《引领新世纪脚步的纳米技术》教案

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《引领新世纪脚步的纳米技术》教案

　　纳米技术是20世纪90年代崛起的一门新科技，科学家们相信，21世纪这项新技术在诸如微电子学、材料科学、分子生物学乃至航天工业方面都将出现突破性的发展，并会导致人类生活发生重大变化。

《引领新世纪脚步的纳米技术》教案

　　纳米技术实质上就是利用原子和分子结构及其性能的科学技术。介于宏观世界与微观世界之间的纳米，专家们把它叫做介观世界。纳米是一个长度单位，1毫米等于1000微米，1纳米等于1/1000微米，正是这个非常尺度，给我们带来了意想不到的变化。使用纳米尺度的材料，就可能获得许多原来材料所不具有的性质。

　　科学研究中通常把1～100个纳米这个尺度的材料，称为纳米材料。纳米材料科学是一门新兴的尖端学科，但实际上纳米物质早已存在，只不过没有被人们所认识罢了。鸽子为什么能千里归巢?乌龟为什么能记住自己的产房?科学家们发现，这些动物之所以具有远距离的定向定位能力，一个共同的秘密就是在它们体内，有一种磁性钠米微粒。正是这种磁性纳米微粒对地球磁场的作用才使它们不会迷路。用化学方法制备纳米材料，是取得纳米材料最重要的一种方法，很有实用价值，成本也比较低。经过世界各国科学家的研究，如今纳米材料的制备已走出实验室，正从基础研究走向开发和利用的广阔天地。利用纳米材料制备出来的新材料，可以使普通的材料开发出许多没有预料到的优异性能。

　　在纳米世界，人们可以控制材料的基本性质，如熔点、硬度、磁性、电容，甚至于颜色，而不改变其化学成分。人们可以完全按照自己的意愿，合成具有特殊性能的新材料，如把优良的导体铜制作成“纳米铜”，使之成为绝缘体；把半导体硅制成“纳米硅”成为良导体；把易碎的陶瓷制作为“纳米陶瓷”，使之可以在常温下任意弯曲，等等。

　　在纳米世界里，内有自洁功能的纳米粉体有可能引发一场环保革命，纳米材料的巨磁电阻效应有可能引发一场微电子革命，跳蚤般大小的纳米机器人有可能引发一场工业革命，用纳米陶瓷材料制成的发动机转子，既耐磨又耐高温，它将应用于未来的汽车和高速列车。纳米机器人能够进入人体的血管进行手术。科学家指出，医学上目前使用的一些人工骨、人工关节，在其表面上涂的是陶瓷涂层，里面是钛合金。该陶瓷涂层是一种惰性物质，惰性物质同生物体是不太容易相容的，不能结合在一起。若改用纳米做的所谓梯度功能的涂层，它的表面加上了羟基磷酸钙。羟基磷酸钙因其具有生物活性，所以能同人的肌体结合在一起，效果更为理想。通过纳米技术，人们可以改变碳原子的排列结构，使廉价的石墨变成价值连城的钻石，稻草也能变成黄金。

　　目前，我国的纳米材料研究，已经从基础科学走向应用领域。也许在10年或15年之后，即使数九寒天，人们只穿一件很薄的“纳米”毛衣，也不会觉得有一点冷。用纳米材料磁制冷的空调、电冰箱，既无噪音，也不污染环境。在航天飞机和火箭的燃料中加入纳米材料，其燃烧效率将成倍增长。利用纳米材料的巨磁电阻效应，可使人们现在使用的磁盘容量增加20倍以上，能达到每平方厘米存储近8亿位信息。

　　现在的微电子技术已经走到极限，无法再微小下去，而纳米尺度仍能使它超微型化。可以说，纳米材料已叩开了微电子学的新大门。世界各国对纳米材料科学的研究，将成为21世纪研究的核心。著名物理学家、诺贝尔物理奖获得者菲里尔门说过：“如果有一天，可以按人的意志安排一个个原子，那将发生怎样的奇迹呢?”如今，纳米材料就是带来这个奇迹的使者，它会帮助人类实现这个美好的梦想。

　　生字

　　崛（jué）起归巢（cháo）熔（róng）点

　　惰（duò）性羟（qiǎng）基廉（lián）价

　　叩（kòu）开存储（chǔ）

　　多音字

　　（bó）单薄微薄广种薄收轻薄刻薄鄙薄厚古薄今日薄西山

　　薄（báo）薄纸脸皮薄薄田（不肥沃的土地）

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