中国5纳米芯片光刻机的寿命是多少?

芯片也是有寿命的…… | 谣言粉碎机小组 | 果壳网 科技有意思
1288528人加入此小组
单纯的是看了B站上,某个AMD粉丝的视频,里面提到的“是否买盒装CPU”的问题。他的观点是没必要,因为盒装的好处是保修,但是“CPU是不会坏的,无论多么古老的CPU都是可以工作的”。哈?连观续命长者都不敢说自己一定可以与天地齐寿,它是怎么敢说CPU就不会用坏的?事实上,芯片就是会坏的,这个才是事实。电子在不停的撞击着金属铜,把它推向一侧,另导线断裂。热载流子会撞击栅极氧化层,令其损坏,导致器件失效,即所谓的HCI。在高温下,介电层会慢慢的失效,导致本来隔离的两个部分之间发生短路,所谓的TDDB。还有很多各种各样的失效模型,但我毕竟只是个PIE,而不是操蛋的RE。客户在与我们签订合同的时候,一个技术标准,就是可靠性,要求保证使用若干年,比如有客户要求3年,有客户要求10年的。而这个3年或者10年,并不是“在满负荷状态下连续工作”的意思。而是假定这个芯片只在某个比例的时间里运行,其它时间都是待机,并且假定了其工作温度是一个不高的值。倘若,你的CPU是保持全速运转的状态下,连续工作,而你的CPU散热又不是很好,那么,你应该会在几年内就把CPU玩报废了。一个有趣的例子,就是使用至强处理器的超算,国内的那台,每年都必须更换一些CPU,而美帝又刚刚禁止了那家公司购买至强处理器。倘若CPU绝对是不会坏的,我们还换什么CPU啊,又不好玩~-----------------------------------------------------------------------------------------------------当然了,一般人,如果只是下班后上网,网游戏,大多数时间里都在公司里忙成狗,那你基本不用担心CPU寿命问题——除了极少数倒霉鬼,可能会买到体质不良的CPU,在很短时间内就出问题,但概率上是PPM级别的了。
+ 加入我的果篮
引用 的话:Linus曾经做过实验,用全新"旧"卡和被他们蹂躏完的旧卡跑分,结果显示两者间没有明显区别所以,要捡垃圾的可以继续捡,反正是垃圾,坏了也不心疼……一般论:芯片只要还能用,性能就没有差异,因为你的时钟频率是定死的,一个时钟周期里要完成的事情也是定死的。倘若应该在一个时钟周期内完成的事情,事实上没有完成,那就是芯片已经嗝屁了,运算本身也会直接报错。但是有可能,某个管子失效后,会出现可重复的运算错误,或者是缓存中的某个cell失效了,每次读写到这里都会出错。但只要没出现这种问题,性能是不会有差异的。毕竟门电路有个好处,就是开和关两个状态很明确,只要还能正确的开关,就没有问题。Linus的实验只是说明了旧卡经过蹂躏之后也没坏,仅此而已。芯片不会像发动机那样,会磨损,然后性能逐渐下降。
果壳除了需要智商准入,还需要其他的一些准入。
Linus曾经做过实验,用全新"旧"卡和被他们蹂躏完的旧卡跑分,结果显示两者间没有明显区别所以,要捡垃圾的可以继续捡,反正是垃圾,坏了也不心疼……
引用 的话:Linus曾经做过实验,用全新"旧"卡和被他们蹂躏完的旧卡跑分,结果显示两者间没有明显区别所以,要捡垃圾的可以继续捡,反正是垃圾,坏了也不心疼……一般论:芯片只要还能用,性能就没有差异,因为你的时钟频率是定死的,一个时钟周期里要完成的事情也是定死的。倘若应该在一个时钟周期内完成的事情,事实上没有完成,那就是芯片已经嗝屁了,运算本身也会直接报错。但是有可能,某个管子失效后,会出现可重复的运算错误,或者是缓存中的某个cell失效了,每次读写到这里都会出错。但只要没出现这种问题,性能是不会有差异的。毕竟门电路有个好处,就是开和关两个状态很明确,只要还能正确的开关,就没有问题。Linus的实验只是说明了旧卡经过蹂躏之后也没坏,仅此而已。芯片不会像发动机那样,会磨损,然后性能逐渐下降。
引用 的话:一般论:芯片只要还能用,性能就没有差异,因为你的时钟频率是定死的,一个时钟周期里要完成的事情也是定死的。倘若应该在一个时钟周期内完成的事情,事实上没有完成,那就是芯片已经嗝屁了,运算本身也会直接报错。...也就是说Linus的实验把电流、发热……这些都算上的话,结果会更有说服力
全是屁话。CPU在坏之前就会被换代淘汰掉,如果非要说坏的概率不是0,那就是屁话了。中芯国际的PIE原来都是这个水平,怪不得被台积电打的满地找牙。
TY 怎么就........
就算是水泥房子还有磨损呢。芯片怎么会万寿无疆。
引用 的话:也就是说Linus的实验把电流、发热……这些都算上的话,结果会更有说服力嗯……真的想测试呢,芯片测试有一个HTOL测试,加电压,加温度,测500小时和1000小时或者简单一点110度烘焙若干小时,然后测试。还可以测各种可靠性参数的“衰弱”,比如介电层的漏电升高
引用 的话:TY 怎么就……..你不看看TY都多大了
学习了。也就是有一定概率坏。。
引用 的话:全是屁话。CPU在坏之前就会被换代淘汰掉,如果非要说坏的概率不是0,那就是屁话了。中芯国际的PIE原来都是这个水平,怪不得被台积电打的满地找牙。你的言论就是智障的典型,没办法了。 反正你一个外行人,不用评估芯片的可靠性问题,不用考虑潜在的ppm级别的失效。不知道芯片从晶圆生产到封装,甚至是测试本身,都会带来各种可靠性问题。甚至于你傻乎乎的写的那些狗屎,也早就被我在原文中解释过了。可惜以你智障的大脑,显然无法进行阅读。无知无识的智障,蒙着脸都撒发着智障的腐臭味。
手里还有当年拆下来做留念的386、486、奔二三三麻麻叉,菜羊三百阿,等芯片,这么说来,还能继续用咯,不过,上哪找主板插啊?!
引用 的话:[图片]想让智障分清Fab,design house, bumping house,估计是不可能的了。
引用 的话:手里还有当年拆下来做留念的386、486、奔二三三麻麻叉,菜羊三百阿,等芯片,这么说来,还能继续用咯,不过,上哪找主板插啊?!只要你肯搜索网络,那么你可以找到所有“存在过”的旧硬件
引用 的话:嗯……真的想测试呢,芯片测试有一个HTOL测试,加电压,加温度,测500小时和1000小时或者简单一点110度烘焙若干小时,然后测试。还可以测各种可靠性参数的“衰弱”,比如介电层的漏电升高用户层面就够了,用户层面就够了……
引用 的话:想让智障分清Fab,design house, bumping house,估计是不可能的了。呵呵,做了4年PIE就认为自己是芯片达人了?知道几个专有名词就出来忽悠人了?嘛,民科似乎就是这么做的。文章里面漏洞百出,到处的小白式的表述,可能也就只能在果壳上忽悠一下初中生吧。
引用 的话:呵呵,做了4年PIE就认为自己是芯片达人了?知道几个专有名词就出来忽悠人了?嘛,民科似乎就是这么做的。文章里面漏洞百出,到处的小白式的表述,可能也就只能在果壳上忽悠一下初中生吧。哦,对了,差点忘了。 我居然在教育一坨狗屎,我又不是你爹——虽然你爹死的蛮平静的
以前记得TY还经常骑着个自行车从中芯花园去上班,那时候还没有S1.
引用 的话:以前记得TY还经常骑着个自行车从中芯花园去上班,那时候还没有S1.如今TY都退了,海军升了上来
啥玩意儿肯定都会坏不过我其实比较好奇cpu在加压高温的恶劣环境下平均无故障时间比正常使用缩短了多少
引用 的话:啥玩意儿肯定都会坏不过我其实比较好奇cpu在加压高温的恶劣环境下平均无故障时间比正常使用缩短了多少这就要问RE——可靠性工程师
引用 的话:呵呵,中芯国际,这么烂的公司,怪不得给不起彩礼了。不要怪你妈拖累了你,你妈即使在生你之前就死了,你也拿不出来,是你挣得太少。你爸倒是真的在你生之前就死了,不然也许会支持你几万块。所以这就是你父亲临死前告诉你的事情?
引用 的话:你先找到哪个维族好男人是你生父吧,不然生父死了都不知道,那不就是野种了嘛。那这一句只有可能是你目前死前告诉你的了,你爹是不知道的
引用 的话:卧槽想想几百个维族好男人二十几年前爽完还不给钱的场景就羞羞啊。顿时对维族好感度增加点。
引用 的话:卧槽想想几百个维族好男人二十几年前爽完还不给钱的场景就羞羞啊。已举报
引用 的话:卧槽想想几百个维族好男人二十几年前爽完还不给钱的场景就羞羞啊。别傻了,你母亲死前告诉你的又不全是真的,当然,这里的问题,主要你母亲的年龄和男人的数量不对。至于爽不爽嘛,我看了看你的脸——估计那些男人插得有够深的。
引用 的话:已举报放着多好,又没有QE audit我们喽
滥用蒙面的是不是应该全球曝光?来自
本来只是想长点知识,结果看见你们两个撕逼,一下心情就不好了
称号:实习膜法师
引用 的话:别傻了,你母亲死前告诉你的又不全是真的,当然,这里的问题,主要你母亲的年龄和男人的数量不对。至于爽不爽嘛,我看了看你的脸——估计那些男人插得有够深的。呵呵,知道你是维族小崽子之后,你是会爱上维族,还是更狠维族?是个问题。
果壳除了需要智商准入,还需要其他的一些准入。
引用 的话:呵呵,知道你是维族小崽子之后,你是会爱上维族,还是更狠维族?是个问题。你这么喜欢讨论这个问题,是不是你的母亲,因为拉马克的一些什么理论,对你产生了影响?
引用 的话:滥用蒙面的是不是应该全球曝光?你要明白,公知啦,民科啦,女权主义者啦,如今都见不得光,你就原谅他们吧
引用 的话:本来只是想长点知识,结果看见你们两个撕逼,一下心情就不好了但有人主动找骂,却让我感觉心情不错 吼吼
引用 的话:[图片] [图片] 果壳除了需要智商准入,还需要其他的一些准入。比如,人兽嵌合体禁止发帖?
是的,可靠性是一门综合性的大学问.目前最常用的HCI评估模型,是Berkeley的Chenming Hu提出的,这个名字很眼熟吧,就是FINFET的发明人.(实际上FINFET的原型来自Hitachi的DELTA,所以业界有人不认同Dr.Hu FINFET之父的称号)
引用 的话:是的,可靠性是一门综合性的大学问.目前最常用的HCI评估模型,是Berkeley的Chenming Hu提出的,这个名字很眼熟吧,就是FINFET的发明人.(实际上FINFET的原型来自Hitachi…可靠性,也是出问题时,大家最不愿意提及,又不得不提的大问题——大部分报废的晶圆,都是因为可靠性上的顾虑。
当年RE的Vivian Ruan给我们做了好多HCI啊。
结果我去香港旅游竟然还在路边碰到了她。
引用 的话:当年RE的Vivian Ruan给我们做了好多HCI啊。 结果我去香港旅游竟然还在路边碰到了她。已经不在了
引用 的话:但有人主动找骂,却让我感觉心情不错 吼吼旁人不爽啊
称号:实习膜法师
引用 的话:旁人不爽啊你要习惯于这一点,自卑心爆棚的蠢货,除了像条狗一样,蒙着脸,跳起脚来骂人,他还能怎么办?
引用 的话:你要习惯于这一点,自卑心爆棚的蠢货,除了像条狗一样,蒙着脸,跳起脚来骂人,他还能怎么办?遇到野狗走开就是了,因为不管是虐狗还是被狗咬都不好看对吧~~~
引用 的话:遇到野狗走开就是了,因为不管是虐狗还是被狗咬都不好看对吧~~~说的好
引用 的话:说的好知道还虐?!下不为例!【滑稽】
引用 的话:你要习惯于这一点,自卑心爆棚的蠢货,除了像条狗一样,蒙着脸,跳起脚来骂人,他还能怎么办?他骂人你就别骂回去了呗,不理他不就消停了
称号:实习膜法师
请问如果我把当初尘封已久的,盗版的,没有壳子的,FC游戏游戏芯片卡组们找着,他们还可能启动么
引用 的话:请问如果我把当初尘封已久的,盗版的,没有壳子的,FC游戏游戏芯片卡组们找着,他们还可能启动么能……其实还真能。连commodore这种古董都还能启动呢。一般人的使用强度,除了少数倒霉鬼以外,不用担心寿命问题。我想说的,就是虽然很长寿,但说他不会坏,那是很不正确的。
引用 的话:能……其实还真能。连commodore这种古董都还能启动呢。一般人的使用强度,除了少数倒霉鬼以外,不用担心寿命问题。我想说的,就是虽然很长寿,但说他不会坏,那是很不正确的。6502印象中用的还是1um制程,而且就那点时钟频率,正常工况下真能用挂掉,怎么也得有个上千年吧( ̄◇ ̄;)
引用 的话:6502印象中用的还是1um制程,而且就那点时钟频率,正常工况下真能用挂掉,怎么也得有个上千年吧( ̄◇ ̄;)NASA表示,我们的钟好像快了点……来自
引用 的话:NASA表示,我们的钟好像快了点……如果是太空环境,那就另算了。高能粒子的轰击会加速芯片的损坏
(C)2017果壳网&&&&京ICP证100430号&&&&京网文[-239号&&&&新出发京零字东150005号&&&&
违法和不良信息举报邮箱:&&&&举报电话:您现在的位置:&&>&&>&&>&&>&正文
&&& 长寿一直是古往今来人类的美好追求,秦始皇为了长生不老长期服用“丹药”是最典型的例子之一。随着技术的发展,人类对运用技术延长寿命开始有了新的期待。 &&& 最近,美国人工智能专家雷?库兹维尔预言,20多年后,在人的血液里植入一种大小接近血液细胞的“虫”机器人装置,就能够从细胞及分子的层面让人体变得更健康。借助此项技术,未来人类寿命有望达到数百年。 &&& 他给出的时间表真的能够如期实现吗?借助纳米技术的发展,人类真的能够延长寿命吗?如果答案是肯定的,纳米技术将如何发挥作用?为此,记者专访了国家纳米科学中心蒋兴宇研究员。  ―――展望篇―――  “延长寿命的可能性是有的,但是要实现起来还会面临很多问题。”蒋兴宇研究员说,“从过去的经验看,预测未来10年、20年属于超前预测,也就是说,对未来20年的预测可能会过分乐观。目前,纳米技术有一些良好的开端,可以完成很多以前不能完成的功能,比如靶向药物定向给药、运用皮肤干细胞进行修复时可以顺利把细胞送到指定部位等等。但是作预言很容易,真正实现起来时间可能更长。”  纳米颗粒具有特殊性能  纳米技术于上世纪末成为一种新兴科技,甚至连某种不相干的产品也常常被冠之以纳米头衔,以吸引公众注意力。1纳米等于10亿分之一米,大约一个原子的尺寸,纳米技术完全将人类科技带入了微观世界。  目前,在生物医药领域,纳米材料主要指纳米颗粒。“纳米颗粒之所以比其他材料有更好的效果,得益于它特殊的性质。”蒋兴宇说。  那么,在生物医药领域应用纳米材料,将如何帮助人们实现寿命的延长呢?  定向清除癌细胞  纳米颗粒作为药物,使得药物在人体内的传输更为方便。目前,实验室研究发现某些纳米颗粒包裹的药物进入人体后,可以主动并攻击癌细胞或修补损伤组织,在肿瘤治疗方面存在很多优势。  目前的癌症治疗,主要采用全身给药的方式,会产生一系列副作用,在杀死癌细胞的同时,也会伤害正常的细胞。例如,化疗时人会出现脱发、浮肿等反应,这些强烈的反应往往造成病人系统性衰竭或者死亡。用纳米颗粒研制靶向药物可以实现精确给药,定向清除癌细胞,不伤害正常细胞,大大减轻患者的痛苦。  “预防、诊断和治疗三方面共同作用,从理论上说,人的寿命应该会延长。但这只是从理论上说,因为现在基本在实验室阶段,有些初期的产品,都没有大规模应用。新的技术和新的方法都有不确定性,不能因为看起来原理好,就一定能起作用。”  纳米机器人可修复组织  未来,纳米在生物领域的一个重要用途,就是制作纳米机器人。  纳米机器人潜力巨大,它甚至将超过信息技术和工程,成为21世纪决定性的技术。科学家预计,到2030年人类可能采用一种“纳米机器人”技术来对人脑进行扫描,并可控制基因,消灭遗传病。人类可以利用迅速查出自己基因密码中的错误,并迅速利用如同人体血液细胞大小甚至更小的纳米机器人进行修正,使人类可以消灭各种遗传缺陷。这些机器人以十亿计的数量使用,它们能探测每一个毛细血管,甚至能对神经细节进行近距检测。  更了不起的是,通过高速无线连接,这些“纳米机器人”能相互联络,以及同编制大脑扫描数据库的电脑沟通。当然,这些机器人还能从无线网络上获取信息,人们可以在千里之外遥控它们。  ―――问题篇―――纳米药物不是万能药  “纳米技术不是万能药,并不是说应用了纳米技术就真的让人长生不老,只是从已知的情况看,从原理角度说会对延长人的寿命起作用。但是每个人情况不同,我们对于生命体工作原理的研究还并不透彻,所以还无法预测纳米技术能够带来什么样的生物效应。”蒋兴宇研究员说。  一种新药的研发一般要十多年的时间才能推向临床,要经历一系列验证药物安全性和有效性的过程,才能最终在人身上使用。目前,以纳米颗粒为的靶向药物开始走上临床阶段,也只是临床试验的最初阶段,并不是临床结果。  纳米机器人会对人类形成威胁  正如同原子能一样的多数高科技一样,水能载舟,也能覆舟,纳米机器人也会对人类形成威胁。据一份科学报告称,纳米机器人能自我复制,将它们穿过的每一样物质的结构都复制成它们自己,而人类无法阻止这种过程发生。  ―――思考篇―――长寿可能引发新疾病  人类的寿命延长了,是否会产生一系列影响寿命的新疾病、新问题呢?  蒋兴宇研究员说:“可能会产生新问题,但是目前还无法预见。以前人类寿命很短的时候,诸如老年痴呆症、亨廷顿病等神经疾病相对较少,但是现在此类疾病的发病率却在不断增高。得这些病的人多了,不能只简单地认为是发病率增加了,还要考虑人寿命普遍延长的大背景。因此,假如人的寿命再延长,现在没有显示出来的问题也可能会不断出现。”  寿命延长带来社会问题  假如人人都活到两百岁,地球将是一个什么样的情况?对于人口庞大的中国而言,寿命的无限延长是否会带来更多的社会问题等等,恐怕不是纳米技术专家能够回答和解决的问题。  从人类发展史看,人类社会一直是伴随着科学技术的改变而改变的,我们有理由相信纳米技术的出现和应用在一定程度上会影响人类社会的改变,但能够在多大程度上起作用,似乎现在作出一个肯定性的预期还为时过早。  新闻缘起  12月3日,美国人工智能专家雷?库兹维尔预见了人类20年后的蓝图。他预言,人的血液里将可以被植入一种名为“纳米虫”的机器人装置,可修复人体组织器官。目前,生物学家已经发明出第一代“纳米虫”,例如美国麻省理工学院的研究者已经拥有一种特殊的监测技术,可以利用“纳米虫”发现血液中的癌细胞并消灭它们。预计25年后,科学家将研制出比第一代“纳米虫”功能强大10亿倍的类似装置,届时,未来人类寿命有望达到数百年。  纳米机器人将用三年长出手脚  一种长得十分奇特的“重庆籍医生”在国际上名声大噪―――该医生长得像一颗胶囊,把它吞进肚里,消化道内的情景就可以像放电影一样在电脑屏幕上一目了然。这项由重庆本土金山科技公司研创的全球领先纳米机器人医生升级计划正式获得国家863计划基金扶持,相关科研人员准备花3年时间,让该机器医生长出手脚给人治病。  据介绍,由重庆科研人员开发的这种名为“OMOM胶囊内镜系统”的纳米机器人医生已经是第二次被列入国家863计划。这种机器人目前还只能钻进人的肚子里通过传输图像“瞧病”,还没有治病的本事。  专家称,根据升级计划,机器人医生在未来3年内,要学会以下医疗技术:当机器人医生发现可疑病变组织后,立即能伸出“手”来取样进行活检,同时,发现胃出血等病症后,可以长出“脚”来,像医生一样对病变部位进行修复和治疗。这一切都是在不知不觉中完成的,患者在接受“手术”期间可以照常上班和进行户外运动。适用的疾病不仅包括常见的消化道疾病,还包括食道癌、胃癌、肠癌的活检。这些手术目前还需要开刀进行。
众说风云 (已有0条评论)
* 游客填写 & &* 用户名
上海、北京及广州生物技术相关行业最新的职位信息,尽在生物招聘。
成功的秘诀
为你的职业拓宽道路
Eppendorf 荧光定量 PCR仪
ABI Stepone TM 实时定量PCR仪,最新的软件系统,界面友好,操作简单
各种厂家和各种规格的PCR产物纯化试剂盒
最全的定量PCR试剂
从引物设计到实验全程服务纳米科学_百度百科
声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。
技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的。是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、)和现代技术(计算机技术、微电子和技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。
是研究于纳米尺寸(1~100nm)时,物质和设备的设计方法、组成、特性以及应用的应用科学。“纳米科学”最初的设想来自于著名物理学家费曼1959年在加州理工大学的一次演讲。经过半个多世纪的发展,特别是上世纪末期,随着测量与表征技术的显著提高,纳米科学技术得到了飞速的发展,已经成为一门集前沿性、交叉性和多学科特征的新兴研究领域,其理论基础、研究对象涉及物理学、化学、材料学、机械学、微电子学、生物学和医学等多个不同的学科。
进入21世纪,世界各国纷纷意识到纳米科技对社会的经济发展、科学技术进步、人类生活等方面产生了巨大影响,加大了对纳米科学技术研究力度,将其列为21世纪最重要的科学技术。美国、欧盟、日本纷纷将纳米科学技术的研究和发展列为国家科学技术发展的重要组成部分,我国也于2003年成立国家纳米科学研究中心,并与2006年将纳米科学与技术研究列为《国家中长期科学技术发展规划纲要》的四大重点学科之一。
纳米科学定义
能操作细小到0.1~100nm物件的一类新发展的高技术。生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。
纳米科学应用
当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、和计算机技术、医学与健康、和航空、环境和、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出和仿生材料。
1、纳米是一种几何尺寸的度量单位,1纳米=百万分之一毫米。
2、纳米技术带动了技术革命。
3、利用纳米技术制作的药物可以阻断,“饿死”癌细胞。
4、如果在卫星上用纳米集成器件,将更小,更容易发射。
5、纳米技术是多科学综合,有些目标需要长时间的努力才会实现。
6、纳米技术和信息、生命科学技术是当前的科学发展主流,它们的发展将使人类社会、生存环境和科学技术本身变得更美好。
7、纳米技术可以观察病人身体中的癌细胞病变及情况,可让医生对症下药。
纳米科学纳米颗粒
纳米颗粒是纳米材料基元。用物理、化学及生物学的方法制备出只包含几百个或几千个原子、分子的“颗粒”。这些“颗粒”的尺寸只有几个纳米。
★脾气爆燥、易燃易爆的纳米金属颗粒 金属纳米颗粒表面上的原子十分活泼。实验上发现如果将金属铜或铝作成纳米颗粒,遇到空气就会激烈燃烧,发生爆炸。可用纳米颗粒的粉体作成功固体火箭的燃料、催化剂
★材料世界中的大力士--纳米金属块体 金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料,它会变得十分结实,强度比一般金属高十几倍,同时又可以像橡胶一样富于弹性。
★奇妙的碳纳米管 碳纳米管是由石墨中一层或若干层碳原子而卷曲而成的笼状“纤维”,内部是空的,外部直径只有几到几十纳米。比重只有钢的六分之一,而强度却是钢的100部。轻而柔软又非常结实的材料最好是作防弹背心。如果,用碳纳米管作出绳索,是从月球上挂到地球表面,而唯一不被自身重量所拉断的绳索。如果用它作为地球--月球乘人的电梯。
★善变颜色的纳米氧化物材料 氧化物纳米颗粒最大的本领是在电场作用下或在光的照射下迅速改变颜色。作成士兵防护激光枪的眼镜和广告板,在电、光的作用下,会变得更加喧丽多彩。
★刚柔并济的纳米陶瓷 纳米陶瓷粉制成的陶瓷有一定的塑性,高硬度和耐高温,使发动机工作在更高的温度下,汽车会跑得更快,飞机会飞得更高。
★爱清洁的纳米材料 把透明疏油、疏水的纳米材料颗粒组合在大楼表面或窗玻璃上,大楼不会被空气中的油污弄脏,玻璃也不会沾上水蒸气而永远透明。将这种纳米颗粒放到织物纤维中,做成的衣服不沾尘,省去不少洗衣的麻烦。
★法力无边的半导体纳米材料 半导体纳米材料的最大用处是可以发出各种颜色的光,可以做成超小型的激光光原。它还可以吸收太阳光中的光能;把它们直接变成电能。
★运送药物的“导弹”把药物制成纳米颗粒或者把药物放入磁性纳米颗粒的内部。这些颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动,如果在人体外部加以导向,使药物集中到患病的组织中,那么药物治疗的效果会大大地提高。
★新型纳米材料--碳纳米管 最近,科学家正在致力于一种新型纳米材料--碳纳米管的研究,这是一种非常奇特的材料,它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状&纤维&,内部是空的,外部直径只有几到几十纳米。这样的材料很轻,但很结实。它的密度是钢的1/6,而强度却是钢的100倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的了。如果用碳纳米管做绳索,是唯一可以从月球挂到地球表面,而不被自身重量所拉断的绳索。如果用它做成地球-月球乘人的电梯,人们在月球定居就很容易了。 纳米碳管的细尖极易发射电子。用于做电子枪,可做成几厘米厚的壁挂式电视屏,这是电视制造业的发展方向。
纳米科学发展史
纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。①
现如今,人类能够研究的物质世界的最大尺度约为10亿光年,这是我们已观测到的宇宙大致范围。而人类所研究的物质世界的最小尺度约为0.1阿米。
所谓纳米科技中的“纳米”用国际单位表示为m,用符号表示为nm,用物理中的原子来说,一个原子的直径为0.1-0.3nm。
纳米科技是指在纳米尺度(1nm到l00nm之间)上研究物质的特性和相互作用,比如原子和分子,以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。当物质小到1-100nm时,其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应使物质的很多性能发生质变,呈现出许多既不同于宏观物体,也不同于单个孤立原于的奇异现象。纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。
关于纳米技术的起源,最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼。1959年他在一次著名的讲演中提出:如果人类能够在原子和分子的尺度上来加工材料、制备装置,我们将有许多激动人心的新发现。他指出,我们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。那时,化学将变成根据人们的意愿逐个地准确放置原子的问题。1974年,Taniguchi最早使用纳米技术一词描述精细机械加工。20世纪70年代后期,麻省理工学院德雷克斯勒教授提倡纳米科技的研究,但当时多数主流科学家对此持怀疑态度。②
虽然当时的主流科学家对纳米技术不是很看好,总是怀疑的态度,但是随着科学技术的发展,纳米技术就像出水芙蓉一样渐渐的展现在科学家们的眼前。
20世纪70年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想,科学家们想通过纳米技术来实现当时不能完成化学材料和生物材料,但是仍有很多科学家持反面意见,他们认为纳米技术只是一个只能幻想而不可能完成的技术。直到1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。从此,纳米技术慢慢地被人们认可
1982年,科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜,这个重要的工具使得人类世界中诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究的分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。这个重要的工具对纳米科技发展产生了积极的促进作用。
1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。  1991年,碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是钢的10倍,这项技术的发现使得纳米技术成为科学家们研究的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。  1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。  1999年,巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。③  到1999年,纳米技术逐步走向市场,全年纳米产品的营业额达到500亿美元。  近年来,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心,把纳米技术列入新5年科技基本计划的研发重点;德国专门建立纳米技术研究网;美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心,美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元,近些年的投入也在保持大幅增加。
总而言之,纳米科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。80年代初发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器——扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等微观表征和操纵技术,它们对纳米科技的发展起到了相当大的积极促进作用。
目前,纳米技术已经成为人类科学中相对普遍的一项科学,但是纳米技术的发展却刚刚开纳米技术将在未来为人类带来很多意想不到的利益。
据日本阿普莱德研究所提供的材料介绍,以研究分子机械而著称的美国风险企业宰贝克斯公司的一项预测认为,纳米技术的发展可能会经历以下五个阶段:
第一阶段的发展重点是要准确地控制原子数量在100个以下的纳米结构物质。这需要使用计算机设计/制造技术和现有工厂的设备和超精密电子装置。这个阶段的市场规模约为5亿美元。
第二个阶段是生产纳米结构物质。在这个阶段,纳米结构物质和纳米复合材料的制造将达到实用化水平。其中包括从有机碳酸钙中制取的有机纳米材料,其强度将达到无机单晶材料的3000倍。该阶段的市场规模在50亿至200亿美元之间。
在第三个阶段,大量制造复杂的纳米结构物质将成为可能。这要求有高级的计算机设计/制造系统、目标设计技术、计算机模拟技术和组装技术等。该阶段的市场规模可达100亿至1000亿美元。
纳米计算机将在第四个阶段中得以实现。这个阶段的市场规模将达到2000亿至1万亿美元。
在第五阶段里,科学家们将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置,市场规模将高达6万亿美元。
宰贝克斯公司认为,虽然纳米技术每个阶段到来的时间有很大的不确定性,难以准确预测,但在2010年之前,纳米技术有可能发展到第三个阶段,超越“量子效应障碍”的技术将达到实用化水平。④
我相信纳米技术在不久的未来会给人类带来巨大的利益,将会是继计算机、基因技术之后世界强国追逐的又一大科技热点。因为纳米科技的魅力主要在于它几乎可以将人类目前所有的高科技重新定义。随着纳米科技的逐渐起步,很多在科幻小说中形容的外星人高科技对地球人来说也开始变得极为可能。
①摘自: 张邦维化学工业出版社
②摘自: G.霍兹科学出版社
③摘自:纳米生物技术:概念‘应用和前景 C.M.尼迈耶(Christof M.Niemeyer)、C.A墨尔金(Chad A.Mirkin)、马光辉、苏志国化学工业出版社
④摘自:中国科协信息中心

我要回帖

更多关于 中国14纳米芯片光刻机 的文章

 

随机推荐