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纳米å°åˆ·æ”¹å˜ä¸–ç•Œ 带æ¥ä¼—多领域全新å˜é©
2012-10-09 09:51  ???:2583

  纳米技术其实就是一ç§ç”¨å•ä¸ªåŽŸå­ã€åˆ†å­å°„程物质的技术。它属于一门交å‰æ€§å¾ˆå¼ºçš„综åˆå­¦ç§‘,研究的内容涉åŠçŽ°ä»£ç§‘技的广阔领域。所以当纳米é‡åˆ°å°åˆ·å°±å¼•å‘了强烈的“化学å应”。

  摒弃了传统感光æˆåƒæ€è·¯ï¼Œæ— éœ€æš—ç®±æ“作而且制版æµç¨‹ç®€å•ã€‚这就是所谓的纳米图åƒå°åˆ·æŠ€æœ¯ã€‚说到底就是一ç§æ–°åž‹çš„压å°è½¬å°æŠ€æœ¯ï¼Œå®ƒå°†è¢«å¹¿æ³›ç”¨äºŽçº³ç±³å‡¹å‡¸å›¾å½¢çš„加工制作。将具有纳米凹凸图åƒçš„模具作“å°ç‰ˆ”,用预先涂有èšåˆç‰©æ¶‚层的硅片或 玻璃片等作基æ¿ï¼ˆè¢«å°ç‰©ï¼‰ï¼Œåœ¨ç›¸åº”的设备和器具é…åˆä¸‹ï¼Œé€šè¿‡ç²¾ç¡® 压å°å¹¶å®šåž‹ä»¥åŽï¼Œå†æŠŠæ¨¡å…·ä¸ŽåŸºæ¿åˆ†ç¦»å¼€æ¥ã€‚这时,人们会å‘现,存在于模具表é¢çš„纳米凹凸图åƒä¾¿å‡†ç¡®æ— è¯¯åœ°è¢«è½¬å°åˆ°åŸºæ¿è¡¨é¢çš„èšåˆç‰©è†œä¸Šã€‚ 这个被转å°å‡ºçš„图åƒä¸Žæ¨¡å…·è¡¨é¢çš„凹凸图形大å°ç›¸ç­‰ï¼Œæ·±æµ…一致。但形状正好相å(阴转阳的图åƒï¼‰ï¼Œå³å‰è€…的凸起处æ°æ˜¯åŽè€…凹下去的地方,å之亦然。

  纳米å°åˆ·æŠ€æœ¯å¹¶éžæ˜¯ä¼ ç»Ÿæ„义上的å°åˆ·æŠ€æœ¯ï¼Œè€Œæ˜¯è¿‘å¹´æ¥æ¶ŒçŽ°å‡ºæ¥æ‰€è°“çš„“软å°åˆ·”技术。它çªç ´äº†ä»Šå¤©å°åˆ·ç²¾åº¦çš„æžé™ï¼ŒæŠŠå°åˆ·æŽ¨è¿›åˆ°äº†çº³ç±³åŠ å·¥çš„尺度。因此,这一项技术的应用也就ä¸åªå±€é™åœ¨å°åˆ·é¢†åŸŸï¼Œå®ƒå°†èƒ½å¤Ÿå½±å“到众多的相关领域。作为一门实用性很强的应用技术,在纳米电å­å™¨ä»¶ã€çº³ç±³å…‰å­¦å…ƒä»¶ã€çº³ç±³ç”Ÿç‰©ä¼ æ„Ÿå™¨åŠå…¶ä»–具有纳米结构的功能图形制作方é¢ï¼Œå°†æ˜¾çŽ°å‡ºå…¶ç‹¬ç‰¹çš„技术优势。毫无疑问纳米图åƒå°åˆ·æŠ€æœ¯ï¼Œå°†ä¸ºIT与微电å­äº§ä¸šã€ç”Ÿç‰©ä¸Žç”Ÿå‘½ç§‘å­¦ã€çŽ¯å¢ƒä¸Žæ–°èƒ½æºæŠ€æœ¯ç­‰é¢†åŸŸçš„加速å‘展带æ¥é‡å¤§çš„å½±å“。

  下é¢å°±æ¥è¯¦ç»†çš„å‘大家介ç»ä¸€ä¸‹ï¼Œçº³ç±³å›¾åƒå°åˆ·æŠ€æœ¯å¯¹å…¶ä»–相关工业领域的支æŒï¼š

  (1)微接触å°åˆ·æŠ€æœ¯ï¼ˆMCP)

  就是把有机高分å­æº¶æ¶²ä½œæ²¹å¢¨ï¼Œæ¶‚于硅橡胶å°ç‰ˆçš„图åƒéƒ¨åˆ†ï¼Œé€šè¿‡å¾®æŽ¥è§¦å°åˆ·çš„方法,将å°ç‰ˆå‡¸èµ·å¤„的有机高分å­è½¬ç§»è‡³è¢«å°åŸºæ¿è¡¨é¢ã€‚由于å‘明者的巧妙设计,有机高分å­è¢«ç‰¢ç‰¢åœ°å¸ç€åœ¨åŸºæ¿è¡¨é¢ä¸Šï¼Œå½¢æˆåˆ†å­åŽšåº¦çš„凹凸图åƒã€‚人们把这ç§æŠ€æœ¯ç§°ä¸ºå¾®æŽ¥è§¦å°åˆ·æŠ€æœ¯ã€‚这里需è¦è¯´æ˜Žçš„,是在早期的实验中,作为油墨用的是带巯基的有机高分å­ä¹™é†‡æº¶æ¶²ï¼Œæ‰€è°“的基æ¿æ˜¯æŒ‡è¡¨é¢é•€æœ‰ä¸€å±‚金膜的硅片æ。当人们将硅橡胶å°ç‰ˆä¸Šå«å·¯åŸºçš„高分å­æº¶æ¶²è½¬å°åˆ°é‡‘膜上,便形æˆäº†è‡ªç»„装å¼çš„å•åˆ†å­è†œå›¾åƒã€‚日本产业技术综åˆç ”究所纳米工艺学研究部的水谷亘等人指出,除å«å·¯åŸºçš„有机高分å­æº¶æ¶²å¯ä½œä¸ºå¾®æŽ¥è§¦å°åˆ·çš„油墨使用外,最近科学家们åˆå‘现了表é¢å…·æœ‰åŒ–学活性的氨基硅烷,也是一ç§æ€§èƒ½éžå¸¸å¥½çš„油墨。用这ç§æ²¹å¢¨å°åˆ·å‡ºçš„图åƒï¼ˆåŸºæ¿ä¸ºäº‘æ¯ç‰‡ï¼‰ï¼Œç»åŽŸå­èƒ½æ˜¾å¾®é•œï¼ˆAFM)检测确认,在氨基硅烷图åƒçš„表é¢å¸é™„ç€å¤§é‡çš„DNA分å­ã€‚人们认为,这是因为氨基硅烷表é¢çš„正电è·ä¸Žå…·æœ‰è´Ÿç”µè·çš„DNA分å­ç›¸äº’å¸å¼•çš„结果。

  微接触å°åˆ·ä¸ä½†å…·æœ‰å¿«é€Ÿã€å»‰ä»·çš„优点,而且还ä¸éœ€è¦æ´å‡€é—´çš„苛刻æ¡ä»¶ï¼Œç”šè‡³ä¸éœ€è¦ç»å¯¹å¹³æ•´çš„表é¢ã€‚微接触å°åˆ·è¿˜é€‚åˆå¤šç§ä¸åŒè¡¨é¢ï¼Œå…·æœ‰æ“作方法çµæ´»å¤šå˜çš„特点。该方法的缺点是在亚微米尺度,å°åˆ·æ—¶ç¡«é†‡åˆ†å­çš„扩散将影å“对比度,并使å°å‡ºçš„图形å˜å®½ã€‚通过优化浸墨方å¼ã€æµ¸å¢¨æ—¶é—´ï¼Œå°¤å…¶æ˜¯æŽ§åˆ¶å¥½åŽ‹æ¨¡ä¸Šå¢¨é‡åŠåˆ†å¸ƒï¼Œå¯ä½¿æ‰©æ•£æ•ˆåº”下é™ã€‚

  (2)毛细管微造型术(MIMIC)

  就是将具有纳米凹凸图åƒçš„å°ç‰ˆç½®äºŽåŸºæ¿è¡¨é¢ï¼Œè¿™æ—¶å°ç‰ˆå›¾åƒå‡¹å‡¸å¤„与基æ¿è¡¨é¢å½¢æˆæžç»†çš„ç¼éš™ï¼ˆæ¯›ç»†ç®¡ï¼‰ï¼Œç„¶åŽæŠŠæ¶²ä½“èšåˆç‰©æ»´åœ¨ç¡…橡胶å°ç‰ˆä¸Šã€‚由于毛细管作用,液体èšåˆç‰©ä¾¿è‡ªè¡Œè¿›å…¥è¿™äº›ç¼éš™ä¸­ã€‚如果我们将ç¼éš™ä¸­çš„èšåˆç‰©å›ºåŒ–åŽå¹¶å°†ä¸¤è€…分离开æ¥ï¼Œå³å¯èŽ·å¾—精细的纳米凹凸图åƒã€‚该技术å¯åœ¨å…‰å­¦ç»„件等的制造领域获得广泛应用。

  (3)微转å°é€ åž‹æœ¯ï¼ˆmTM)

  就是将预èšç‰©å½“åšæ²¹å¢¨ï¼Œæ–½æ¶‚于硅橡胶å°ç‰ˆçš„凹陷处,通过转å°æ–¹å¼ï¼ŒæŠŠé¢„èšç‰©è½¬ç§»åˆ°åŸºæ¿è¡¨é¢ï¼Œå†åŠ çƒ­å›ºåŒ–,形æˆçº³ç±³å‡¹å‡¸å›¾åƒã€‚我们把这ç§å°åˆ·æ–¹æ³•ç§°ä¸ºå¾®è½¬å°é€ åž‹æœ¯ã€‚

  (4)近场相ä½è½¬æ¢å°åˆ·æœ¯ï¼ˆPSL)

  就是在基æ¿ä¸Šæ¶‚布光致抗蚀剂涂层åŽï¼Œå†ç”¨ç¡…橡胶模具在抗蚀剂涂膜上转å°å›¾åƒï¼Œå¹¶æŠŠå®ƒä½œä¸ºæŽ¥è§¦æ›å…‰çš„掩膜,如用紫外光对其接触æ›å…‰ã€‚由于硅橡胶模具转å°çš„凹凸图形引å‘相ä½è½¬æ¢ï¼Œä»Žè€Œæœ‰å¯èƒ½å½¢æˆå›¾åƒã€‚ä¸è¿‡ï¼Œå‰ææ¡ä»¶æ˜¯å›¾åƒå‡¹å‡¸éƒ¨ä½çš„尺寸大å°è¦æ¯”紫外光的波长还å°ï¼Œè¿‘场光的作用æ‰èƒ½ä½¿å›¾åƒè½¬å°æˆä¸ºçŽ°å®žã€‚最近有文献报导,用此ç§æŠ€æœ¯å¯åœ¨çƒé¢ä¸Šå½¢æˆçº³ç±³å›¾åƒã€‚

  å¦å¤–,纳米图åƒå°åˆ·æŠ€æœ¯å·²ç»æ·±å…¥åˆ°ä¸ºç”µå­é¢†åŸŸï¼Œç”šè‡³çªç ´äº†å¾®ç”µå­åˆ¶ä½œç²¾åº¦çš„æžé™ï¼ˆå¾®ç±³çº§åˆ«ï¼‰ï¼ŒæŠŠç”µå­å’Œå°åˆ·æŽ¨è¿›åˆ°äº†å¾®è§‚的纳米加工尺度。例如,在地图å°åˆ·åˆ¶ä½œæ–¹é¢ï¼Œçº³ç±³æŠ€æœ¯çš„应用——微纳米地图的å°åˆ·åˆ¶ä½œæ—¥æ¸æˆç†Ÿã€‚还有就是医学领域,美国的医学研究人员已ç»å¼€å§‹åˆ©ç”¨çº³ç±³å°åˆ·æŠ€æœ¯æ¥å¯¹æŠ—癌细胞,并å–å¾—é‡å¤§è¿›å±•ï¼Œèƒ½ä½¿ç”¨çº³ç±³é¢—粒制造较大图åƒï¼Œè¯¥æˆæžœå°†ä½¿ç§‘学家ã€åŒ»å­¦æ•™æŽˆåŠæŠ€æœ¯ä¸“家å¯ä»¥æŒ‰éœ€æ‰€æ±‚,在相应ä½ç½®å‡†ç¡®æ”¾ç½®å°äºŽ100纳米的微粒。

  这是研究人员第一次使用比针头å°33000万å€çš„60纳米的微粒å°åˆ·ã€‚如果用在æ¯å¹³æ–¹è‹±å¯¸ä¸Šæ‰€å°åˆ·çš„网点数æ¥è¡¡é‡ï¼Œè¿™ç§çº³ç±³å°åˆ·æŠ€æœ¯å¯äº§ç”Ÿ10万点,而传统胶å°çš„对应数值是1500点。IBMè‹é»Žä¸–研究实验室纳米构æˆæŠ€æœ¯ç ”究者赫克·æ²ƒå°”夫声称,“这是迄今为止最å¯é çš„放置微粒的方法”。

  研究人员表示,虽然该方法在近几年内还无法商用化,但它将对生物医学ã€ç”µå­å­¦å’Œä¿¡æ¯æŠ€æœ¯ç­‰é¢†åŸŸäº§ç”Ÿæ˜¾ç€å½±å“。如在生物学中促进纳米级生物传感器的å‘展;在åŠå¯¼ä½“技术中å¯ä»¥ç”¨æ¥åˆ¶é€ æ›´å…ˆè¿›çš„电脑芯片的纳米线。沃尔夫表示,“我们一直在寻找一ç§æŠ€æœ¯ç”Ÿæˆè¿™ç§çº³ç±³çº¿”;在医学上纳米å°åˆ·æŠ€æœ¯å¯ä»¥ç”¨ç»˜å›¾å½¢å¼æ¥è¡¨çŽ°ç—…人体内癌细胞的准确ä½ç½®ã€‚

  å¯è§çº³ç±³å°åˆ·æŠ€æœ¯åœ¨ä¼—多工业领域都有ç€è‰¯å¥½çš„å‘展å‰æ™¯ï¼Œå°±å¦‚åŒ3D打å°æŠ€æœ¯ä¸€æ ·ï¼Œçº³ç±³å°åˆ·æŠ€æœ¯ä¹Ÿå°†ç”¨å®ƒç‹¬ç‰¹çš„å°åˆ·æŠ€æœ¯ç»™æˆ‘们未æ¥çš„生活工作带æ¥å…¨æ–°çš„改å˜ã€‚