纳米技术发展史篇1
【关键词】纳米材料；纳米技术；应用
有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究，美国从2000年启动了国家纳米计划，国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次，与纳米技术有关的国际期刊也很多。
一、纳米材料的特殊性质
纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质，往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、剂等领域。
（一）力学性质
高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。
（二）磁学性质
当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。
（三）电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
（四）热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。转（五）光学性质
纳米粒子的粒径远小于光波波长。与入射光有交互作用，光透性可以通过控制粒径和气孔率而加以精确控制，在光感应和光过滤中应用广泛。由于量子尺寸效应，纳米半导体微粒的吸收光谱一般存在蓝移现象，其光吸收率很大，所以可应用于红外线感测器材料。
（六）生物医药材料应用
纳米粒子比红血细胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由运动，如果利用纳米粒子研制成机器人，注入人体血管内，就可以对人体进行全身健康检查和治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物等，还可吞噬病毒，杀死癌细胞。在医药方面，可在纳米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品纳米材料粒子将使药物在人体内的输运更加方便。
二、纳米技术现状
目前在欧美日上已有多家厂商相继将纳米粉末和纳米元件产业化，我国也在国际环境影响下创立了一（下转第37页）（上接第26页）些影响不大的纳米材料开发公司。美国2001年通过了“国家纳米技术启动计划（NationalTechnologyInitiative）”，年度拨款已达到5亿美圆以上。美国科技战略的重点已由过去的国家通信基础构想转向国家纳米技术计划。布什总统上台后，制定了新的发展纳米技术的战略规划目标：到2010年在全国培养80万名纳米技术人才，纳米技术创造的GDP要达到万亿美圆以上，并由此提供200万个就业岗位。2003年，在美国政府支持下，英特尔、蕙普、IBM及康柏4家公司正式成立研究中心，在硅谷建立了世界上第一条纳米芯生产线。许多大学也相继建立了一系列纳米技术研究中心。在商业上，纳米技术已经被用于陶瓷、金属、聚合物的纳米粒子、纳米结构合金、着色剂与化妆品、电子元件等的制备。
目前美国在纳米合成、纳米装置精密加工、纳米生物技术、纳米基础理论等多方面处于世界领先地位。欧洲在涂层和新仪器应用方面处于世界领先地位。早在“尤里卡计划”中就将纳米技术研究纳入其中，现在又将纳米技术列入欧盟2002——2006科研框架计划。日本在纳米设备和强化纳米结构领域处于世界先进地位。日本政府把纳米技术列入国家科技发展战略4大重点领域，加大预算投入，制定了宏伟而严密的“纳米技术发展计划”。日本的各个大学、研究机构和企业界也纷纷以各种方式投入到纳米技术开发大潮中来。
中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。
三、前景展望
经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。
纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。
纳米技术发展史篇2
版画是印刷术发展过程中的一个副产物。印刷是纯粹的复制技术，在历史上，版画摆脱了复制功能才被承认为独立的版画艺术。丝网印刷作为一种印刷方式，历史非常悠久，但作为一种艺术形式却很短。丝网版画20世纪初始于美国，经过许多画家的实践探索，二次世界大战后又进入欧洲，逐渐为公众所接受，并得以跻身于版画艺术之列，与木版、铜版、石版并称为四大版种。中国的丝网版画起步于上个世纪70年代末，它嫁接西方的创作版画，于本土传统和现实生活的土壤中成长起来。在几代艺术家的共同努力下，丝网版画体系逐渐完善、丝网版画队伍日益成长和壮大。作为只有二三十年历史的版种已逐渐被大众喜爱，且被众多的艺术家认为是富有创新和充满生机的艺术表现形式。随着人们生活水平和文化素质的逐渐提高，丝网版画艺术品将以它独特的优势逐渐成为繁荣大众文化的重要形式之一。但是与其他版画种类相比，丝网版画无论是在教学上还是在创作上，都处于相对落后的位置。正如齐凤阁所说，我国的丝网版画正处在发展进程中的“平原阶段”。
丝印版画和传统的版种相比有着明显的区别，需要创作者在把握传统版画造型的基础上，加入新的表现语言和创作元素，给作品注入新的生命力。它的科技含量是其他版种无法比拟的，它以广泛性、包容性、灵变性实现了其他版种无法实现的构想，极大地开拓了版画新的视觉范围和表达语言。要使丝网版画艺术出现新的辉煌不仅需要在创作过程中能推陈出新，丝印版画也需要能结合当今科学技术大胆创新。
2、丝网印刷与丝印版画
原始人在岩石上拓印的图形和斐尼基岛上的土著利用植物叶茎漏印图形的方式被认为是网印技术的最古老的形式。然而几千年来这种印刷形式一直停留在利用镂空图形漏印的原始阶段。一直到日本人发明了利用发丝等纤维物质解决图形分割的搭桥技术，才使得孔版技术的表现力得到了划时代的进展。较其他印刷相比，丝网印刷适应较大幅面的图形印刷，不受承印物大小的限制；印刷油墨较厚，色彩鲜艳、覆盖力较强；可在柔软、曲折、粗糙、易碎和各种成型物上印刷。在过去的一个世纪里，丝网印刷从手工操作发展到成熟的工业化程度，其应用领域也十分广泛，例如大型广告、陶瓷图案、电子线路板、光盘印刷，防伪印刷等等。随着大工业的飞速发展，各种印刷机械的产生，丝网印的低成本高效率以及宽泛的材料使用和制版方式，使其成为一种版画家族中最具活力、最为丰富、适用范围最为广泛，也最有市场的艺术形式，而这一切都不能不归功于科学技术的发展与进步。
丝网印刷术与丝网版画是两个不同的概念，前者指的是技术，后者指的是艺术。技术与艺术相比较，技术的目的性应用性更强，艺术的目的就是其本身，是反映着创作者的一种精神指向，是创作者对艺术的理解和对生活的感受。丝网印刷从开始的绷网、刮胶到感光制版、印刷，是一个技术性很强的过程。丝网版画要求创作者既要熟练掌握印制技术，更需要探讨艺术创造规律与技术的融合，充分体现丝网版画语言的特殊性。丝网版画的制版印刷过程，也就是艺术再创造的过程，因此丝网印刷只有在版画艺术创作中才能拓展它技术的空间。反之丝网印刷材料和设备的发展，有助于提高艺术家对多种技法和材料的驾驭拓展能力。从而形成更多更丰富的创作风格，太大的推动我国丝印版画的发展。
3，当代科技对丝网版画的推动
丝印版画是现代工业的产物。近几年日新月异的网印技术和器材，不但为丝网版画专业人员带来了新的创作契机，更吸引了其他门类艺术家的关注和参与，为丝网版画提供了更大的发展可能和实验研究空间。作为是绘画领域里重要的画种之一，丝网版画是以版材作为媒介物制作出来绘画作品，它是美术与印刷术相结合的产物。目前，高品质水性油墨的引入使丝网版画摆托了以往油性油墨气味大、清洗不变、有害健康的诸多问题；计算机技术已经广泛应用于印刷各环节；现代感光材料的应用使制版技术实现了一次飞跃，让艺术家们可以制作出更精美的作品。总之，丝网版画的发展不仅需要创作者们的灵感，更需要优质的材料与先进的制版印刷的技术和机器设备。
3，1造纸术
丝印版画中用到的承印物基本都是纸材，纸材品质的高低直接影响了作品的艺术水平，好的纸材能够提升作品的品味和质量，性能优良的纸张，能完整地完成油墨转移，使图文清晰、饱满地再现于纸张上，从而获得令人满意的复制效果。纸张的平滑度、吸墨性、表面强度、含水率、酸碱度、白度和不透明度等特性指标都会对印刷品的性能产生一定影响。例如，纸张平滑度：它决定了在压印瞬间，纸张表面与着墨的印版或橡皮布表面接触的程度，是影响油墨转移是否全面，图文是否清晰的重要因素。纸张的油墨吸收性能是影响印刷品质量的重要的印刷适性指标。纸张的白度越高，其表面越能使油墨色彩的特性准确表现出来。白色纸张可真实、客观地反映出印刷品彩色画面的全部色彩，提高文字墨迹的反差，使复制品色彩鲜艳、层次丰富、反差鲜明。而表而强度差的纸张，当印刷过程中油墨施于纸及纸板表面的外向强力大于纸及纸板的内聚力时，则会出现起毛、掉粉、起鼓等现象。丝网版画创作者可以根据自己的创作意图和画面要求选择各种的性能纸张，或利用纸张性能进行个性化的刨作制作。
3，2纳米技术
纳米(nm)如同厘米、分米和米一样，是度量长度的单位，一纳米等于十亿分之一米。纳米科技就是一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学，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。
自从1994年美国的马萨诸赛州XMX公司成功申请了用于制造油墨用的纳米级均匀微粒原料的专利后，纳米技术在油墨领域掀起波澜。将纳米颗粒添加进油墨中去，或者将制造油墨的原材料(如树脂、颜料、填料等)制成纳米级大小，这样就生产出来了纳米油墨。在丝网版画中用到的油墨一般都需要较高的品质，纳米油墨无论是在附着力还是色彩饱和度都大大的优干传统油墨。用于丝网版画的传统油墨颜料颗粒大，与纸的表面附着力差，容易使纸产生褶皱和断裂。许多普通油墨在制造过程中都需要添加表面活性剂来降低连接料的表面张力，使得整个体系的亲和性增加。而纳米颗粒本身就具有很好的表面润湿性，它们吸附在油暴中颜料颗粒的表面，使得油墨的亲油以及润湿性提高，并让油墨的固、液结构达到稳定，所以，添加了纳米颗粒的油墨都能在很大程度上提高其印刷适性。纳米Ti02是永久性的紫外线吸收剂，将它加入到树脂油墨中，紫外线的透过率显著降低。这种油墨用在丝网版画中可以保护画质，防止面质老化。另外，纳米Ti02的光学效应随粮径而变化，尤其是金红石型Ti02具有随角异色效应，即从不同的角度观察，可以看到不同的颜色。如果将它与闪光铝粉或云母珠光颜料并用时可产生多色效应，使丝网版画画面色彩斑斓。纳米Si02比表面积大，表面上带有一些不同键合状态的羟基，这些羟基可使邻近的Si02颗粒间相互作用而形成氢键。在剪切力下氢键被破坏，粘度下降，剪切力消除，氢键又重新形成，这样就使其具有良好的触变性能，应用在油墨中大大改善油墨的流变性及悬浮稳定性等。另外，有的纳米颗粒(如含“-N＝N-”基团的纳米颗粒)具有发光基团，可以自己发光，经几分钟光照就可以在黑暗中发光12小时以上，无毒、无害、稳定、耐候，可以用于防伪油墨。将纳米技术和防伪技术相结合研制开发的纳米防伪印刷油墨不仅具有良好的印刷效果，而且可使防伪效果和防伪性能进一步改善。艺术家们可以利用它来进行创作或设计签名，已达到防伪的目的。在艺术创作中，纳米化油墨能够更好地表达出创作者预计要印的各种颜色和特殊效果以及丰富的层次，为丝网版画艺术家创造了一个下净、便利、舒适、安全的创作环境。
另外，纳米技术在造纸术中也有突出的作用。例如，木材加工到纳米级后，木材的内部结构被破坏，纤维素、半纤维素和木素等组分可以用机械方法进行分离，大大提高制浆率。同时，也降低了造纸工业由于化学分离所造成的环境污染和能源浪费；纳米Si02的加入可以改善纸浆的流变性能；钛白是最好的白色颜料，造纸时纳米Ti02可以作为优良的增白剂来应用；纳米CaC03是一种良好的填料，用它代替木桨和其它填料，可改善纸张的光泽度、致密度等；而纳米硅溶胶可以增强纸张的抗拉伸、耐摩擦等力学性能。目前，一种新型纳米防水纸研制成功，它通过在普通纸表面制备纳米结构层，使普通纸除保持纸张原有的书写、复印功能外，还具有超级疏水性和防潮性能。这种纸张应用到丝网版画中，将的到一幅防水防潮的版画作品，有利于它的保存。
总之，在纳米技术突飞猛进的今天，它必将为丝网版画开辟一片新的天地。
3，3制版技术
现代丝网版画一般使用的是光化学制版。光化学制版形成的版膜适应不同种类油墨的性能要求；具有相当的耐印力，能承受刮墨版的相当次数的刮压；与丝网的结合能力好，印刷时不产生脱膜故障；易剥离，利于丝网版材的再生使用。早期用重铬酸镶和明胶或聚乙烯醇混合制感光版，造成严重环境污染，影响人的身体健康，被勒令停止使用，探索不得不停止，制约了丝网版画的进一步发展。后来，无污染重氮感光胶的研制成功，使得丝网版画在中国的“生命”得以延续。与传统的手工雕制版相比，丝网感光制版大大提高了制版效率，降低了出错风险、制版周期和制版成本，使丝网版画迈向了现代化科学技术的新领域。
随着科学技术的不断前行，目前已经出现了许多新型的制版技术：(1)计算机直接制版技术(cTP)：它可以分为喷墨CTP和激光曝光CTP。①喷墨CTP通过喷射不透明油墨到涂好感光板的网版上，用“墨点”代替胶片上的网点部分，然后用紫外光进行晒版，显影后“墨点”覆盖的感光胶因未见光不发生固化，从而可以被冲掉，露出网孔。喷墨CTP的优点是可以对网版全面曝光而不必担心图像损失细节，但关键问题是油墨必须有足够的密度以阻挡全面曝光时的紫外光。②激光曝光CTP：将数字信号发送到激光控制系统，过计算机控制激光曝光器在网版上成像，见光部分交联硬化，然后显影，制成丝网版。这种系统相当于把网版当作胶片，用激光产生的光束直接进行曝光。与喷墨类CTP相比，该系统用激光代替油墨，不需要后面的晒版步骤。(2)激光烧蚀网印直接制版：先在金属丝上涂好丝网感光胶并使之干燥，再在网版上覆盖一个金属图像罩，用二氧化碳或氩激光烧穿感光层，从而让丝网版上的图文网孔通透。(3)模板直接成像制版：在网版涂上一种化学涂层，用计算机在已喷涂好化学涂层的模版上根据原稿图像扫描，之后用水冲掉化学涂层即可成像。
这几种制版方法都将作为以后的发展方向，将计算机制版技术应用于丝网版画，能够有效提高作品的美感和精细度，为丝网版画带来新的发展动力。
3，4数码技术
制作一幅丝网版画是一个复杂的过程，包括主题的确定、材料收集、图像处理、黑稿输出的前期工作以及感光成像、套色印刷等一系列后期制作工作，而现代数码技术几乎贯穿整个前期过程。目前，大幅面数码印刷技术得到了显著的发展。该技术所具有的快捷有效的编排、高品质的成像技术、色彩的一致性和更短周期等优势，已转化成了相对于传统印刷更高的效率和利润。计算机图像处理的功能不仅在美术设计领域举足轻重，而且在纯绘画领域也大显身手。目前，结合数码技术的技法，已应用在版画的诸版种里。在丝网版画的创作中，前期的图像处理阶段可以采用电脑有的放矢的进行。数字图片最大的优势是人们能够通过计算机用图像处理软件对图片进行编辑，编辑的手段多样而全面，省时省力而且节省了空间，这是传统的暗房处理所望尘莫及的。它既可以模拟传统暗房中所有的特殊加工技巧又拥有许多自己独有的手段，例如，可以轻松而准确的调节色相，亮度。饱和度等，还可以通过滤镜功能得到一些特殊的效果。对于另外，如前所述，随着电脑数字处理技术的不断成熟，网版印刷制版技术发生了一场重大的技术革命，这便是计算机直按制版法――CTP。这种制版方法制作的模版，不变形、对位准，印刷精度高，是今后发展的方向。数码技术带给丝网版画技术方面的优势的同时，也改变着丝网版画艺术创作的方方面面。
4、结论与展望
纳米技术发展史篇3
【关键词】碳纳米管;制备;场发射显示器;工作原理;性能
Abstract：Carbonnanotubeisconsideredasanidealfieldemissioncathodematerialforitsgoodelectronemissioncharacteristic.Thispaperdescribesthecharacteristics，classificationandpreparationofcarbonnanotube，introducesthestructure，workingprincipleandpreparationofcarbonnanotubefieldemissionflatpaneldisplay，analyzestheadvantagesanddisadvantagesofit，putsforwardsomeimprovementideas，andprospectsitsdevelopmenttrend.
Keywords：Carbonnanotube;Preparation;Fieldemissiondisplay;Workingprinciple;Property
1.引言
目前科技信息产品都朝着短、小、轻、薄的方向发展，有着悠久历史的显示器产品当然也不例外。传统的阴极射线管（CRT）显示器具有高亮度、高分辨率、全视角、快速响应等优点，其色彩和画质优越，成为人们衡量显示质量的无形标准。但CRT存在着体积庞大、功耗高等缺点。为解决该缺陷，科学家们随后研制出薄膜晶体管液晶显示（LCD）、等离子体显示（PDP）、有机电致发光显示（OLED）、场致发射显示（FED）等新型显示器件方式。
其中，FED既具有CRT的亮度足、分辨率高、视角宽、响应快、色彩饱和度好等优点，同时，它的工作温度宽、轻薄、成本低、功耗低，被认为是下一代非常有潜力的平板显示器之一。FED的关键部分是阴极电子发射材料。传统的尖锥冷阴极的制备工艺复杂、价格昂贵、难以满足大面积制备的需要，而且对工作环境真空度要求极高。碳纳米管（CNT）因具有良好的电子发射特性而成为理想的场发射阴极材料，无疑给FED注入了新的活力。
2.碳纳米管（CNT）概述
CNT是由六边形排列的碳原子构成的石墨平面按一定的方向卷曲而形成的无缝、中空、管状的一维纳米材料，因具有“大的比表面积、高的化学稳定性、高的热导率、高的机械强度、多样的制备方式、简单的工艺、低廉的成本”等诸多优点，而成为“最有前途的阴极电子发射材料”。如图1所示。
图1CNT的结构
2.1性能
CNT的尖端曲率半径处于纳米量级，通过尖端效应使得场增强效应更加明显，在较低的电场下，CNT能够维持较高的发射电流密度。通常超过10mA/cm2，能够满足工业达到平板显示效果所需要的电流密度。
CNT具有大的长径比，在场致发射过程中，微尖会产生一系列不可逆转的变化，促进发射能力，进而延长了CNT的工作寿命。此外，CNT是良导体，并且具有极佳的化学及物理稳定性，在真空中使用温度可以高达2000摄氏度，为工艺实现平板显示提供了更大的发展空间。
2.2分类
CNT分为单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）。SWCNT只含有一层石墨烯片。MWCNT含有多层石墨烯片，层数从2～50不等，层间距约为0.34nm，典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。在显示技术中使用的是MWCNT。
2.3制备
目前制备MWCNT的主要方法有3种：石墨电弧法、激光蒸发法和化学气相沉积法（又称催化裂解法）。
石墨电弧法是在惰性气体中对两个石墨电极施加高压，阴极上产生排列整齐的碳质丝状物质（两端封闭的MWCNT）和小颗粒的混合体。该工艺的优点是设备简单;缺点是产品纯度低，不宜连续生产。
激光蒸发法是利用激光刻蚀含有金属催化剂的石墨靶。碳在高温炉中蒸发，在惰性气体携带过程中，碳原子互相碰撞形成CNT。该工艺易于连续生产，但设备复杂、能耗大、投资成本高。
化学气相沉积法是使用铁、钴、镍等金属颗粒状的薄膜作为生长核并放置在高温炉中，通入的碳源气体在加热区碳化沉积并在生长核的作用下形成CNT。该工艺的主要缺陷是加热温度高。可喜的是，近年来，生长温度已经可以控制在600℃以下。
3.碳纳米管场发射显示器（CNT-FED）的工作原理
三极管型CNT-FED主要由阴极、栅极和阳极构成。如图2所示。阴极为CNT场发射阵列，阳极采用涂覆荧光粉的透明导电膜，通常是氧化铟锡（ITO）。三端分别与各自的驱动电路相连。阴极和栅极互相垂直，每个交叉点对应于一个像素点，实现矩阵选址。固定阳极电压，调节栅极电压，当两种叠加电场超过CNT的阈值电场时，CNT的微尖由于隧道效应而发射电子，并轰击阳极上的荧光粉层，该像素点被点亮，否则像素点被截止不发光。
图2CNT-FED的结构
目前CNT-FED主流的两种制备方法是丝网印刷法和直接生长法。不管是哪种方法，要适用于大屏幕显示屏都必须满足：成本低、发射均匀、CNT基板接合牢固。
丝网印刷法是将石墨电弧法或者激光蒸发法制备的CNT进行纯化处理，然后融入有机溶剂，利用丝网印刷移植到导电衬底上。该方法操作简单，但用这种方法制备的阴极中的CNT分布很难控制，很难满足高精度阴极图形制作的要求;而且容易在阴极薄膜中引入杂质成份，从而影响CNT薄膜的场发射能力。
直接生长法是首先在基板上用光刻胶做出图形，再用蒸发、溅射或溶液沉积等方法形成一层催化剂薄膜，然后剥离光刻胶，形成所需的催化剂薄膜图案。再用化学气相沉积法在基板上有催化剂的地方生长大面积均匀CNT阵列。该方法整个工艺流程在大面积和实用化方面有很好的潜力。
T-FED的性能分析
4.1优点
传统的FED主要将金属尖锥、硅尖锥阵列等作为场发射电子源。当制作大面积的FED时，工艺过程复杂，均匀性难以控制，而且尖锥极易受感染或者遭电子或离子轰击。所以在制作成本、工作寿命、工艺控制等方面存在极大缺陷，很难达到理想的效果。
而CNT具有优良的场发射性能和优异的稳定性，制备而成的CNT-FED具有较好的均匀性及较高的发光密度，成本也较低，且具有CRT画质优异以及LCD薄型低耗的双重优点。
4.2缺点
使用化学气相沉积法制备CNT需要高温，应努力寻求在低于500摄氏度以下用该法生长CNT的工艺。CNT的平整度也亟需改善，应改进工艺使催化剂斑点在形成过程中光滑平整，其粗糙度从通常的10μm左右降到亚微米量级。此外，还需要继续研究大面积显示、可靠性、发光均匀性、器件寿命等问题。
5.总结
阴极碳纳米管的制备以及器件的封装是碳纳米管场发射显示技术的关键。碳纳米管由于其独特的结构和化学物理性质，在场发射显示应用方面显示了诱人的前景。我们相信，随着研究的不断深入、科技的不断进步，实现碳纳米管场致发射显示器“均匀稳定地发光、使用寿命更长、功耗更低、清晰度更高、色彩更纯正”的目标指日可待。
参考文献
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纳米技术发展史篇4
沛纳海悠久的传统最早可追溯到文艺复兴时期的佛罗伦萨。1860年，商人、工艺师兼发明家乔凡尼?沛纳海（GiovanniPanerai）在佛罗伦萨城中开设了首家制表工坊，这家钟表店最初位于感恩桥（PontealleGrazie），名为“OrologeriaSvizzera”(瑞士钟表店)，其后搬迁至圣乔凡尼广场（PiazzaSanGiovanni）的圣芝奥凡尼（PalazzoArcivescovile）内，至今仍是沛纳海佛罗伦萨总部所在地。
1916年，吉朵?沛纳海（GuidoPanerai）注册第一批由沛纳海研发的专利技术，由此展开了沛纳海源远流长的创新历史。当时沛纳海已成为意大利皇家海军供应商多年，根据军方的要求，沛纳海创新出Radiomir，一种以镭为基础的发光材质，作为仪器和表盘的夜光涂剂之用。
之后，沛纳海就开始了品牌的创新之路，不断研发超越，1938年至1949年，沛纳海对Radiomir腕表进行了进一步的改善性能，并于1956年开发了Radiomir的潜水腕表，坚固耐用，同时配备刻度表以便计算潜水时间。1972年，吉朵之子乔瑟夫?沛纳海（GiuseppePanerai）去世，工程师迪诺?哲（DinoZei）接手管理沛纳海家族事业，并创立“沛纳海”（OfficinePanerai）商标。在此期间，沛纳海仍然是意大利海军的秘密供应商。
自1997年成为历峰集团旗下品牌，集意大利设计与完美的瑞士制表工艺于一身的沛纳海，每年均会对其150年的辉煌历史作重新演绎，打造出以卓越性能、美学设计及完备功能为本的高精密时计。
2002，纳沙泰尔制表厂
在沛纳海的历史中，2002年是极其重要的一年。在这一年，公司开始研发首枚自制机芯，并将其命名为“P.2002”，以庆祝这一重要里程碑时刻。同时于纳沙泰尔――这个具有最悠久瑞士制表传统的地区之一开设制表厂。
自2002年以来，位于纳沙泰尔的沛纳海制表厂在很短时间内便自行研发并制作出一系列功能广泛的独创机芯，在高级钟表制造行业内亦可谓不俗。沛纳海制表厂无疑是一座“LaboratoryofIdeas创意实验室”，通过不断延续、并重新诠释品牌悠久的创新历史，将往昔与未来在这里交汇融合。
沛纳海制表厂下设多个工厂，但其总部则设于纳沙泰尔市中心一座19世纪的建筑内，这些工厂分别负责沛纳海腕表的各个生产环节。每一枚腕表都尊崇沛纳海的历史传承，无论是理念上还是设计上都完全源于意大利。在工厂内，各个生产步骤都严格被执行。
从草图到绘制技术图，都由纳沙泰尔制表厂内的研发部门负责，形成一个三维立体的发展模式。根据型号，制作原型模具的各个环节极为细致，由全手工打造，起初用腊，随后用金属。表壳的生产与组装、机芯的生产与组装、腕表的组装与质控全部都在制表厂内完成。
设计生产新机芯
从沛纳海腕表的每个细节，到腕表的设计及制作目的，均传承品牌的非凡传统――放眼未来，持续追求卓越技术，让每枚全新推出的沛纳海表厂系列腕表均独具特色。
P.3000手动上链机芯，就是一款创新新品，完全由位于纳沙泰尔的沛纳海表厂设计、研发及生产，无论是从机芯架构，还是性能、强度、精准度、长动力储存方面，均延续了沛纳海机芯的所有主要特点。
P.3000机芯厚5.3毫米，直径16?法分，其宽阔的尺寸，源自沛纳海历史表款。这款机芯拥有极具识别性的结构，如?夹板机芯：一大一小两个夹板，覆盖了绝大多数的机械零件，通过一系列厚实螺钉固定在底部夹板上，构成一种极为巩固的结构。
机芯装配21颗宝石，配有两个相连发条盒。此设计为修长纤幼的发条赋予3日动力储存，让发条能在更长时间内释放更加平均的动力。罕见的可变惯量型特大平衡摆轮（13.2毫米），外圈装配四颗调节螺钉，无需卸下整个装置，即可调校摆轮速率。配有双重支撑的摆轮桥板，比悬臂式单夹板更加安全稳固，摆轮振频为3赫兹，相当于每小时21,600次。配有Incabloc?防震装置及无卡度游丝，故无需使用调节杆。
除磨砂夹板和磨圆倒角（也就是将所有倒角均打磨抛光）之外，P.3000机芯还装配快速调校时间装置：一个12齿星形轮，加上一个小型弹簧离合器，即可让指示本地时间的时针以一小时为一格移动，而不会影响分针或腕表的运行。
技术研发新成果
在上世纪30与40年代，Radiomir和Luminor分别是两种不同夜光物料的名称。在专门为意大利海军突击队员设计的腕表中，沛纳海采用这些夜光物料来提高腕表在夜间及水底的辨读性能，历年来，这两个词汇已成为品牌最具代表性的两款不同外形的表壳名称，而其中一款表壳便是从另一款发展演变而成。事实上，当年为提高Radiomir表壳的防水性能，Luminor表壳便由此应运而生。Luminor表壳添加附有紧固杆的护桥装置，它在保护上链表冠的同时，大幅提高表壳的防水性能。此外，与表壳一体成形的大型、平直表耳，也取代了焊接于Radiomir表壳上的线型表耳。
沛纳海的新款Luminor19503Days-47毫米3日动力储存腕表首次采用当年从Radiomir改良至Luminor表壳演变过程中的设计，新款Luminor1950腕表配备经典的47毫米直径抛光精钢表壳，但却有着至今Radiomir仍具有的标志性浑圆枕形线条。
腕表的其它细节上，也同时体现品牌致力追求能完美糅合昔日风华与创新研发的设计：平滑的表底盖装配大型蓝宝石水晶玻璃窗口，将表厂自制的机芯美态尽收眼底；表耳宽度略微收窄，令整体外观更具感染力；表镜采用Plexiglas?树脂玻璃；表耳之间镌刻腕表型号，虽然这项设计在沛纳海近年设计中尚属首见，但此表壳实际是直接沿用了早期原创表款的做法；面盘上的“LuminorPanerai”字样不再是印制而成，而是采用早期的字体镌刻在表盘上。
表盘的结构也彰显了沛纳海专注技术研发以及对优良工艺传统的延续：它采用三明治夹层式结构，大量的夜光物料夹心于两层面盘之间，其光芒由上层表盘对应的镂空数字及小时标示处透出，因此在任何条件下均清晰可辨。时针与分针上，亦覆有相同的淡褐色夜光物料。
纳米技术发展史篇5
【关键词】纳米技术；环境保护；污水处理；废气处理
1、纳米技术的定义
纳米技术是近年来出现的一门高新技术。纳米是人其大小在0.1～100nm之间的x微小原子，是人类用肉眼无法看到的，纳米技术是产生在这种物质至上的一种技术，它的主要原理就是将微小的纳米原子进行重新的排列与组合，生产出新的产品的一种技术，这种技术不仅满足了人类的想象，而且利用了纳米材料的特点而发展的，纳米技术作为一种高新科技，目前纳米技术已经发展延伸到了人类生活的多个领域，而且纳米材料成本较低，人类已经完全接受了这种技术，并期待它有着进一步的发展，可以说，纳米技术的发展是人类科技发展的另一个阶段，是科学技术史上的一次革命，它不仅将克服传统环保技术材料的不足，而且生产出新型高效环保材料和环保技术，拓展了环保视野，提高环保能力，彻底改善环境状态，是环境保护工作的一次革命。
2、纳米技术在环境保护中的应用
2.1污水处理
污水通常指受一定污染的、来自生活和生产的废弃水，其主要污染物有病原体污染物，耗氧污染物，植物营养物和有毒污染物等，严重威胁人们的健康。污水处理就是将污水中的有害物质从水中去除。原始的污水处理，会造成再度污染，而且处理的速度慢，水质不能完全还原，一直不能达到人们理想的结果，这就依赖于纳米材料的技术应用了。一种新型纳米技术提取污水中的有用金属，将它们再利用，创造出新的价值。不但净化了污水，而且防止了资源的浪费。
此外通过纳米技术研发的一种新型的喷剂，这种喷剂的吸附功能是原始抨击功效的22倍左右，其处理过程可分为三步：
第一步：利用纳米净水剂将污水中的杂物吸取出来。
第二步：纳米材料的设备，应用于吸收水中的杂物，产生洁净的水资源
第三步：一种特殊的设备，分别装置纳米孔和纳米薄膜，将水放置到这一设备分别通过以上两种装置，在水通过的时候纳米材料就和水中的危害物质产生化学反应，提出危害物质，还原留存出净化水，提高水的质量
1）废水在无机污染下的处理
当水被检测成有重金属存在时，要注意了，这种水对人类会造成危害，这就是无机污染下的水资源，但直接处理掉不利用的话，又会造成资源浪费。纳米技术的发展为人类带来了希望，它将纳米材料放入水中，使得水中的有效金属自动脱离，这样的效果既能使用干净的水资源，又能吸取回水中的有用金属。
2）废水在有机污染下的处理
TiO2科作为纳米技术的引用材料，利用光的作用，与水中的有害物质产生化学反应，它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质。提高了水的质量，减少了污染。这样的实验为人们带来了喜讯，利用这种方式使得改善过的水资源，完全可以达到清洁的目的，对于饮用水的这种处理，是一个不错的选择，人们的生活用水要达到纯净，无污染的愿望完全可以实现。
3）出去饮用水中的有害物质
此净化技术既可以处理污水，也可以对自来水进行净化处理，去除细菌，把对人体有利的矿物质和元素保留下来。经过净化的自来水对人体健康很有利，可以保护肝肾免受伤害。
2.2污水的清洁和清新空气的再造
人们的生活环境一直被污染过的空气和水资源所困扰着，源源不断的新的产品使用在空气净化和污水处理的需求中，虽然有一些成效，但是也造成了一些负面的影响，以及成本的供不应求，针对于这种情况，纳米材料在新技术上得到了广泛的应用，房屋内部的空气改善就是纳米新技术的一个施展方向，为人们带来了绿色生活，清新的空气，而且纳米催化剂催化下的土质，用于路面建设也是一个不错的选择，使路面的成分中含有化学因子，减少空气中的有害物质，目前我们所研制的一种空气净化设备，就是纳米材料的一种应用，在人流比较拥挤的地方，使用较大型的设备，在其设备中添加纳米成分，这样在平常我们认为空气质量差的地方，感受到清新的空气，人们也更愿意在这种环境下绿色出行。同时又可以在，污秽的墙壁等地方，刷上含有纳米材料的催化剂，可以达到这个地方进行自己清洁的效果涂更加方便了人们的生活，改善了环境
1）去除空气中的有害化合物
这种化合物的来源主要是从没有被完全利用的物质中产生的，严重危害人类健康，纳米材料带来的新兴技术投入到物质的使用当中时不仅可以充分使用，而且会转变它自身的存在状态。通过化学实验，有害化合物中硫的含量就会减少，因此纳米技术不仅节约了能源，提高能源的综合利用率，减少了环境污染问题，而且使废气等有害物质的再利用成为一种可能。
纳米技术发展史篇6
沛纳海置地太子专卖店是品牌在亚洲于2002年开业的首家专卖店，也是全球第二家继意大利佛罗伦萨之后的历史悠久沛纳海专卖店。此次，为了庆祝香港的专卖店开业十周年，特别举办的腕表珍藏展共呈现出48枚沛纳海独特腕表，且每一枚腕表都是来自收藏家们视若珍宝的私人珍藏，非常难能可贵。这也是基于他们对于品牌的信任和喜爱，才如此慷慨无私地与大众分享，参观者也才得以有这次机会，在香港欣赏到众多集创意巧思的非凡臻品。
展览布置现场，外观设计犹如巨形Luminor腕表表壳，中央展厅由三面半透明墙环绕，参观者一进入即刻仿若置身于富有沛纳海历史传承色彩和独特意式设计的世界。两组双面设计的展柜内井然有序地展出48枚经典腕表，设置成为依照时针的线轴划分的四个展厅区域。
不同区域的特色展示
四个展区的布置各具内涵特色，A区是历史传承区，此区向宾客展示沛纳海深厚的意大利历史积淀，在展出的12款复刻腕表内包括Radiomir47毫米腕表(PAM00021)，它是沛纳海于1997年被历峰集团收购后推出的第一款稀有腕表，复刻了始创于1938年的首枚Radiomir腕表，并且首次以Radiomir命名于世人眼前。
PAM00412
特为香港推出的特别版表款，腕表底盖刻有香港最有代表性的地标，中银大厦为主体的维多利亚港沿岸景致，只在香港专卖店有卖，限量生产200枚。
B区是经典珍藏区，展出过去十年以来最为稀有的腕表，展出的18款展品，当中包括LuminorMarinaMilitare—44毫米(PAM00217)及稀有的LuminorMarina腕表-44毫米(PAM00412)。PAM00412则是专为香港沛纳海专卖店而设且只在其中有售的香港特别版，表背上刻有以中银大厦为主的香港的精细景致图案。
C区是精湛工艺区，卓越精巧机芯系列为展区的主角，并精选九款顶尖技术结晶于此。包括现代系列中的LuminorSubmersible1950Amagnetic3DaysAutomaticTitanio-47毫米3日动力储存防磁自动钛金属腕表(PAM00389)，搭载品牌自行研发的自动机芯P.9000，是沛纳海2012年最新推出的腕表并首次于亚洲区展示。此腕表采用以钛金属制成的表壳结构将防磁技术功能大大提升，而灵感源于1950年代为埃及海军所研发的型号。
创新意念的D区，展示沛纳海在特殊物料的开发上所实现的多项划时代的突破。因此，品牌特别展出九款最能代表这方面成就的腕表，当中包括RadiomirCompositeMarinaMilitare8Giorni－47毫米8日动力储存腕表(PAM00339)和Radiomir8DaysGMTOroRosso－45毫米8日动力储存两地时间红金腕表(PAM00395)。
最后，设置于展览会中央最引人注目的部分是Radiomir陶瓷材质表壳制作过程的展柜，曾于今年初展示在SalonInternationaldelaHauteHorologerie2012，再一次呈现沛纳海不断追求创新与采用特殊物料的信念。
从精心布置的展厅中，我们能体味到品牌根植于佛罗伦萨和海洋世界的永恒价值，同时又不断创新瑞士制表技艺，让每一枚全新推出的沛纳海腕表均独具特色。
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