黑科技系统科学家_纳米生物黑客技术的特点

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什么是黑客?

黑客的定义

提起黑客,总是那么神秘莫测。在人们眼中,黑客是一群聪明绝顶,精力旺盛的年轻人,一门心思地破译各种密码,以便偷偷地、未经允许地打入政府、企业或他人的计算机系统,窥视他人的隐私。那么,什么是黑客呢?

黑客(hacker),源于英语动词hack,意为“劈,砍”,引申为“干了一件非常漂亮的工作”。在早期麻省理工学院的校园俚语中,“黑客”则有“恶作剧”之意,尤指手法巧妙、技术高明的恶作剧。在日本《新黑客词典》中,对黑客的定义是“喜欢探索软件程序奥秘,并从中增长了其个人才干的人。他们不象绝大多数电脑使用者那样,只规规矩矩地了解别人指定了解的狭小部分知识。”由这些定义中,我们还看不出太贬义的意味。他们通常具有硬件和软件的高级知识,并有能力通过创新的方法剖析系统。“黑客”能使更多的网络趋于完善和安全,他们以保护网络为目的,而以不正当侵入为手段找出网络漏洞。

另一种入侵者是那些利用网络漏洞破坏网络的人。他们往往做一些重复的工作(如用暴力法破解口令),他们也具备广泛的电脑知识,但与黑客不同的是他们以破坏为目的。这些群体成为“骇客”。当然还有一种人兼于黑客与入侵者之间。

一般认为,黑客起源于50年代麻省理工学院的实验室中,他们精力充沛,热衷于解决难题。60、70年代,“黑客”一词极富褒义,用于指代那些独立思考、奉公守法的计算机迷,他们智力超群,对电脑全身心投入,从事黑客活动意味着对计算机的最大潜力进行智力上的自由探索,为电脑技术的发展做出了巨大贡献。正是这些黑客,倡导了一场个人计算机革命,倡导了现行的计算机开放式体系结构,打破了以往计算机技术只掌握在少数人手里的局面,开了个人计算机的先河,提出了“计算机为人民所用”的观点,他们是电脑发展史上的英雄。现在黑客使用的侵入计算机系统的基本技巧,例如破解口令(password cracking),开天窗(trapdoor),走后门(backdoor),安放特洛伊木马(Trojan horse)等,都是在这一时期发明的。从事黑客活动的经历,成为后来许多计算机业巨子简历上不可或缺的一部分。例如,苹果公司创始人之一乔布斯就是一个典型的例子。

在60年代,计算机的使用还远未普及,还没有多少存储重要信息的数据库,也谈不上黑客对数据的非法拷贝等问题。到了80、90年代,计算机越来越重要,大型数据库也越来越多,同时,信息越来越集中在少数人的手里。这样一场新时期的“圈地运动”引起了黑客们的极大反感。黑客认为,信息应共享而不应被少数人所垄断,于是将注意力转移到涉及各种机密的信息数据库上。而这时,电脑化空间已私有化,成为个人拥有的财产,社会不能再对黑客行为放任不管,而必须采取行动,利用法律等手段来进行控制。黑客活动受到了空前的打击。

但是,政府和公司的管理者现在越来越多地要求黑客传授给他们有关电脑安全的知识。许多公司和政府机构已经邀请黑客为他们检验系统的安全性,甚至还请他们设计新的保安规程。在两名黑客连续发现网景公司设计的信用卡购物程序的缺陷并向商界发出公告之后,网景修正了缺陷并宣布举办名为“网景缺陷大奖赛”的竞赛,那些发现和找到该公司产品中安全漏洞的黑客可获1000美元奖金。无疑黑客正在对电脑防护技术的发展作出贡献。

什麽是黑客?

什么是黑客?

他可以追溯到几十年前第一台分时小型电脑诞生, ARPAnet 实验也刚展开的年代,那时有一个由程序设计专家和网络名人所组成的, 具有分享特点的文化社群。这种文化的成员创造了 “hacker” 这个名词。黑客们建立了 Internet。黑客们发明出了现在使用的 UNIX 操作系统。黑客们使 Usenet 运作起来, 黑客们让 WWW 运转起来。如果你是这个文化的一部分,如果你对这种文化有所贡献,而且这个社群的其它成员也认识你并称你为 hacker, 那么你就是一位黑客。

黑客精神并不仅仅局限在软件的黑客文化中。有人用黑客态度对待其它事情,如电子学和音乐—— 事实上,你可以在任何最高级别的科学和艺术活动中发现它。精于软件的黑客赞赏这些在其他领域的同类并把他们也称作黑客—— 有人宣称黑客天性是绝对独立于他们工作的特定领域的。 但在这份文档中,我们将注意力集中在软件黑客的技术和态度,以及发明了“黑客”一词的以共享为特征的文化传统之上。

有一群人大声嚷嚷着自己是黑客,但他们不是。他们(主要是正值青春的少年)是一些蓄意破坏计算机和电话系统的人。真正的黑客把这些人叫做“骇客”(cracker),并不屑与之为伍。多数真正的黑客认为骇客们又懒又不负责任,还没什么大本事。专门以破坏别人安全为目的的行为并不能使你成为一名黑客, 正如用铁丝偷开走汽车并不能使你成为一个汽车工程师。不幸的是,很多记者和作家往往错把“骇客”当成黑客;这种做法一直使真正的黑客感到恼火。

根本的区别是:黑客搞建设,骇客搞破坏。

什么是黑客?

黑客一词,源于英文Hacker,原指热心于计算机技术,水平高超的电脑专家,尤其是程序设计人员。

但到了今天,黑客一词已被用于泛指那些专门利用电脑搞破坏或恶作剧的家伙。对这些人的正确英文叫法是Cracker,有人翻译成“骇客”。

黑客和骇客根本的区别是:黑客们建设,而骇客们破坏。

黑客守则:

第一条:不恶意破坏任何的系统,这样作只会给你带来麻烦。恶意破坏它人的软体将导致法律刑责,如果你只是使用电脑, 那仅为非法使用! 注意:千万不要破坏别人的软体或资料!

第二条:不修改任何的系统档,如果你是为了要进入系统而修改它,请在答到目的后将它改回原状。

第三条:不要轻易的将你要 Hack 的站点告诉你不信任的朋友。

第四条:不要在bbs上谈论你Hack 的任何事情。

第五条:在Post文章的时候不要使用真名。

第六条. 正在入侵的时候, 不要随意离开你的电脑

第七条. 不要侵入或破坏政府机关的主机。

第八条. 不在电话中谈论你 Hack 的任何事情。

第九条. 将你的笔记放在安全的地方。

真正的黑客应该具备什么素质

我想能看到这篇文章的朋友,一定对黑客这个词不陌生。但能真正彻底的理解这个词却不是一件容易的事。在这里我要说些不同的看法,并不是要说明什么,只是想要告诉大家,事情有好多方面,从不同的角度看一件事可能会有好多不同的答案。比如,时下在国内网络界很火的红客,蓝客。就我个人认为这是对黑客和黑客精神的不尊敬,也代表着他们对“黑客”一词并不是很了解。

“黑客”算是一个外来词, 是hacker的中文翻译。其实它也没有什么特殊的意思,原意是指一些热衷于计算机和网络技术的人。这些人为计算机和网络世界而发狂,对任何有趣的问题都会去研究,他们的精神是一般人所不能领悟的。无可非议,这样的“hacker”是一个褒意词。但英雄谁都愿意做,慢慢的有些人打着黑客的旗帜,做了许多并不光彩的事。黑客们叫他们骇客(creaker),并以他们为耻,不愿和他们做朋友。其实,黑客和骇客并没有一个十分明显的界限。他们都入侵网络,破解密码。但从他们的出发点上看,却有着本质的不同:黑客是为了网络安全而入侵,为了提高自己的技术而入侵。free是黑客们的理想, 他们梦想的网络世界是没有利益冲突,没有金钱交易,完全共享的自由世界。而骇客们呢,为了达到自己的私欲,进入别人的系统大肆破坏。为了几个零花钱而破解软件。黑客们拼命的研究,是为了完善网络,是网络更加安全。 骇客们也在钻研,他们是为了成为网络世界的统治者,成为网络世界的神。这是多么可怕的想法,现代社会越来越依赖于网络,如果没有黑客保护我们的网络,我们的网络就会被那些别有用心的骇客所利用,成为一个暗无天日的世界。

以上是黑客和骇客的区别。现在谈谈中国特有的红客和蓝客。也许是中国人自古就不太喜欢“黑”这个字,一想到黑字就想到了一些乌七八糟的东西。也许中国第一个黑客就不是什么好人,也没做什么好事,给大家的第一影响就不是很好。以至于现在有好多网络高手不想和黑客扯上一点关系,却以红客和蓝客自居。为什么?黑客这个称号不配你,还是你配不上这个称号。这不是跆拳道,白带,黄带,蓝带,一级级的来,最后到黑带。我认为,在网络世界里只有黑客和骇客的斗争,一正一邪。其他什么都没用。真心想为网络做点什么吗?好的,来做黑客,全身心的投入,一生不懈的努力。总是会有收获的,即使没有做成黑客,努力过了,也会心安理得。而不是用红客,蓝客自欺欺人。

我不是针对某些组织,我只是想说出自己的看法。我总是觉得,连网络界的朋友心都不齐,闹着要分家。大众诋毁黑客也是理所当然的了。 敢于做黑客,即使被别人误解。他们不理解 ,好,用实际行动来证明自己,用实际行动来告诉别人真正的黑客是什么样的。用小软件破解个QQ号,丢个炸弹,不算什么黑客。当大家真正知道了什么才是黑客,那些自以为是的人便成了大家的笑柄,网络上便不再会有这些偷鸡摸狗的事,大家都专心研究技术。这样的网络世界才会发展,这样的网络世界才是我们向往的最理想的家园。

我个人认为的做黑客要具备的几个基本要素:

首先,想要做一名黑客,首先要学会尊重网络。有些人在网上到处留假信息,注册的姓名,年龄都是假的。一方面,这样做是为了安全。但这样却侮辱了网络。你可以把它比作你的爱人,你对你的爱人说的话没一句是真的,这能代表你是真的爱她吗?现在几乎所有的正规网站都会对用户的资料进行一定程度的保护。担心网络会泄密,有些多余,再说你又不是克林顿,布什,都平常的网民怕什么,正所谓“我是流氓我怕谁”。(以上不包括必须留假姓名的情况)

其次,要想成为一名黑客不懂得网络及相应的计算机知识是不可想象的。每一个黑客都有着超乎常人的钻研精神,而且非常善于学习。时代在进步,科技也在不断的完善,只有学习我们才不会落后,只有不断的学习我们才能领先于别人。想在网络中闹出些名堂来,有些知识是不得不学的。网络基础,顾名思义他是网络世界中最原始的规则,如果连游戏规则都不懂,怎么玩转它。TCP/IP,这是现在的网络上最流行的一种网络协议,网络上大部分的工作都是*这种网络协议来完成。还有很多,这里就不多说了。

你学过编程吗?学的怎么样,有什么成绩了?编程对于一名计算机或网络工作者来说,就像左右手一样重要。不会的话赶快学吧!我建议要学多几种编程语言,已备不同情况时使用。这里我推荐几种:汇编语言,我个人觉得这是一种最有用的编程语言。虽然有点复杂,但它是汇编语言,比高级语言更*近计算机硬件。在某些问题上要优于高级语言。在高级语言中我比较喜欢Delphi,大家不是都说吗“真正的程序员用VC,聪明的程序员哟Delhpi,用VB的不是程序员。”Delphi的结构简单,功能强大,是我喜欢它的原因。如果你要立志成为一名优秀的程序员,而学习VC的话。我会替你高兴的,但你在信誓旦旦的同时也要做好受尽煎熬的准备,VC有是并不想你想象的那么可爱。网络时代许多网络编程语言成了大家的新宠,在这其中我还是推荐一种比较基础的HTML语言。一来是因为它比较基础,二来它已经得到了大家的公认,掌握的人也挺多,不懂可以问,这对你学习是很有帮助的。

现在,也许我们的个人电脑安装的都是微软的产品。但在真正的网络服务器,网络操作系统多种多样,这是因为大家对网络的安全性要求不尽相同。Windows 2000,Unix,Liunx, SUN OS这些都是现在网络上比较流行的网络操作系统。从我的观点来说,这些是我们都要掌握。至少要有个大概了解,再对一两种有深入的研究。了解它的历史,工作原理,特性以及它的漏洞。这样,我们才不会在遇到他们时手忙脚乱。

其实做黑客对人自身也有要求。聪明好学先放在一旁不说,光是入侵是不管的试密码和破解是长时间的等待就是常人难以忍受的。而且,黑客和骇客的区别不大,往往就在一念之间。经过几年的努力,就因为一念之差做了骇客。大家肯定都不愿做,但有时就是控制不住自己了。所以,我们要练习着使自己有耐性,还要淡漠名利,一心只想着FREE。

另外,英语不太好的朋友赶快把英语学好。我想,中国的黑客技术发展很慢的一大原因就是因为我们的英语水平不高。不像欧洲和美国的黑客那样可以进行技术交流,而且许多的技术文章,漏斗报告都是先有英文版,在翻成中文的。也许文章是由一些蹩脚的,非计算机专业的人来翻译。这就造成了技术的滞后和失真。也许有人会说,太忙了,没时间学。我说,不如我们三个月不谈计算机,不谈网络,一门心思学习英语。先利其器,磨刀不误砍柴功。等到学好了英语,再来看英文的技术文章,你会觉得眼前一片豁亮,学起来更加得心应手。

上面说的是做黑客的一些要求,这类文章网上到处都是。下面我想说的是,我们的黑客组织并不完善,这在某些方面也拖慢了我们前进的步伐。

黑客组织是一个很严密的机构,在其中分工明确,细致入微。像很著名的黑客组织DAY0,这个组织是一个偏重于软件破解的黑客组织。他们就分好多部门:采购部,买正版软件(大部分是试用版)以供给破解部门。破解部,核心部门,进行软件密码的破解。测试部,对软件进行检测,发现BUG马上通知破解部修正。发行部,负责软件的上传,以供其他网友下载。信息部,收集信息,接受网友们的信息反馈。这些部门的成员也许分布在地球的不同角落,但他们分工明确,接到任务马上执行。

在我看来黑客大概可以有以下几种分工:

编程:我们现在用的黑客软件都是这类人编写的,还有那些可恶的病毒。他们大都是程序员出身,对网络并不熟悉。但他们都有扎实的计算机功底和过硬的编程技术,是很棒的计算机人才。他们会利用自身的优势编写许多有用的软件出来,使我们的网络世界更加丰富,也可以使我们的入侵变得更加简单。

破解:这是很早以前就形成的一个分支。这些人主要进行的工作是破解试用版软件的密码,从而使这个软件成为真正意义上的免费软件。这些人其实也掌握了编程的技术,而他们对破解密码,反编译更加有经验。黑客精神中最精华的部分就体现在这些人的工作中,把任何软件都变成自由软件,共享出来给大家免费下载。

入侵:好多人把黑客理解为入侵的人,殊不知入侵只是黑客团体中一种分工。黑客们的入侵是为了更加的了解网络,他们不断的入侵,发现漏洞,解决它。虽然,他们的行为没有经过服务器主人的允许,但他们的行为是为了网络的安全着想。入侵使网络上介绍最多的一个黑客分支,大家对他也比较了解了,我也不再多说什么。但你要注意,进入别人的主机,千万不要图一时之快,删掉不该删的东西。这样做着会让真正的黑客看不起,没准也会招来不必要的麻烦。

维护:有攻就有防,有一类人就是专门研究网络维护方面的专家。他们对黑客的攻击手段很了解,修补漏洞是他们的家常便饭。可以说他们比入侵者更强,更了解我们的网络。因为,入侵者可以用一种方法进攻不同的站点和主机。有一个成功了,他的入侵就算成功。而维护人员要防许多黑客的进攻,有一次失败,就是失败。这好像足球场上的前锋和守门员的区别。前锋,攻城拔寨,谁都想当。而守门员默默地站在本方的门前,保护着自己的球门,但通常守门员是一支球队中身体素质最好的。

在这四类工作中还可以再进行不同的分工,但要根据自身情况而定,这里也不细讲了。

还有一种人,他们在黑客团体中并不显眼,但他们却为黑客技术的发展起了不小的作用。他们在写文章,把他们知道的东西都写成文章,无私的传授给别人。在他们的帮助下,越来越多的人进入了黑客这个神圣的团体中。而他们还在默默的写着,用他们的文章描绘真正的黑客和黑客精神。

我希望大家看了我的文章会对黑客以及黑客精神有了另一种理解,我的目的也就在于此。黑客不是神,也不是什么高高在上的职业,有的黑客甚至不能用他的黑客技术填饱自己的肚子。黑客只是一种爱好,只是一种兴趣,很多人为了这个爱好,兴趣付出了自己最宝贵的东西。而我们要学着尊重网络,尊重黑客精神,我们的前辈有生命谱写的黑客文化是不容我们玷污的。

最后,我附上在网上已经流传了很久的一段黑客守则。看过的人,请再看几遍,也许你会感到有以前你没看到的东西在里面。没看过的人,仔细看,能被就背下来吧,它在我眼里更像是护身符。不懂英文的人,就当是学英语了。

1 Never damage any system. This will only get you into trouble.不恶意破坏任何系统, 这样做只会给你带来麻烦。恶意破坏它人的软件或系统将导致法律刑责, 如果你只是使用电脑,那仅为非法使用!!注意:千万不要破坏别人的软件或资料!!

2 Never alter any of the systems files, except for those needed to insure that you are not detected, and those to insure that you have access into that computer in the future. 绝不修改任何系统文件,除非你认为有绝对把握的文件,或者要改那些文件是为了使你自己在以后更容易的再次进入这个系统而必须更改的。

3 Do not share any information about your hacking projects with anyone but those you''d trust.不要将你已破解的任何信息与人分享,除非此人绝对可以信赖。

4 When posting on BBS''s (Bulletin Board Systems) be as vague as possible when describing your current hacking projects. BBS''s CAN be monitered by law enforcement.当你发送相关信息到BBS(电子公告板)时,对于你当前所做的黑事尽可能说的含糊一些,以避免BBS受到警告。

5 Never use anyone''s real name or real phone number when posting on a BBS.在BBS上Post文章的时候不要使用真名和真实的电话号码。

6 Never leave your handle on any systems that you hack in to.如果你黑了某个系统,绝对不要留下任何的蛛丝马迹。(绝对不要留下大名或者是绰号之类的,这时由于成功的兴奋所导致的个人过度表现欲望会害死你的。)

7 Do not hack government computers.不要侵入或破坏政府机关的主机。

8 Never speak about hacking projects over your home telephone line.不在家庭电话中谈论你Hack的任何事情。

9 Be paranoid. Keep all of your hacking materials in a safe place.将你的黑客资料放在安全的地方。

10 To become a real hacker, you have to hack. You can''t just sit around reading text files and hanging out on BBS''s. This is not what hacking is all about.想真正成为黑客,你必须真枪实弹去做黑客应该做的事情。你不能仅仅*坐在家里读些黑客之类的文章或者从BBS中扒点东西,就能成为黑客,这不是"黑客"

真正的黑客 什么是黑客?只会使用工具来入侵的就叫黑客?网名:Coolfire !联系方法:cool.fire@msa.hinet.net 一个台湾籍黑客。出名之做遍是那8篇黑客入门文章,给众多菜鸟带来了福音。而当时还是中国黑客成长的初期。此人被人们定为中国第一代黑客。 网名:小榕 !个人站点: 提起这个名字,人们就会想到流光。这个当年让菜鸟入侵无数主机的武器遍出自小榕之手。小榕是高级程序员,所以精通的是软件开发和程序制作。流光,乱刀,溺雪及SQL注入......

纳米技术的认识

理论含义

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纳米技术(nanotechnology),也称毫微技术,是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界,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 [2]  。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

从迄今为止的研究来看,关于纳米技术分为三种概念:

第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。

第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去,从理论上讲终将会达到限度,这是因为,如果把电路的线幅逐渐变小,将使构成电路的绝缘膜变得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。

第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发,成为纳米生物技术的重要内容。

利用纳米技术将氙原子排成IBM

主要内容

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纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:

纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

纳米纤维

1993年,第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开,将纳米技术划分为6大分支:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学,促进了纳米技术的发展。由于该技术的特殊性,神奇性和广泛性,吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力研究。 纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造,测量、控制和产品的技术 [3]  。纳米技术主要包括:纳米级测量技术:纳米级表层物理力学性能的检测技术:纳米级加工技术;纳米粒子的制备技术;纳米材料;纳米生物学技术;纳米组装技术等。

纳米技术包含下列四个主要方面:

1、纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在0.1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。 这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。

如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。

过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,像铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。

为什么磁畴变成单磁畴,磁性要比原来提高1000倍呢?这是因为,磁畴中的单个原子排列的并不是很规则,而单原子中间是一个原子核,外则是电子绕其旋转的电子,这是形成磁性的原因。但是,变成单磁畴后,单个原子排列的很规则,对外显示了强大磁性。

这一特性,主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候,用于制造磁悬浮,可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。

2、纳米动力学:主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。

理论上讲:可以使微电机和检测技术达到纳米数量级。

3、纳米生物学和纳米药物学:如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。

纳米生物学发展到一定技术时,可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞,并可以吸收癌细胞的生物医药,注入人体内,可以用于定向杀癌细胞。(上面是老钱加注)

4、纳米电子学:包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的。

历史沿革

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纳米技术的灵感,来自于已故物理学家理查德·费曼1959年所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲。这位当时在加州理工大学任教的教授向同事们提出了一个新的想法。从石器时代开始,人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术,都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关。费曼质问道,为什么我们不可以从另外一个角度出发,从单个的分子甚至原子开始进行组装,以达到我们的要求?他说:“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”

70年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想,1974年,科学家谷口纪男(Norio Taniguchi)最早使用纳米技术一词描述精密机械加工;

1981年,科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用;

1990年,

理查德·费曼

IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排,纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置,组成了IBM三个字母。这证明费曼是正确的,二个字母加起来还没有3个纳米长。不久,科学家不仅能够操纵单个的原子,而且还能够“喷涂原子”。使用分子束外延长生长技术,科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法,每次只造出一层分子。现代制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。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,最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造产品,这是关于纳米技术最早的梦想 [4]  。

1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生;

1991年,碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10倍,成为纳米技术研究的热点,诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等;

1993年,继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用35个氙原子排出“IBM”之后,中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“ 中国”二字,标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地;

1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在2017年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机;

1999年,巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录;

到1999年,纳米技术逐步走向市场,全年基于纳米产品的营业额达到500亿美元;

2001年,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地 [5]  。日本设立纳米材料研究中心,把纳米技术列入新5年科技基本计划的研发重点;德国专门建立纳米技术研究网;美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心,美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元。中国也将纳米科技列为中国的“973计划”进行大力的发展与其相关产业的大力扶持。

应用领域

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英特尔cpu

当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料 [6]  。

1、纳米是一种几何尺寸的度量单位,1纳米=百万分之一毫米。

2、纳米技术带动了技术革命。

3、利用纳米技术制作的药物可以阻断毛细血管,“饿死”癌细胞。

4、如果在卫星上用纳米集成器件,卫星将更小,更容易发射。

5、纳米技术是多科学综合,有些目标需要长时间的努力才会实现。

6、纳米技术和信息科学技术、生命科学技术是当前的科学发展主流,它们的发展将使人类社会、生存环境和科学技术本身变得更美好。

7、纳米技术可以观察病人身体中的癌细胞病变及情况,可让医生对症下药。

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。

一是光干涉测量技术,它是利用光的干涉条纹来提高测量的分辨率,其测量方法有:双频激光干涉测量法、光外差干涉测量法、X射线干涉测量法、F一P标准工具测量法等,可用于长度和位移的精确测量,也可用于表面显微形貌的测量。

二是扫描探针显微测量技术(STM),其基本原理是基于量子力学的隧道效应,它的原理是用极尖的探针(或类似的方法)对被测表面进行扫描(探针和被测表面实际并不接触),借助纳米级的三维位移定位控制系统测出该表面的三维微观立体形貌。主要用于测量表面的微观形貌和尺寸。

用这原理的测量方法有:扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等。

加工技术

纳米级加工的含意是达到纳米级精度的加工技术。

由于原子间的距离为0.1一0.3nm,纳米加工的实质就是要切断原子间的结合,实现原子或分子的去除,切断原子间结合所需要的能量,必然要求超过该物质的原子间结合能,即所播的能量密度是很大的。用传统的切削、磨削加工方法进行纳米级加工就相当困难了。

截至2008年纳米加工有了很大的突破,如电子束光刻(UGA技术)加工超大规模集成电路时,可实现0.1μm线宽的加工:离子刻蚀可实现微米级和纳米级表层材料的去除:扫描隧道显微技术可实现单个原子的去除、扭迁、增添和原子的重组。

粒子制备

纳米粒子的制备方法很多,可分为物理方法和化学方法。

应用纳米技术制成的服装

纳米技术应用——计算机磁盘

真空冷授法:用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、位度可控,但技术设备要求高。

物理粉碎法:透过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产晶纯度低,顺粒分布不均匀。

机械球磨法:采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。

气相沉积法:利用金属化合物蒸汽的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高,粒度分布窄。

沉淀法:把沉淀剂加人到盐溶液中反应后,将沉淀热处理得到纳米材料.其特点简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备载化物。

应用纳米技术制成的服装

水热合成法:高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高,分散性好、粒度易控制。

溶胶凝胶法:金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经低沮热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多,产物颗粒均一,过程易控制,适于氧化物和11一VI族化合物的制备。

徽乳液法:两:互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在徽泡中经成核,聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和接口性好,11一VI族半导体纳米粒子多用此法制备。

水热合成法——高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得到纳米粒子。其特点是纯度高,分散性好,粒度易控制。

材料合成

自1991年Gleiter等人率先制得纳米材料以来,经过10年的发展纳米材料有了长足的进步。如今纳米材料种类较多,按其材质分有:金属材料、纳米陶瓷材料、纳米半导体材料、纳米复合材料、纳米聚合材料等等。纳米材料是超徽粒材料,被称为“21世纪新材料”,具有许多特异性能。

例如用纳米级金属微粉烧结成的材料,强度和硬度大大高于原来的金属,纳米金属居然由导电体变成绝缘体。一般的陶瓷强度低并且很脆。但纳米级微粉烧结成的陶瓷不但强度高并且有良好的韧性。纳米材料的熔点会随超细粉的直径的减小而降低。例如金的熔点为1064℃,但10nm的金粉熔点降低到940℃,snm的金粉熔点降低到830℃,因而烧结温度可以大大降低。纳米陶瓷的烧结温度大大低于原来的陶瓷。纳米级的催化剂加入汽油中。可提高内燃机的效率。

加入固体燃料可使火箭的速度加快。药物制成纳米微粉。可以注射到血管内顺利进入微血管。

疾病诊断

当前常规的成像技术只能检测到癌症在组织上造成的可见的变化,而这个时候已经有数千的癌细胞生成并且可能会转移。而且,即使是已经可以看到肿瘤了,由于肿瘤本身的类别(恶性还是良性)和特征,要确定有效的治疗方法也还必须通过活组织检查。如果对癌性细胞或者癌变前细胞以某种方式进行标记,使用传统设备即可检测出来则更有利于癌症的诊断。

要实现这一目标有两个必要条件:某技术能够特定识别癌性细胞且能够让被识别的癌性细胞可见。纳米技术能够满足这两点。例如,在金属氧化物表面涂覆可特异识别癌性细胞表面超表达的受体的抗体。

由于金属氧化物在核磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)下发出高对比度信号,因此一旦进入体内后,这些金属氧化物纳米颗粒表面的抗体选择性地与癌性细胞结合,使检测仪器可以有效地识别出癌性细胞。同样地,金纳米粒也可以用于增强在内窥镜技术中的光散射。纳米技术能够将识别癌症类别及不同发展阶段的分子标记可视化,让医生能够通过传统的成像技术看到原本检测不到的细胞和分子。

在人类与癌症的斗争中,有一半的胜利是得益于早期的检测。纳米技术使得癌症的诊断更早更准确,并可用于治疗监测。纳米技术也可以增强甚至完全变革对组织和体液中生物标志物的筛查。癌症与癌症之间,以及癌细胞与正常细胞之间由于各种分子在表达和分布上的差异而各不相同。随着治疗技术的进步,对癌症的多个生物标志物进行同时检测是确定治疗方案时所必须的。

纳米颗粒——例如能够根据它们本身大小发出不同颜色光的量子点——可以实现同时检测多种标记物的目的。包被有抗体的量子点发出的激发光信号可用于筛查某些类型的癌症。不同颜色的量子点可与各种癌症生物标记物抗体结合,方便肿瘤学家通过所看到的光谱区分癌细胞与健康细胞。

组装技术

由于在纳米尺度下刻蚀技术已达到极限,组装技术将成为纳米科技的重要手段,受到人们很大的重视。

纳米组装技术就是通过机械、物理、化学或生物的方法,把原子、分子或者分子聚集体进行组装,形成有功能的结构单元。组装技术包括分子有序组装技术,扫描探针原子、分子搬迁技术以及生物组装技术。分子有序组装是通过分子之间的物理或化学相互作用,形成有序的二维或三维分子体系。现在,分子有序组装技术及其应用研究方面取得的最新进展主要是LB膜研究及有关特性的发现。生物大分子走向识别组装。蛋白质、核酸等生物活性大分子的组装要求商密度定取向,这对于制备高性能生物微感膜、发展生物分子器件,以及研究生物大分子之间相互作用是十分重要的。在进行lgG归生物大分子的组装过程中,首次利用抗体活性片断的识别功能进行活性生物大分子的组装。这一重要的进展使得生物分子的定向组装产生了新的突破。

除以上几种组装外,在长链聚合物分子上的有序组装、桥连自组装技术、有序分子薄膜的应用研究等技术也有进展。采用纳米加工技术还可以对材料进行原子量级加工,使加工技术进人一个更加徽细的深度。纳米结构自组装技术的发展,将会使纳米机械、纳米机电系统和纳米生物学产生突破性的飞跃。

中国在纳米领域的科学发现和产业化研究有一定的优势。现代同美、日、德等国位于国际第一梯队的前列。虽然现代中国己经建立了一定数量的纳米材料生产基地,纳米技术的开发应用也已经兴起,并初步实现了产业化。纳米要实现大规模、低成本的产业化生产,还有许多的工作要做,只有依赖大量的资金和高科技投人才能换取高额的利润回报。

生物技术

纳米生物学是以纳米尺度研究细胞内部各种细胞器的结构和功能。研究细胞内部,细胞内外之间以及整个生物体的物质、能量和信息交换。纳米生物学的研究集中在下列方面。

DNA研究在形貌观察、特性研究和基因改造三个方面有不少进展。

脑功能的研究

工作目标是弄清人类的记忆、思维,语言和学习这些高级神经功能和人脑的信息处理功能。

仿生学的研究

这是纳米生物学的热门研究内容。现在取得不少成果。是纳米技术中有希望获得突破性巨大成果的部分。

世界上最小的马达是一种生物马达—鞭毛马达。能象螺旋桨那样旋转驱动鞭毛旋转

纳米陶瓷

。该马达通常由10种以上的蛋白质群体组成,其构造如同人工马达。由相当的定子、转子、轴承、万向接头等组成。它的直径只有3onm,转速可以高达15r/min,可在1μs内进行右转或左转的相互切换。利用外部电场可实现加速或减速。转动的动力源,是细菌内支撑马达的薄膜内外的氮氧离子浓度差。实验证明。细菌体内外的电位差也可驱动鞭毛马达。现代人们正在探索设计一种能用电位差驭动的人工鞭毛马达驱动器。

日本三菱公司已开发出一种能模拟人眼处理视觉形象功能的视网膜芯片。该芯片以砷化稼半导体作为片基。每个芯片内含4096个传感元。可望进一步用于机器人。

有人提出制作类似环和杆那样的分子机械。把它们装配起来构成计算机的线路单元,单元尺寸仅Inm,可组装成超小型计算机,仅有数微米大小,就能达到现代常用计算机的同等性能。

在纳米结构自组装复杂徽型机电系统制造中,很大的难题是系统中各部件的组装。系统愈先进、愈复杂,组装的问题也愈难解决。自然界各种生物、生物体内的蛋白质、DNA、细胞等都是极为复杂的结构。它们的生成、组装都是自动进行的。如能了解并控制生物大分子的自组装原理,人类对自然界的认识和改造必然会上升到一个全新的更高的水平。

衍生产品

编辑

机器人

纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”,也称分子机器人;而纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点。

2005年,不少国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米机器人这种新科技的战略高地。《机器人时代》月刊日前指出:纳米机器人潜在用途十分广泛,其中特别重要的就是应用于医疗和军事领域。

每一种新科技的出现,似乎都包涵着无限可能。用不了多久,个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中就预言:到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。

雨衣伞

纳米雨衣伞是雨伞与雨衣的结合体,纳米雨伞收伞有三折伞和直杆伞的收伞形态(简单说,收伞时有长短两种选择)。纳米雨衣可由纳米雨伞转变而成,纳米雨衣又不同于一般的雨衣,因为纳米雨衣可以保证从头到脚绝对不湿。因为纳米材料,所以这雨伞可以一甩即干,雨伞转变为雨衣后,这雨衣也只需穿着时轻轻一跳也即可全干。

防水材料

2014年8月4日,澳大利亚运用新发明的布料,制成一款具有开创性的T恤衫,不管人们怎样尝试着浸湿它,此T恤都能保持良好的防水性能。

这件叫做“骑士”(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉质的。虽然表面看起来平淡无奇,但是其布料运用“疏水”纳米技术应用编织而成,使得这件T恤能够有效防止大部分液体和污渍的浸入。这种T恤可以用机器清洗,其防水功能最多可承受80次清洗。它的布料有天然自净功能,任何附着在上的污渍都能用水擦洗或冲干净。

和其他含有化学物质的防水应用不同,T恤仿照的是荷叶的自然疏水特点。此布料的发明对于餐馆和咖啡厅来说可能具有革命性的影响。此外,这种布料还可以运用在医疗行业或医院等地。

潜在危害

编辑

和生物技术一样,纳米科技也有很多环境和安全问题(比如尺寸小是否会避开生物的自然防御系统,还有是否能生物降解、毒性副作用如何等等)。

社会危害

纳米颗粒的危害

纳米材料(包含有纳米颗粒的材料)本身的存在并不是一种危害。只有它的一些方面具有危害性,特别是他们的移动性和增强的反应性。只有某些纳米粒子的某些方面对生物或环境有害,我们才面临一个真的危害 [7]  。

要讨论纳米材料对健康和环境的影响,我们必须区分两类纳米结构:

纳米尺寸的粒子被组装在一个基体、材料或器件上的纳米合成物、纳米表面结构或纳米组份(电子,光学传感器等),又称为固定纳米粒子。

“自由”纳米粒子,不管在生产的某些步骤中存还是直接使用单独的纳米粒子。

这些自由纳米粒子可能是纳米尺寸的单元素,化合物,或是复杂的混合物,比如在一种元素上镀上另外一张物质的“镀膜”纳米粒子或叫做“核壳”纳米粒子。

现代,公认的观点是,虽然我们需要关注有固定纳米粒子的材料,自由纳米粒子是最紧迫关心的。

因为,纳米粒子同它们日常的对应物实在是区别太大了,它们的有害效应不能从已知毒性推演而来。这样讨论自由纳米粒子的健康和环境影响具有很重要的意义。

更加复杂的是,当我们讨论纳米粒子的时候,我们必须知道含有的纳米粒子的粉末或液体几乎从来不会单分散化,而是具有一定范围内许多不同尺寸。这会使实验分析更加复杂,因为大的纳米粒子可能和小的有不同的性质。而且,纳米粒子具有聚合的趋势,而聚合的纳米粒子具有同单个纳米粒子不同的行为。

健康问题

纳米颗粒进入人体有四种途径:吸入,吞咽,从皮肤吸收或在医疗过程中被有意的注入(或由植入体释放)。一旦进入人体,它们具有高度的可移动性。在一些个例中,它们甚至能穿越血脑屏障。

纳米粒子在器官中的行为仍然是需要研究的一个大课题。基本上,纳米颗粒的行为取决于它们的大小,形状和同周围组织的相互作用活动性。它们可能引起噬菌细胞(吞咽并消灭外来物质的细胞)的“过载”,从而引发防御性的发烧和降低机体免疫力。它们可能因为无法降解或降解缓慢,而在器官里集聚。还有一个顾虑是它们同人体中一些生物过程发生反应的潜在危险。由于极大的表面积,暴露在组织和液体中的纳米粒子会立即吸附他们遇到的大分子。这样会影响到例如酶和其他蛋白的调整机制。

环境问题

主要担心纳米颗粒可能会造成未知的危害。

社会风险

纳米技术的使用也存在社会学风险。在仪器的层面,也包括在军事领域使用纳米技术的可能性。(例如,在MIT士兵纳米技术研究所[1]研究的装备士兵的植入体或其他手段,同时还有通过纳米探测器增强的监视手段。

在结构层面,纳米技术的批评家们指出纳米技术打开了一个由产权和公司控制的新世界。他们指出,就象生物技术的操控基因的能力伴随着生命的专利化一样,纳米技术操控分子的技术带来的是物质的专利化。过去的几年里,获得纳米尺度的专利像一股淘金热。2003年,超过800纳米相关的专利权获得批准,这个数字每年都在增长。大公司已经垄断了纳米尺度发明与发现的广泛的专利。例如,NEC和IBM这两家大公司持有碳纳米管这一纳米科技基石之一的基础专利。碳纳米管具有广泛的运用,并被看好对从电子和计算机、到强化材料、到药物释放和诊断的许多工业领域都有关键的作用。碳纳米管很可能成为取代传统原材料的主要工业交易材料。但是,当它们的用途扩张时,任何想要制造或出售碳纳米管的人,不管应用是什么,都要先向NEC或者IBM购买许可证。

什么是纳米技术失控,假如未来纳米技术将普及,那么纳米技术失控时会是什么样子,会有什么影响

 当年阿尔伯特·爱因斯坦根据一块方糖融化在水中的化验数据.计算出一个糖分子的直径是一纳米。凭这一计算就算完成了他的博士论文,要是如今他还想拿到博士学位,他的导师肯定会向他建议:“纳米技术,阿尔伯特,想想纳米机器。”

1959年,继爱因斯坦之后最有争议但也最出色的理论物理学家理查德·费曼在一次题为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出:将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器,将分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质。这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。按照现在流行的术语来讲,这就是纳米机器。

从理论上看,纳米机器几乎是无所不能的。举例说,设想中的一种纳米机器可以把天然碳分子逐个排列,重造一颗完美无瑕的钻石;另一种机器则可以将二氧化物分子重新分解为原来的组成部分。在医学领域,“纳米潜艇”是目前热门话题之一,这种潜艇可以在人体血液中航行,发现并分解血管壁上沉积的胆固醇。

第一台真正意义上的纳米机器诞生于2000年。当年11月24日出版的《科学》杂志宣布:美国康奈尔大学的科学家把一部微型马达与一个金属螺旋桨组装在一起,并使螺旋桨以每秒8转的速度旋转。由于这台马达是从为细胞提供能量的分子中获得能量的,专家预测未来人类也许能够制造出具有修复细胞损伤、制造药物或攻击癌细胞能力的纳米机器。

更理想、也更实用的纳米机器人据专家预测可以在未来25年内出现。这些纳米机器人长有微小的“手指”,可以精巧地处理各种分子,同时有微小的电脑来指挥“手指”的操作。完成一个人体内的血液清理工作可能需要数以百万计的纳米机器人,在每一个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人进行打扫,制造一辆汽车则可能要调动数以一百亿亿计的纳米机器人同时工作。

理想的纳米机器人几乎无所不能,它可以承担医疗、制造、环境、科学探索等诸多领域中人类不能涉足的工作,无论该项任务是危险、繁重、精密还是人类根本不可能从事,纳米机器人都能凭借它来自分子的无限能量,发挥身小体轻的优势,完美地搞定种种mission impossible。

但是,在被某些科学家煽乎得群情激奋的同时,我们还要认识到这样一些问题:

1.如何重复制造这样多的纳米机器人(这是最基本的问题)

依科学家们的设想,纳米机器人应该可以同时具备两种功能:执行它们的主要任务以及制造出它们自身完美的复制体。但是,任何一个稍具常识的人都能认识到——如果纳米机器人无法停止复制,其后果将是灾难性的:纳米机器人在人体内的快速复制能够比癌细胞扩散还要快地布满正常组织,一个发疯的制造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成一块巨大的奶酪。

2. 如何控制纳米机器人的数量和能量以免它们拥有的生物能量失控(这样的场景在诸如《侏罗纪公园Ⅱ》、《黑客帝国》等多部影片中都有类似描述)

从最好方面来看,纳米机器人可以使我们在科幻小说中经常见到的生活场景变为现实:通过对分子重新排列组合,纳米机器人能使一台电视在几个小时之内变成了一台电脑,而且几乎不需要额外的开销;从最糟的方面来看,纳米机器人也可能使科幻灾难小说中常见的场面变为现实:纳米机器人复制出无数个自我、侵占了整个地球。

3.如果不同物质之间不再存在形态的差异、而只存在构成目前状态的“信息”上的差异,如果往一块石头中扔进几个纳米机器人就能使它具有生物学定义上的“生命迹象”,我们将如何面对那些我们已经认知的事物,我们沿用几千年的概念将被推翻到何种程度?

纳米机器的出现重新让人们想起美国计算机科学家比尔·乔伊的警告:纳米技术极可能成为吞噬整个宇宙的癌症。的确,我们难以保证不会有一天成千上亿的纳米机器人会将人类和这个世界作为它们制造“产品”的原料。

什么是黑客,它有些什么特点。

黑客最早源自英文hacker,早期在美国的电脑界是带有褒义的。但在媒体报导中,黑客一词往往指那些“软件骇客”(software cracker)。黑客一词,原指热心于计算机技术,水平高超的电脑专家,尤其是程序设计人员。但到了今天,黑客一词已被用于泛指那些专门利用电脑网络搞破坏或恶作剧的家伙。对这些人的正确英文叫法是Cracker,有人翻译成“骇客”。 “红客”词源来源于黑客,在中国,红色有着特定的价值含义,正义、道德、进步、强大等等。红客是一种精神,它是一种热爱祖国、坚持正义、开拓进取的精神。所以只要具备这种精神并热爱着计算机技术的都可称为红客。红客通常会利用自己掌握的技术去维护国内网络的安全,并对外来的进攻进行还击。 白客就是指红色的黑客,(黑白对立)也就是对网络有很深的了解,并且不骚扰别人。别称为白客! 目前白客还呈散兵游勇之势,但有人预计2030年将会出现一批白客,将是一个真正的群体。他们把白客称为三欣一族……如果你正为本地黑客的恶行感到忧心忡忡,对网络暴民感到厌烦,那告诉你一个好消息,新加坡其实有许多网络守护神——白客,为你紧守家门,执行虚拟世界法纪。另外,中国方面,也有一些网友开始自称白客而维护网络秩序。白客的宗旨是:还网络一片清白!

有关于纳米的知识?

什么是纳米?

纳米是尺寸或大小的度量单位,是一米的十亿分之一(千米→米→厘米→毫米→微米→纳米), 4倍原子大小,万分之一头发粗细。纳米技术是是指制造体积不超过数百个纳米的物体,其宽度相当于几十个原子聚集在一起。

纳米科技及其研究内容

纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。 用扫描隧道显微镜的针尖将 原子一个个地排列成汉字, 汉字的大小只有几个纳米。纳米科技的研究内容包括: 创造和制备优异性能的纳米材料,设计、制备各种纳米器件和装置,探测和分析纳米区域的性质和现象 。

纳米科技研究目标和可能的应用

材料和制备:更轻、更强和可设计;长寿命和低维修费;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;材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复;

微电子和计算机技术:2010年实现线条为100nm的芯片,纳米技术的目标为:纳米结构的微处理器,效率提高一百万倍;10倍带宽的高频网络系统;兆兆比特的存储器(提高1000倍);集成纳米传感器系统;

医学与健康 快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术;用药的新方法和药物“导弹”技术;耐用的人体友好的人工组织和器官;复明和复聪器件;疾病早期诊断的纳米传感器系统

航天和航空 低能耗、抗辐照、高性能计算机;微型航天器用纳米测试、控制和电子设备;抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料

环境和能源 发展绿色能源和环境处理技术,减少污染和恢复被破坏的环境; 孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体;MCM-41有序纳孔材料(孔径10-100nm)用来祛除污物;纳米颗粒修饰的高分子材料

生物技术和农业 在纳米尺度上,按照预定的大小、对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等。在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。,生物仿生化学药品和生物可降解材料,动植物的基因改善和治疗,测定DNA的基因芯片等。

纳 米 技 术 简 介

纳米(nanometer):长度单位的一种,1纳米=10-9米,即十亿分之一米。大约相当于头发粗细的八万分之一。“nanometer“"源自拉丁文,意思是"矮小"。纳米的确微乎其微,然而纳米构建的世界却是神奇而宏大的。21世纪,信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术是科学技术发展的主流。人们普遍认为,纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响,远远超过电子技术。

纳米技术:于细微之处显神奇

纳米技术是在纳米尺度内,通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件和充分利用它们的特殊的性能,并且探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于纳米正好处于原子、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,被称为纳米世界,也是物理、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地。纳米材料中包含了若干个原子、分子,使得人们可以在原子层面上进行材料和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子"组合"在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物体的性质,这种"组合"被称为"超分子"或"人工分子"。"超分子"的性质,如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。当"超分子"继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时,奇特的性质又会失去。通俗来说,纳米材料一方面可以被当作一种"超分子",充分地展现出量子效应;而另一方面它也可以被当作一种非常小的"宏观物质",以至于表现出前所未有的特性。同时, 许多化学和生物反应的过程也发生在纳米尺度的层面上,因此探测纳米尺度内物理、化学和生物性质的变化,将加深对生命科学的理解。对由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合他们,是当今纳米科学技术的主要问题之一。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农业等方面。

纳米材料:材料科学领域的前沿

纳米科技发展中,纳米材料是它的前导,因为纳米材料集中体现了小尺寸、复杂结构、高集成度和强相互作用以及高比表面积等现代科学技术发展的特点,其中最应该指出的是纳米材料是将量子力学效应工程化或技术化的最好场合之一,可能会产生全新的物理、化学现象。现在可以用物理、化学及生物学的方法制备出只包含几百个或儿千个原子、分子的 "颗粒"。这些"颗粒"的尺寸只有几个纳米,它们很容易与外界的气体、流体甚至固体的原子发生反应,也就是说十分活泼。实验上发现如果将金属铜或铝做成几个纳米的颗粒,一遇到空气就会燃烧,发生爆炸。有人认为用纳米颗粒的粉体做成火箭的固体燃料将会有更大的推力。另外,用纳米金属颗粒粉体做催化剂,可加快化学反应过程,大大地提高化工合成的产率。

如果把金属纳米材料颗粒粉体制成块状金属材料,它会变得十分结实,强度比普通金属高十几倍,同时又可以像橡胶一样富于弹性。人们幻想有一天会使用这样的纳米钢材或纳米铝材制造出汽车、飞机或轮船,使它们的重量减少到原来的1/10。不仅如此,汽车或飞机的发动机由具有塑性的纳米陶瓷材料制成,可在更高的温度下运作,汽车跑得更快,飞机飞得更高。

氧化物纳米颗粒最大的本领是在电场作用下或在光的照射下迅速改变颜色。平常人们戴的变色镜变色的速度较慢,用纳米材料做成的变色镜就不一样了,变色速度很快,用它做士兵的防护激光镜是再好不过了。用纳米氧化物材料做成广告板,在电、光的作用下会变得更加绚丽多彩。

半导体纳米材料的最大用处是可以发出各种颜色的光,可以做成超小型激光的光源。它还可以吸收太阳光中的光能,把它们直接变成电能,这种技术一旦实现,太阳能汽车、太阳能住宅就会成为现实。利用特种半导体纳米材料使海水淡化已得到应用;半导体纳米材料做成的各种传感器,可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,这在汽车尾气和大气环境保护士已得到应用。

目前科学家正在致力于研究的碳纳米管材料,是一种非常独特的材料。它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状"纤维",内部是空的,外部直径只有几到几十个纳米。这种材料的密度是钢的1/6,而强度却是钢的l00倍。用这样轻而柔软,又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的。如果用碳纳米管作绳索,是惟一可以从月球上挂到地球表面,而不被自身重量所拉断的绳索,如果用它做成地球月球乘人的电梯,人们到月球定居就很容易了。纳米管的细尖极易发射电子,用于做电子枪,可以做成几厘米厚的壁挂式电视屏,这是电视制造业新的方向。

利用纳米技术还可以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,制作生物材料和仿生材料,并能在材料破坏过程中进行纳米级损伤的诊断和修复。

纳米器件:给信息技术带来革命

纳米科技的另一主要研究领域是设计、制备新型纳米结构和纳米器件。就像30年前,微电子器件取代真空电子管器件给信息技术带来革命一样,纳米结构将再次给信息技术带来革命。

把自由运动的电子囚禁在一个小的纳米颗粒内,或者在一根非常细的短金属线内,线的宽度只有几个纳米,会发生十分奇妙的事情。由于颗粒内的电子运动受到限制,原来可以在费米动量以下连续具有任意动量的电子状态,变成只能具有某动量值,也就是电子动量或能量被量子化了。自由电子能量量子化的最直接的结果表现在:当在金属颗粒的两端加上合适电压,金属颗粒导电;而电压不合适时,金属颗粒不导电。这样一来,原来在宏观世界内奉为经典的欧姆定律在纳米世界内就不再成立了。还有一种奇怪的现象,当金属颗粒具有了负电性,它的库仑力足以排斥下一个电子从外电路进入金属颗粒内,从而切断了电流的连续性。这使得人们想到是否可以发展用一个电子来控制的电子器件,即所谓单电子器件。单电子器件的尺寸很小,把它们集成起来做成电脑芯片,电脑的容量和计算速度不知要提高多少倍。然而,事情可不是人们想像的那么简单。实际上,被囚禁的电子可不那么"老实",按照量子力学的规律,有时它可以穿过"监狱"的"墙壁"逃逸出来,这会使芯片的动作不可控制,同时还需要新的设计使单电子器件变成集成电路。所以尽管电子器件已经在实验室里得以实现,但是真要用在工业上还需要时间。

被囚禁在小尺寸内的电子的另一种贡献,是会使材料发出强的光。"量子点列激光器"或"级联激光器"的尺寸极小,但发光的强度很高,用很低的电压就可以驱动它们发生蓝光或绿光,用来读写光盘可使光盘的存贮密度提高几倍。如果用"囚禁"原子的小颗粒量子点来存贮数据,制成量子磁盘,存贮度可提高成千上万倍,会给信息存贮的技术带来一场革命。

纳米加工:有待人类显身手

为了研究纳米科学和应用纳米科学的研究成果,首先要能按照人们的意愿在纳米尺度的世界中自由地剪裁、安排材料,这一技术被称为纳米加工技术。实际上,一方面纳米加工技术是纳米材料的重要基础,另一方面纳米加工技术中包含了许多人们尚未认识清楚的纳米科学问题。比如说,在一个粗细为几纳米的孔或线里,原子的扩散就与宏观世界里的扩散大不一样。一般而言,原子运动的自由程为几个微米,在此长度上,原子发生碰撞,进行热扩散器壁的作用可忽略不计,可在纳米孔或线内,原子的扩散主要是靠与孔壁的碰撞来完成的。再举一个例子,一般认为物体之间相互运动时的摩擦力主要来源于物体表面的不平整性,即物体表面越光滑,它们之间的摩擦力越小。而纳米材料表面越小,相互之间距离很近,以至于两块材料表面上的原子会发生化学键合而产生对相互运动的阻力。因此,在纳米世界里,所有的加工都必须在原子尺寸的层面上考虑。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起,它具有芯片的功能,又可以探测到电磁波、光波(包括可见光、红外线、紫外线等)信号,同时还能完成电脑的命令。如果将这一集成器件安装在卫星上,可以使卫星的重量大大地减小,更容易发射,成本也更低。当前人们已经在考虑用"小鸟"卫星部分地代替现有的卫星系统。

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