器来应付考试，小偷利用纳米仪器进行偷窃，人人都有纳米设备防身，这是一件多么可怕的事情。
人类如果过度依赖技术，就会将人类和技术之间的关系发生改变，不是技术为人类服务，而是人类对技术的崇拜，人的思想会随着发生改变，产生混乱和偏执，基本理论的缺失。
技术会导致人缺乏用自己的思维，一味的对技术产生依赖心理。有些观点认为纳米技术可以解决任何问题，此观点认为，所有的物质存在方式都是按照自己的规律存在的，万事万物的存在都有自己的规则，相互之间也有自己的的特点，遵循着某种法则，依照纳米技术的原理，人类社会的存在方式也可以任意组合，相互之间可以打乱，再进行新的排列组合，有的观点认为，人的思维，与任何一种社会存在进行排列组合，所有的存在都可以依照纳米技术的存在方式来进行发展，有机界和无机界，非生物和生物，任何物种都可以排列组合，有些组合还没有实现，得依据纳米技术的发展状况，需要进一步学习研究。更有甚者认为人的思维是由大脑控制的，为了改变人的思维方式完全可以像纳米技术那样，将人的大脑细胞与大脑结构重新进行排列组合，这种思想是非常可怕的。
依照这种推论，我们要想让刚种的树苗，瞬间长大，完全可以改变它内部细胞生长结构，要想让刚出生的婴儿长大，改变他的细胞排列结构，要想让养的家禽快速长大，只要改变体内细胞的排列结构，这是一件多么可怕的事情，况且这种言论还没有成立，纳米技术的无限制发展就会对人类社会带来危害，使人的思维发生错乱，
这也是一种拜物的想法，一味的抬高技术的发展，而降低了人的主观能动性，人服务于技术，技术是最高的物质，失去了人在社会中的主导地位，虽然这样的想法没有办法去证明它的合理性，但也很难证明它的不合理性，但是能够确定的是，如果按照这种状况发展下去，人类社会的发展将会被阻挠。
4.面对纳米技术的优劣是该如何解决
根据纳米技术的发展而产生的一些消极理论，我们必须做一些考虑，针对性的提出一些意见，来限制其肆意发展。阻止其危害人类社会。纳米技术的发展一方面促进了人类社会的发展，为人类的医学，艺术，技术各个方面提供了积极地影响，而另一方面纳米技术的肆意发展又导致了人的异化，对人类社会的发展产生了阻碍，这种现象也是不可避免的，事物的发展总是存在这两面的，如果利大于弊，它就是正面的，可继续发展的，如果弊大于利，就要引起人们的反思，那么从纳米技术的发展状况来看，它更多地是造福人类，但是在它为人类带来方便的同时又对社会的发展产生了阻碍。对于这一利大于弊的现状，针对于它的利弊我们一方面要改变人的观念发扬正面的力量；另一方面，应该采取一些相关的政策措施，针对性的阻碍它的负面影响。
4.1改变人们的观念发扬正面力量
在科技不断发展的今天，从人的本身开始，从知识文化层面，提高人本身的素养，对科学技术重新认识，树立科学的文化精神。只有这样，当新的的技术出现时，就不会出现违背科学文化而出现的不合于人的伦理道德的事情，人类尊重科学知识，但不盲目崇拜，对科学技术的态度，要合理保护。只有这种科学知识观念扎根在人的脑海中，任何消极的观念都不会滋生，另一方面，科学技术的发展的最要的目的，是以为人类共同利益而服务的，我们应该分出什么任务是共同的，这就需要对人类自身修养的提高与丰富，当面对共同利益时，联合起来，共同发展，当科学技术不符合人的共同利益时，人的自我修养自我意识，就可以提醒自己，科学技术的发展危害到人的共同利益时，要知道杜绝其发展，人的思想也是一步一步完善起来的，科学技术也在发展的阶段，虽然人类很难预测科技发展的后果，但由于人类有基本的科学素养，基本的科学文化，人类在面临科学发展的时候，最基本要做到的是科学技术的发展要与人类社会的发展，相互协调。
科学技术是一种被人类用来创造的东西，是人类达到某种目的的手段或者媒介，是人类可以掌控的东西，在这个时候就对创造者有要求，创作发明者本着为人类共同利益的原则，选择性的发展科学技术哲学，纳米技术也一样，当它符合人的共同利益的时候我们大力发展，当它没有边界肆意发展，为社会的发展总成阻碍，危害人类的共同利益，违反公共道德，反人类的基本素养，创造者就要摒弃它，限制其发展，当然在不同的年代，各个国家对于科学技术发展，纳米技术的发展的衡量标准是不一样的，在这个时候，首先纳米技术的发展要符合当时，符合国家的需求，符合人们的共同利益，不能超越人类的道德底线，不同年代，不同国家的国情，科学技术的发展，要和当时国家的人们素质，国庆的发展相互协调，整体性推动人类发展的历史进程。始终不能违反人类的共同需求，和人性发展的基本素质的本质要求。
4.2纳米技术的发展应从政治、教育、法律等方面来约束和规范
从政治方面国家应该出抬相应的政策引导纳米技术的发展朝向符合国家利益，人民根本利益的方向发展，明确规定杜绝哪些科学技术的发展。最大化的实现人民根本利益的。要杜绝不良技术的发展滋生，不仅仅要依靠政策的导向，严重的情节要依靠法律的武器，彻底消灭不符合人类发展规律的科技发展，有些人为了自己私利，不顾人类发展的根本利益，利用科学技术，发展生产一些危害人类的利益，危害社会健康的一些科技，在这种情况之下，国家的法律应该做出明确的规定，对于这类，危害人类，危害社会发展的行为，予以法律的制裁。目前我们的国家正处于发展中的阶段，以上说的政策导向。和法律法规还需要一个发展过程，科学技术，尤其是纳米技术的发展是一个新型的事物，人类对它的了解是一个非常模糊的状态，所以难免会造成一些违背大众基本文化原则的事情，所以人类要树立这种科技发展的文化观，在每朝每代，社会舆论，难免是人类发展的一个催化剂，我们应该树立正确的舆论导向，人人心里树立正确的和意识，引导科学技术从正确的方向发展，当科学技术，违背大众舆论的时候，人类要积极站出来，对不良的发展想象造成压力，时刻朝向正确健康的方向发展。
结语：纳米技术是一种新型的科学技术，是科技发展的一场革命，它将人类带进了另一个新的先进的世界，它的发展造福了大众，另一个新的光明的世界已经到来，任何事物的发展都有双层的利害关系，纳米技术的发展也如此，人类不能被异化，要树立对科学技术发展的认识和基本素养，并通过政治、文化、法律等一列的约束和导向，使科学技术朝正确的方向发展，造福人类。
参考文献：
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纳米技术发展史篇9
沛纳海悠久的传统最早可追溯到文艺复兴时期的佛罗伦萨。1860年，商人、工艺师兼发明家乔凡尼・沛纳海（Giovannipanerai）在佛罗伦萨城中开设了首家制表工坊，这家钟表店最初位于感恩桥（pontealleGrazie），名为“orologeriaSvizzera”(瑞士钟表店)，其后搬迁至圣乔凡尼广场（piazzaSanGiovanni）的圣芝奥凡尼（palazzoarcivescovile）内，至今仍是沛纳海佛罗伦萨总部所在地。
1916年，吉朵・沛纳海（Guidopanerai）注册第一批由沛纳海研发的专利技术，由此展开了沛纳海源远流长的创新历史。当时沛纳海已成为意大利皇家海军供应商多年，根据军方的要求，沛纳海创新出Radiomir，一种以镭为基础的发光材质，作为仪器和表盘的夜光涂剂之用。
之后，沛纳海就开始了品牌的创新之路，不断研发超越，1938年至1949年，沛纳海对Radiomir腕表进行了进一步的改善性能，并于1956年开发了Radiomir的潜水腕表，坚固耐用，同时配备刻度表以便计算潜水时间。1972年，吉朵之子乔瑟夫・沛纳海（Giuseppepanerai）去世，工程师迪诺・哲（DinoZei）接手管理沛纳海家族事业，并创立“沛纳海”（officinepanerai）商标。在此期间，沛纳海仍然是意大利海军的秘密供应商。
自1997年成为历峰集团旗下品牌，集意大利设计与完美的瑞士制表工艺于一身的沛纳海，每年均会对其150年的辉煌历史作重新演绎，打造出以卓越性能、美学设计及完备功能为本的高精密时计。
2002，纳沙泰尔制表厂
在沛纳海的历史中，2002年是极其重要的一年。在这一年，公司开始研发首枚自制机芯，并将其命名为“p.2002”，以庆祝这一重要里程碑时刻。同时于纳沙泰尔――这个具有最悠久瑞士制表传统的地区之一开设制表厂。
自2002年以来，位于纳沙泰尔的沛纳海制表厂在很短时间内便自行研发并制作出一系列功能广泛的独创机芯，在高级钟表制造行业内亦可谓不俗。沛纳海制表厂无疑是一座“Laboratoryofideas创意实验室”，通过不断延续、并重新诠释品牌悠久的创新历史，将往昔与未来在这里交汇融合。
沛纳海制表厂下设多个工厂，但其总部则设于纳沙泰尔市中心一座19世纪的建筑内，这些工厂分别负责沛纳海腕表的各个生产环节。每一枚腕表都尊崇沛纳海的历史传承，无论是理念上还是设计上都完全源于意大利。在工厂内，各个生产步骤都严格被执行。
从草图到绘制技术图，都由纳沙泰尔制表厂内的研发部门负责，形成一个三维立体的发展模式。根据型号，制作原型模具的各个环节极为细致，由全手工打造，起初用腊，随后用金属。表壳的生产与组装、机芯的生产与组装、腕表的组装与质控全部都在制表厂内完成。
设计生产新机芯
从沛纳海腕表的每个细节，到腕表的设计及制作目的，均传承品牌的非凡传统――放眼未来，持续追求卓越技术，让每枚全新推出的沛纳海表厂系列腕表均独具特色。
p.3000手动上链机芯，就是一款创新新品，完全由位于纳沙泰尔的沛纳海表厂设计、研发及生产，无论是从机芯架构，还是性能、强度、精准度、长动力储存方面，均延续了沛纳海机芯的所有主要特点。
p.3000机芯厚5.3毫米，直径16?法分，其宽阔的尺寸，源自沛纳海历史表款。这款机芯拥有极具识别性的结构，如?夹板机芯：一大一小两个夹板，覆盖了绝大多数的机械零件，通过一系列厚实螺钉固定在底部夹板上，构成一种极为巩固的结构。
机芯装配21颗宝石，配有两个相连发条盒。此设计为修长纤幼的发条赋予3日动力储存，让发条能在更长时间内释放更加平均的动力。罕见的可变惯量型特大平衡摆轮（13.2毫米），外圈装配四颗调节螺钉，无需卸下整个装置，即可调校摆轮速率。配有双重支撑的摆轮桥板，比悬臂式单夹板更加安全稳固，摆轮振频为3赫兹，相当于每小时21,600次。配有incabloc?防震装置及无卡度游丝，故无需使用调节杆。
除磨砂夹板和磨圆倒角（也就是将所有倒角均打磨抛光）之外，p.3000机芯还装配快速调校时间装置：一个12齿星形轮，加上一个小型弹簧离合器，即可让指示本地时间的时针以一小时为一格移动，而不会影响分针或腕表的运行。
技术研发新成果
在上世纪30与40年代，Radiomir和Luminor分别是两种不同夜光物料的名称。在专门为意大利海军突击队员设计的腕表中，沛纳海采用这些夜光物料来提高腕表在夜间及水底的辨读性能，历年来，这两个词汇已成为品牌最具代表性的两款不同外形的表壳名称，而其中一款表壳便是从另一款发展演变而成。事实上，当年为提高Radiomir表壳的防水性能，Luminor表壳便由此应运而生。Luminor表壳添加附有紧固杆的护桥装置，它在保护上链表冠的同时，大幅提高表壳的防水性能。此外，与表壳一体成形的大型、平直表耳，也取代了焊接于Radiomir表壳上的线型表耳。
沛纳海的新款Luminor19503Days-47毫米3日动力储存腕表首次采用当年从Radiomir改良至Luminor表壳演变过程中的设计，新款Luminor1950腕表配备经典的47毫米直径抛光精钢表壳，但却有着至今Radiomir仍具有的标志性浑圆枕形线条。
腕表的其它细节上，也同时体现品牌致力追求能完美糅合昔日风华与创新研发的设计：平滑的表底盖装配大型蓝宝石水晶玻璃窗口，将表厂自制的机芯美态尽收眼底；表耳宽度略微收窄，令整体外观更具感染力；表镜采用plexiglas?树脂玻璃；表耳之间镌刻腕表型号，虽然这项设计在沛纳海近年设计中尚属首见，但此表壳实际是直接沿用了早期原创表款的做法；面盘上的“Luminorpanerai”字样不再是印制而成，而是采用早期的字体镌刻在表盘上。
表盘的结构也彰显了沛纳海专注技术研发以及对优良工艺传统的延续：它采用三明治夹层式结构，大量的夜光物料夹心于两层面盘之间，其光芒由上层表盘对应的镂空数字及小时标示处透出，因此在任何条件下均清晰可辨。时针与分针上，亦覆有相同的淡褐色夜光物料。
纳米技术发展史篇10
【关键词】碳纳米管;制备;场发射显示器;工作原理;性能
abstract：Carbonnanotubeisconsideredasanidealfieldemissioncathodematerialforitsgoodelectronemissioncharacteristic.thispaperdescribesthecharacteristics，classificationandpreparationofcarbonnanotube，introducesthestructure，workingprincipleandpreparationofcarbonnanotubefieldemissionflatpaneldisplay，analyzestheadvantagesanddisadvantagesofit，putsforwardsomeimprovementideas，andprospectsitsdevelopmenttrend.
Keywords：Carbonnanotube;preparation;Fieldemissiondisplay;workingprinciple;property
1.引言
目前科技信息产品都朝着短、小、轻、薄的方向发展，有着悠久历史的显示器产品当然也不例外。传统的阴极射线管（CRt）显示器具有高亮度、高分辨率、全视角、快速响应等优点，其色彩和画质优越，成为人们衡量显示质量的无形标准。但CRt存在着体积庞大、功耗高等缺点。为解决该缺陷，科学家们随后研制出薄膜晶体管液晶显示（LCD）、等离子体显示（pDp）、有机电致发光显示（oLeD）、场致发射显示（FeD）等新型显示器件方式。
其中，FeD既具有CRt的亮度足、分辨率高、视角宽、响应快、色彩饱和度好等优点，同时，它的工作温度宽、轻薄、成本低、功耗低，被认为是下一代非常有潜力的平板显示器之一。FeD的关键部分是阴极电子发射材料。传统的尖锥冷阴极的制备工艺复杂、价格昂贵、难以满足大面积制备的需要，而且对工作环境真空度要求极高。碳纳米管（Cnt）因具有良好的电子发射特性而成为理想的场发射阴极材料，无疑给FeD注入了新的活力。
2.碳纳米管（Cnt）概述
Cnt是由六边形排列的碳原子构成的石墨平面按一定的方向卷曲而形成的无缝、中空、管状的一维纳米材料，因具有“大的比表面积、高的化学稳定性、高的热导率、高的机械强度、多样的制备方式、简单的工艺、低廉的成本”等诸多优点，而成为“最有前途的阴极电子发射材料”。如图1所示。
图1Cnt的结构
2.1性能
Cnt的尖端曲率半径处于纳米量级，通过尖端效应使得场增强效应更加明显，在较低的电场下，Cnt能够维持较高的发射电流密度。通常超过10ma/cm2，能够满足工业达到平板显示效果所需要的电流密度。
Cnt具有大的长径比，在场致发射过程中，微尖会产生一系列不可逆转的变化，促进发射能力，进而延长了Cnt的工作寿命。此外，Cnt是良导体，并且具有极佳的化学及物理稳定性，在真空中使用温度可以高达2000摄氏度，为工艺实现平板显示提供了更大的发展空间。
2.2分类
Cnt分为单壁碳纳米管（SwCnt）和多壁碳纳米管（mwCnt）。SwCnt只含有一层石墨烯片。mwCnt含有多层石墨烯片，层数从2～50不等，层间距约为0.34nm，典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。在显示技术中使用的是mwCnt。
2.3制备
目前制备mwCnt的主要方法有3种：石墨电弧法、激光蒸发法和化学气相沉积法（又称催化裂解法）。
石墨电弧法是在惰性气体中对两个石墨电极施加高压，阴极上产生排列整齐的碳质丝状物质（两端封闭的mwCnt）和小颗粒的混合体。该工艺的优点是设备简单;缺点是产品纯度低，不宜连续生产。
激光蒸发法是利用激光刻蚀含有金属催化剂的石墨靶。碳在高温炉中蒸发，在惰性气体携带过程中，碳原子互相碰撞形成Cnt。该工艺易于连续生产，但设备复杂、能耗大、投资成本高。
化学气相沉积法是使用铁、钴、镍等金属颗粒状的薄膜作为生长核并放置在高温炉中，通入的碳源气体在加热区碳化沉积并在生长核的作用下形成Cnt。该工艺的主要缺陷是加热温度高。可喜的是，近年来，生长温度已经可以控制在600℃以下。
3.碳纳米管场发射显示器（Cnt-FeD）的工作原理
三极管型Cnt-FeD主要由阴极、栅极和阳极构成。如图2所示。阴极为Cnt场发射阵列，阳极采用涂覆荧光粉的透明导电膜，通常是氧化铟锡（ito）。三端分别与各自的驱动电路相连。阴极和栅极互相垂直，每个交叉点对应于一个像素点，实现矩阵选址。固定阳极电压，调节栅极电压，当两种叠加电场超过Cnt的阈值电场时，Cnt的微尖由于隧道效应而发射电子，并轰击阳极上的荧光粉层，该像素点被点亮，否则像素点被截止不发光。
图2Cnt-FeD的结构
目前Cnt-FeD主流的两种制备方法是丝网印刷法和直接生长法。不管是哪种方法，要适用于大屏幕显示屏都必须满足：成本低、发射均匀、Cnt基板接合牢固。
丝网印刷法是将石墨电弧法或者激光蒸发法制备的Cnt进行纯化处理，然后融入有机溶剂，利用丝网印刷移植到导电衬底上。该方法操作简单，但用这种方法制备的阴极中的Cnt分布很难控制，很难满足高精度阴极图形制作的要求;而且容易在阴极薄膜中引入杂质成份，从而影响Cnt薄膜的场发射能力。
直接生长法是首先在基板上用光刻胶做出图形，再用蒸发、溅射或溶液沉积等方法形成一层催化剂薄膜，然后剥离光刻胶，形成所需的催化剂薄膜图案。再用化学气相沉积法在基板上有催化剂的地方生长大面积均匀Cnt阵列。该方法整个工艺流程在大面积和实用化方面有很好的潜力。
t-FeD的性能分析
4.1优点
传统的FeD主要将金属尖锥、硅尖锥阵列等作为场发射电子源。当制作大面积的FeD时，工艺过程复杂，均匀性难以控制，而且尖锥极易受感染或者遭电子或离子轰击。所以在制作成本、工作寿命、工艺控制等方面存在极大缺陷，很难达到理想的效果。
而Cnt具有优良的场发射性能和优异的稳定性，制备而成的Cnt-FeD具有较好的均匀性及较高的发光密度，成本也较低，且具有CRt画质优异以及LCD薄型低耗的双重优点。
4.2缺点
使用化学气相沉积法制备Cnt需要高温，应努力寻求在低于500摄氏度以下用该法生长Cnt的工艺。Cnt的平整度也亟需改善，应改进工艺使催化剂斑点在形成过程中光滑平整，其粗糙度从通常的10μm左右降到亚微米量级。此外，还需要继续研究大面积显示、可靠性、发光均匀性、器件寿命等问题。
5.总结
阴极碳纳米管的制备以及器件的封装是碳纳米管场发射显示技术的关键。碳纳米管由于其独特的结构和化学物理性质，在场发射显示应用方面显示了诱人的前景。我们相信，随着研究的不断深入、科技的不断进步，实现碳纳米管场致发射显示器“均匀稳定地发光、使用寿命更长、功耗更低、清晰度更高、色彩更纯正”的目标指日可待。
参考文献
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