奈米是什麼單位?
長度單位
奈米(符號:nm),即為毫微米,是長度的度量單位。1奈米=10的負9次方米。1奈米相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小的多。
單個細菌用肉眼是根本看不到的,用顯微鏡測直徑大約是五微米。假設一根頭髮的直徑是0.05毫米,把它軸向平均剖成5萬根,每根的厚度大約就是1奈米。也就是說,1奈米就是0.000001毫米。奈米科學與技術,有時簡稱為奈米技術,是研究結構尺寸在1至100奈米範圍內材料的性質和應用。奈米技術的發展帶動了與奈米相關的很多新興學科。有奈米醫學、奈米化學、奈米電子學、奈米材料學、奈米生物學等。全世界的科學家都知道奈米技術對科技發展的重要性,所以世界各國都不惜重金髮展奈米技術,力圖搶佔奈米科技領域的戰略高地。
從迄今為止的研究來看,關於奈米技術分為三種概念:
第一種,是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子奈米技術。根據這一概念,可以使組合分子的機器實用化,從而可以任意組合所有種類的分子,可以製造出任何種類的分子結構。這種概念的奈米技術還未取得重大進展。
第二種,是把奈米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過奈米精度的"加工"來人工形成奈米大小的結構的技術。這種奈米級的加工技術,也使半導體微型化即將達到極限。現有技術即使發展下去,從理論上講終將會達到限度,這是因為,如果把電路的線幅逐漸變小,將使構成電路的絕緣膜變得極薄,這樣將破壞絕緣效果。此外,還有發熱和晃動等問題。為了解決這些問題,研究人員正在研究新型的奈米技術。
第三種概念是從生物的角度出發而提出的。本來,生物在細胞和生物膜內就存在奈米級的結構。DNA分子計算機、細胞生物計算機的開發,成為奈米生物技術的重要內容。
奈米效應就是指奈米材料具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,如原本導電的銅到某一奈米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化矽、晶體等,在某一奈米級界限時開始導電。這是由於奈米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所佔比例大等特點,以及其特有的三大效應:表面效應、小尺寸效應和巨集觀量子隧道效應。 對於固體粉末或纖維,當其有一維尺寸小於100nm,即達到奈米尺寸,即可稱為所謂奈米材料,對於理想球狀顆粒,當比表面積大於60㎡/g時,其直徑將小於100nm,達到奈米尺寸。
現時很多材料的微觀尺度多以奈米為單位,如大部份半導體制程標準皆是以奈米表示。直至2017年2月,最新的中央處理器,也叫做(CPU,Central Processing Unit)的製程是14nm。奈米別名:毫微米。
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