日本开发出新型显微镜

日本开发出新型显微镜

最近，日本岛津制作所、理化研究所等机构的研究人员，合作开发出了能帮助检验人员在短时间内分析出癌细胞周边聚集的蛋白质的种类，以及使癌细胞的转移更容易被发现的新一代显微镜。

据研究者称，这种新型显微镜运用了获得2002年诺贝尔化学奖的“软激光解吸附作用技术”，其技术原理是在拍摄癌细胞图像的同时，用激光轰击成团的蛋白质分子，使蛋白质分子分离，然后测定分子质量和相应的离子电荷，以确定蛋白质的类别。

研究人员说，判断出癌细胞周围聚集的蛋白质种类，有助于发现癌细胞是否向其它脏器转移。另外，确定与癌症发病相关的蛋白质，对开发相应的新药来说也是必不可少的。

亚洲光学的业务概况

光电产业系指制造应用光电技术之元件及采用光电元件为关键零组件之设备及系统之所有产业。若依产品分类，光电产业可分为光电元件、光资讯、光通讯、光学元件及器材以及光电应用等五类。
(一) 产品构造及功能
(1) 光学镜片
举凡对光学材料加工，使光学特性达到聚焦、准直、滤光、反射及折射等效果之光学镜片、镜面、稜镜等产品皆称为光学元件。亚光在光学镜片产品包括透镜、镜头组、稜镜、面镜、滤光片及非球面镜片等，可用于照相机、距离计、摄影机、复印机、传真机、光学瞄准器、光碟机等产品。目前采ODM方式生产，依照客户整体产品机械结构的需求情形而设计制造，提供各样式镜片组给客户，以进行各项产品的组成。依据光电工业科技协进会资料显示，亚光镀膜技术与日本光学大厂相较，具有排名前五名之实力。目前在大陆的生产基地主要有三：东莞信泰（光学镜片、镜头等零组件加工生产）、东莞泰联（照相机及其零配件之生产加工）以及杭州尼康（单眼相机与相关零件之研发生产）。
(2) 雷射测距仪
为一般消费性雷射制品，主要功能在测量距离，以取代传统光学与三角测距为原理之旧产品，除可用于高精度量测、土木建筑量测、水利量测及电信电力之电杆电缆测量等工业用途外，还可使用在休闲娱乐如登山、航海、旅游、运动等民生用途。依测距能力可分为350M、1000M及1200M等，若以外观型态区别，则可分为单筒与双筒。随着欧美各国重视休闲娱乐人口逐渐增加，使用该产品于休闲娱乐方面之需求量亦逐年增加。为满足消费市场上各式各样之需求，该产品之发展趋势朝向操作简便化、重量轻量化及体积小型化。
(3) 瞄准器
系辅助枪枝射击并提供十字线瞄准之单筒望远镜，具有调整焦距及变倍功能，一般为军方与警方使用或是使用于休闲打猎用途。在制造技术上属传统光学产品，销售地区以美洲为主。
(4) DVD-ROM读取头
光学读取头主要零组件包括雷射二极体（LD）、光电转换晶片（PD-IC）、物镜（Objective Lens）、致动器（Actuator）以及其他光学元件（如准直透镜、分光镜与反射镜），其中在其他零组件部分还包括弹性排线（Flex-cable）、调变晶片及被动元件等。 亚光在DVD-ROM读取头主要量产产品包括Non-polarizing Beamsplitter (非偏极分光镜)、Folding Mirror(折射镜)、Dichroic Cube、Two-color Filter等读取头内之重要镀膜元件，并供应日本Sony、Sanyo等大厂及国内鸿景、嘉祥、友嘉等DVD读取头制造商。又于89年下半年起开始接受日本Pioneer(先锋)委托生产DVD-ROM读取头。
(5) 数位相机
由于掌握数位相机中镜头的关键零组件设计与生产优势，亚光自89年8月起OEM代工130万画素数位相机，89年总出货量为40万台。目前照相机产品仍以OEM/ODM为主。
(6) DWDM光学滤光片
（Interference Filter） 1995年光纤通讯架构开始两个波长以上的多工架构，在每一个波长采用2.5Gb/s的传输模组下，使用越多波长通道，通讯的频宽也就愈大，若使用16个通讯波长，那通讯频宽就可以达到40Gb/s。由于使用波长通道增多，将造成每个波长间距变窄，相对密度也提高了，因此称此种时间多工与波长多工兼备的通讯架构为「高密度波长多工通讯系统」，简称DWDM。自DWDM于1995年问世后，在短短几年之间迅速窜红，并应用于全球各主要骨干网路，目前更迅速拓展到都会区网路。
目前制作DWDM的技术大致有三种，分别为光学滤光片（采用多层镀膜技术）、光纤光栅(AWG)及阵列波导（WaveGuide）。由于光学滤光片具有体积小、插入损耗小（insertion-loss）、串音（cross-talk）低、偏振灵敏度低及波长可调等优点，因此是目前DWDM系统中的主流技术。
(二) 上下游产业关联图
光学产业依其垂直分工特性，可分为上游光学材料业、中游光学元件业、下游光学应用产品业及周边相关产业。其中，光学材料可分为玻璃与塑胶两种材质，国内光学玻璃毛胚的供应以日商的台湾保谷光学（HOYA）、台湾小原光学（OHARA）与台资的联一光学三家厂商为主，光学塑胶原料则以奇美为主要供应厂，但大多仍以进口为主。
(三) 生产特性及技术演进
(1) 镀膜生产制程
镀膜生产制程核心技术包括双平面平板玻璃抛光加工、洗净、镀膜、胶合、切割、抛光、贴波长板以及检验等。
(2) 光学元件制程
非球面模仁加工核心技术包括非球面模仁加工、非球面检测、非球面成型以及非球面模仁补偿加工等。
(3) 雷射测距仪生产制程
雷射测距仪制程核心技术包括镜片加工、镜头组立、电子SMT搭载、光机加工、本体组立、光学调整、电子调整以及对外实测等。
(四) 技术演进及未来发展
(1) 光学薄膜技术未来发展趋势
1. 光学薄膜加工技术
目前加工方式仍以热蒸镀为主，故存在有热稳定性、经时变化等问题。未来光学薄膜研发趋势将朝向离子枪辅镀、高速离子溅镀以及电浆离子披覆等技术。
2. 精密光学元件
未来将朝向改善秒级稜镜的量产技术制程及配合光学薄膜之高精度光学元件之研发。
3. 光机整合技术
LCD投影机光学引擎(含ZOOM镜头)、雷射测距仪光学系统、雷射瞄准器光学系统、LCD背光板等设计开发。
(2) 光学元件技术未来发展趋势
1. 非球面加工技术
非球面加工技术含现有的非球面模仁加工、非球面塑胶成型镜片。未来研发的趋势为：Hybrid镜片(球面玻璃+非球面树脂)、大外径玻璃非球面镜片(直接在非球面加工机上加工)、模造玻璃非球面镜片、D.O.E 镜片(含绕射光学元件的镜片)等。以上可充分支援光学镜头的设计与制造，降低成本、提高镜头的性能、提升附加价值及竞争力等优点。
2. 小径镜片之加工技术
小径（ψ2mm以下）镜片加工技术和传统之镜片（ψ3mm以上）完全不同；未来将朝向未来光电产品之轻、薄、短、小发展趋势。
(3)雷射测距仪技术未来发展趋势
1. 雷射测距仪的技术在未来将朝远距离、高精度、小体积、低成本的方向发展。
2. 光学、机械、电子技术的整合。
(4)瞄准器技术未来发展趋势
1. 开发自主性的产品
2. 开发雷射瞄准器
3. 开发新的非球面产品
4. 开发绕射光学的产品依据光电科技工业协进会(PIDA)资料显示，去年全球光电市场值为1,343亿美元，预估2003年全球光电市场值将成长至1,776亿美元。 在光学元件与器材产业方面，由于在大部分光电产品均需使用光学镜头作为介面，特别在高精密度光学元件的需求有逐步增加的趋势及液晶投影机市场逐步成长，适度抵销了传统光学产品的下跌，使得光学元件与器材产业市场仍可维持稳定的成长。
(一) 光学镜片
全球电子资讯产品生产技术不断革新，各类光电产品不断增多，尤其在电子制造技术的改革下，已能将电路、零组件体积小型化，更有助于光电产品之发展。而光电元件(光学镜片)多为光电产品之介面，因此光学元件产品亦朝高精密、高研磨及镀膜技术之产品发展，如提供数位相机、液晶投影机及光纤元件等使用之产品。
(二) 雷射测距仪
全球雷射量测市场由1996年至1999年均维持在4000万美元左右的规模，并无明显成长。近年来，在半导体雷射技术精进下，成本也随之降低，雷射量测光源已渐被半导体雷射所取代，半导体雷射在量测应用的比例由1996年的7.6%，逐年稳定成长至1999年的24%。在操作日益简便、体积趋向轻巧、价格持续下滑等因素下，应用日广，未来在雷射、光感测器与光学镜头的成本持续下降，精度在提高，组装更为轻小，则有可能形成如雷射指示器一般几近人手一机的盛况。
(三) DVD-ROM读取头
由于DVD Titles数激增，造成北美市场DVD播放机2000年热卖，PC搭配DVD-ROM出货比重也明显提升，总计DVD机器2000年全年出货3,600万台，较1999年成长1倍，2001年DVD产品取代VCD产品趋势将持续，估计DVD机器出货将达7,000万台，2002年进一步成长至1.4亿台，平均年复合成长达97%。
(四) DWDM光学滤光片
根据ITIS 7月的预估，全球DWDM市场规模2000年约43.3亿美元，北美地区占70%，2001年成长至57.6亿美元，到2003年则有134.27亿美元的规模。其中亚洲地区市占率将由2000年的19%成长至2003年的43%，将是未来成长力最强的地区。
(五) 数位相机
数位相机解析度在过去不到4年的时间里，由80万画素一路提升至334万画素，其中经历了80万、100万及200万画素等主流，新产品世代交替速度相当快；反观全球出货量自1998年的326万台、1999年540万台，至2000年的780万台呈现大幅度的成长，预估2001年全球规模将成长至1,035万台，其中尤以北美地区成长38%为主要动力来源，欧洲34%次之。以画素别观察，由于300dpi的列印品质，使用200万画素的DSC时，影像品质已和传统相机差异不大，因此画素竞赛将在334万画素产品以后趋缓，各厂的产品策略将转向为产品线之争，预估200万画素产品占整体市场的比重将节节攀升，由三成提升至四成。
因2000年下半年全球PC市场需求减缓，数位相机产品虽受到冲击，惟影响较小。生产中、低阶数位相机的厂商其成长幅度约180 %左右。以目前全球个人电脑数量仍远超过数位相机数量的情况下，数位相机市场需求仍持续攀升当中。亚光主要产品中，在光学元件方面有透镜、镜头组、稜镜、面镜、滤光片以及非球面镜片，而在光学器材产品方面则有瞄准器、雷射测距仪及显微镜等产品。
(一) 光学元件
在台湾地区相关光学镜片厂中，大根、今国、保胜、联一、先进等5家专门于玻璃镜片；大立、和光、力卓、金鼎等4家专门于塑胶镜片；亚洲、玉晶、一品、振宇、国民国际等5家，则同时具备生产塑胶与玻璃镜片的能力。
而镀膜技术是亚洲光学的特点，依据光电工业科技协进会资料显示，就算是在日本，亚光镀膜技术也能排在前5名。目前亚洲光学在台湾共有7台镀膜机，87年新购入一台直径850mm的多层膜镀膜机，主要开发之产品包括百万画素数位相机变焦镜头与液晶投影机内之各式光学元件，目前日本Hoya、Ohara为全球技术领先者。
(二) 雷射测距仪
在全球市场中，目前仅有美国BUSHNELL、奥地利SWAROSKI及亚光从事雷射测距仪之开发设计。其中Tasco及Bushnell是以近距离、低价位测距仪取胜，此类产品多用于娱乐运动与汽车防撞上。目前亚洲光学已开发出三个机种，其在体积上、功能上，已达到轻、薄、短、小的设计领先，连竞争对手都委托该公司进行ODM生产。
(三) 瞄准器
亚光瞄准器产品主要是透过位于菲律宾的子公司SCOPRO生产，集团所生产之瞄准器主要外销至美国。依据美国海关统计资料显示，88年度美国海关进口瞄准器金额约20.38亿，而该公司及POWERLINK (B.V.I)公司88年度之瞄准器营业额共6.90亿，约占美国海关进口额之33.86%，由此可见亚洲光学为在世界瞄准器产品之业界地位。另外在台湾积极研发新的产品型态，如将测距功能加入瞄准器，开发出新式雷射瞄准器，及以LED标示目标物提高准头等。
(四) 显微镜
显微镜厂商仅有亚洲、国民、华堂、太阳、太极等5家，产品几乎全数外销。87~88年度亚洲光学显微镜营业额占我国显微镜出口贸易总额分别为49.80%及53.90%。
(五) DVD-ROM读取头
主要生产厂商有Sony、Pioneer、Sanyo、Sharp、Hitachi及松下等，青一色为日系厂商天下，主要是囿于关键零组件如LD、PD-IC、物镜等皆需仰赖进口限制，加上DVD读取头生产过程极度仰赖人工组装与检测，不易全线自动化，国内生产长期而言将不具竞争力。因此若无国外大厂技术移转，并前往大陆设置生产线，难以凭藉本身之力短期内在国内大量生产。
(六) DWDM光学滤光片
国内上市柜公司跨入DWDM薄膜制程领域主要以鸿海、精碟、铼德及亚光等厂商为代表，其中精碟由于跨入时程较早具有技术领先以及与下游客户关系良好等优势，鸿海的「凤凰计画」则为台湾厂商跨足光通讯领域规模最大型且完整之计画，未来最具有整合台湾光通讯零组件产业能力，亚光以光学零组件起家，在精密研磨及镀镆以及下游组装最具有竞争，DWDM模组在未来2~3年内仍无法达到完成全自动化组装，大量人工仍是重要的生产要件，预期亚洲光学在未来台湾光通讯产业也将会占有一席之地。
(七) 数位相机
全球生产DSC的地区只有日本及台湾，其中日本更是技术规格与生产的领导地区，台湾则主要以中、低阶数位相机为主。目前国内已宣称进入此一产业的厂商有十馀家，分别为PC产业的英保达、华宇、金宝、明碁，家电产业的声宝、东友，扫描器产业的全友、鸿友、力捷、致伸，传统相机业的硅峰、普立尔、明腾、大洋、亚光以及新加入者如智积、华晶等。
传统相机厂因具有自制镜头与光学技术的优势，故短期内是较具有成本优势，扫描器厂因具有自有品牌与通路管理经验，在不以品牌为导向的PC Camera市场中，较有发展空间。目前国内厂商已有200万画素产品商品化能力的有致伸、普立尔、力捷、华晶、硅峰等，惟主力产品仍在百万画素以下。
四、产品价格趋势
88年瞄准器成品与显微镜零组件等产品平均售价双双上扬，主要是因为高阶产品比重持续提升所致，惟瞄准器成品于去年跌破1,000元低价，则是受市场衰退所致；至于显微镜零组件方面，则持续扩充高阶产品。
五、成本结构及原料供需
就以往产品成本结构可知，直接原料为主要生产成本，占各产品生产成本至少六成以上，而占营收比重达七成的光学元件，其主要生产原料为镜片材料，包括光学玻璃与光学塑胶。其中光学玻璃主要成份为二氧化硅（SiO2），原料来源不易有短缺情形，且原料供应商产能扩充容易，而光学塑胶材料成本更低、供应来源更多，因此镜片材料有逐年走低趋势，目前镜片材料主要向台湾小原光学采购。
基于国际分工之生产策略考量，部份光学镜片半成品由ASIA(B.V.I.)购入，以降低生产成本，故其对ASIA(B.V.I.)之进货金额随该公司之产能负荷及生产成本考量而有所变化；87年因扫瞄器市场需求热络，该公司扫瞄器用镜片订单增加，基于整体订单及产能规划因素，乃增加向ASIA(B.V.I.)公司购入光学镜片半成品，故其向ASIA(B.V.I.)购入之光学镜片半成品金额大幅增加。至88年受扫瞄器市场回弱影响，扫瞄器用光学镜片成品订单减少，部分技术层次高之光学镜片，如数位照相机、LCD投影机用镜片，所需之半成品乃由公司自行生产。
六、客户结构分析
亚光透过Asia(B.V.I.)及Powerlink(B.V.I.)转投资的大陆东莞信泰及菲律宾Scopro生产光学镜片、雷射测距仪及瞄准器之零组件加工、组装等业务，其所需的重要光学零组件均由亚洲光学所供应，因此销售至Asia(B.V.I.)及Powerlink(B.V.I.)合计占亚光营收比重约40%，其馀直接间接销货客户皆为全球知名厂商，尤其以日本厂商为主要客户。外销比例亦由86年50.8%提高到88年80.3%，其中欧洲占48.5%、亚洲占18.4%、美洲占13.4%。
(一) 光学镜片：
亚光每月光学镜片产出约有40%销予客户，主要包括液晶投影机厂商如中强光电、明碁、HITACHI、鸿友，扫描器厂商如旭丽、全友，以及相机厂商如台湾佳能、RICOH等。
(二) 雷射测距仪：
客户有NIKON、BUSHNELL等，目前产品已研发到第四代，可探测距离长达600码，产品已获美国FDA给予A级许可，每月ODM订单达1万台，但受限产能，出货量约为6~7千台。
(三) 照相机：
亚光照相机每月出货数量约为40万台，其中传统相机出货量为30万台，客户包括RICOH、NIKON、KODAK及OLYMPUS等，产品从最简单的35mm、APS至高阶的单眼相机、自动对焦相机等皆有。数位相机目前则专门出给HP，以130万画素为主。
(四) 雷射读取头：
与日商PIONEER合作，目前月出货量达40万套，以DVD-ROM使用、16倍速产品为主，预计今年年8月会发展32倍速的产品。
(五) 瞄准器：
主要替美商TASCO代工，月出货量约为24万支，然由于去年美国枪枝使用法桉通过管制瞄准器的使用，影响到瞄准器的销售。

第一个发明显微镜的人是谁？

开微观世界大门的工具——显微镜（1665 年）

最早的显微镜是由一个叫詹森的眼镜制造匠人于 1590 年前后发明的。这个显微镜是用一个凹镜和一个凸镜做成的，制作水平还很低。詹森虽然是发明显微镜的第一人，却并没有发现显微镜的真正价值。也许正是因为这个原因，詹森的发明并没有引起世人的重视。事隔 90 多年后，显微镜又被荷兰人列文虎克研究成功了，并且开始真正地用于科学研究试验。关于列文虎克发明显微镜的过程，也是充满偶然性的。
列文虎克于 1632 年出生于荷兰的德尔夫特市，从没接受过正规的科学训练。但他是一个对新奇事物充满强烈兴趣的人。一次，他从朋友那里听说荷兰最大的城市阿姆斯特丹的眼镜店可以磨制放大镜，用放大镜可以把肉眼看不清的东西看得很清楚。他对这个神奇的放大镜充满了好奇心，但又因为价格太高而买不起。从此，他经常出入眼镜店，认真观察磨制镜片的工作，暗暗地学习着磨制镜片的技术。
功夫不负苦心人。1665 年，列文虎克终于制成了一块直径只有 0。3 厘米的小透镜，并做了一个架，把这块小透镜镶在架上，又在透镜下边装了一块铜板，上面钻了一个小孔，使光线从这里射进而反射出所观察的东西。这样，列文虎克的第一台显微镜成功了。由于他有着磨制高倍镜片的精湛技术，他制成的显微镜的放大倍数，超过了当时世界上已有的任何显微镜。
列文虎克并没有就此止步，他继续下功夫改进显微镜，进一步提高其性能，以便更好地去观察了解神秘的微观世界。为此，他辞退了工作，专心致志地研制显微镜。几年后，他终于制出了能把物体放大 300 倍的显微镜。
1675 年的一个雨天，列文虎克从院子里舀了一杯雨水用显微镜观察。他发现水滴中有许多奇形怪状的小生物在蠕动，而且数量惊人。在一滴雨水中，这些小生物要比当时全荷兰的人数还多出许多倍。以后，列文虎克又用显微镜发现了红血球和酵母菌。这样，他就成为世界上第一个微生物世界的发现者，被吸收为英国皇家学会的会员。
显微镜的发明和列文虎克的研究工作，为生物学的发展奠定了基础。利用显微镜发现，各种传染病都是由特定的细菌引起的。这就导致了抵抗疾病的健康检查、种痘和药物研制的成功。
据说，列文虎克是一个对自己的发明守口如瓶、严守秘密的人。直到现在，显微镜学家们还弄不明白他是怎样用那种原始的工具获得那么好的效果.

显微镜是人类各个时期最伟大的发明物之一。在它发明出来之前，人类关于周围世界的观念局限在用肉眼，或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。
显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物，以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种，有助于医生治疗疾病。上图：这是17世纪英国科学家罗伯特·胡克的显微镜。它有一根内装透镜的简易皮管，安放在一个可调整的架子上。灌满水的玻璃球用来把光聚焦到物体上。
最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。发明者可能是一个叫做札恰里亚斯·詹森的荷兰眼镜商，或者另一位荷兰科学家汉斯·利珀希，他们用两片透镜制作了简易的显微镜，但并没有用这些仪器做过任何重要的观察。
后来有两个人开始在科学上使用显微镜。第一个是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察到一种昆虫后，第一次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人安东尼·凡·列文虎克（1632年-1723年），他自己学会了磨制透镜。他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。
1931年，恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜，使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。

高新科技纳米技术是如何实现的？

纳米是一个单位长度
如果人们可以把微米技术

理论，建立了纳米技术的研究和开发。因为这使机械运动分子级别的对象

话虽这么说，只要

改变的秩序和结构的原子，然后改变的顺序和结构的分子

改变分子从而改变材料

技术建立的

估计不仅仅改变废纸美元“

5纳米机器人到你家的灰尘变成面包也许

BR />请在科学的信心在未来2至3年，纳米技术的问世

路一年充气汽车轮胎。

路人工DNA为基础的小型电子元件的自组装。

路新的人造蛋白质为基础的半导体。

路防错妊娠试验。

路建立一个完整的医疗诊断实验室的一台计算机上的芯片。

路从空中冷凝器生产饮用水。

在未来5至10年，纳米技术的出现：

路可以多次使用复写纸编程的书籍，杂志和报纸。

路可以携带或折叠的大功率计算机你的口袋里。

路纳米仿生外壳防弹装甲。

路光高效的陶瓷汽车发动机。

路耳边再生，扬声器的声音识别功能的智能助听器。

路在自我稳定的智能建筑的地震或爆炸。

路根据其个人需要特殊医疗。

在未来10到15年纳米技术的出现

路逼真的人工智能复杂，你做不承认，你说一个人或一台机器。

路电脑及娱乐视频显示在屏幕上像一幅画一般栩栩如生。

路20到100英里的卫星发射平台，站起来直接通信系统从海底

路瞬间自动加热，冷却的分类的一个单分子半智能的移动设备，它可以不是能源密集型材料筛选工人

/>切口手术将被淘汰由内而外的身体，身体将能够监测和维修。

纳米技术开发的基础上，信息技术，微电子技术和计算机技术为主体的高新技术，它是学习在纳米材料相互作用的特点，以及如何使用这些功能的科学和技术，它的目标是到原子，分子和纳米尺度材料制造具有特殊功能的产品，革命性的飞跃生产资料。目前，这项技术的人高度重视，近年来发展非常迅速。

概述

纳米（1纳米= 10-9）技术，在0.1 - 100 nm的规模，高科技纳米

纳米技术的关键技术，通过扫描隧道显微镜直接移动原子操纵原子，分子的现象，其结构信息，纳米技术的最终目标直接到原子，分子制造具有特定功能的纳米级的研究和应用。和分子。目前，这项技术已取得了重大突破，随着纳米技术的发展，人们已经能够直接利用原子，分子的生产，制备的纳米粒子只含有几十到几十成千上万的原子，并利用它们作为适当的基本单元排列在一个三维的纳米固体。

出现和发展，随着微电子技术的飞速发展，科学界开展研究物质（原子和纳米技术

利用分子）在纳米尺度（0.1纳米，100纳米），这些功能的互动和互动的特点，并取得了巨大成就，已引起纳米技术产生

2.1纳米技术，纳米技术的发展历史，早在1861年建立的所谓身体的化学反应，当他们开始研究纳米肢体。真正的纳米自主研发，于1959年，这一年，美国著名物理学家，诺贝尔文学奖得主的费曼在美国物理年会上作了报告，他在报告中认为，能够使用宏机器制造比小尺寸的机器，而更小的机器，但也使更小的机器，如一步步达到分子水平。费曼幻想操纵和控制物质的原子和分子水平上。

他在报告中设想包括以下内容：首先，计算机小型化，第二个是重新排列的原子。他提醒人类，有一天原子排列根据自己的主观意愿，世界将会怎样？第三是微观世界的原子。在原子水平，会有一个新的相互作用力的性质的小说，奇效。物理学家，原子一个原子地打造物质是不违背物理定律。四，如何大英百科全书的内容记录到一个这么小的脚头。

科学家启发，开始纳米尺度的科学探索和技术研究领域，科学家们发现，探索各种新颖的现象在纳米尺度物质的性能，奇效的性质，具体而言，它是一个新的世界的技术。

在20世纪70年代后期，美国MIT（麻省理工学院）WRCannon，是谁发明了激光怒气冲冲合成几十个纳米级硅为基础的陶瓷粉末，20世纪80年代初，德国物理学家气体H.Gleiter与缩合物清洗纳米粒子的表面，并在超高真空条件下，抑制多晶纳米固体原位。现在看来，这些研究都只是初步的探索纳米材料。

2.2纳米技术发展

1977年，麻省理工学院德雷克斯：出发从人工模拟活细胞的生物分子类似物可以进行组装和安排原子，称为纳米技术 - 纳米技术。

20世纪80年代，扫描隧道显微镜的发明，极大地促进发展纳米技术，它成为一个真正的原子工具安排，到1990年，纳米技术正式有自己的名字 - 纳米科学与技术，其标志是第一NST会议在巴尔的摩和两个专业的国际期刊“纳米技术”和“纳米生物学出版。从那时起，世界各国发展NST发展计划，被称为纳米新名词，新概念和新的新兴学科，形成了当代新兴的纳米技术学科群。

20世纪到20世纪80年代以来，纳米技术研究在世界上的高度重视，一些技术具有实用。纳米技术在计算机，信息处理，通信，制造，生物，医疗，地面和空间的发展，尤其是在防守上有很大的发展前景。纳米技术已经渗透到一些传统行业，如染料，涂料，食品。

许多国家从事纳米技术领域的在激烈的竞争中。美国依靠其发达的基础科学，从微观到宏观的工作;日本开发的技术从宏观到微观的工作中取得了巨大成就。在纳米技术研究在最近几年，中国已经取得了长足的进步，表现稳健原子操纵在室温和移植。在1992年，用扫描隧道显微镜的科学和技术人员的化学研究所开发了他们自己的，在计算机的控制下的石墨腐蚀的表面，具有线宽为10nm的字符和图案。目前，一些外国实验室只是使用移动情感气体原子的方法“写”中国的科学家是最广泛应用于微电子工业硅表面提取和处理原子。

在纳米技术领域，已达到国际技术前沿。德国外交部在1995年，中国纳米科技在纳米技术领域的领先国家的相对水平上分析，与法国五年级，一至四年级，如日本，德国，美国，英国和斯堪的纳维亚。

纳米技术研究的范围

的出现和发展，纳米技术，填补了人类细观地区缺乏宏观微观区域之间的连接意识。为此，近年来发展十分迅速，已经在广泛的范围内。纳米技术的研究和应用在以下几个方面：

3.1纳米电子

纳米技术在纳米电子学的领导或主导作用，因为它是微电子技术发展的下一代。从电子行业的纳米电子学，纳米技术的发展是一个重要的推动力。纳米电子学的基础上最新的物理理论和最先进的技术手段，按照构建电子系统的新概念，并开发物质潜在的存储和处理信息的能力，实现信息收集和处理能力的革命性突破纳米电子学将成为21世纪信息时代的核心。

纳米电子学的发展目标是：集成电路进一出，目前发展中遇到的难以想象的水平的功能密度和数据传输速率的限制之外。为了实现这一目标，有必要进行创新概念的电子装置，克服了相互连接的约束，需要开发新的生产方法，所述电路块。在纳米尺度的电子产品，传统的晶体管遵循物理定律不再适用，将有一个新的物理效应。目前，纳米技术研究如何使内存芯片的容量为64兆字节。如何使用新的量子纳米电子学器件，如谐振隧穿二极管，量子激光器和量子干涉器件的发展，等等。时间，也许人类进入量子王国。

纳米电子学等研究方向;分子电子器件和生物分子器件，这是完全抛弃了基于硅半导体为基础的分子结合电子元器件的发展。如果研制成功，这种规模的电子元件，电子元件，带动社会生产力的快速发展做出了质的飞跃。 /> 3.2纳米材料/>纳米材料的微观结构是指实现纳米尺度的材料，所用的原料 - 粉末首先必须是纳米级的水平的晶粒和晶界。从微米级到纳米级的进步，不仅是在制备过程中一个质的飞跃，也促进了材料科学的发展理论。

纳米材料由于其独特的结构，以及小尺寸效应，界面效应和量子隧道效应，纳米材料的独特性能，与传统材料不同了一系列新的效果。其电，磁，热，光学等性能得到进一步优化。将作为一个重要的作用，在未来的新材料。例如，宽带强吸收隐身材料和高灵敏度，高通响应，高活性催化剂材料，高矫顽力的磁性记录材料，高性能驻极体转换能源材料及多功能复相陶瓷材料的材料。

中国已成功开发出多种纳米半导体复合材料和碳纳米管。固体中国社科院的科学，是最早开展纳米材料在中国的一个单位的，有能力的纳米材料和多品种制剂实验室，可制备各种纳米氧化物，铝粉，已进入大众生产阶段，粉末指标均达到了国际先进水平。用于隐形飞机在国际纳米材料，光转换。据预测，住宅纳米材料纳米塑料的明天，将显着提高的能力，以应对智能纳米塑料家居用品的功能和灵活性。

现代国际纳米材料的发展趋势的基础研究和开发应用，并相互促进，并驾齐驱。商界，企业界紧密合作，科学和技术界，试图把实验室成果转化为商业产品，在某些行业的推广和应用的纳米材料。随着不断的研究和其他纳米材料会发现更多，更新的性能的新材料。

3.3纳米加工技术

科学和技术进步的尺寸越来越小的设备和设备，进入纳米范围内。用合适的加工和制造技术，已成为国际热点，发展迅速。纳米加工技术可以分为两种类型的蚀刻和装配。已达到极限，由于纳米级蚀刻技术，组装技术将成为纳米技术的重要手段，受到人们的关注了很多。 />组件技术是机械，物理，化学或生物的方法，原子，分子或分子集合体被组装，以形成功能性的结构单元。组装技术，包括组织分子组装技术，扫描探针原子，分子去除技术和生物组装技术。 />分子有序组件，通过分子之间的物理或化学的相互作用形成有序二维或三维的分子体系。近年来，有组织的分子组装技术所取得的最新进展和应用LB膜和相关属性。对识别装配的生物大分子。高密度蛋白质，核酸及其它生物活性大分子装配要求固定的方向，这是非常重要的一个高性能生物敏感膜，生物分子器件的发展，研究生物大分子之间的相互作用的制备。 />除了上述类型的组件，有序，桥接组件的长链聚合物分子的自组装技术，有序分子膜的应用研究和技术进步。纳米加工技术也进行了重大原子量一流的加工，加工技术转化为更精细的深度。

3.4纳米机械

机械纳米级的纳米机械手段，它包括一个广泛的领域。已经制造纳米电机，纳米齿轮。纳米电机的纳米尺度的移动和定位，有两种配置，可以实现这一要求：首先，线性电动机;电压陶瓷管蠕动爬行的移动设备。高精度机车开发生产的X射线反射专注于分差小于1纳米“超平镜面磨床纳米精密光学存储技术和全息技术的纳米器件。美国有发展成一个微电机，小到足以用显微镜才能看到。日本三菱电机公司开发微型机器人取出生物显微镜下的细胞。

3.5纳米化学

纳米化学开展识别分子的纳米技术，聚合物组件化学家看来，是非常大的纳米尺度的纳米结构是103-109聚集体的分子量为104-1010之间的原子数，目前，合成的分子量范围内，但有一个清晰的结构生物学技术正在开发中。的主要驱动力的新方法，本发明的纳米材料的合成，纳米化学热的今天试图理解和运用惊人的各种生命系统的复杂过程。

纳米化学包含许多领域：接口和胶体科学，分子识别，微电子加工，聚合物科学，电化学，佛石和粘土的化学，扫描探针显微镜等。分子自组装，特别适合于制备纳米结构。

纳米化学，在化学工业中的应用范围很广，如纳米粉体按一定比例添加到化妆品中，可以有效地屏蔽紫外线，金属纳米粉掺铒光纤产品或纸可以大大减少静电相互作用，利用纳米粒子，可用于气体同位素，混合稀有气体及有机化合物如构成海绵烧结体的分离和浓缩的纳米粒子可以用来不仅造成电力的涂料，印刷油墨，生产，也可用于固体润滑剂。

3.6纳米的纳米生物学

术语并不陌生生物学家。因为大量的生物结构，从核酸，蛋白质，病毒，细胞器，其行1当然，是生物结构非常小，但异常复杂，特别是活性的，显示的特定的特定的生物功能，如酶，可以打破化学键，引起分子结合的分子机又如纳米至100纳米。 ，DNA可作为一个存储系统，能够命令转移到核糖体，核糖体的分子机器，可以使蛋白质分子纳米生物学的目的是开辟了类似的方法，分子机器的程序。 ，装配机器来制造的物质。组装机将像微小的工业机器人作为附件通过分子，引导和使用的化学反应的布置工作，原子构造成复杂结构的纳米生物学的另一个重要方面是一个很大的特性来构建产品具有一定功能的生物分子。目前，纳米粒子已经成功利用细胞分离纳米颗粒作为载体的病毒诱导取得了突破性进展，预计很快为人类服务。设想使用纳米技术创造的分子机器人在血液中循环到身体各部位进行检测，诊断，并实施治疗的梦想将成为现实。纳米生物学是一个非常有意义的，但神秘的领域，无论是它给人类带来太大的改变，仍然难以预测。

纳米技术的研究方向

纳米科学和技术日臻完善，科学和技术的发展，系统随机和零散状态的研究，已经走出，逐步成为一个专注于分类模式。

4.1纳米技术理论

纳米技术系统的理论研究，一个是纳米功能的系统研究，微观结构，确定纳米技术的特殊规则，建立新的概念和理论，提高发展纳米技术的科学体系;进一步系统地研究了纳米材料的性能，微结构和光谱特性，建立一个新的理论描述和表征纳米材料。同时，有必要进一步探索和总结纳米材料制备技术，纳米材料的理论研究成果和工程理论相结合的理论研究，探索高效，低成本的工业化制备技术，这是纳米技术的发展是一个重要的先决条件;理论纳米技术工程研究将形成一个高潮。纳米技术的发展，人们越来越觉得系统的研究和发展，经济效益显着的意义，也就是说，人们需要不仅是纳米材料科学，纳米工程。

4.2纳米科学和技术，实现了通过纳米技术是伴随着电子技术的蓬勃发展，形成了操纵原子，分子或分子形成所需的材料技术的原子或基团。这一新兴技术，将让人类认识和改造自然的能力，直接延伸到分子和原子，随着这项技术的不断研究，开发，应用，生产会带来一个光明的未来。这种技术的方法有两种：

首先，从宏观到微观纳米技术的实施和应用提供必要的参考。从宏观到微观，宏观的机械制造越来越小，目前，从宏观到微观的研究取得了一定的成绩，超大规模集成电路，集成越来越精细结构NTT制成的光学定位装置，其大小仅为0.5平方毫米。各种微型机器人已经出来了，并带来了希望，解决了一大批疑难案件。

其次，从微观到宏观。微观到宏观，即直接操纵原子和分子，不同的排列组合，形成新的物质，创建一个具有新功能的机器，从微观到宏观的工作才刚刚开始。首先，操纵原子在镍板拼写单词，如在1990年4月，国际商业机器公司（IBM）的两位科学家利用扫描隧道显微镜来操纵原子，有35个原子在镍板排出“IBM”这个词。单个原子在预定的位置移动，例如，在1999年7月，IBM公司的科学家转移动到预定位置。三是开发复杂的分子特征的打开和闭合。根据英国的报告，英国科学家硅原子的个人或团体调查电子分子量，开发了一个大小为4nm的复杂分子，它具有“开”和“关”的激光驱动器的特性，设置的处理结果，切换时间仅皮秒（10-12），这实际上是可能的光学计算机的发展，

纳米技术从宏观到微观，从微观到宏观，事实上，人类利用这项新技术提供了可能性。计算机可以使用纳米万亿次每秒，开发的光学芯片和生物芯片，超大规模的光计算机和生物计算机的发展奠定了基础。基因工程技术可以变得更加可控，制造各种各样的生产产品，根据人体需要，在农业，林业，畜牧业和渔业。一场深刻的革命，可以使整个化工行业直接建立在原子的明星，使化工生产发生革命性的变化。

人根据实际需要的分子和原子组装的纳米机器可以大大提高机器的速度，效率，减少对环境的污染。微型机器将解决困难的情况下，大量的医疗效果更加显着，也可以创造大量新的药物，生产所需的各种器官移植的效果。同时，纳米技术可以很容易以不同形式的能量之间的切换，以满足人类对能源的需求。

4.3纳米科学和技术的新思路

完全不同于传统技术，纳米技术奇点，许多纳米技术的应用，这是非常重要的研究新思路的概念和规律。

这些新的想法，一方面是工程领域，如传统理论根本不混溶的两个元素，可合成在一起在纳米状态下，，如合成铁和铝，银，铁，铜和铁包金。随着机器的设计越来越小，在结束几个大型装置变得不再适用，体积和重量因素变得几乎可以忽略不计，而表面张力和摩擦是极其重要的，这些都是迫切的讨论主题和实践，不可能在过去的，不重要的，在纳米状态下，很可能是可行的。

纳米技术的，另一方面，作为一项基本技术，社会新的想法所造成的大规模生产也是必要的。科学家们现在的工作领域：机器的某些副本本身，就像细胞分裂，从而发出巨大的财富人类无法想象这样一台机器，可以用来做食物，可以用来修复细胞，预防疾病和抗老化，这可能是一个幻想，但人类毕竟已经迈出了关键的一步的小型化。科学家指出，纳米技术将产生深远的影响生产力的发展，并有可能从根本上解决了一系列人类所面临的问题，如环境，食品，能源和其他极其重要的问题。

前景纳米技术

纳米技术的特殊功能和特殊的研究对象的发展，纳米技术已经得到长足的发展，20世纪80年代以来，引起许多国家的关注和重视，许多发达国家和许多研究机构也投入了巨大的人力，物力和财力进行大规模的合作研究，并取得了令人瞩目的成绩，状态一直在高科技和经济发展的促进纳米技术

技术领域，纳米技术是人类的一个重大突破认识和改造世界的能力，以，会导致一个新的科技革命和工业革命，已成为在21世纪的科学和技术发展的最前沿，它是不仅是国际竞争1的重点领域的关键技术信息产业，最重要的先进制造业的发展方向之一。作为美国首席科学家，IBM阿莫西林贝特朗说：“正如20世纪70年代微电子技术引发了信息革命，纳米科学和技术将成为下一个世纪的信息时代的核心。

根据技术进化理论，纳米技术已经发展的背景（知识）技术的第二阶段。换句话说，纳米技术的演变，从纳米技术原型技术领域的状态发展到水平状态，即：纳米技术或纳米科学和技术为核心，外围吸收等技术系统的开发进入一个新的纳米科学和技术体系。

总之，纳米技术发展到今天，已不再是简单的科研活动，但更重要的是，它正成为越来越多的科技产业发展和国家竞争力的社会化影响，纳米技术有显着的影响在新世纪的社会，经济和国家安全。随着知识经济时代的21世纪的特点将是生命科学和信息技术的高速发展和广泛应用的时代。纳米技术将促进生命科学，信息技术，包括几乎所有的科学和技术的飞速发展，新的工具，会出现更多的人工情报字符。
国家纳米技术在世界上属于科学和技术领域。新兴科学和技术作为最具潜力的市场之一，其重要性质疑，许多发达国家都投入巨资研究，钱学森院士预言：“纳米及以下的纳米结构将是未来的技术发展阶段特点，将是一场技术革命，这将是另一个在21世纪的工业革命“。

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