纳米科学与技术

第一篇：纳米科学与技术

作为一名化工人，我这学期选修了课程《纳米科学与技术》，很荣幸在课堂展示环节担任过评委，我也是我们小组的组长和主讲人，我想谈一谈自己学习这个课程的一些感受，包括准备展示材料过程和作为评委的一些收获和体会。从学生的角度写这些东西，希望能给以后修这门课程的同学一些借鉴和收获。

首先，我第一次修这样一门课程，讲述科研前沿，而又有这样一个与众不同的结课方式，很新颖，我也很喜欢。亲身去参与这个过程，真的能够学到很多。

作为一个评委，我仔仔细细看了所有小组的展示，并按照我的判断给出了相应的分数。26组，尽管有些小组内容有些重复，但总体来说还是五花八门的，从存储、发电，医学医药，食品安全，纳米催化，到隐身防爆，等等等等，纳米材料无处不在。从评委的角度，对每组的印象各有不同，总体来说，我觉得要注意以下几点：

1，要选择一个良好的主讲人，这是每一组人给评委和老师的第一印象，不仅要口齿流

利，还要对你们的展示内容滚瓜烂熟。

2，展示的主题切入点尽量要小，不要落入泛泛而谈的境地。内容要圆满，从结构、原

理、研究前沿、优缺点到实际应用等等，尽量将所选主题很完整的展现出来。一定不要选择那些大而空的主题，在台上对着ppt和讲稿讲那些自己都看不懂的东西。3，ppt做的要中规中矩，可以添加一些动画效果等来渲染你的内容，但是千万不要让

ppt效果淹没了你的内容，让别人印象深刻的只剩下了ppt而对内容完全没了印象。当然，还有一个问题需要注意，就是ppt颜色搭配以及字体颜色，要让大家看的清楚，看着舒服。

4，准备工作要做好，比如要使用黑板就要提前擦好并准备好你用的粉笔等等（我就烦

了这个错误）.还有需要给评委和老师的文档材料一定要提前打印好。

作为我们小组的组长，在组织我们小组准备的过程和展示过程中，我觉得要注意以下几点：

1，在组队之时就要考虑好每个人的专长，做到人尽其用，每个人都有任务。可以跨班

组队，这样更能扩大范围寻找好队友。

2，在定题之前要查阅足够的相关前沿期刊和网站，扩大选择范围才能选到好主题，避

免被重复和落入俗套假大空。

3，主题内容切入点一定要小。我们组就出现了这个错误。我们浏览了近十年纳米科学

与技术应用前沿的进展，找到了纳米电路、纳米电池、纳米管泵和发电机、纳米存储等四个非常好的话题，原理明了简单，应用研究又热门，而又与我们的生活息息相关。我们小组五人商讨很久之后才狠心砍掉了两个，留下了纳米管泵和发电机、纳米存储两个话题。但是最后战士的时候由于内容太多而使得整个展示过程显得很紧张很快，反而没有选择其中一个来集中展示来的轻松而且效果好。

4，组内分工合作要明确，这样工作做起来才能事半功倍。最终展示材料做好以后每个

人都要详细推敲一遍去更改和完善。正式展示之前，要模拟展示几次，控制好时间和速度，这样上台之后能达到更好的效果。

最后，很感谢老师一学期来的授课教导，我收获很多。也希望以后选这个课的学弟学妹能够获得更大的成长！

第二篇：纳米材料与技术论文

石墨烯在橡胶中的应用

摘要：石墨烯具有较强的力学性能和导电/导热性质，为发展多功能聚合物纳米材料提供了新的方向。本文简单介绍了石墨烯的制备及其功能化,并重点介绍了石墨烯/橡胶纳米复合材料的3种主要制备方法，同时分析了石墨烯/橡胶纳米复合材料的发展前景和存在问题.关键词：石墨烯 纳米复合材料 制备引言

橡胶在室温下具有独特的高弹性，其作为一种重要的战略性物资，泛应用于国民经济"高新技术和国防军工等领域。然而，未补强的橡胶存在强度低，模量低，耐磨差，抗疲劳差等缺陷。因此绝大数橡胶都需要补强，同时随着橡胶制品的多元化，在满足最基本的物理机械性能强度的同时，需要具有功能性的纳米填料/橡胶复合材料。石墨烯是一种有着优异性能的二维纳米填料，将石墨烯与聚合物复合是发挥其性能的重要途径，石墨烯/橡胶纳米复合材料对橡胶的力学机械性能、电学性能、导热性能和气体阻隔性能等都有很大提升，因此得到了广泛关注。石墨烯的制备及其衍生物的功能化 2.1 石墨烯的制备

本文重点介绍利用氧化石墨烯（GO）的还原来制备石墨烯，该方法制备的石墨烯不能完全消除含氧官能团，还存在结构缺陷和导电性差等缺点，但是相比于其他方法，其宏量和廉价制备的特点更为突出。2.2 氧化石墨烯的还原

目前，氧化石墨烯的还原一般分为热还原与化学还原两种方法。热还原是指 GO在高温下脱除表面的含氧基团并释放大量气体，从而还 原并剥离GO.化学还原法是指利用具有还原性的物质对GO进行脱氧还原。2.3 石墨烯的功能化

对于氧化石墨烯还原之后的石墨烯，可以用非共价键改性，通过工业用燃料，荧光增白剂，表面活性剂高效稳定石墨烯。

2.4 橡胶/石墨烯复合材料的结构，性能的检测

利用红外光谱仪测定复合物的红外光谱图;用X射线衍射仪（XRD)测定复合物的衍射谱图;用发射扫描电镜(SEM)分析复合物的形貌；用电子万能试验机测试式样力学性能。3 橡胶/石墨烯橡胶纳米复合物的制备方法

目前制备石墨烯/橡胶复合材料的制备方法主要有三种，即胶乳共混法，溶液共混法，机械混炼法。3.1 胶乳共混法 利用超声辐照胶乳和原位还原法(ULMR)制备石墨烯均匀分散的石墨烯/NB复合材料的方法，解决了石墨烯在橡胶基体中的分散和剥离问题，橡胶复合材料的力学性能大幅度提高[1].通过胶乳混合-静态热压和硫化方法制备了具有石墨烯导电网络的石墨烯/NR纳米复合材料[2].黄光速等通过胶乳法分别制备了石墨烯/NR和石墨烯/丁苯橡胶(SBR)复合材料，并研究了材料的硫化机理[3].Kim等[4]通过胶乳法制备了石墨烯/SBR复合材料，发现橡胶材料的热稳定性和导电性能得到了显著提升.Schopp等[5]通过胶乳法制备了常规和新型碳系填料(炭黑,碳纳米管,石墨烯)填充的SBR复合材料，发现不同填料类型、填充量、填料分散方法对复合材料性能的有影响，其中，石墨烯对SBR复合材料的力学性能、电性能以及气体阻隔性能的提高最为显著.3.2 溶液共混法

Lian等[6]通过溶液共混法制备了石墨烯/丁基橡胶(IR)复合材料,橡胶机械性能得到显著的提升.Sadasiviuni等[7]用马来酸酐接枝丁基橡胶(MA-g-HR)，通过溶液法制备得到了石墨烯/MA-g-HR纳米复合材料.Bai等[8]利用超声将氧化石墨烯分散到二甲基甲酰胺，将丁腈橡胶(NBR)溶于四氢呋喃，然后将氧化石墨烯分散液加到橡胶溶液中，再经超声、分散、干燥、双辊混炼和热压硫化得到了氧化石墨烯/NBR复合材料.3.3 机械混炼法

Mahmoud等[9]最早通过机械混炼法制备了石墨烯/NBR复合材料，并研究了石墨烯对材料的循环疲劳的影响.Al-solamy等[10]先利用双辊开炼机对复合橡胶进行机械混炼，然后将复合橡胶模压成面积为1cm2、高1cm的圆柱体，最后热压、硫化得到石墨烯/NBR复合材料,并研究了复合材料的导电性能，提出了导电橡胶纳米复合材料压阻效应的微观结构模型.Das等通过机械共混法分别制备了石墨烯、膨胀石墨(EG)、CNTs、EG/CNTs杂化填充SBR纳米复合材料，并对4种复合材料的电性能和力学性能做了对比.Dao等[11]通过铝三仲丁醇在DMF水溶液中处理石墨烯制备出氧化铝涂覆氧化石墨烯纳米片复合填料.3.4 其他方法。

Castro等[12]采用气相沉积法在聚苯胺/乙丙橡胶复合导电橡胶中趁机石墨烯的方法制备了新型有机电导材料；Cheng等[13]以金属镍泡沫为模版，通过CVD法制备了三维石墨烯泡沫，再将二甲基硅橡胶浇筑到石墨烯泡沫中制备石墨烯/合成橡胶复合材料；Zhan等[14]报道了将化学还原的石墨烯自组装到NR胶乳粒子表面，在不经过开练配合的情况下直接静态热压硫化，制备了具有石墨烯“隔离”网络结构的NR复合材料（NRLGES）；Wang等[15]在玻璃基板上通过层-层的静电组装制备了聚乙烯亚胺/羧基丁腈橡胶多层膜材料.4结论与展望

石墨烯具有优异的物理和电特性，作为橡胶纳米填料，具有非常高的增强效率和效果，同好似还可以赋予橡胶材料其他特性如导电性，导热性，改善其机械性能和气体阻隔性能等，对橡胶制品的高性能化和功能化具有特别的意义。

石墨烯/橡胶复合材料的制备方法的核心问题是在集体中均匀有效的分散与分布石墨烯填料。目前常用的复合方法有：胶乳共混、溶液共混和机械混炼，一般采用溶液共混和胶乳共混制备的复合材料中石墨烯分散均匀，因此复合材料具有更优异的性能。GO表面的含氧基团能有效增强与极性橡胶的界面作用；还原石墨烯比表面积大且存在“褶皱”结构，因此其与大多数非极性橡胶如NR，SBR等有较强的界面结合。通过石墨烯的表面修饰可以进一步提高街面作用和石墨烯分散，从而提高复合材料性能，总的来说，石墨烯可以有效的增加各种橡胶基材的导电性，导热性，机械强度和气体阻隔性。

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第三篇：纳米加工技术

纳米加工技术及其应用

江苏科技大学机械学院

学号：139020021

姓名：原旭全

纳米尺度的研究作为一门技术,是80年代刚刚兴起的.它所研究的对象是一般研究机构很难涉猎的即非宏观又非微观的中间领域,有人称之为介观领域.所谓纳米技术通常指纳米级(0.1nm~l00nm)的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术.纳米技术主要包括纳米级精度和表面形貌的测量;纳米级表层物理、化学、机械性能的检测;纳米级精度的加工和纳米级表层的加工一一原子和分子的去除、搬迁和重组;纳米材料;纳米级微传感器和控制技术;微型和超微型机械;微型和超微型机电系统;纳米生物学等;纳米加工技术是纳米技术的一个组成部分.纳米加工的含义是达到纳米级精度(包括纳米级尺寸精度,纳米级形位精度和纳米级表面质量)的加工技术.其原理使用极尖的探针对被测表面扫描(探针和被侧表面不接触),借助纳米级的三维位移控制系统测量该表面的三维微观立体形貌.材料制造技术.著名的诺贝尔奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化.他说的材料即现在的纳米材料.纳米材料是由纳米级的超微粒子经压实和烧结而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为l一100nm.它包括体积份数近似相等的两部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面.纳米材料的两个重要特征是纳米晶粒和由此产生的高浓度晶界.这导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变.如:纳米陶瓷由脆性变为100%的延展性,甚至出现超塑性.纳米金属居然有导体变成绝缘体.金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中,可大大降低静电作用.纳米Tiq按一定比例加入到化妆品中,可有效遮蔽紫外线.当前纳米材料制造方法主要有:气相法、液相法、放电爆炸法、机械法等.l)气相法:¹热分解法:金属拨基化合物在惰性介质(N2或洁净油)中热分解,或在H冲激光分解.此方法粒度易控制,适于大规模生产.现在用于Ni、Fe、W、M。等金属,最细颗粒可达3一10nm.º真空

蒸发法:金属在真空中加热蒸发后沉积于一转动圆的流动油面上;可用真空蒸馏使颗粒浓缩.此法平均颗粒度小于10nm.2)液相法:¹沉积法:采用各种可溶性的化合物经混合,反应生成不溶解的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐或有机盐等沉淀.把过滤后的沉淀物热分解获得高强超纯细粉.采用此工艺制备出均质的玻璃和陶瓷.由于该法可制备超细(10nm一100nm)、化学组成及形貌均匀的多种单一或复合氧化物粉料.已成为一种重要的超细粉的制备方法.3)放电爆炸法:金属细丝在充满惰性气体的圆筒内瞬间通人大电流而爆炸.此法可制造Mo.W等难熔金属的超细颗粒(25一350nm),但不能连续操作.4)机械法:利用单质粉末在搅拌球磨(AttritorMill)过程中颗粒与颗粒间和颗粒与球之间的强烈、频繁的碰撞粉碎.近几年大量采用搅拌磨,即利用被搅拌棍搅拌的研磨介质之间的研磨,将粉料粉碎粉碎效率比球磨机或振动磨都高.(3)三束加工技术:可用于刻蚀、打孔、切割、焊接、表面处理等.l)电子束加工技术:电子束加工时,被加速的电子将其能量转化成热能,以便除去穿透层表面的原子,因此不易得到高精度.但电子束可以聚焦成很小的束斑(巾0.1林m)照射敏感材料.用电子刻蚀,可加工出0.1林m线条宽度.而在制造集成电路中实际应用.2)离子束加工技术:因离子直径为0.Inm数量级.故可直接将工件表面的原子碰撞出去达到加工的目的.用聚焦的离子束进行刻蚀,可得到精确的形状和纳米级的线条宽度.3)激光束加工技术:激光束中的粒子是光子,光子虽没有静止质量,但有较高的能量密度.激光束加工常用YAG激光器认封.06林m)和Cq激光器位一10.63林m).激光束加工不是用光能直接撞击去掉表面原子,而是光能使材料熔化、汽化后去掉原子.(4)LIGA(Lithographie,Galvanoforming,Abforming)技术.这是最新发展的光刻、电铸和模铸的复合微细加工技术.它采用深度同步辐射X射线光刻,可以制造最大高度为1000林m、高宽比为200的立体结构,加工精度可达0.1林m.刻出的图形侧壁陡峭,表面

光滑.加工微型器件可批量复制,加工成本低.目前,在LIGA工艺中再加入牺牲层的方法,使加工出的微器件一部分可脱离母体而能转动或移动.这在制造微型电动机或其他驱动器时极为有用.LIGA技术对微型机械是非常有用的工艺方法.1与常规精加工的比较

纳米级加工中.工件表面的原子和分子是直接加工的对象.即需切断原子间的结合.纳米加工实际已到了加工的极限.而常规的精加工欲控制切断原子间的结合是无能为力的,其局限性在于: l)高精度加工工件时,切削量应尽量小而常规的切削和磨削加工,要达到纳米级切除量,切削刀具的刀刃钝圆半径必须是纳米级,研磨磨料也必须是超细微粉.目前对纳米级刃口半径还无法直接测量.2)工艺系统的误差复映到工件,工艺系统的受力/热变形、振动、工件装夹等都将影响工件精度.3)即使检测手段和补偿原理正确,加工误差的补偿也是有限的.4)加工过程中存在不稳定因素.如切削热,环境变化及振动等.由此可见.传统的切削/磨削方法,一方面由于加工方法的局限或由于加工机床精度所限,显示出在纳米加工领域应用裕度不足.另一方面,由于科技产业迅猛发展,加工技术的极限不断受到挑战.有研究表明,磨削可获得o.35nm的表面粗糙度,但对如何实现稳定、可靠的纳米机加工以及观察研究材料微加工过程力学性能则始终受到实验手段的限制.因此纳米机加工必须寻求新的途径即直接用光子、电子、离子等基本粒子进行加工.例如,用电子束光刻加工超大规模集成电路.2.微纳米加工技术的分类

自人类发明工具以来,加工是人类生产活动的主要内容之一.所谓加工是运用各种工具将原材料改造成为具有某种用途的形状.一提到加工,人们自然会联想到机械加工.机械加工是将某种原材料经过切削或模压形成最基本的部件,然后将多个基本部件装配成一个复杂的系统.某些机械加工也可以称为微纳米加工.因为就其加工精度而言,某些现代磨削或抛光加工的精度可以达到微米或纳米量级.但本文所讨论的微纳米加工技术是指加工形成的部件或结构本身的尺寸在微米或纳米量级.微纳米加工技术是一项涵盖门类广泛并且不断发展中的技术.在2004年国际微纳米工程年会上,曾有人总结出多达60种微纳米加工方法.可见实现微纳米结构与器件的方法是多样的.本文不可能将所有微纳米加工技术一一介绍.对这些加工技术的详细介绍目前已有专著出版.笔者在此仅将已开发出的微纳米加工技术归纳为三种类型作概括性的介绍

（1）平面工艺

以平面工艺为基础的微纳米加工是与传统机械加工概念完全不同的加工技术.图1描绘了平面工艺的基本步骤.平面工艺依赖于光刻(lithography)技术.首先将一层光敏物质感光,通过显影使感光层受到辐射的部分或未受到辐射的部分留在基底材料表面,它代表了设计的图案.然后通过材料沉积或腐蚀将感光层的图案转移到基底材料表面.通过多层曝光,腐蚀或沉积,复杂的微纳米结构可以从基底材料上构筑起来.这些图案的曝光可以通过光学掩投影实现,也可以通过直接扫描激光束,电子束或离子束实现.腐蚀技术包括化学液体湿法腐蚀和各种等离子体干法刻蚀.材料沉积技术包括热蒸发沉积,化学气相沉积或电铸沉积.图1平面工艺的基本过程:在硅片上涂光刻胶、曝光、显影,然后把胶 的图形通过刻蚀或沉积转移到其他材料

（2）探针工艺

探针工艺可以说是传统机械加工的延伸,这里各种微纳米尺寸的探针取代了传统的机械切削工具.微纳米探针不仅包括诸如扫描隧道显微探针,原子力显微探针等固态形式的探针,还包括聚焦离子束,激光束,原子束和火花放电微探针等非固态形式的探针.原子力探针或扫描隧道电子探针一方面可以直接操纵原子的排列,同时也可以直接在基底材料表面形成纳米量级的氧化层结构或产生电子曝光作用.这些固体微探针还可以通过液体输运方法将高分子材料传递到固体表面,形成纳米量级的单分子层点阵或图形.非固态微探针如聚焦离子束,可以通过聚焦得到小于10nm的束直径,由聚焦离子束溅射刻蚀或化学气体辅助沉积可以直接在各种材料表面形成微纳米结构.聚焦激光束已经广泛应用于传统加工工业,作为切割或焊接工具.高度聚焦的激光束也可以直接剥蚀形成微纳米结构,例如近年来出现的飞秒激光加工技术.利用激光对某些有机化合物的光固化作用也可以直接形成三维立体微纳米结构.只要加工的工具足够小,即使传统机械加工技术也有可能制作微米量级的结构.例如,利用聚焦离子束的微加工能力可以制造尖端小于10Lm的高速钢铣刀.这种微型铣刀可以加工小于100Lm的沟槽或台阶结构.探针工艺与平面工艺的最大区别是,探针工艺只能以顺序方式加工微纳米结构.而平面工艺是以平行方式加工,即大量微结构同时形成.因此平面工艺是一种适合于大生产的工艺.但探针工艺是直接加工材料,而不是像平面工艺那样通过曝光光刻胶间接加工.3纳米级加工的关键技术

(l)测量技术

纳米级测量技术包括纳米级精度的尺寸和位移的测量、纳米级表面形貌的测量.纳米级测量技术主要有两个发展方向:1)光干涉测量技术:可用于长度、位移、表面显微形貌的精确测量.用此原理测量的方法有双频激光干涉测量、光外差干涉测量、X射线干涉测量等.2)扫描探针显微测量技术:主要用于测量表面微观形貌.用此原理的测量方法有扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等.(5)扫描隧道显微加工技术(sTM).扫描隧道显微加工技术是纳米加工技术中的最新发展,可实现原子、分子的搬迁、去除、增添和排列重组,可实现极限的精加工或原子级的精加工.近年来这方面发展迅速,取得多项重要成果.1990年美国Eigler等人,在低温和超真空环境中,用STM将镍表面吸附的xe(氛)原子逐一搬迁,最终以35个Xe原子排成IBM3个字母,每个字母高snm.Xe原子间最短距离约为Inm,以后他们又实现了原子的搬迁排列.在铂单晶的表面上,将吸附的一氧化碳分子用sTM搬迁排列起来,构成一个身高snm的世界上最小人的图样.此“一氧化碳小人”的分子间距仅为0.snm.将STM用于纳米级光刻加工时,它具有极细的光斑直径,可以达原子级,可得到10nm宽的线条图案.4微型机械和微型机电系统

(l)微型机械.现在微型机械的研究已达到较高水平,已能制造多种微型零件和微型机构.已研制成功的三维微型机械构件有微齿轮、微弹簧、微连杆、微轴承等.微执行器是比较复杂、难度大的微型器件,研制成功的有微阀、微泵、微开关、微电动机等.(2)微型机电系统.MEMS是在微电子工艺基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域.是纳米加工技术走向实用化,能产生经济效益的主要领域.比如:l)微型机器人是一个非常复杂的机电系统.美国正在研制的无人驾驶飞机仅有蜻蜓大小,并计划进一步缩小成蚊子机器人,用于收集情报和窃听.医用超微型机器人是最有发展前途的应用领域.它可进入人的血管,从主动脉管壁上刮去堆积的脂肪,疏通患脑血栓病人阻塞的血管.日本制定了采用机器人外科医生的计划,并正在开发能在人体血管中穿行、用于发现并杀死癌细胞的超微型机器人.2)微型惯性仪表:惯性仪表是航空、航天、航海中指示方向的导航仪器,由于要求体积小、重量轻、精度高、工作可靠.因此是微型机电系统应用的理想领域.现在国外已有微型加速度几何微型陀螺仪的商品生产,体积和重量都很小,但尚需提高精度.由于MEMs的发展已初具基础,微型器件的发展也已达到一定水平,同时有微电子工业制造集成电路的经验可借鉴,各产业部门又有使用MEMS的要求,因此现在MEMS的发展条件已具备.4.微纳米加工技术发展趋势

微纳米加工技术是一项不断发展中的技术.新技术取代老技术,先进技术取代落后技术是客观发展规律.加工技术本身从来都只是手段,其目的是服务于科学研究或工业产品开发与生产.因此新的科研课题或新的工业产品开发会不断对加工技术提出新的要求.新的加工技术将会不断出现.5.参考文献

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第四篇：纳米材料与技术专业解读：这个专业学什么

纳米材料与技术专业解读：这个专业学什么

美国国家科学基金会的纳米技术高级顾问米哈伊尔?罗科预言：“由于纳米技术的出现，在今后30年中，人类文明所经历的变化将会比刚刚过去的整个20世纪都要多得多。”

纳米到底有多小?纳米材料与技术到底是个怎样的专业?这一新兴技术可以运用在哪些领域?它的主修课程有哪些?有哪些院校开设?发展前景如何?

一、专业解析

什么是纳米材料与技术?

想要了解纳米材料与技术，首先要弄清楚“纳米”是什么。纳米是长度单位，1纳米是1米的十亿分之一，大约相当于1根头发的八万分之一。别看它身材小，但作用很大。因为纳米正好介于以原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带，而且纳米材料还带有“特异功能”，具有奇异的化学物理特性。

例如，有些纳米材料十分结实，强度比普通金属高十几倍，同时弹性又堪比橡胶，人们幻想有一天会使用这样的纳米钢材制造出汽车、飞机或轮船，使它们的重量减少到原来的1/10；而有的纳米材料轻而柔软，又非常强韧，密度是钢的1/6，而强度却是钢的l00倍，做防弹背心再好不过;还有的纳米材料可以吸收太阳光中的光能，直接作为电源使用。

纳米虽然微小，但是它构建的世界却是神奇而宏大的。纳米技术就是利用纳米材料的奇妙性能，制造具有特定功能的零部件和产品的技术。一些权威专家预测，未来纳米技术将在生物医学、航空航天、能源和环境等领域“大显身手”。

这个专业学什么?

在2012年最新颁布的普通高等学校本科专业目录中，纳米材料与技术专业属于工学门类中的材料类二级学科，标准学制4年，毕业后授予工学学士学位。

纳米材料与技术专业的学习内容大体包括公共课程和专业课程两部分。公共课程主要是数学、物理、化学、英语等。从大二起，学生会接触到部分材料类、纳米的专业知识。专业课程主要包括材料现代研究方法、材料化学基础、材料物理性能、材料力学性能、量子统计、材料表面与界定、纳米结构与性能、低维材料物理与技术基础、磁性材料等。作为一个新兴专业，很多院校还会根据各自的培养特点设置有针对性的专业课程，专门制定适合本校该专业的人才培养方案。

二、专业与就业

身材虽小领域宽广

有学者曾预言，本世纪经济发展的三大支柱产业是信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术。而纳米技术又是信息和生命科学技术进一步发展的坚固基石。未来的纳米技术和纳米材料将向新材料、微电子、计算机、医学、航天、航空、环境、能源、生物技术和农业等诸多领域渗透。

以目前纳米科技整体发展状况而言，欧、美、日已大力发展多年，而我国的纳米科技研究尚处在起步阶段，无论是科研水平或市场契合度，与欧、美、日均有一定差距。但是差距大也意味着潜力大、空间大，一旦纳米技术进入日常生活，该专业人才的需求量肯定会急剧上升。

纳米材料与技术专业的毕业生具有扎实的材料科学以及与纳米材料相关的数学、物理、化学、微电子、计算机应用等方面的基础知识和技能。适应于高科技发展需要，可从事材料领域高科技研究和高新技术应用等工作。

毕业生主要在相关的科研机构、高等院校从事科学研究、教学工作，或者在电子信息、新能源、航空航天、仪器仪表、生物医药等高科技企业从事新材料研制、新产品开发及新技术工艺研究等高科技含量的工作。

纳米技术虽然在科研领域比较热门，但产业化程度不高。目前，该专业毕业生最理想的就业方向以研究单位和高校居多，也有很多人选择进一步深造，进入国内外著名高校攻读硕士、博士。

三、报考指南

目前，我国有北京航空航天大学、北京科技大学、南京理工大学、大连理工大学、苏州大学等5所院校获批开设纳米材料与技术专业，并从2011年起开始首次招生。

方向不同找准目标

已开设纳米材料与技术专业的院校都是在该领域领先的佼佼者。各校都有自己的培养方向和优势特色。考生可在报考时根据自己的兴趣爱好和各校培养方向认真选择。例如：北京航空航天大学的材料科学与工程学院的实力在全国同等专业类型中排名第八，在纳米机械和纳米涂层方面非常有优势。

北京科技大学的纳米材料与技术专业着重进行各种纳米材料制备、纳米结构及性能表征、纳米材料应用等基础科学及应用技术方面的研究。南京理工大学人

才培养的特点是能够满足微电子和光电子材料与器件、新型功能材料、高性能结构材料等战略性新兴产业领域中的用人需求。大连理工大学的纳米材料与技术专业属于化工与环境生命学部的化工与制药类专业之一，培养的人才适于综合解决纳米材料工业化生产中的技术问题。

三、报考看清专业名称

目前，教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中与新材料相关的，除了纳米材料与技术专业，还有功能材料、光电子材料与器件专业等。它们同属于工学中的材料大类。但在报考过程中还是要看清楚专业目录中各院校具体招生的名称，以免发生错漏。

如北京航空航天大学纳米材料与技术专业属于材料科学与工程学院，招生时按材料科学与工程专业大类招生。大连理工大学的纳米材料与技术专业属于化工与制药类，招生时按化工与制药大类招生。其他院校的都是以纳米材料与技术专业名称来招生的。

报考纳米材料与技术专业的学生最好在数学、物理、化学等科目有很好的基础，学习时更占优势。

资料参考：gaokao.zgjhjy.com/Html/kh/201406/65407.shtml

第五篇：科学与技术

论科学与技术的关系

摘 要：科学与技术是推动人类社会发展的两大力量.正确认识和处理它们之间的关系,往往关系一个民族、国家的荣辱兴衰,无论是社会更迭,跨时代的王朝更替,它们都扮演着非常重要的角色.随着现代科学技术发展,科学和技术的相互依赖、相互促进的关系日益明显,出现了科学技术一体化的新特点和新趋势。本文从区分科学与技术的界限出发,梳理两者在历史上的演进关系,并结合所学专业对科学与技术的关系进行初步的讨论。

关键词：科学；技术；关系

恩格斯曾指出,“人类可以通过改变自然来使自然界为自己的目的服务,来支配自然界,但我们每走一步都要记住,人类统治自然界决不是站在自然界之外的”。当代科学与技术的发展日趋一体化,呈现出科学技术化和技术科学化的态势。为了生存、发展,人类必须与环境进行斗

争.会制造工具,是人类形成的标志,也是人类发明技术、使用技术的开始.自此,科学与技术就推动人类向着文明不断前进,同时也给人类提出了一个严肃问题,如何处理科学与技术的关系?科学与技术的涵义

1.1 科学与技术的词源

“科学”一词是英文“Ｓｃｉｅｎｃｅ”翻译过来的外来名词.清末,“Ｓｃｉｅｎｃｅ”曾被译为“格致”.明治维新时期,日本学者把“Ｓｃｉｅｎｃｅ”译为“科学”.康有为首先把日文汉字“科学”

直接引入中文.严复翻译《天演论》和《原富》两本书时,也把“Ｓｃｉｅｎｃｅ”译为“科学”,20世纪初“科学”一词开始在中国流行起来.“技术”一词的希腊文词根是“Ｔｅｃｈ”,原意是指个人的技能或技艺.早期,指个人的手艺、技巧,家庭世代相传的制作方法和配方,后随着科学的不断发展,技术的涵盖力大大增强.1.2 科学与技术的涵义

什么是科学,古往今来众说纷纭至今也尚无定论。“科学”可解释为“知识”、“学问”。康德认为按照一定原则整理好的知识体系就是科学;按照马克思的观点,科学就是一般社会生产力;斯诺概括了科学的气质,即实证精神,精确分析,无国界,民主精神以及革命精神。根据不同的研究对象,可将科学分为自然科学、社会科学和思维科学等类别,马克思科学技术思想主要是从自然科学的角度对科学进行考量和分析。

简言之,科学就是发现。发现自然界原本存在而未被人所发现的这样或那样的联系。人的好奇心促使着人们不断地去探索未知世界,丰富科学内容。

技术的含义随着人类实践的发展也在不断发展变化,不一样的历史赋予技术不一样的内涵。在古代,人们对技术的理解侧重于劳动者的技能;到了近代,“技术”又被定义为生产劳动手段的体系。技术泛指根据自然科学原理生产实践经验,为某一实际目的而协同组成的各种工具、设备、技术和工艺体系.科学与技术的关系

我们经常把科学和技术相提并论,但是在历史上的大部分时期,两者几乎毫无关系,它们有着各自的起源和传统。科学与技术发生联系始于工业革命之后,而由科学发展出来的技术,则到了19世纪末才出现。

2.1 科学与技术完全分离时期

技术的萌芽或雏形出现于人类从渔猎文明向农业文明转变过程中。自然科学的出现则要晚的多,因为它作为人类社会的高级意识形态必须具备一定的条件才能产生。人类在远古时期对自然界的一些朴素直观认识还不属于真正的科学,直到古希腊时期才形成科学的雏形。但是因为没有专职的科学家,从事科学研究的人由当时的“哲学家”兼任,例如柏拉图和亚里斯多德等,因此古希腊时期只是科学的史前阶段。早期的科学与技术互不相关,一是因为从事科学研究的是上层的哲学家,而从事技术工作的则是身份较低的工匠,两个阶层没有密切的交往;二是从事科学研究的人们不仅不提倡,甚至反对将科学知识用于实用技术。在整个古希腊时代,尽管希腊人在工程和军事方面取得了很多成就,但柏拉图和亚里斯多德抵制应用的偏见一直统治着人们的思想,限制了科学和技术的交流。

2.2 科学与技术开始建立关系时期

近代科学革命以哥白尼的“日心学说”为开端,以伽利略和牛顿的经典物理学体系的构建为标志,全面超越了古希腊时代的科学成就。此外,技术革新对自然科学的发展也有推动作用,技术不仅为自然科学研究提供了先进的实验设备,更为自然科学研究提供了许多社会生产活动中迫切需要解决的重大问题,如航海、采矿和军事技术等。正如恩

格斯所言:“社会一旦有技术上的需要,则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进”。

18世纪的工业发展要求更大的技术进步解决一系列生产技术问题,但是单靠对现存技术的修改已无法满足这个要求,因此需要进一步求助于科学,依靠科学为技术提供新的“技术原理”,打开“技术黑箱”,从而启发新技术的发明,使技术过程的理论得以优化。技术结束了与科学长期分离的状态,自觉向科学靠近。这种模式不同于历史上的经验技术,开始打上科学的烙印,适应了技术自身进一步发展的要求。

2.3 科学与技术相互促进时期

科学与技术的关系是从19世纪中叶之后才日趋密切,共同构成了现代所谓的“大科学”,并呈现出科学、技术与生产三位一体的趋势。第二次技术革命以来,科学与技术的关系从两方面

得到了根本改变:一是随着技术越来越多的建立在科学的基础上,科学能提供大量的技术;另一个重要却不引人注意的变化是技术发展已成为科学研究的重要源泉。这已不是伽利略时代困扰科学的仪器设备问题,而是基础科学探索中的许多结构和过程只能利用技术成就来揭示;在某些情况下,科学“只能存在于”技术当中。因此,越来越多的科学已成为派生“技术”。一个典型案例就是,工作于“第二次技术革命”时代的巴斯德,由他奠定的微生物学,既是基础科学研究,又是应用技术。到第三次科技革命之时，这个技术体系有个明显不同于以往的新特点,就是它们不仅更依赖于科学知识,而且科学向技术转化的周期也愈来愈短。

2.4 科学与技术一体化

20世纪80年代兴起了以生命科学与技术、信息科学与技术、纳米科学与技术、环境科学与技术、能源科学与技术等领域为主的高科技,通常是指建立在最新科学成就基础上的技术,甚至可以说它同时包含有基于科学的技术和关于技术的科学这双重含义,蕴涵着当代科学和技术之间相互渗透、相互转化的新关系。总体来说,高科技既是技术,又是科学,既有明确的应用目的,也具有基本的认识职能;能把应用导向的基础研究与基础理论背景的应用研究密切结合;基于科学的技术和关于技术的科学同时并存,科学的技术化和技术的科学化同步发展;高科技的发展形成了科学和技术之间相互作用、相互结合、相互渗透、相互转化的新关系,导致形成统一的现代科学技术革命整体。当然,高科技并没有消解科学和技术之间的界限与区别,而是开辟了科学和技术之间全新互动关系的新时代。科学的技术化和技术的科学化发展趋势,使科学进步与技术进步互为前提,互相推动,促进了科学技术连续体的形成。地理学与科技的关系

由于地理学研究的是地球表面的地理环境产生、形成、发展的演变规律，数千年来人类为了探寻这一规律，曾经显示了自己的聪明才智，创造了一系列的特有研究方法。归纳起来，大致上包括观察、分析、表述。肉眼观察，描述归纳，文学式表述，这是萌芽时期和初创时期的地理学研究方法；到了近代的形成时期，地理学的观察引入了仪器，无论在广度，还是深度，都较仅凭肉眼的观察有了质的进步，加之交

通运输的发展与进步，地理学家的观察范围，受距离远近的约束已渐趋减小，未被地理学家直接观察的地方越来越少。在分析中已能做到定性，因果关系、发生学原理都在广泛应用，规律的可能性探查也日益完善；不仅如此，定量分析也已开始引入，在某些领域，如气候学、水文地理学、工业、交通运输、城市等地理学分支中，有的已建立了数理系统。在表述中，归纳法已成为引以自豪的表现方法，无数的地理学家所观察到的许许多多的现象，被归纳成要素的规律和地域的规律，使人类对其赖以生存的地球表面的环境，有了认识、了解，在利用和改造方面也能在尊重自然规律的条件下，更能发挥主观能动性。总之，社会的发展，科学的进步，使地理学研究的方法和手段得到相应的改善；而方法和手段的革新，则标志着认识的飞跃和学科水平的提高。

4科学与技术关系的启示

总而言之,科学与技术是人类生存发展的基石和社会向前发展的不竭动力,现代科学与技术的密切结合,一方面使得各自获得前所未有的发展速度,引起新的革命;另一方面,科学革命与技术革命相互交融,统一发展,不仅前次革命与后次革命的界限不清,而且科学革命与技术革命的分界也难以辨识,因而人们统称为现代科学革命或当代科学革命。科学技术的一体化对科学与技术的研究方式及发展速度、价值取向产生了深刻的影响。合理地处理它们之间的关系,是关乎一个民族社会发展的重要问题。