代表專業(yè):納米材料與技術(shù)
納米是微觀世界的一種長度的度量單位,原稱毫微米,它等于十億分之一米。這么小的“東西”,我們用肉眼肯定是看不見的,只有在高倍顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)它的存在。
1980年的一天,一位名叫格萊特的德國物理學(xué)家到澳大利亞旅游,當(dāng)他獨(dú)自駕車橫穿澳大利亞的大沙漠時,空曠、寂寞和孤獨(dú)的環(huán)境反而使他的思維特別活躍和 敏銳。他長期從事晶體材料的研究,知道晶體中的晶粒大小對材料性能有極大影響,晶粒越小材料的強(qiáng)度就越高。這個道理其實不難理解,比如我們每天要吃的面 粉,富強(qiáng)粉因比普通面粉細(xì),和出的面就特別“筋斗”,能拉出細(xì)如絲的龍須面,用普通面粉就做不成。
格萊特一面在空曠的沙漠中開車,一面展開了無邊無際的遐想。他想,如果組成材料的晶粒細(xì)到只有幾個納米那么大,材料會是什么樣子呢?或許會發(fā)生“天翻地 覆”的變化吧?在異國他鄉(xiāng)旅行中冒出來的這個新想法使他興奮不已;貒笏⒓撮_始試驗,經(jīng)過近4年的努力,他終于在1984年得到了只有幾個納米大的超 細(xì)粉末,而且他發(fā)現(xiàn)任何金屬和無機(jī)或有機(jī)材料都可以制成納米大小的超細(xì)粉末。更有趣的是,一旦變成納米大小的粉末,無論是金屬還是陶瓷,從顏色上看都是黑 的,但其性能還真的發(fā)生了天翻地覆的變化。
納米材料的發(fā)現(xiàn),在科學(xué)技術(shù)界引起巨大反響,受到廣泛關(guān)注。納米技術(shù)的科學(xué)家們堅信,“小”不僅是美麗的,而且是未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢。許多國家已紛紛 制定納米技術(shù)相關(guān)戰(zhàn)略和計劃,投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本工程師們制成了直徑只有1~2毫米的靜電發(fā)動機(jī);用極微小的部件組裝成一輛只有米粒大 小、能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的汽車。德國工程師制成了一架只有黃蜂大小且能升空的直升機(jī)、肉眼幾乎看不見的發(fā)動機(jī)以及供化學(xué)行業(yè)使用的火柴盒大小的反應(yīng)器。美國阿貢國家 實驗室制備出了一種納米金屬,居然使金屬從導(dǎo)電體變成了絕緣體,用納米大小的陶瓷粉末燒結(jié)成的陶瓷制品再也不會一摔就破了。俄羅斯研制出的納米打印機(jī),可 以在任何物體的表面上打印文字和圖案,如玻璃、鏡子、木材、石材和布料,甚至于不耐熱的材料。
納米科技的興起,對我國提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),同時也為我國實現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了難得的機(jī)遇。我國正積極開展納米技術(shù)研究與開發(fā),目前已有微直升飛機(jī)、微馬 達(dá)、微泵、微噴器、微傳感器等一系列微機(jī)電系統(tǒng)元器件問世。此外,我國在超高密度存儲,醫(yī)療器械,環(huán)境保護(hù)和太陽能利用等方面也在加緊進(jìn)行探索研究。
納米科技的內(nèi)容包含納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米加工學(xué)、納米光子學(xué)、納米檢測與表征。而納米材料與技術(shù)又是這些分支學(xué)科的共同 交點(diǎn),是納米科技的核心和基礎(chǔ)。這一點(diǎn),或許也是教育部決定將原來研究生階段才有的納米材料與技術(shù)專業(yè)在本科階段開設(shè)的原因之一。