나노 소재 소개?

서론:' 나노' 라는 단어를 언급하면 많은 사람들이 들어봤을 수도 있지만, 나노가 무엇인지, 나노 물질이 무엇인지, 많은 사람들이 잘 알지 못할 수도 있습니다. 이 글은 주로 나노 및 나노 물질의 연구 현황과 발전 전망에 대해 소개하고 있습니다. 과학기술이 발전함에 따라 점점 더 많은 나노 물질이 사람들의 삶에 들어와 인간을 위해 < P > 나노미터는 영어 namometer 의 번역음으로, 물리적 측정 단위이며, 1 나노미터는 1 미터의 1 억분의 1 이다. 45 개의 원자가 배열된 길이에 해당한다. 통속적으로 말하면, 만분의 1 의 머리카락 굵기에 해당한다. 밀리미터, 미크론처럼, 나노미터는 하나의 척도 개념이며, 물리적 내포는 없다. 물질이 나노 척도에 이르면 약 1 ~ 1 나노미터 범위 공간에서 물질의 성능이 돌연변이되어 특수한 성능이 나타난다. 이 물질은 원래 구성된 원자, 분자, 거시적인 물질의 특수한 성능과는 다른 재료인 나노 물질이다. 규모만 나노미터일 뿐 특별한 성능이 없는 재료라면 나노재료라고 부를 수 없다. 과거에는 사람들이 원자, 분자 또는 우주 공간에만 주의를 기울였으며, 종종 이 중간 영역을 간과했는데, 이 분야는 실제로 대량적으로 자연계에 존재하지만, 이전에는 이 규모의 성능을 인식하지 못했을 뿐이다. (윌리엄 셰익스피어, 원자, 분자, 우주공간, 우주공간, 우주공간, 우주공간) 그 성능을 진정으로 인식하고 나노 개념을 인용한 최초의 일본 과학자들은 197 년대에 증발법으로 초미이온을 준비하고, 전도성, 열전도 구리, 은도체가 나노 잣대를 만든 후 원래의 성질을 잃고 전도도 열전도도 하지 않는 것으로 밝혀졌다. 자성 재료도 마찬가지다. 철 코발트 합금처럼 약 2 ~ 3 나노미터 크기로 만들면 자구는 단일 자구가 되고 자성은 원래보다 1 배 더 높다. 8 년대 중반, 사람들은 공식적으로 이런 재료를 나노재료라고 명명했다. < P > 활기찬 21 세기에는 정보, 생명 공학, 에너지, 환경, 첨단 제조 기술 및 국방의 급속한 발전으로 인해 재료에 대한 새로운 수요가 제기되어야 합니다. 구성 요소의 소형화, 인텔리전스, 통합, 고밀도 스토리지 및 초고속 전송 등 재료의 크기 요구 사항이 점점 작아지고 있습니다. 항공 우주, 신형 군사 장비 및 선진 제조 기술 등에 대한 재료 성능 요구가 갈수록 높아지고 있다. 신소재의 혁신과 이를 바탕으로 유발된 신기술. 신제품의 혁신은 향후 1 년 동안 사회 발전, 경제진흥, 국력 강화에 가장 영향력 있는 전략 연구 분야로, 나노재료는 중요한 역할을 하는 핵심 재료 중 하나가 될 것이다. 나노 소재와 나노 구조는 오늘날 신소재 연구 분야에서 가장 역동적이고 미래 경제와 사회 발전에 매우 중요한 영향을 미치는 연구 대상이며 나노 기술 중 가장 활발하고 응용할 수 있는 중요한 구성 요소이기도 하다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 나노 소재, 나노 구조, 나노 구조) 최근 몇 년 동안 나노재료와 나노구조는 사람들의 주목을 끄는 성과를 거두었다. 예를 들어, 저장 밀도가 평방 센티미터 당 4g 에 달하는 자성 나노로드 어레이의 양자 디스크, 저렴하고 발광 주파수 조절이 가능한 고효율 나노 어레이 레이저, 저가의 에너지 변환 나노 구조 태양전지와 열전 변환 요소, 궤도포궤도로 사용되는 내절제 고강도 고인나노 복합 재료 등이 등장해 국민경제의 새로운 버팀목 산업과 첨단 기술 분야에서 응용할 수 있는 큰 잠재력을 충분히 보여 주고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) 미국 과학자들이 추산한 바와 같이, "사람들이 육안으로 볼 수 없는 아주 작은 물질은 각 분야에 혁명을 가져올 가능성이 높다." 나노 소재와 나노 구조의 응용은 국민 경제 지주 산업의 배치를 조정하고 신제품을 설계하고 새로운 산업을 형성하고 전통 산업을 개조하여 첨단 기술 함량을 주입할 수 있는 새로운 기회를 제공할 것이다. 나노 소재와 나노 구조를 연구하는 중요한 과학적 의의는 사람들이 자연을 인식하는 새로운 수준을 열어 지식 혁신의 원천이라는 데 있다. 나노 구조 단위의 척도 (1 ~ 1urn) 는 전자의 데블로의 파장, 초전도와 일관된 길이, 터널링 장벽 두께, 강자성 임계 크기와 같은 물질의 많은 특징들과 비슷하기 때문에 나노 재료와 나노 구조의 물리적, 화학적 특성이 미시적 원자, 분자, 거시적 물체와 다르기 때문에 사람들이 나노 분야에서 새로운 현상을 발견하고, 새로운 법칙을 인식하고, 새로운 개념을 제시하고, 새로운 이론을 세우고, 나노 물질 과학 체계의 새로운 틀을 구축하기 위한 토대를 마련하고, 나노 물리학과 나노 화학 등 새로운 분야의 연구 내포를 크게 풍부하게 할 것이다. 세기의 교고 인성 나노 도자기, 초강력 나노 금속 등은 여전히 나노 재료 분야에서 중요한 연구 과제로 남아 있다. 나노 구조 설계, 이질적, 이질적, 다양한 성질의 나노 요소 ( 차원 나노 입자, 1 차원 나노튜브, 나노로드, 나노와이어) 의 조합. 나노 스케일 원형의 표면 손질성 등은 오늘날 나노 소재 연구의 새로운 핫스팟을 형성하고 있으며, 사람들은 더 많은 자유도를 가지고 자신의 뜻에 따라 특수한 성능을 지닌 신소재를 합성할 수 있다. 새로운 물성, 새로운 원리, 새로운 방법을 이용하여 나노 구조 원리성 부품 및 나노 복합 전통 재료의 개조성이 새로운 돌파구를 낳고 있다. 1 모양과 트렌드를 연구하는 나노재료 제비 및 응용 연구에서 나온 나노기술은 다음 세기 전 2 년 동안 주도적인 기술이 되어 나노산업의 발전을 이끌 가능성이 높다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 세기의 전환기에 세계 선진국들은 미래 발전 전략에서 나노 물질 연구를 고도로 재배치하고 있으며, 밀레니엄 교체의 결정적인 순간에 새로운 도전을 맞이하고 나노 소재와 버미 구조의 입항을 다잡고, 과학기술원들을 신속하게 조직하여 국가가 정한 목표를 중심으로 연구를 진행하는 것이 중요하다. 나노 물질 탄생주가 수년 동안 이룬 성과와 각 분야에 미치는 영향과 침투가 줄곧 주목을 끌고 있다. 9 년대에 들어서면서 나노재료 연구의 내포가 계속 확대되면서 분야가 점차 넓어졌다. 한 가지 두드러진 특징은 기초연구와 응용연구의 연결성이 매우 밀접하다는 점이다. 실험실 성과의 전환 속도가 예상을 뛰어넘어 기초연구와 응용연구가 모두 중요한 진전을 이뤘다는 것이다. 미국은 거친 Cu 보다 경도가 5 배 향상된 5urn 의 나노 Cu 재질을 성공적으로 제조했습니다. 결정립 크기가 7urn 인 PD 는 조결정 PD 보다 항복 응력이 5 배 높습니다. 강도가 높은 금속간 화합물의 가소화 문제는 줄곧 사람들의 관심을 끌고 있다. 결정립의 나노화는 이 문제를 해결하기 위한 희망을 가져왔다. 나노재료 발전 추세와 세기의 첨단 기술 발전에 대한 중요한 지위에 따라 세계 선진국 정부는 모두 원래 1 ~ 15 년 동안 나노 과학 기술 연구 계획에 관한 것을 배치하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 미국 국립기금위원회 (NSF) 는 1998 년 나노 기능성 물질의 합성가공과 응용을 중요한 기초연구프로젝트로 전국 과학기술계에 입찰했다. 미국 DARPA (National Proven Technology Research) 의 여러 계획에서도 나노 기술을 중요한 연구 대상으로 삼고 있습니다. 일본은 최근 몇 년 동안 ogala 프로그램, erato 프로그램, 양자 기능 장치의 기본 원리 및 장치 활용과 같은 나노 기술 연구에 대한 다양한 계획을 수립했으며, 1997 년에는 나노 기술에 1 억 2 천 8 백만 달러를 투자했습니다. 독일 과학 기술부는 연방 정부가 1995 년부터 21 년 15 년까지 나노 기술을 개발할 계획을 세우는 것을 도왔다. 영국 정부는 나노 기술 연구에 막대한 자금을 지원했다. 1997 년 서유럽은 1 억 2 천만 달러를 투자했다. 1999 년 7 월 8 일' 자연' 최신 보도에 따르면 나노재료 응용잠재력은 미국 백악관의 주의를 끌었다. 클린턴 미국 대통령은 나노재료와 나노기술에 대한 연구를 직접 물어 투자를 늘리기로 했다. 향후 3 년간 경비가 2 억 5 천만 달러에서 5 억 달러로 증가하기로 했다. 이는 나노 소재와 나노 구조의 연구 열풍이 다음 세기에 상당히 긴 기간 동안 계속 발전할 기세를 유지하고 있음을 보여준다. 2 국제역학과 발전전략은 1999 년 7 월 8 일' 자연' (4 권) 에서' 미국 정부가 나노 기술 지원에 대한 투자를 확대할 계획' 이라는 중요한 소식을 발표했다. 이 문장 속 미국 정부가 3 년 동안 나노 기술 연구 경비를 두 배로 늘려 2 억 5 천만 달러에서 5 억 달러로 늘었다고 보도했다. 클린턴 대통령은 내년 2 월 나노 기술 연구를 지지하는 안건을 국회에 제출하여 국회의 비준을 요청할 것이다. 백악관은 미국 나노재료와 기술 연구를 가속화하기 위해 1 억 97 만 달러의 자금 지원 강도를 2 억 5 천만 달러로 높이기 위한 임시 긴급 조치를 취했다. 8 월 19 일' 미국 상업주간지' 는 미국 정부가 나노기술 연구열을 21 세기 1 년 전 11 개 핵심 분야 중 하나로 선정하기로 결정했고,' 미국 상업주간지' 는 21 세기에 중요한 돌파구를 마련할 수 있는 3 개 분야 중 나노기술 분야 (다른 두 분야는 생명과학과 생명기술, 외별에서 에너지를 얻음) 를 포함한다고 보도했다. 미국 백악관이 2 세기가 끝나가는 결정적인 순간에 갑자기 나노재료와 기술을 중시하는 이유는 두 가지가 있다. 하나는 덕과학기술부가 1996 년 21 년 나노기술 시장을 예측했고, 14,4 억 달러에 이를 것으로 예상되며, 미국은 이런 매력적인 시장에서 상당한 점유율을 차지하려고 시도하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 미국 기초연구 책임자인 윌리엄스는 나노 기술의 원래 응용이 컴퓨터 공업보다 훨씬 많다고 말했다. 미국 백악관 전략기획국은 나노 물질이 나노 기술의 가장 중요한 구성 요소라고 생각한다. 자연' 보도에서 미국은 이미 나노 구조 조립 체계와 고비 표면 나노 입자 제비 및 합성 방면에서 세계를 이끌고 있는 조류를 특별히 언급했다. 나노 기능 코팅 설계 변형 및 생명기술에서의 나노 소재 응용은 유럽 * * * 체와 함께 세계 1 위, 나노 크기의 부품과 나노 고체도 일본과 분정해야 한다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 1999 년 7 월, 미국 캘리포니아 대학 로스앤젤레스 분교와 HP 는 1urn 칩을 성공적으로 개발했고, 미국 미네소타 대학과 프린스턴 대학은 1998 년 자성 나노로드로 구성된 나노 어레이 시스템인 성공적인 양자디스크를 준비했습니다. 1bit/S 크기의 밀도는 이미 19bit/s 에 이르렀고, 미국 상인들은 관계자들을 조직하여 신속하게 전환해 2 이 예상된다. 1988 년 프랑스인들은 먼저 거대 자기 저항 효과를 발견했고, 1997 년까지 거대 자기 저항을 원칙으로 한 나노 구조 장치가 미국에서 출시되었으며, 자기 저장, 자기 메모리, 컴퓨터 읽기 및 쓰기 헤드에 중요한 응용 전망이 있을 것이다. 최근 미국 코닥사 연구부는 물감과 분자 염료 기능을 갖춘 새로운 나노 분말체를 성공적으로 연구해 컬러 인화도토리에 혁명적인 변화를 가져올 것으로 예상된다. 나노 분말 소재는 고무, 안료, 도자기 제품의 개성 등에서 전통 산업과 제품에 새로운 첨단 기술 함량을 주입해 미래 시장에서 중요한 몫을 차지할 가능성이 높다. 미국 백악관은 나노 소재와 기술이 중요한 전략적 위치를 차지할 것이라는 사실을 깨닫게 해 주는 나노 물질의 의약 응용연구도 주목받고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 두 번째는 나노재료와 기술 분야가 지식 혁신과 기술 혁신의 원천이며, 새로운 법칙의 새로운 원칙의 발견과 새로운 이론의 수립이 기초과학에 새로운 기회를 제공한다는 점이다. 미국은 이 분야의 기초연구에서' 보스' 의 지위를 독점할 계획이다. 3 국내 연구 진전 우리나라 나노재료 연구는 8 년대 말,' 85' 기간 동안' 나노재료 과학' 이 국가 등반 프로젝트에 포함됐다. National Natural Science Fund 위원회, 중국과학원, 국가교위는 각각 8 가지 중대하고 중점적인 프로젝트를 조직했고, 관련 과학기술자들은 각각 나노재료의 각 지점에서 일을 하고, National Natural Science Fund 위원회는 2 개 이상의 과제를 지원했고, National' 863' 신소재 주제도 나노재료 관련 하이테크 혁신 과제에 대한 연구를 진행했다. 1996 년 이후 나노재료의 응용연구는 바람직한 조짐을 보이고 있으며, 지방정부와 일부 기업가들의 개입으로 우리나라 나노재료의 연구가 기초연구로 응용연구를 이끌어가는 새로운 국면으로 접어들었다. 현재 우리나라에는 6 여 개의 연구팀이 있으며, 6 여 명이 나노재료의 기초와 응용연구에 종사하고 있으며, 그중에서도 국가 중대 기초연구 프로젝트를 맡고 있는 나노 재료 연구와 비교적 일찍 전개되는 단위는 중국과학원 상해실리콘산염연구소, 남경대학이다. 중국과학원 고체물리학연구소, 금속연구소, 물리연구소, 중국과학기술대, 중국과학원화학연구소, 칭화대, 길림대, 동북대, 시안교통대학, 천진대, 청도화학대학, 화동사범대학, 화동공대, 저장대, 중과원 대련화학물리학연구소, 장춘응용화학연구소 우리나라 나노재료 기초 연구는 지난 1 년 동안 주목할 만한 중요한 연구 성과를 거두었다. 다양한 물리적, 화학적 방법을 사용하여 금속과 합금 (결정질, 비정질 및 나노 마이크로결정) 산화물, 질화물, 탄화물 등의 화합물 나노 분말을 준비하여 나노 입자의 크기를 조절할 수 있는 장비를 구축했습니다. 나노 박막과 덩어리를 만들었습니다. 나노 물질의 표상, 재결합체의 원인과 제거, 표면 흡착과 탈착, 나노 복합 입자, 분말 제조 등 모든 방면에서 혁신을 이루어 치밀하고 복잡하고 성능이 우수한 나노 도자기를 개발하는 데 성공했다. 세계에서 처음으로 나노 산화 알루미늄 입자가 인장 피로 중 응력 집중 영역에서 초가소성 변형을 발견했습니다. 입자막의 거대 자기 저항 효과, 자기광 효과, 스핀파 * * * 진동 등에서 혁신적인 성과를 거두었다. 국제적으로 처음으로 나노 페 로브 스카이 트 화합물 입자의 자기 적변이 금속 GD 를 초과하는 것을 발견했다. 나노 복합 산화물의 새로운 시스템을 설계하고 준비했는데, 그 중 적외선 밴드 흡수율은 92% 에 달하며 적외선 보온섬유에 적용되었다. 비정질 완전 결정화에 의한 나노 합금의 제조를위한 새로운 방법이 개발되었다. 완전 치밀한 나노 합금에서 비정상적인 hall－petch 효과를 발견했다. 최근 몇 년 동안 우리나라는 기능성 나노재료 연구에서 세계가 주목하는 중대한 성과를 거두어 국제적인 관심을 불러일으켰다. 첫째, 넓은 방향성 탄소관 배열 합성: 화학기상법을 이용하여 순수 탄소나노튜브 기술을 효율적으로 준비하는데, 이 기술로 합성한 나노튜브는 구멍 지름이 거의 일치하며 길이가 약 2urn, 길이가 약 1pm, 나노튜브 배열 면적이 3mm 3mm 에 달한다. 방향이 높고 탄소 나노튜브 사이의 간격이 1pm 입니다. 이런 대면적 방향성 나노탄소관 어레이는 평판 디스플레이의 전계 방출 음극 등에 중요한 응용 전망을 가지고 있다. 이 방면의 문장 은 1996 년 미국' 과학' 잡지에 발표되었다. 둘째, 초장 나노탄소관 제비: 처음으로 길이가 2 ~ 3MM 인 초장 방향성 탄소 나노튜브 배열을 대량으로 준비했다. 이런 초장탄소 나노튜브는 기존 탄소 나노튜브의 길이보다 1 ~ 2 개 정도 더 길다. 이 성과는 이미 1998 년 8 월에 출판된 영국 네이처 잡지에 발표되었다. 영국' 파이낸셜 타임스' 는' 탄소 나노튜브가 긴 단계에 들어선다' 라는 제목으로 긴 나노튜브에 대한 작업을 소개했다. 셋째, 질화결혼나노봉제비: 처음으로 탄소나노튜브를 템플릿으로 사용하여 직경 3 ~ 4 URN, 길이가 미크론 수준인 발광질소화는 1 차원 나노막대처럼 만들어졌으며, 탄소나노튜브 제한반응의 개념을 제시했다. 이 성과는 1998 년 중국 1 대 과학기술뉴스 중 하나로 선정되었다. 넷째, 실리콘 라이닝에 탄소 나노튜브 어레이가 성공적으로 개발되어 탄소 나노튜브의 현장 발사 평면과 나노장치 방면의 응용을 추진한다. 다섯째, 스웨덴에서 열린 1998 년 제 4 회 국제 나노 회의가 낭독된 후 많은 외국 과학자들이 높은 평가를 해 온 성공적인 1 차원 나노 실크와 나노 케이블을 준비하는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) 여섯째, 벤젠 열 법에 의한 나노 질화물 상 미세 결정의 제조; 비수용제열 합성 기술이 발견돼 처음으로 3 C 안팎에서 입도가 3 에 달했다